CARÁCTERÍSTICAS:

El Timer 555 además de ser tan versátil contiene una precisión aceptable para la mayoría de los circuitos que requieren controlar el tiempo, su funcionamiento depende únicamente de los componentes pasivos externos que se le interconectan al microcircuito 555.

El microcircuito 555 es un circuito de tiempo que tiene las siguientes características:

- La corriente máxima de salida es de 200 mA (tanto entregada como absorbida) cuando la terminal de salida se encuentra conectada directamente a tierra.

- Los retardos de tiempo de ascenso y descenso son idénticos y tienen un valor de 100 nseg.

- La fuente de alimentación puede tener un rango que va desde 4.5 Volts hasta 16 Volts de CD. (llegando a los 18 Volts para algunas versiones)

- Los valores de las resistencias R1 y R2 conectadas exteriormente van desde 1ohm hasta 100 kohms para obtener una corrimiento de temperatura de 0.5% a 1% de error en la precisión, el valor máximo a utilizarse en la suma de las dos resistencias es de 20 MΩ.

- El valor del Capacitor externo contiene únicamente las limitaciones proporcionadas por su fabricante.

- Su elevada estabilidad térmica, la temperatura máxima que soporta cuando se están soldando sus terminales es de 330 centígrados durante 19 segundos.

- La disipación de potencia o transferencia de energía que se pierde en la terminal de salida por medio de calor es de 600 mW.

- Temporizadores u oscilaciones, prácticamente independientes de la tensión de alimentación.

El dispositivo 555 es un circuito integrado muy estable cuya función primordial es la de producir pulsos de temporización con una gran precisión.

El circuito integrado 555 es uno de los integrados más utilizados en el mundo de la electrónica por su bajo costo y su gran fiabilidad y es capaz de producir pulsos de temporización (modo monoestable) muy precisos y que también puede ser usado como oscilador (modo astable).

El 555 convencional consta internamente de 23 transistores, 2 diodos y 12 resistencias de las cuales 3 son de 5 Kohms por eso tiene el nombre de 555. Este circuito tiene una capacidad suficiente para impulsar directamente leds, zumbadores, bobinas de relé, parlantes, piezoeléctricas y otros componentes.

APLICACIONES:

Las aplicaciones del 555 son tan numerosas que prácticamente no existe un sistema electrónico que no lo utilice de alguna forma. Su versatilidad, bajo costo y sencillez de uso lo hacen imprescindible en muchos casos. Además sobre él se ha escrito mucha literatura y existen cientos de libros, artículos y documentos sobre sus aplicaciones reales y potenciales.

Oscilador Temporizador Modulador de frecuencia Divisor de frecuencia Generador de señales rectangulares y triangulares Control de sistemas secuenciales, Generación de tiempos de retraso, Modulación por anchura de pulsos, Repetición de pulsos, Generación de pulsos controlados por tensión, etc.

El 555 puede funcionar de una de entre varias maneras diferentes, dependiendo de sus conexiones. En la modalidad astable, se produce un pulso de temporización repetitivo que tiene una frecuencia definida por un par de resistencias y un condensador. En el modo monoestable, un pulso de disparo externo aplicado al pin 2 hace que el temporizador genere un pulso de salida único. Tiene un modo biestable en el que un pulso en el pin 2 enciende CI y un pulso en el pin 4 lo apaga. Debido a que el chip produce pulsos audibles en el rango de audio puede servir como parte de un circuito de una sirena o algo que haga ruido. Su salida de pulsos rectangulares puede manejar una computadora y circuitos digitales. Utilizado durante largos intervalos, el 555 produce pulsos para controlar el tiempo de exposición para las cámaras o los experimentos científicos.

CIRCUITO INTERNO:

El circuito interno del integrado 555 tiene 20 transistores, 15 resistencias y 2 diodos dependiendo esto del fabricante.

El 555 viene en paquete de ocho pines de doble línea. En el interior del chip hay un conjunto de circuitos que sirven como bloques de construcción para un interruptor electrónico de alta velocidad. En total, el CI tiene 28 transistores.

No funciona como un temporizador por sí mismo, sino que depende de un puñado de condensadores y resistencias externas para ello; la forma en la que estén conectados estos componentes externos determinará lo que el 555 hará.

DIAGRAMA DE BLOQUES:

Su estructura interna simplificada se representa en el siguiente diagrama de bloques, donde se indican las conexiones externas para acceder a cada uno de ellos.

