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[TUTORIAL NE555] Reset a prueba de tropiezos... y más cosas
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Teotekaplan
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MensajePublicado: Dom, 11 Dic 2005 1:28 pm    Asunto: [TUTORIAL NE555] Reset a prueba de tropiezos... y más cosas Responder citando

Vamos a empezar a conocer a fondo un circuito integrado polifacético como es el NE555. Un pequeño chip de 8 patillas y apenas 30 céntimos que nos brinda una gran flexibilidad de diseño y nos permite simplemente variando algunos componentes externos, crear gran variedad de pequeños circuitos que podemos usar para nuestros mods.

UN POCO DE HISTORIA

El 555 fue creado en 1971 por la compañía Signetics Corporation y entonces, al ser el primer timer integrado, fue llamado algo similar a "la máquina del tiempo en circuito integrado". Proporciona desde entonces una forma cómoda y fiable para la realización de circuitos monoestables, biestables y astables (explicaremos éstos términos más adelante).

Desde entonces cientos de circuitos novedosos han sido ampliamente publicados y difundidos a través de revistas, foros, páginas web, libros... y está presente en los ámbitos profesional y doméstico.


EL CHIP POR DENTRO



Aunque parece complicado el diagrama por bloques, si vamos por partes lo entenderemos fácilmente.

Consta de dos comparadores de tensión, uno de ellos compara la tensión de entrada con las 2/3 partes de Vcc (alimentación) y otro hace lo mismo, pero compara su entrada con 1/3 de Vcc.

Aparece también un flip/flop que activa su salida dependiendo de los dos comparadores. Además de eso, un transistor especial de descarga, el control de reset y la etapa de potencia de la salida.


LAS PATILLAS

Lo primero es conocer qué patillas tienen, sus nombres y sus funciones:

1.-Tierra o masa.

2.-Disparo: Este pin activa el disparo del 555 cuando en su entrada hay menos de 1/3 de Vcc (si Vcc son 12 voltios, se activa por debajo de los 3). Debe ser un pulso de corta duración, ya que si lo mantenemos a nivel bajo mucho tiempo, la salida del 555 se enclavará a nivel alto hasta que la entrada de disparo vuelva a superar 1/3Vcc.

3.-Salida: Es la salida del integrado, puede ser cercana a los 0 voltios ó llegar a Vcc-1.7 cuando está a nivel alto.

4.-Reset: Puesto a masa, fuerza la salida a nivel bajo. Para un funcioamiento normal ha de estar conectada a Vcc.

5.-Control de voltaje: Se utiliza para variar de forma externa el umbral prefijado del comparador que actúa a 2/3 de Vcc, forzando en su entrada tensiones que pueden ir prácticamente desde 0 voltios a Vcc. Su uso y configuración van a depender del tipo de circuito que estemos haciendo aunque lo más habitual es conectarle un condensador y no tocar esa tensión.

6.-Umbral: Es la entrada del segundo comparador, se utiliza para poner la salida del 555 a nivel bajo.

7.-Descarga: Se utiliza para descargar el condensador extermo que utilizaremos cuando configuramos el chip como temporizador

8.-Vcc: Tensión de alimentación. Admite voltajes desde 4.5 voltios hasta los 15. Existen versiones CMOS del 555 que funcionan con tensiones inferiores.


Próximo capítulo: Configuraciones más comunes del 555: Monoestable y astable (o cómo hacer temporizadores y leds que parpadean, pa entendernos)
'Me lo contaron y lo olvidé. Lo vi y lo entendí. Lo hice y lo aprendí.'


Ultima edición por Teotekaplan el Mar, 10 Ene 2006 10:37 pm, editado 5 veces
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MensajePublicado: Dom, 11 Dic 2005 4:15 pm    Asunto: Responder citando

Al final te has animado eh ??? Muy felizMuy felizMuy feliz


Salu2 !
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RaDoN
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MensajePublicado: Dom, 11 Dic 2005 4:19 pm    Asunto: Responder citando

del 71 !! fite si tiene años y todavia se usa Exclamación Exclamación Guiño

Buen post teo Burlón
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MensajePublicado: Dom, 11 Dic 2005 10:28 pm    Asunto: Responder citando

Olé tus web*s Teo!
Con posts como este consigues que la electronica aqui tenga la importancia que tiene.

