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1. UNIVERSIDAD DE PAMPLONAS
Una universidad incluyente y comprometida con el
Desarrollo integral
Osciladores de Cristal y 555 Astable y Monoestable
Sammy Leonardo Vila Pérez
Universidad de Pamplona, Facultad de Ingeniería y Arquitectura
Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y
telecomunicaciones
Programa de: Ingeniería en Telecomunicaciones
Pamplona, Norte de Santander, Colombia
sammyleonardo@live.com
Resumen: El presente artículo se basa en una pequeña descripción
acerca del timer 555 y el cristal de cuarzo, seguidamente encontraras los
conceptos relacionados con dicho de tema como lo son la configuración
de los pines del timer 555, controlador de voltaje, umbral, multivibrador
astable, monoestable multivibrador. De igual manera se habla de Hans
Camenzind inventor del timer 555.
Abstract: This article is based on a short description about the timer 555
and the quartz crystal, then find the concepts related to this topic such as
the configuration of the pin 555 timer, voltage controller, threshold, astable
multivibrator, monostable multivibrator. Similarly speaking of Hans
Camenzind inventor of the 555.
Palabras Claves: configuración, umbral, descarga, voltaje, reinicio,
salida, timer, Astable, monoestable.
1. Introducción
Dada su importancia en un gran
número de aplicaciones en las
que se necesita disponer de una
frecuencia fija y estable se
recurren a los cristales de
cuarzo. Gracias a estas
características el cristal de
cuarzo es de gran importancia a
la hora de trabajar con
osciladores.
El temporizador IC555 es un
circuito integrado (chip) que se
utiliza en una gran variedad de
temporizadores y se aplica en la
generación de pulsos y de
oscilaciones. El 555 puede ser
utilizado para proporcionar
retardos de tiempo, como un
oscilador, y como un circuito
integrado flip-flop. Sus derivados
proporcionan hasta
Cuatro circuitos de
sincronización en un solo
paquete [1].
El cristal de cuarzo es utilizado
como componente de control de
la frecuencia de circuitos
osciladores convirtiendo las
vibraciones mecánicas en
voltajes eléctricos a una
frecuencia especifica. Esto
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ocurre debido al efecto
“piezoeléctrico”. La piezo-electricidad
es la electricidad
creada por una presión mecánica
en un material piezoeléctrico, al
aplicar una presión mecánica
sobre el eje, dara como
consecuencia la creación de una
carga eléctrica a lo largo de un
eje ubicado en un ángulo recto
respecto al de la aplicación de la
presión mecánica.
Por las propiedades mecánicas,
eléctricas, y químicas, el cuarzo
es el material más apropiado
para fabricar dispositivos con
frecuencia bien controlada [2].
La siguiente figura 1 muestra la
ubicación de elementos
específicos dentro de una piedra
de cuarzo.
Figura 1.
2. El Timer 555.
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).
Fue desarrollado y construido en
el año 1971 por la empresa
Signetics con el nombre:
SE555/NE555 y se lo llamó: "The
IC Time Machine" ("Circuito
integrado la máquina del
tiempo") [3].
2.1. Aplicaciones.
1. Oscilador
2. Temporizador
3. Modulador de
frecuencia
4. Divisor de
frecuencia
5. Generador de
señales
rectangulares y
triangulares
2.2 Encapsulados.
En la figura 2 se pueden
observar los diferentes
encapsulados del timer 555 [3].
Figura 2.
2.3 Circuito Interno.
El circuito interno del integrado
555 tiene 20 transistores, 15
resistencias y 2 diodos
dependiendo esto del fabricante,
figura 3 [3].
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3. UNIVERSIDAD DE PAMPLONAS
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Desarrollo integral
Figura 3
2.4 Diagrama de bloques:
Figura 4.
2.5 Terminales del
Temporizador 555:
Pin 1- Tierra o masa: (Ground)
Conexión a tierra del circuito (a
polo negativo de la alimentación)
[3].
Pin 2- Disparo: (Trigger En este
pin es donde se establece el
inicio del tiempo de retardo, si el
555 es configurado como
monostable. 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 [3].
Pin 3- Salida: (Output) Aquí
estará el resultado de la
operación del temporizador, ya
sea que esté funcionando como
monostable, astable u otro.
Cuando la salida es alta, el
voltaje será igual a Vcc menos
1.7 Voltios. Esta salida se puede
poner a 0 voltios con la ayuda del
pin 4 (reset) [3].
Pin 4- Reset: Si este pin se le
aplica un voltage por debajo de
0.7 voltios, entonces la patilla de
salida 3 se pone a nivel bajo. Si
esta patilla no se utiliza hay que
conectarla a Vcc para evitar que
el 555 se resetee [3].
