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CIRCUITO INTEGRADO 555
◆ El temporizador IC 555 es un circuito
integrado (chip) que se utiliza en la
generación de temporizadores, pulsos
y 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.
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◆ Introducido en 1971 por Signetics,
el 555 sigue siendo de uso
generalizado debido a su facilidad
de uso, precio bajo y la estabilidad.
Muchas empresas los fabrican en
versión de transistores bipolares y
también en CMOS de baja
potencia. A partir de 2003, se
estimaba que mil millones de
unidades se fabricaban cada año.
Este circuito suele ser utilizado
para trabajos sencillos como
trabajos escolares, debido a su
bajo costo y facilidad de trabajar
con él.
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◆ El circuito integrado (CI) se diseñó en 1971 por Hans R.
Camenzind bajo el contrato de Signetics (adquirida más
tarde por NXP Semiconductors).
◆ En 1962, Camenzind se unió al laboratorio de Física de
Malloryen Burlington, Massachusetts. Diseñó un
amplificador por modulación por ancho de pulsos (PWM)
para aplicaciones de audio;1 sin embargo, no tuvo éxito en
el mercado porque no incluía un transistor de potencia.
Comenzó a interesarse en sintonizadores tales como un
girador y un lazo de seguimiento de fase (PLL). En 1968
Signetics le contrató para desarrollar un CI PLL. Diseñó un
oscilador para PLL de tal manera que la frecuencia no
dependía del voltaje de la fuente de alimentación o
temperatura. Signetics despidió a la mitad de sus
empleados debido a la recesión de 1970; el desarrollo para
PLL se paro
HISTORIA
Fotografía del interior del 555, del año 1978
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◆ Camenzind propuso el desarrollo de un circuito universal
basado en el oscilador de los PLL y pidió desarrollarlo el solo,
usando equipamiento de Signetics a cambio de reducir su
salario a la mitad. Otros ingenieros decían que el producto
podría construirse a partir de elementos ya existentes; sin
embargo, el gestor de mercadotecnia aprobó la idea.
Siguiendo la numeración 5xx que se asignaban a los CI
analógicos, se escogió el número "555".
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◆ Camenzind también enseñaba diseño de circuitos en la Northeastern
University por la mañana volviendo por la noche para estudiar el grado de
Administración de empresas. El primer diseño para el 555 se revisó en el
verano de 1971. Comprobado que no había errores, procedió al diseño de la
disposición de componentes. Unos días más tarde, Camenzind tuvo la idea de
usar una resistencia directa en lugar de una fuente de corriente constante al
encontrar que la primera solución funcionaba. El cambio redujo pines
requeridos, de 9 a 8, por lo que el CI se podría en un empaquetado de 8 pines
en lugar de uno de 14. Este nuevo diseño pasó una segunda revisión de diseño
y se culminó el prototipo en octubre de 1971. La copia de 9 pines la fabricó otra
compañía fundada por un ingeniero que estuvo presente en el primer diseño y
se marchó de Signetics; esa firma lanzó su versión tan pronto como se
presentó el 555. El temporizador 555 se fabricó por 12 empresas en 1972 se
convirtió en uno de los productos más vendidos.
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◆Se ha hipotizado falsamente que el 555 obtuvo su nombre por
las tres resistencias de 5 kΩ dentro del CI bipolar. Hans
Camenzind ha establecido que el número de pieza fue arbitrario,
así que fue una simple coincidencia. Las letras de los prefijos
"NE" y "SE" de los números de pieza originales de Signetic, NE555
y SE555, fueron designaciones de temperatura para los chips
analógicos, donde "NE" era la familia de temperatura comercial y
"SE" la familia para temperaturas militares.
NOMBRE DE PIEZA
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DESCRIPCIÓN DE LAS CONEXIONES
◆ GND (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra (masa).
◆ Disparo (normalmente la 2): Es donde se establece el inicio del tiempo de retardo si el 555 es
configurado como monoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando esta patilla tiene menos 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.
◆ Salida (normalmente la 3): Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador, ya sea que
esté conectado como monoestable, estable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje
de alimentación (Vcc) menos 1.7 V. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la
ayuda de la patilla de reinicio (normalmente la 4).
◆ Reinicio (normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida
a nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a alimentación para
evitar que el temporizador se reinicie.
