CIRCUITO INTEGRADO 555 / CI 555

Circuito Integrado

CI 555

Concepto:

El circuito integrado CI 555 es un circuito integrado que es utilizado como temporizador, y se aplica en la generacion de pulsos y oscilaciones, el CI 555 puede ser utilizado para dar retardos de tiempo ( como oscilador) . Se introdujo por primera vez en la industria en el año 1951 por «Signetics» . Este temporizador es muy utilizado en la industria debido a su facilidad de uso y bajo precio.

El CI 555 puede trabajar desde 3 formas de funcionamiento : Monoestable , Astable y Biestable.

Historia :

A.- En el año 1970 el ingeniero suizo Hans R. Camenzind, al crear su libro sobre el estudio de los principios del oscilador controlado por tensión o VCO, aplico el desarrollo de un circuito integrado temporizado. Para este entonces Camenzind trabajaba para Signetics lo que ahora es Phillips. En la mitad del año 1970 Hans Camenzind completo el diseño de lo que seria el primer CI 555.

B.- En el año 1971 se creo el primer CI 555 por Signetics.

C.- En 1972 se introdujo por primera vez en el mercado los temporizadores CI 555.

También se puede llamar circuito integrado 555, datasheet 555, temporizador 555, integrado 555, circuito generador de pulsos, timer 555, 555 chip y algún nombre más con el que suele aparecer por ahí. Este circuito integrado se utiliza para activar o desactivar circuitos durante intervalos de tiempo determinados, es decir se usa como temporizador. Para ello, lo combinaremos con otros componentes cuyas características y forma de conexión en el circuito, determinarán la duración de los intervalos de tiempo del 555, y si estos intervalos se repitan continuamente o no.

 Ejemplos: para los que podemos usar el 555 son: luces intermitentes, regular el tiempo que tarda en apagarse una luz, ajustar el tiempo en una tostadora, etc.

 Los 555 tienen 8 patillas o pines, que se deberán conectar al circuito dependiendo cómo queremos que funcione.

Funcionamiento:

El CI 555 tiene 8 terminales para su conexión. Cada una de estos terminales cumple una función especifica, enunciemolas.

Terminal GND (#1).- Polo negativo de la alimentación, linea a tierra V: 0 Voltios,

Terminal TRIG (#2).- Es donde se establece el inicio del tiempo de retardo si el 555 es configurado como monoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando esta patilla tiene menos de 1/3 del voltaje de alimentación. Este terminal controla la salida de señal del Terminal 3.

Terminal OUT (#3).- Es el resultado final de la operacion del temporizador. Terminal de la salida de señal.

Terminal RESET (#4).- Terminal de reinicio de la operacion, si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a alimentación para evitar que el temporizador se reinicie.

Terminal CTRL (#5).- Terminal de control de voltaje, cuando se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar de Vcc a 0 voltios, asi es posible controlar los tiempos de operacion.

Terminal THR (#6).- Es una entrada para un comparador interno, se utiliza para poner la salida de señal a nivel bajo.

Terminal DIS (#7).- Terminal utilizado para la descarga efectiva del condensador externo.

Terminal Vcc (#8).- Terminal donde se conecta el voltaje de alimentacion.

3 Tipos En Modo Funcionamiento:

1) Monoestable – Son aquellos que solo tiene 1 estado estable, cuando se cambia de estado por algurn evento externo, retornan a su estado estable primigenio despues de un tiempo determinado.

2) Astable – Son aquellos que en funcionamiento no tienen estados estables, es decir, no pueden permanecer en un estado por el tiempo ilimitado, van cambiando de estado automáticamente cada cierto tiempo.

3) Biestable – Son aquellos que tienen 2 estados estables, pueden permanecer en cualquiera de sus 2 estados durante un tiempo indeterminado mientras que no haya un evento externo que le obligue a cambiar de estado, es decir puede permanecer estable en cualquiera de sus 2 estados.

MULTIVIBRADOR CI 555 ASTABLE

Este tipo de funcionamiento se caracteriza por una salida continua de forma de onda cuadrada (o rectangular), con una frecuencia específica. El resistor R1 está conectado a la tensión designada como Vcc y al pin de descarga (pin 7); el resistor R2 se encuentra conectado entre el pin de descarga (pin 7), el pin de disparo (pin 2); el pin 6 y el pin 2 comparten el mismo nodo. Asimismo el condensador se carga a través de R1 y R2, y se descarga solo a través de R2. La señal de salida tiene un nivel alto por un tiempo t1 y un nivel bajo por un tiempo t2, esto debido a que el pin 7 presenta una baja impedancia a GND durante los pulsos bajos del ciclo de trabajo. Un multivibrador astable no tiene estado estable y varia, por tanto una y otra vez entre dos estados inestables, sin utilizar un circuito de disparo externo.

