lm 555

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL PERÍODO ACADÉMICO: ABRIL – SEPTIEMBRE 2015

I.

PORTADA UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial

Título:

Circuito integrado LM 555.

Carrera:

Ing. Industrial en procesos de automatización.

rea !cad"mica: !cad"mica:

Mec#nica.

Línea de In$estigación:

Mec#nica.

Ciclo clo !cad" cad"mi micco % para parallelo: elo:

!&ri &ril'() '()*5 + Sep Septi tie em&re m&re '()* ()*5 -u -uinto nto ! !/

!lumnos participantes: participantes: Módulo % 0ocente:

II.

INFORME 1.1 Título Circuito integrado Lm 555

1.2Objetivo 1.2.1. Objetivo !e"e#$l Conocer las características % 1uncionamiento del circuito integrado Lm 555.

1.2.2. Objetivo E%e&í'i&o  Construir un circuito utilizando un Lm 555.

In$estigar las características principales del Lm 555. !nalizar la se2al o&tenida % los $alores de la 1recuencia % del periodo seg3n los datos reci&idos en clase, mediante una 1uente de dc de 5 a *( $oltios % un osciloscopio.

1.(P$l$b#$ &l$ve) Lm 555 4eriodo 0ut% c%de. Frecuencia • • • •

1.*M$te#i$le) *. lm 555



*. potenciómetro de *. resistencia de (. capacitores de

5 [ K Ω ]

2.880 [ K Ω ]

0.1 [ μf ] y 1 [ μf ]

*. proto&oard Ca&les.

1.+Reu,e" El circuito integrado 555 es un dispositi$o altamente esta&le utilizado para la generación de se2ales de pulsos. En la 1igura se muestra su distri&ución 1uncional de pines % las dos 1ormas m#s comunes de presentación las cuales son las m#s usuales: el encapsulado de do&le 1ila o 0I4  0ual in line pac6age7 % el met#lico. La presentación 0I4 de 8 pines es la m#s com3n. El encapsulado met#lico se utiliza principalmente en aplicaciones militares e industriales. Tam&i"n est# disponi&le en encapsulado de monta9e super1icial, con la re1erencia LM555CM de nacional. !sociado

con

unos

pocos

componentes

eternos

resistencias

%

condensadores, principalmente7 el 555 se puede utilizar para generar trenes de pulsos, temporizar e$entos % otras aplicaciones, tanto an#logas como digitales. En esta lección estudiaremos sus dos modos &#sicos de operación: el asta&le o relo9 % el monoesta&le o temporizador. En el modo asta&le , el circuito entrega un tren continuo de pulso % en el monoesta&le suministra un pulso de determinada duración. La 1recuencia % el anc;o del pulso se programan eternamente mediante resistencias % condensadores adecuados.



1.-M$#&o Te#i&o Ci#&uito i"te/#$0o +++

?* por Signetics, el 555 sigue siendo de uso generalizado de&ido a su 1acilidad de uso, precio &a9o % la esta&ilidad. Lo 1a&rican muc;as empresas en &ipolares % tam&i"n en CM@S de &a9a potencia. ! partir de ())A, se estima&a =ue mil millones de unidades se 1a&rica&an cada a2o.

De&#i%&i" 0e l$ %$till$ 0el te,%o#i$0o# +++ •

!ND normalmente la *7: es el polo negati$o de la alimentación,

•

generalmente tierra masa7. Di%$#o normalmente la (7: Es donde se esta&lece el inicio del tiempo de retardo si el 555 es con1igurado como monoesta&le. Este proceso de disparo ocurre cuando esta patilla tiene menos de *'A del $olta9e de alimentación. Este pulso de&e ser de corta duración, pues si se mantiene &a9o por muc;o tiempo la salida se =uedar# en alto ;asta =ue

•

la entrada de disparo pase a alto otra $ez. S$li0$ normalmente la A7: !=uí $eremos el resultado de la operación del temporizador, %a sea =ue est" conectado como monoesta&le, esta&le u otro. Cuando la salida es alta, el $olta9e ser# el $olta9e de alimentación



Bcc7 menos *.? B. Esta salida se puede o&ligar a estar en casi ) $oltios •

con la a%uda de la patilla de reinicio normalmente la 7. Rei"i&io normalmente la 7: Si se pone a un ni$el por de&a9o de ).? Boltios, pone la patilla de salida a ni$el &a9o. Si por alg3n moti$o esta patilla no se utiliza ;a% =ue conectarla a alimentación para e$itar =ue el

•

temporizador se reinicie. Co"t#ol 0e volt$je normalmente la 57: Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de $olta9e, el $olta9e en esta patilla puede $ariar casi desde Bcc en la pr#ctica como Bcc *.? B7 ;asta casi ) B apro. ( B menos7. !sí es posi&le modi1icar los tiempos. 4uede

•

tam&i"n con1igurarse para, por e9emplo, generar pulsos en rampa. U,b#$l normalmente la D7: Es una entrada a un comparador interno

•

=ue se utiliza para poner la salida a ni$el &a9o. De&$#/$ normalmente la ?7: tilizado para descargar con e1ecti$idad el condensador eterno utilizado por el temporizador para su

•

1uncionamiento. Volt$je 0e $li,e"t$&i" VCC3 normalmente la 87: es la patilla donde se conecta el $olta9e de alimentación =ue $a de .5 B ;asta *D B.

