Temporizadores - 555

TEMPORIZADORES Existen temporizadores eléctricos, neumáticos, térmicos, mecánicos, químicos, electrónicos, etc. El temporizador eléctrico es uno de los más exactos, se basa en un motor sincrónico, que tiene una caja reductora apropiada, la cual mueve un juego de levas que son los que dan el tiempo de acuerdo a la caja reductora seleccionada. El que se le equipara es el temporizador electrónico (digital y analógico). El temporizador electrónico digital es superior al eléctrico siendo el patrón de tiempo o reloj, un cristal de cuarzo. TEMPORIZADOR ELECTRÓNICO ANALÓGICO. - El diagrama de bloques de este temporizador es el siguiente:

A partir de una señal de inicio adecuado (ej. interruptor), se genera una señal que crece monótonamente en el tiempo, la cual al cabo de un cierto tiempo llega a igualar a una magnitud de referencia (a través de un comparador), haciendo cambiar de estado a ese comparador. Luego esa señal es amplificada y comanda al elemento a gobernar. EL TEMPORIZADOR 555 El comparador de voltaje. - Es un circuito integrado que posee 2 entradas analógicas y una salida digital.

La salida permanece en nivel alto cuando el voltaje en la entrada no inversora es superior al voltaje de la entrada inversora. La salida cambia a un nivel bajo si el voltaje en la entrada no inversora está por debajo del voltaje de la entrada inversora. Flip Flop RS. - Es un circuito digital con memoria. Tiene 2 entradas de control y 2 salidas. Las salidas tienen niveles lógicos complementarios entre sí. La tabla de verdad se muestra en la siguiente figura:

El C.I. 555.- El circuito integrado 555 contiene más de 20 transistores, 15 resistores y 2 diodos, dependiendo del fabricante. Normalmente viene en encapsulamiento DIP de 8 patas. Con pocos elementos de apoyo puede funcionar como temporizador (monoestable) o como oscilador (astable). Sus límites de funcionamiento son los siguientes: Voltaje de alimentación. - Puede operar con alimentación entre 5 y 15 voltios. Máxima corriente de salida. - Puede manejar cargas hasta de 200 mA. Consumo medio de intensidad de corriente. - De 1 a 10 mA.

OPERACION COMO MONOESTABLE. -

Pata 1.- Negativo de la alimentación. Pata 2.- Entrada de disparo o gate. En las aplicaciones como temporizador, esta pata es mantenida normalmente en alto, constituyendo la señal de disparo un breve pulso bajo. Pata 3.- Salida. Es capaz de accionar cargas hasta de 200 mA. Pata 4.- Reset. Sirve para interrumpir la temporización. Normalmente es mantenido en alto, por ello, un breve pulso bajo puede conducir al 555 al estado anterior al inicio de la temporización. Pata 5.- Entrada de voltaje de control. No requiere conexión en esta pata. Pata 6.- Sensor de nivel de voltaje. Determina la temporización al ser el sensor de voltaje del capacitor externo. Pata 7.- Pin de descarga del capacitor externo. Terminado el período de temporización, esta pin a través del transistor, cortocircuita el capacitor externo descargándolo a la línea de tierra. Pata 8.- positivo de la alimentación. Funcionamiento. - Supongamos que la salida del Flip Flop RS sea Q=1, entonces el transistor está saturado y C está descargado (Uc=0), lo cual significa que S=0, además Ud=1 y R=0, por lo tanto, Q se mantiene en 1. Si en la entrada de disparo reducimos el voltaje Ud ligeramente inferior a 1/3 Ucc, R=1 y S=0, por lo tanto Q=0 y el transistor entra en corte, el capacitor se va cargando y llegado el momento en que Uc es ligeramente superior

a 2/3 Ucc, S=1 y R=0; por lo que Q=1 y el transistor esta nuevamente saturado. El período de tiempo en el que la salida permanecerá en nivel alto es igual a:

TON  Tr  1,1RC( s) A continuación, se muestra el circuito integrado 555, funcionando como monoestable:

OPERACION COMO ASTABLE. Supongamos que la salida del Flip Flop RS es Q=0, entonces el transistor está en corte, C se carga a través de (Ra+Rb) y a medida que se va cargando Uc llega a 2/3 Ucc y al superar ese valor: S=1 y R=0 por lo que Q=1 y el transistor se satura haciendo que el capacitor se descargue a través de Rb; y cuando Uc baja del valor 1/3 Ucc, S=0 y R=1, repitiéndose el ciclo.

La frecuencia de salida está dada por: f 

1, 443 ( Ra  2Rb )C

Por lo tanto, el periodo es:

T  0,693 Ra  Rb C( s) El tiempo que permanece la señal en nivel alto (t1) y el tiempo que permanece en nivel bajo (t2) se muestran a continuación:

t1  1,1 Ra  Rb )C( s) t2  0,693Rb C( s) El ciclo de operación de una forma de onda es definido como la razón entre el tiempo en nivel alto (t1) y el tiempo del ciclo completo (T):

t1 T R  Rb D a Ra 2Rb D

Si Hacemos Rb mucho mayor que Ra, obtendremos una onda cuadrada simétrica con un ciclo de operación de aproximadamente 50% A continuación, se muestra el circuito integrado 555, funcionando como astable: