CIRCUITO INTEGRADO 555

CIRCUITO INTEGRADO

555

¿QUÉ SON LOS CIRCUITOS INTEGRADOS?

Un circuito integrado o (IC) es aquel en el cual todos  los componentes, incluyendo transistores, diodos, resistencias, condensadores y alambres de conexión, se fabrican e interconectan completamente sobre un chip o pastilla semiconductor de silicio.

Una vez procesado, el chip se encierra en una cápsula plástica o de cerámica que contiene los pines de conexión a los circuitos externos. 

En la cápsula trae impresa la información respecto al fabricante, la referencia del dispositivo y la fecha de fabricación.

HISTORIA IC-555

En julio de 1972, surgió en la fábrica de circuitos integrados Signetics Corporation, un microcircuito de tiempo, el NE555V, inventado por el grupo que dirigió Gene Hanateck, Jefe de Producción en ese tiempo. Fue llamado "The IC Time Machine" (el circuito integrado máquina del tiempo").

El temporizador 555 se puede conectar como Temporizador o Multivibrador.

Temporizador o Timer: Se usa para temporizar cualquier cosa, por ejemplo el encendido de un lámpara, intermitentes de los coches, semáforo parpadeando, semáforos que cambian de color. Activa o desactiva circuitos durante intervalos de tiempo determinados.

Multivibrador. Es un circuito generador de pulsos que produce una salida de onda rectangular, se clasifican en: astables, monoestables o biestables.

La aplicación más popular es MULTIVIBRADOR ASTABLE. Operativamente el IC nunca es estable, es decir en cualquier momento pasa de astable a estable o viceversa.

ESTRUCTURA IC-555

DESCRIPCIÓN DE LOS PINES

(1). GND: es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra.

(2). DISPARO: Es en este pin, donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez. Hace que se active o no la señal de salida del pin 3.

(3). SALIDA: Aquí se verá el resultado de la operación del temporizador, ya sea que este conectado como monoestable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje de alimentación (Vcc) menos 1,7 Voltios. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda del pin de Reset.

(4). RESET: Si se pone a un nivel por debajo de 0,7 Voltios, coloca el pin de salida a nivel bajo. Si por algún motivo este pin no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee”. 

(5). CONTROL DE VOLTAJE: Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en este pin puede variar casi desde Vcc (en la práctica como Vcc –1 voltio) hasta casi 0 V (aproximadamente 2 voltios). Así es posible modificar los tiempos en que la salida está en alto o en bajo independiente del diseño (establecido por las resistencias y condensadores conectados externamente al 555). El voltaje aplicado al pin de control de voltaje puede variar entre un 45% y un 90% de Vcc en la configuración monoestable. Cuando se utiliza la configuración astable, el voltaje puede variar desde 1,7 voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje en este pin en la configuración astable causará la frecuencia original del astable sea modulada en frecuencia (FM). Si esta patilla no se utiliza, se recomienda ponerle un condensador de 0.01μF para evitar las interferencias.

(6). UMBRAL: Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida a nivel bajo.

(7). DESCARGA: Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.

(8). V+: También llamado Vcc, alimentación, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentación que va de 4,5 voltios hasta 16 voltios (máximo). Hay versiones militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios. 

OPERACIÓN ASTABLE

También conocido como oscilador de carrera libre, es un circuito capaz de cambiar de un estado a otro sin intervención externa, al ser conectado, automáticamente comienza su ciclo permaneciendo en un estado por cierto tiempo, cambiando al otro estado y permaneciendo en este el mismo tiempo que el estado anterior, Es decir, tiene un ciclo activo del 50%.

Un multivibrador astable es un oscilador que genera en la salida pulso (de reloj) que varían entre dos niveles de voltaje a una razón determinada por el circuito RC.

Un circuito astable produce una "onda cuadrada", esta es una forma de onda digital con transiciones bruscas entre el bajo (0 V) y alto (+ Vs). Tenga en cuenta que la duración de los estados de alta y baja puede ser diferente. El circuito recibe el nombre de un astable, porque no es estable en cualquier estado: la salida cambia continuamente entre los "bajos" y "alto".

Todos los condensadores tienen corrientes de fuga con el CI 555, los tiempos no pueden sobrepasar los 4 o 5 minutos máximo.

Este tipo de funcionamiento se caracteriza por una salida con forma de onda cuadrada (o rectangular) continua de ancho predefinido por el diseñador del circuito. El esquema de conexión es el que se muestra. La señal de salida tiene un nivel alto por un tiempo Ton y en un nivel bajo un tiempo Toff. Los tiempos de duración dependen de los valores de RA y RB.

En este circuito astable con una onda simétrica, es decir, que el condensador tarde el mismo tiempo en cargarse que en descargarse, los caminos de carga y descarga deben ser iguales y se separan con dos diodos. El condensador C2 evita fluctuaciones de tensión en la entrada de control.

OPERACIÓN MONOESTABLE

Este circuito tiene la característica de que necesita de un pulso externo para cambiar de estado, pasado un período de tiempo, este regresa al estado anterior, es imposible mantener el estado activo indefinidamente. Para ser reactivado, necesita un nuevo estímulo externo. A este circuito comúnmente se le conoce como "Timer".

Un circuito monoestable produce un único impulso de salida cuando se activa. Se le llama mono estable, ya que es estable en un solo estado: el bajo rendimiento». El estado "alto rendimiento" es temporal.

En este caso el circuito entrega a su salida un solo pulso de un ancho establecido por el diseñador (tiempo de duración). El esquema de conexión es el que se muestra. La Fórmula para calcular el tiempo de duración (tiempo que la salida está en nivel alto) es:

Observar que es necesario que la señal de disparo, sea de nivel bajo y de muy corta duración en el PIN # 2 del CI para iniciar la señal de salida.

La salida del circuito es inicialmente cero, el transistor está saturado y no permite la carga del condensador C1. Pero al pulsar SW1 se aplica una tensión baja en el terminal de disparo TRIGGER, que hace que el biestable RS cambie y en la salida aparezca un nivel alto. El transistor deja de conducir y permite que el condensador C1 se cargue a través de la resistencia R1. Cuando la tensión en el condensador supera los 2/3 de la tensión de alimentación, el biestable cambia de estado y la salida vuelve a nivel cero.

R2 está entre 1k y 3,3 M, el valor mínimo de C1 es de 500pf. 

OPERACIÓN BIESTABLE

Es un circuito capaz de cambiar de un estado al otro, pero a diferencia del anterior, este circuito necesita forzosamente de un pulso externo para cambiar sus estados, no puede hacerlo automáticamente, y puede mantenerse en un solo estado indefinidamente siempre y cuando no reciba un pulso externo.

Aplicando una señal de nivel variable a la entrada de CONTROL el pulso de salida aumenta de ancho al aumentar el nivel de esa tensión.

CIRCUITO INTEGRADO NE 556

El circuito integrado NE556 es una versión doble del popular NE555.

Contiene dos NE555 completos en su interior, con la totalidad de los pines accesibles desde el exterior, compartiendo ambos únicamente los correspondientes a la alimentación. 

El circuito consta de tres resistencias internas: una resistencia de carga (R1), una resistencia de descarga (R2) y una resistencia de umbral (R3).

Estas resistencias se utilizan en conjunto con un capacitor externo (C1) para controlar la frecuencia y el ciclo de trabajo de los pulsos generados.