Pin 5- Control de voltaje:
(Control) El voltaje aplicado a la
patilla # 5 puede variar entre un
40 y un 90% de Vcc en la
configuración monostable.
Cuando se utiliza la
configuración astable, el voltaje
puede variar desde 1.7 voltios
hasta Vcc. Modificando el voltaje
en esta patilla en la configuración
astable causará que la
frecuencia del astable sea
modulada en frecuencia (FM). Si
este pin no se utiliza, se
recomienda ponerle un
condensador de 0.01uF para
evitar las interferencias [3].
Pin 6- Umbral: (Threshold) Es
una entrada a un comparador
interno que tiene el 555 y se
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utiliza para poner la salida (Pin
3) a nivel bajo bajo [3].
Pin 7- Descarga: (Discharge)
Utilizado para descargar el
condensador externo utilizado
por el temporizador para su
funcionamiento [3].
Pin 8- Vcc: Este es el pin donde
se conecta el voltaje positivo de
la alimentación que puede ir
desde 4.5 voltios hasta 16 voltios
(máximo). En las versiones
militares de este integrado puede
llegar hasta los 18 Voltios [3].
3 Astable:
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 t1 y un nivel bajo por
un tiempo t2. La duración de
estos tiempos depende de los
valores de R1, R2 y C, según las
fórmulas siguientes:
T1=0.693(R1+R2)*C1 (seg)
T2=0.693*R2*C1 (seg)
La frecuencia con que la señal
de salida oscila está dada por la
formula.
F=1*(0.693*C1*(R1+2*R2))
F=1/(T1+T2)
Y el periodo es simplemente
T=1/F
El ciclo de trabajo está dado por
CT=100*R2/(R1+2*R2)
En la figura 5 se puede observar
el 555 como Astable.
Figua 5
4. Monoestable.
En este caso el circuito entrega
un solo pulso de un ancho
establecido por el diseñador.
El esquema de conexión es el
que se muestra. La fórmula para
calcular el tiempo de duración
(tiempo en el que la salida está
en nivel alto) es:
T=1.1*R1*C1 (seg)
En la figura 6 se puede observar
la simulación del 555 como
monoestable.
Figura 6
Conclusión
· El 555 es un integrado
sumamente versátil,
pudiendo ser configurado
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5. UNIVERSIDAD DE PAMPLONAS
Una universidad incluyente y comprometida con el
Desarrollo integral
para trabajar en un rango
muy amplio de frecuencia
y configurado
correctamente puede
trabajar con ciclo de
trabajo de casi 0% al
100%
· Una de las aplicaciones
del 555, debido a que
puede manejar 200mA de
salida es la de generar
tonos audibles tal como
una sirena.
· La operación MONO-ESTABLE
se caracteriza
por el hecho de que la
salida del circuito se tiene
un único estado estable,
el cual se define, ya sea
Vcc o cero voltios.
· Para aplicaciones que
requieran de mayor
precisión, una de las
recomendaciones, es de
utilizar condensadores de
tantalio, para así evitar
las corrientes de fuga
características de los
condensadores
electrolíticos.
INFOGRAFIA
[1]http://es.slideshare.net/Jomica
st/cristales-de-cuarzo-para-osciladores
Fecha: 12/10/2014 hora: 2:16 pm
[2]http://es.wikipedia.org/wiki/Circ
uito_integrado_555
Fecha: 12/10/2014 hora: 2:26 pm
[3] http://electronica-electronics.
com/info/555/555.htm
Fecha: 12/10/2014 hora: 3:12 pm
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Una universidad incluyente y comprometida con el
Desarrollo integral
para trabajar en un rango
muy amplio de frecuencia
y configurado
correctamente puede
trabajar con ciclo de
trabajo de casi 0% al
100%
· Una de las aplicaciones
del 555, debido a que
puede manejar 200mA de
salida es la de generar
tonos audibles tal como
una sirena.
· La operación MONO-ESTABLE
se caracteriza
por el hecho de que la
salida del circuito se tiene
un único estado estable,
el cual se define, ya sea
Vcc o cero voltios.
· Para aplicaciones que
requieran de mayor
precisión, una de las
recomendaciones, es de
utilizar condensadores de
tantalio, para así evitar
las corrientes de fuga
características de los
condensadores
electrolíticos.
INFOGRAFIA
[1]http://es.slideshare.net/Jomica
st/cristales-de-cuarzo-para-osciladores
Fecha: 12/10/2014 hora: 2:16 pm
[2]http://es.wikipedia.org/wiki/Circ
uito_integrado_555
Fecha: 12/10/2014 hora: 2:26 pm
[3] http://electronica-electronics.
com/info/555/555.htm
Fecha: 12/10/2014 hora: 3:12 pm
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