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DESCRIPCIÓN DE LAS CONEXIONES
◆ Control de voltaje (normalmente la 5): Cuando el
temporizador se utiliza en el modo de controlador de
voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc
(en la práctica como Vcc -1.7 V) hasta casi 0 V (aprox. 2 V
menos). Así es posible modificar los tiempos. Puede
también configurarse para, por ejemplo, generar pulsos en
rampa.
◆ Umbral (normalmente la 6): Es una entrada a un
comparador interno que se utiliza para poner la salida a
nivel bajo.
◆ Descarga (normalmente la 7): Utilizado para descargar con
efectividad el condensador externo utilizado por el
temporizador para su funcionamiento.
◆ Voltaje de alimentación (VCC) (normalmente la 8): es el
terminal donde se conecta el voltaje de alimentación que va
de 4.5 V hasta 16 V.
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◆ El tipo de empaquetado FK tiene 20 pines, aunque en realidad solo se utilizan
los 8 pines mencionados en la lista anterior, los otros pines corresponden a NC
lo cual significa que internamente no tiene conexiones. A continuación, se
indica el número de pin a emplear con la nomenclatura correspondiente.
◆ Modos de operación del 555
El circuito integrado 555 puede ser operado de dos formas:
◆ Multivibrador astable
◆ La configuración del circuito integrado 555 astable se caracteriza por una salida
continua con forma de onda cuadrada o rectangular dependiendo de la
frecuencia que se especifique por parte del programador. Las conexiones para
realizar un generador de tren de pulso de la configuración astable del circuito
integrado 555 se muestra a continuación:
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◆ El funcionamiento del generador de tren de pulso astable inicia
cuando el circuito se activa, el capacitor C se carga a través de
los resistores en serie R1 y R2 que depende de una constante de
tiempo 0.693*(R1+R2)C. Cuando el voltaje del capacitor C llega a
(2/3)Vcc el flip-flop interno del circuito integrado 555 se
restablece, esto activa el transistor de descarga lo que permite
descargar la carga almacenada en el capacitor a través del
resistor R2 con una constante de tiempo 0.693*R2C. Una vez que
el voltaje del capacitor C disminuye a un valor de (1/3)Vcc, el ciclo
se vuelve a repetir.
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◆ El ciclo de trabajo presenta los estados alto y bajo, la duración
de los tiempos en cada uno de los estados depende de los
valores de R1, R2 (expresados en ohmios) y C (en faradios), con
base en las fórmulas siguientes:
MODOS DE OPERACIÓN
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◆ El circuito integrado 555 es uno de los más versátiles con que todo el
proyectista de equipos electrónicos puede contar. Sin embargo, no todos saben
explorar todas las posibilidades de este componente. En este artículo damos
tres aplicaciones diferentes para el circuito integrado 555 y que pueden ser de
gran utilidad para el banco de circuito de los lectores.
◆ El circuito integrado 555 (timer / oscilador) se puede utilizar de diversas
formas en circuitos prácticos que pueden incluso sorprender a los lectores
menos acostumbrados a trabajar con este componente.
◆ En este artículo damos tres configuraciones diferentes utilizando este
integrado:
APLICACIONES DIFERENTES PARA EL 555
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◆ El circuito presentado en la figura genera una rampa
lineal cuya frecuencia depende del valor de C2 y de R1.
GENERADOR DE RAMPA LINEAL
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◆ La configuración del circuito integrado (CI) 555 en configuración
multivibrador monoestable es más sencilla de construir,
únicamente se requiere de un capacitor y una resistencia
externa al CI LM555. Las conexiones correspondientes al
multivibrador monoestable se muestran a continuación: Esta
configuración es llamada “de un tiro”, ya que cuando el circuito
recibe una señal de disparo genera un solo pulso de la duración
especificada. La constante de tiempo es determinada por la
combinación de la resistencia y el capacitor, determinando con
estos parámetros la duración del pulso.
MULTIVIBRADOR MONOESTABLE
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◆ Las principales aplicaciones son:
◆ Interruptores libres de rebote.
◆ Temporizadores en cascada.
◆ Osciladores controlados por voltaje.
◆ Generadores de pulsos (PWM).
◆ Destelladores LED.
◆ Divisor de frecuencia.
◆ Atenuador de luz.
◆ Comparador de tensión.
APLICACIONES PARA EL CIRCUITO
INTEGRADO 555