La misión de cada bloque es la siguiente:

a) COMPARADORES: Ofrecen a su salida dos estados perfectamente diferenciados ( alto y bajo) en función de las tensiones aplicadas a sus entradas (+ y - ) de tal forma que si:

No se contempla el caso V(+) = V(-), ya que una pequeña variación entre ambas hace que la salida adopte el nivel determinado por el sentido de dicha variación.

b) BIESTABLE RS: Su funcionamiento responde al de cualquier biestable, ofreciendo dos estados permanentes. En este caso presenta dos entradas de activación: R y S y su salida Q y obedece a la siguiente tabla:

Posee, además, una entrada adicional denominada RESET y conectada a la patilla 4 que pone a nivel alto la salida Q, independientemente de los niveles de R y de S, cuando en dicha patilla existe un nivel bajo.

c) DESCARGA: Lo constituye un transistor que es gobernado por la salida del biestable y que, como posteriormente veremos, sirve para ofrecer un camino de descarga al condensador que determine la constante RC de temporización.

d) INVERSOR: Invierte el nivel de la salida Q del biestable (cambia un nivel alto a bajo y viceversa).Su salida se conecta a la patilla 3 y constituye la salida del conjunto.

De forma conjunta, su comportamiento es como sigue:

Las tres resistencias R1, R2 y R3 conectadas entres +Vcc y masa, ofrecen valores exactamente iguales (típicos de 5 Kohms), ya que su proceso de implantación es simultáneo y sometiendo idéntico material a un mismo proceso; ello indica que entre sus puntos de unión y masa existan exactamente 2/3 Vcc y 1/3 Vcc, respectivamente.

El punto de unión de R1 y R2 está conectado a la entrada “-“ del comparador superior. Mientras la entrada de umbral (patilla 6) esté a un nivel inferior a 2/3 Vcc, la salida de dicho comparador permanecerá a nivel bajo. Cuando dicha tensión sea superada, la salida del comparador pasará a nivel alto, con lo que Q adoptará un nivel alto y la salida (patilla 3) pasará a nivel bajo.

Por otra parte, el transistor de descarga se encontrará directamente polarizado y en condiciones de saturarse si el circuito asociado al colector lo polariza adecuadamente.

La entrada “+” del comparador inferior está conectada a un potencial de 1/3 Vcc, cuando la tensión de disparo (patilla 2) cae por debajo de dicho valor, la salida del comparador actúa sobre la entrada S del biestable y su salida pasa a nivel bajo, el transistor de descarga pasa, por tanto, al corte y la salida del circuito a nivel alto.

Independientemente de los niveles de las entradas umbral y disparo, si la entrada RESET (patilla 4) se conecta a un nivel inferior a 1V, la salida Q pasa a nivel alto y la salida (patilla 3) se pone a nivel bajo; el transistor de descarga se satura, manteniéndose en ese estado mientras en dicha entrada permanezca un nivel bajo.

FABRICANTES:

CA555 - Fabricante: RCALC555 - Fabricante: LITNIC SYSLM555 - Fabricante: NATIONALMC1455 - MC14555 -  Fabricante: MOTOROLANE555 - Fabricante: FAIRCHILRC555 - RM555 - Fabricante: RAYTHEONSE555 - ICM7555 (CMOS) - Fabricante: INTERSILSE555 - Fabricante: SIGNETICSSN52555 - SN72555 - TLC555 (CMOS) - Fabricante: TEXASTS555/CN - Fabricante: SGS THOMPSOMXR555 - Fabricante: EXAR

El circuito integrado 555 en su presentación usual de cápsula plástica dispone de 8 pines. Puede estar etiquetado bajo distintos nombres o referencias dependiendo del fabricante (NE555, μA555, LM555, SN72555, XR-555, CA555, HA1755, NC1455, TA7555P, ECG955, etc). También se consigue en otras presentaciones incluyendo cápsulas metálicas para aplicaciones de montaje superficial (SMT).

ENCAPSULADOS:

ESPECIFICACIONES GENERALES DEL TIMER 555:

Tensión de operación Vcc de 4.5 a 18 voltios.Frecuencia máxima de 500Khz a 2Mhz.Corriente de salida máxima de 200ma.

CONSIDERACIONES GENERALES:

- En los catálogos de información se encuentran, entre otros datos, ábacos para la determinación rápida de los valores de la capacidad y de sus resistencias asociadas en aplicaciones como monoestable y astable, para unas condiciones requeridas de temporización o frecuencia de oscilación respectivamente.

- Cuando se desee obtener un valor exacto de temporización u oscilación y se calculen valores de componentes no normalizados, se ha de recurrir al empleo de potenciómetros y proceder, posteriormente, al ajuste de los mismos para obtener los resultados deseados.

- Cuando se requiera temporizaciones de larga duración o activar circuitos de cascada en los que mida una temporización entre cada activación, es posible conectar C.I. 555 de manera secuencial, de tal forma que la salida de uno active la entrada del siguiente, pudiendo en su caso conseguir temporizaciones de muy larga duración.

Para tal fin, es cómodo utilizar C.I. 556 ya que cada uno de éstos incluyen dos circuitos idénticos al 555.