Luego con mas calma me lo leo, que ahora me iré a cenar.

1 Saludo

EDITO:
Ya está leído. Guiño

Cita:
2.-Disparo: Este pin activa el disparo del 555 cuando en su entrada hay menos de 1/3 de Vcc (si Vcc son 12 voltios, se activa por debajo de los 3). Debe ser un pulso de corta duración, ya que si lo mantenemos a nivel bajo mucho tiempo, la salida del 555 se enclavará a nivel alto hasta que la entrada de disparo vuelva a superar 1/3Vcc.


No serían 4v? (12/3 = 4). O está bien así?

1 Saludo (si, otro Riendo )
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MensajePublicado: Dom, 11 Dic 2005 11:33 pm    Asunto: Responder citando

Son cuatro, son cuatro Muy feliz
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MensajePublicado: Mie, 14 Dic 2005 10:04 pm    Asunto: MONOESTABLE Responder citando

Un circuito monoestable es aquel en el que sólo uno de los dos posibles estados lógicos (0 ó 1) se mantiene, a no ser que algo "pase" y le haga cambiar de estado.

En este caso, el circuito mantiene su salida a nivel 0 (masa) durante el modo normal de funcionamiento, pero al presionar un pulsador, conseguimos cambiar la salida a 1, pero sólo durante un tiempo determinado.

El circuito


cumple esta función. Veamos cómo.

Cuando conectamos la alimentación al circuito, la salida se encuentra en nivel bajo, y el condensador se encuentra cortocircuitado a masa, gracias a la patilla 7 del NE555. Esta situación se mantiene mientras en la patilla 2 (disparo) haya una tensión mayor a 1/3 Vcc.

Al pulsar brevemente, ponemos a masa esta patilla y disparamos la salida del circuito integrado, activándola.

En ese momento, el condensador C1 comienza a cargarse lentamente a través de la resistencia R1, y continúa su carga hasta que la tensión en sus extremos es de 2/3 de Vcc.

Al llegar a esa tensión, el integrado pone su salida nuevamente a nivel bajo, y la patilla 7 se activa para mantener el condensador descargado, hasta un nuevo disparo a través del pulsador.

El tiempo que permanece activa la salida desde que disparamos se calcula así:

Código:
T(mseg) = 1.1 * R1(Kohm) * C1(uF)


Si R1 es 10K y C1 son 100uF, el tiempo que permanecerá activa será de 1100 mseg = 1.1 segundos.

Usando R1 de 470K y C1 2200 uF nuestro tiempo será de unos 19 minutos.

¿Ideas rápidas sobre qué hacer con esto? Un temporizador para el soldador... usando un monoestable como el propuesto y un relé que mantenga el soldador encendido durante 20 minutos y luego lo desconecte. Para seguir soldando bastará con accionar el pulsador, y si nos ausentamos o nos llega la noche con el soldador enchufado, tendremos la absoluta certeza de que se desconectará automáticamente.

¿Hermanas o hermanos pequeños? Para la pequeña lámpara que siempre quieren tener encendida durante la noche para no tener miedo, esto la apagará cuando ya estén bien dormidos.

Próximo capítulo: Multivibrador astable
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MensajePublicado: Jue, 15 Dic 2005 8:41 pm    Asunto: MULTIVIBRADOR ASTABLE Responder citando

Un circuito astable es aquel que no tiene nivel lógico definido, estable, y alterna entre uno y otro. En este caso, lo conocemos como un oscilador de onda cuadrada.



Como se puede observar, el circuito es prácticamente similar al anterior.

Al dar alimentación al circuito, el condensador se encuentra descargado, comportándose inicialmente como un cortocircuito entre la patilla de disparo 2 y masa. Al descender la tensión en esa patilla por debajo de 1/3 de Vcc, la salida 3 del chip se activa.

En ese momento, el condensador comienza a cargarse a través de las resistencias R1 y R2, hasta llegar a 2/3 de Vcc. En ese momento, la patilla 6 resetea la salida del chip poniéndola a nivel bajo.

A su vez, la patilla 7 conecta el condensador a masa a través de la resistencia R2, lo que hace que a éste le lleve un determinado tiempo descargarse. Cuando su tensión es menor de 1/3 de Vcc, el ciclo completo se repite.