Este tipo de 1uncionamiento se caracteriza por una salida con 1orma de onda cuadrada o rectangular7 continua de anc;o prede1inido por el dise2ador del circuito. El es=uema de coneión es el =ue se muestra. La se2al de salida tiene un ni$el alto por un tiempo t* % un ni$el &a9o por un tiempo t(. La duración de estos tiempos depende de los $alores de *, ( % C, seg3n las 1órmulas siguientes: Ton =ln ( 2 )∗( RA + RB )∗C Ton≈ 0.693 ∗( RA + RB )∗C [ segundos ] y



Toff = ln ( 2 )∗( RB )∗C Toff ≈ 0.693∗( RB )∗C [ segundos ]

La 1recuencia con =ue la se2al de salida oscila est# dada por la 1órmula: f≈

1

(

0.693∗ RA + 2 RB

el período es simplemente:

)∗C

[s]

T =

1

f

Tam&i"n decir =ue si lo =ue =ueremos es un generador con 1recuencia $aria&le, de&emos $ariar la capacidad del condensador, %a =ue si el cam&io lo ;acemos mediante los resistores * %'o (, tam&i"n cam&ia el ciclo de tra&a9o o anc;o de pulso D7 de la se2al de salida seg3n la siguiente epresión: G*H D=

RA + RB RA + 2∗ RB

I"t#o0u&&i" 4 &$#$&te#íti&$ El dispositi$o 555 es un circuito integrado mu% esta&le cu%a 1unción primordial es la de producir pulsos de temporización con una gran precisión % =ue, adem#s, puede 1uncionar como oscilador.

Su &$#$&te#íti&$ ,5 0et$&$ble o") • • • •

Temporización desde microsegundos ;asta ;oras. Modos de 1uncionamiento: Monoesta&le. !sta&le.

A%li&$&io"e) • • • • • •

Temporizador. @scilador. 0i$isor de 1recuencia. Modulador de 1recuencia. enerador de se2ales triangulares. 4asemos a;ora a mostrar las especi1icaciones generales del 555 Bc J disparo7:

Especifcaciones generales del 555



510Voltios Voltios

Vcc Frecuencia (Astable) Niel de (medio)

máxima

tensin

Vc

15Voltios

Notas Varia con el $%g & el dise'o

500-!" a #-$!"

*+*-V

,+,-V

10+0-V

Nominal

 5.

 5.

 5.

/emperatura #5 

Error de tempori"acin  1. ($onoestable)

 1.

 1.

/emperatura #5 

Error de (Astable)

%recuencia

$áximo alor de 2a 3 2b

*+4$eg

,+#$eg

10-$eg

Valor mnimo de 2a

5-6

5-6

5-6

Valor mnimo de 2b

*-6

*-6

*-6

2eset V!7V8 (pin-4)

0+4790 0+4790+ 0+4790+ +* * *

orriente de salida (pin-*)

#00 ma

Fu"&io"$,ie"to ,o"oet$ble

#00m #00m a a



Cuando la se2al de disparo est# a ni$el alto e9. 5B con Bcc 5B7 la salida se mantiene a ni$el &a9o )B7, =ue es el estado de reposo. na $ez se produce el 1lanco descendente de la se2al de disparo % se pasa por el $alor de disparo, la salida se mantiene a ni$el alto Bcc7 ;asta transcurrido el tiempo determinado por la ecuación: T J *.*KaKC Es recomenda&le, para no tener pro&lemas de sincronización =ue el 1lanco de &a9ada de la se2al de disparo sea de una pendiente ele$ada, pasando lo m#s r#pidamente posi&le a un ni$el &a9o idealmente )B7. <@T!: en el modo monoesta&le, el disparo de&ería ser puesto nue$amente a ni$el alto antes =ue termine la temporización.

Fu"&io"$,ie"to $t$ble

En este modo se genera una se2al cuadrada oscilante de 1recuencia: F J *'T J *. ' GCKa(K&7H La se2al cuadrada tendr# como $alor alto Bcc aproimadamente7 % como $alor &a9o )B. Si se desea a9ustar el tiempo =ue est# a ni$el alto % &a9o se de&en aplicar las 1órmulas: Salida a ni$el alto: T* J ).D>AKa&7KC Salida a ni$el &a9o: T( J ).D>AK&KC El 555 es un integrado mu% 3til, pudiendo ser con1igurado en $arias modalidades. na de estas modalidades es la del multi$i&rador asta&le, para lo



cual el circuito oscila a una 1recuencia % ciclo de tra&a9o con1igura&les mediante resistencias % condensadores eternos. La $ersatilidad de este integrado de tecnología &ipolar, es =ue las 1recuencias % ciclos de tra&a9o resultantes, no dependen de la 1uente de alimentación.