En este modo, el 555 no tiene estado estable, la salida 3 va cambiando continuamente entre el nivel bajo y el alto continuamente, independientemente del estado de la entrada (2). El tiempo que estará la salida en alto y bajo dependerá de los componentes del circuito. Aquí tienes la curva de funcionamiento:

 Si tuviéramos un led a la salida estaría encendiéndose y apagándose todo el tiempo. Como ves se genera una señal oscilante. El periodo de la curva, es el tiempo que tarda en repetirse un estado determinado, y en este caso será: T = t1 + t2

 T1 Y T2 no tienen por que ser el mismo tiempo, aunque el la gráfica del ejemplo es así. Pero como calculamos t1 y t2. Pues nada, igual que antes con una fórmula.

 T1 = 0,693 x (R1 + R2) x C T2 = 0,693 x Rb x C

 T1 es el tiempo que estará en estado alto la salida (encendido el led) y T2 es el tiempo que estará en estado bajo la salida (led apagado). En este caso el circuito es con dos resistencias, la Rb será la que nos determine el tiempo que estará la salida desactivada. Vemos el circuito de conexión del 555 como astable:

 Otro dato importante con el circuito integrado 555 como astable es la frecuencia. La frecuencia es el número de veces que se repite un periodo en cada segundo. en nuestro caso nos interesa saber cuantas veces se repite cada segundo el encendido y apagado.  F = 1 / T

MULTIVIBRADOR CI 555 MONOESTABLE

 Para que nuestro circuito integrado 555 funcione como monoestable debemos conectarlo de la siguiente forma:

 En E conectaremos la entrada, normalmente un pulsador, y en S conectaremos la salida, es decir lo que queramos que se active durante un tiempo determinado, o lo que es lo mismo lo que queramos temporizar. La tensión de alimentación dependerá de la pila. El tiempo que estará activada la salida se calcula de la siguiente forma:

T = 1,1 x R x C

 Donde R es el valor de la resistencia en ohmios, y C es la capacidad del condensador en Faradios. El tiempo con estos datos lo obtendremos en segundos. Veamos un ejemplo. Queremos tener encendido un led durante un tiempo cuando activemos un pulsador, y al cabo de un tiempo que el led se apague solo. Aquí tienes el circuito:

 Verás que en serie con el Led hay una resistencia, es para que no se queme. La tensión que le llegaría sería de unos 5V (la pila) y como ya debes saber, los Led funcionan a 2 voltios como máximo. Si ponemos la resistencia en serie al led solo le llegarán 2V y los otros 3V estarán en la resistencia de 220 ohmios.

 Primero pasaremos la Resistencia que está en Kilo ohmios a ohmios= 470 x 1000 = 470.000Ω

  Ahora pasamos los 10 microfaradios a faradios = 10 x 10^-6 = 0,00001 faradios

 T = 1,1 x 470.000Ω x 0,00001 = 5,17 segundos.

 Resultado.- El Led se encenderá durante 5,17 segundos cuando pulsemos el pulsador. Para volver a encenderse deberemos volver a pulsar el pulsador.

 Siempre debes tener en cuenta la tensión máxima a la que se puede conectar tu circuito integrado 555, ya que los hay de diferentes tensiones.

MULTIVIBRADOR CI 555 BIESTABLE

Sin embargo son pocos los aficionados que conocen su utilización como elemento biestable. La función biestable (es decir dos estados estables) es muy conocida, pues está implementada en multitud de aparatos en los cuales, la misma tecla, hace la función de encendido y apagado con una sola pulsación. Esta función es realmente útil para la realización de circuitos como encendido de lámparas, alarmas, motores, etc.

El núcleo del circuito es el chip NE555 el cual realiza la función antes mencionada.

Las resistencias R1, R2 y el condensador C1, forman la típica red de temporización en configuración astable, con la diferencia de que las entradas de disparo (patillas 2 y 6) se utilizan como entradas y no están conectadas a esta red, evitando así la oscilación del circuito. Como siempre la patilla 4 (Reset) se sitúa a la tensión de alimentación que en nuestro caso será de 6v. Las patillas 8 y 1 son las de alimentación del NE555 (Vcc y masa respectivamente).

La señal de salida será de nivel alto (6v), o bajo (0v) dependiendo del estado de la báscula. La patilla 5 (control) no se utiliza y queda al aire.

La resistencia R3 junto al transistor Q1, se encargan de amplificar la corriente de salida del integrado para poder alimentar cargas de corriente continua de hasta 1A. El pulsador de encendido y apagado debe ser del tipo normalmente abierto, y como se aprecia en el circuito debe unir al pulsarse, la patilla positiva de C1, con la unión de las patas 6 y 2 del NE555. Debido a la alta impedancia de estas entradas y si lo desean pueden omitir este pulsador, y dejar simplemente los contactos al aire. Bastará con tocar con el dedo para que el circuito conmute de encendido/apagado