Los tiempos en los que la señal se mantiene a nivel alto y a nivel bajo se calculan de la siguiente manera:

Talto = 0.693 * (R1+R2) * C1
Tbajo = 0.693 * R2 * C1

(Tiempo en milisegundos, resistencia en Kohm y capacidad en uF)

Para obtener la frecuencia de oscilación del circuito:

F = 1 / (Talto + Tbajo) = 1 / [0.693 * C1 * (R1 + 2*R2)]

Con valores: R1 = 2.7 Kohm , R2 = 33 Kohm y C1 = 1uF tendremos que

Talto = 24,74 mSeg
Tbajo = 22.87 mSeg
F = 0.021 Khz = 21 Hz.

Un detalle. R1 nunca debe ser menor de 220 ohms, o corremos el riesgo de quemar el transistor interno conectado a la patilla 7.

Aplicaciones: Desde hacer un simple led intermitente, calculando los valores para una frecuencia baja, hasta una sirena o un generador de tonos.

Próximo capítulo: Sirena de dos tonos con dos chips NE555
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Ultima edición por Teotekaplan el Jue, 15 Dic 2005 9:01 pm, editado 1 vez
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MensajePublicado: Jue, 15 Dic 2005 9:00 pm    Asunto: Responder citando

Un par de preguntas:
1.Si no existe R2, la onda sería cuadrada con el mismo tiempo arriba que abajo, no?
2.Me puedes ordenar esto según den la onda cuadrada más "perfecta", un cristal (supongo que el cristal primero), una onda generada por un 555, otra generada por un 7555 (creo que es igual que el 555, pero de más precisión), o una creada por Amplificadores operacionales?

Gracias. Haber cuando vemos esa Sirena Guiño

1 Saludo
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MensajePublicado: Jue, 15 Dic 2005 9:07 pm    Asunto: Responder citando

1.- Creo que te refieres a R1 Sonriente Esa no se puede quitar por lo siguiente. La patilla 7 de descarga, es el colector de un transistor. Si eliminamos esa resistencia y conectmos la patilla 7 directamente a positivo, cada vez que queramos descargar el condensador ,tendremos un cortocircuito entre Vcc y masa, que nos puede quemar el integrado. Por eso no debe ser menor de 220 Ohm. Existen trucos usando un par de diodos para tener una onda cuadrada al 50%... próximamente...

2.-Sin dudas, el oscilador más estable es el cristal de cuarzo. Luego... entre el 555 y el 7555 sólo hay dos diferencias: el segundo es tecnología CMOS, con lo que consume mucho menos y es capaz de trabajar a frecuencias mayores. No hay diferencia en general entre un oscilador 555 y uno con AO ya que como ves, el 555 se basa en dos amplificadores operacionales que "atacan" a una báscula biestable.

El NE555 no se puede usar fielmente por encima de los 500 Khz y un 755 creo que puede llegar a oscilar a 1.5 Mhz. Las únicas variaciones de frecuencia que tendrás, serán debidas a los componentes externos, ya que tanto condensadores como resistencias, varían su valor acorde a la temperatura.
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MensajePublicado: Jue, 15 Dic 2005 9:28 pm    Asunto: Responder citando

Exacto, era R1 jejeje.
Lo demás todo perfecto y entendido Guiño

1 Saludo
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MensajePublicado: Jue, 15 Dic 2005 10:27 pm    Asunto: Responder citando

¿Alguna duda más sobre todo lo visto, antes de seguir profundizando?
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MensajePublicado: Jue, 15 Dic 2005 11:05 pm    Asunto: Responder citando

Si os parece interesante rebusco por el HD, creo que habia algun programa para calcular en todas las funciones las resistencias y los condensadores...
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MensajePublicado: Dom, 18 Dic 2005 10:07 pm    Asunto: Encendido y apagado con un solo pulsador Responder citando

Estaba pensando en la sirena, pero recordé un hilo de alguien que buscaba un método sencillo para encender y apagar una fila de leds usando un solo pulsador.

Esto puede hacerse usando un circuito 555 con unos pocos componentes externos. El esquema propuesto es el siguiente:



Parece lioso, pero es culpa de la disposición de las patillas del integrado en el ISIS. Voy a explicarlo.

Al suministrar alimentación, la salida (3) se activa, encendiendo el led rojo y cargando el condensador C1 a través de la resistencia de 220K.