PROCESO OPERATIVO:

- Aplicar 10V de c.c. entre las patillas 8 y 1 de un C.I. 555- Conectar las patillas 2,4 y 6 de forma adecuada y medir la tensión en las

patillas 3 y 7- Razonar los resultados obtenidos- Realizar los cálculos necesarios para obtener una onda cuadrada de 1KHz,

empleando un C.I. 555- Con los valores obtenidos del punto anterior, conectar con el circuito, medir

y anotar las formas de onda vc y vo en una tabla. Anotar la frecuencia de oscilación en una tabla y compararla con la obtenida teóricamente.

- Realizar los cálculos necesarios para obtener un monoestable con salida normalmente baja, para una temporización de 15 segundos

- Con los valores obtenidos de resistencia y capacidad, conectar el circuito, comprobar su funcionamiento y el tiempo real de temporización

- Repetir los puntos anteriores para el monoestable con la salida normalmente alta y anotar los datos en una tabla.

COMPONENTES Y CONEXIONES:

Un condensador y un par de resistencias determinan el tiempo de duración de los pulsos que produce el 555. El condensador se conecta entre el pin 6 y la conexión eléctrica a tierra en el pin 1. Un par de resistencias entre los pines 8 y 6 definen el tiempo "On" de encendido; de las dos resistencias, la que está entre el 6 y 7 establece el tiempo "Off" de apagado. La duración total del pulso del 555 es la suma de los tiempos de encendido "On" y apagado "Off", el cual puede variar entre microsegundos y horas. El chip recibe energía en los pines 8 y 4. Puede recibir un pulso de disparo para reiniciar su ciclo en el pin 2 y emite su pulso de temporización en el pin 3. Una tensión de control externa aplicada al pin 5 acorta el ciclo de temporizado del 555.

CIRCUITOS CON UN 555:

- Control de velocidad para motores- Retardo para alarma- Contador ascendente de 0-99- Contador ascendente descendente de 0-9

UTILIZANDO EL C.I. TEMPORIZADOR 555:

1. Lee la hoja de datos del 555 y aprende acerca de sus características de diseño, de funcionamiento y sus aplicaciones. Al ser un generador de impulsos, suele utilizarse en muchos circuitos digitales. También se puede utilizar como una fuente de tono de audio o como una luz LED intermitente. Ten en cuenta el modo en el que el 555 está conectada al poder y la tierra. Revisa también la red de temporización formada por dos resistencias y un condensador. Esta red determinará el periodo de tiempo del 555 y su ciclo de trabajo.

2. Escoge dos resistencias con valores entre 1K y 1M ohmios y un condensador con un valor que esté entre .001 y 10 microfaradios. Usarás estas partes para conformar la red de temporización del 555. Calcula el período utilizando la siguiente fórmula: T = 0,693 x (Ra + 2Rb) x C En donde T es el tiempo en segundos, Ra y Rb son las resistencia en ohmios y C es la capacitancia en faradios. Ten en cuenta que se duplica el valor de una resistencia, la Rb. Ra y Rb tienen lugares especiales dentro del circuito de temporización del 555, así que si los valores de las dos resistencias son diferentes, sus efectos en el circuito dependerán de qué resistencias utilices para Ra y Rb.

3. Prepara tu prototipo en una placa de prototipos cableando el positivo y la tierra de una fuente de alimentación de 9 voltios CD en los buses de alimentación de la placa de prototipos. Inserta el temporizador 555 en la placa de prototipos de forma tal que se monte por encima y a ambos lados de la ranura especial en el plástico. Esta ranura tiene una separación para circuitos integrados con un paquete de doble línea (DIP). Ten cuidado de que los pines se introduzcan directamente en los agujeros y no se doblen. Con la fuente de alimentación de CD desconectada, cablea el positivo de la fuente a los pines 4 y 8 del CI y la tierra al pin 1. Inserta la resistencia Ra y cablea un lado de la misma a la patilla 7 y el otro a la tensión positiva de la fuente. Inserta la resistencia Rb en la placa de manera que un lado se conecte con el pin 7 y el otro se conecte con el pin 6. Inserta el condensador de modo que un lado se conecte con la patilla 6 y el otro vaya a la tierra de la fuente. Cablea el pin 2 con el pin 6. Conecta una punta de prueba en tu osciloscopio y ajusta su cable de tierra a la tierra de la fuente de alimentación. Inserta un cable de modo que se conecte con el pin 3, la

salida del 555 y conecta el osciloscopio a este cable. Enciende la fuente de alimentación de CD. Deberías ver la forma de onda de un pulso repetitivo en el osciloscopio y su período debería coincidir con lo que calculaste en el paso 2. Este es el modo de operación astable.

4. Experimenta con resistencias y condensadores de otros valores para ver su efecto sobre la frecuencia, el periodo y el ciclo de trabajo. Prueba los modos monoestable y biestable del 555. Esto implicará un reordenamiento de las piezas y de las conexiones en los pines del circuito integrado, aunque la red de temporización cambia muy poco.