Por otro lado, tenemos un divisor resistivo compuesto por dos resistencias iguales (6k8 en este caso). La tensión 1/2Vcc la introducimos a la vez a las patillas disparo (2) y umbral (6). Con esto ponemos los dos comparadores internos del 555 en la llamada "zona muerta", comprendida entre 1/3 y 2/3 de Vcc.

En esta situación, el transistor de descarga (7) está desactivado (desactivado con salida activa, y vice versa) y la carga conectada, permanece apagada.

Si accionamos el pulsador, introduciremos la tensión del condensador, 12 voltios, en los comparadores, activando la patilla de umbral (superamos los 2/3 de Vcc) y desactivando la salida 3. Se ilumina el led verde.

Como he dicho antes, si la salida está desactivada, la patilla de descarga 7 se activa, permitiendo a la lámpara lucir.

Ahora viene la segunda parte: apagar la lámpara.

En el momento de soltar el pulsador, la salida del 555 se pone a masa, con lo que el condensador C1 comienza a descargarse a través de R 220K. En la siguiente pulsación, la tensión del condensador será próxima a los cero voltios y, como descendemos por debajo de 1/3 de Vcc, activamos la patilla 2 (disparo) que nos vuelve a activar la salida del 555 y es entonces cuando el ciclo se repite... la lámpara se apaga, el condensador comienza a cargarse...

La patilla de descarga 7 puede suministrar un tope de 100mA. A él podemos conectar, por ejemplo, un pequeño relé finder (relé miniatura) o un rele de mediana potencia, que nos controlará a su vez cargas mayores.
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MensajePublicado: Mie, 21 Dic 2005 1:34 am    Asunto: ¿Es aconsejable un 555 para esto? Responder citando

Excelentes explicaciones, Teotekaplan Sonriente

Me gustaría pedirte consejo acerca de un uso del 555. La cuestión es que estoy montandome un controlador midi con un PIC16F84 y necesito leer la posición de un potenciómetro de 100 KOhm para enviar mensajes midi cuando varía. Ahora mismo lo tengo funcionando con el método que he encontrado en varias páginas; un condensador que en función de la posición del potenciómetro se descarga más o menos rápido mientras un contador aumenta; luego una operación para ajustar el rango a 7 bits y listo, peeeero es muy lento. Un giro rápido del potenciometro solo muestra 7 u 8 cambios y aunque no necesito que queden registrados los 128 valores de los 7 bits que necesito, por lo menos necesitaría una gran parte.

Me aconsejaron utilizar un 555, conectando el potenciometro a la pata 5 de entrada para, en función de la tensión de entrada, que el 555 oscile a una frecuencia determinada... y asi el PIC contando los flancos bien de subida o bajada con un timer fijo podría conocer la posición exacta del potenciómetro.

¿Algun consejo? Gracias Muy feliz
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MensajePublicado: Mie, 21 Dic 2005 1:50 am    Asunto: Responder citando

Esa es muy buena opción, ya que modificando la tensión en la patilla 5, varías la frecuencia calculada, dentro de unos márgenes. Medir la frecuencia con un PIC es bastante rápido, sólo debes activar un timer y contar el tiempo de un pulso. En función de ese número ya puedes efectuar las acciones que quieras.

Luego hay otra opción, usando 2 NE555... consiste en hacer un generador PWM... lo iba a explicar más adelante pero comento algo.

Consta de un astable oscilando a la frecuencia PWM que queramos (por ejemplo 100Hz) pero con las resistencias calculadas de forma que el duty-cycle sea próximo al 99%, así obtendremos un pulso largo alto y uno bajo corto.

Con este pulso corto ya tenemos un disparo perfecto para un monoestable... ese monoestable proporciona un pulso alto cada vez que se dispara. Si ponemos un potenciómetro, tendremos un pulso de un ancho determinado, y cada X tiempo, según el astable.

Por ejemplo el astable a 100Hz, que corresponde a un período de 10mSeg.

Ese ataca a un monoestable calculado para que con el potenciómetro en extremos (0 a 100K) dé un pulso entre 0 y esos 10 mSeg.

Midiendo el ancho de cada uno de esos pulsos tendrás la posición del potenciómetro. Es más, el dato se actualizará 100 veces por segundo, en función de la frecuencia PWM.
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