Mo0o 0e o%e#$&i" El 555 puede operar a partir de .5B ;asta *8B % puede mane9ar corrientes de salida de ;asta ()) m!. El diagrama de coneión es el siguiente:

Modo !sta&le del 555 ! continuación, se muestra el circuito para =ue el 555 1uncione en modo asta&le. G(H

Pote"&i,et#o



n potenciómetro es un resistor cu%o $alor de resistencia es $aria&le. 0e esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente =ue 1lu%e por un circuito si se conecta en paralelo, o la di1erencia de potencial al conectarlo en serie.
Co"t#u&&i" Eisten dos tipos de potenciómetros: •

Pote"&i,et#o i,%#eo, realizados con una pista de car&ón o de cermet so&re un soporte duro como papel &a=uelizado, 1i&ra, al3mina, etc. La pista tiene sendos contactos en sus etremos % un cursor

•

conectado a un patín =ue se desliza por la pista resisti$a. Pote"&i,et#o bobi"$0o, consistentes en un arrollamiento toroidal de un ;ilo resisti$o por e9emplo, constant#n7 con un cursor =ue mue$e un patín so&re el mismo.

Ti%o 4otenciómetros rotatorios multi$uelta

utilizados en electrónica.

Estos

potenciómetros permiten un me9or a9uste =ue los rotatorios normales. 4otenciómetros deslizantes. Seg3n su aplicación se distinguen $arios tipos: •

Pote"&i,et#o 0e M$"0o. Son adecuados para su uso como elemento de control en los aparatos electrónicos. El usuario acciona



so&re ellos para $ariar los par#metros normales de 1uncionamiento. 4or •

e9emplo, el $olumen de una radio. Pote"&i,et#o 0e $jute. Controlan par#metros prea9ustados, normalmente en 1#&rica, =ue el usuario no suele tener =ue retocar, por lo =ue no suelen ser accesi&les desde el eterior. Eisten tanto encapsulados en pl#stico como sin c#psula, % se suelen distinguir potenciómetros de a9uste $ertical, cu%o e9e de giro es $ertical, % potenciómetros de a9uste ;orizontal, con el e9e de giro paralelo al circuito

•

impreso. Pote"&i,et#o li"e$le. La resistencia es proporcional al #ngulo de

•

giro. eneralmente denominados con una letra . 6o/$#ít,i&o. La resistencia depende logarítmicamente del #ngulo de

•

giro. eneralmente denominados con una letra !. Se"oi0$le. La resistencia es proporcional al seno del #ngulo de giro. 0os potenciómetros senoidales solidarios % girados >)N proporcionan el seno % el coseno del #ngulo de giro. 4ueden tener topes de 1in de

•

carrera o no. A"tilo/$#ít,i&o. eneralmente denominados con una letra F. GAH

C$%$&ito#e

n condensador el"ctrico o capacitor es un dispositi$o pasi$o, utilizado en electricidad % electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo el"ctrico.* ( Est# 1ormado por un par de super1icies conductoras, generalmente en 1orma de l#minas o placas, en situación de in1luencia total esto es, =ue todas las líneas de campo el"ctrico =ue parten de una $an a parar a la otra7 separadas por un material diel"ctrico o por el $acío. Las placas, sometidas a una di1erencia de potencial, ad=uieren una determinada carga el"ctrica,



positi$a en una de ellas % negati$a en la otra, siendo nula la $ariación de carga total. !un=ue desde el punto de $ista 1ísico un condensador no almacena carga ni corriente el"ctrica, sino simplemente energía mec#nica latenteO al ser introducido en un circuito se comporta en la pr#ctica como un elemento PcapazP de almacenar la energía el"ctrica =ue reci&e durante el periodo de carga, la misma energía =ue cede despu"s durante el periodo de descarga.

Fu"&io"$,ie"to La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la di1erencia de potencial entre esta placa % la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios F7, siendo * 1aradio la capacidad de un condensador en el =ue, sometidas sus armaduras a una d.d.p. de * $oltio, estas ad=uieren una carga el"ctrica de * culom&io. La capacidad de * 1aradio es muc;o m#s grande =ue la de la ma%oría de los condensadores, por lo =ue en la pr#ctica se suele indicar la capacidad en micro QF J *)D, nano nF J *)> o pico pF J *)*( 1aradios. Los condensadores o&tenidos a partir de supercondensadores E0LC7 son la ecepción. Est#n ;ec;os de car&ón acti$ado para conseguir una gran #rea relati$a % tienen una separación molecular entre las PplacasP. !sí se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de 1aradios. no de estos condensadores se incorpora en el relo9 Rinetic de Sei6o, con una capacidad de *'A de 1aradio, ;aciendo innecesaria la pila. Tam&i"n se est# utilizando en los prototipos de automó$iles el"ctricos.

Reito#e)



Se denomina resistor al componente electrónico dise2ado para introducir una resistencia el"ctrica determinada entre dos puntos de un circuito el"ctrico. En el propio argot el"ctrico % electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planc;as, calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor apro$ec;ando el e1ecto oule. Es un material 1ormado por car&ón % otros elementos resisti$os para disminuir la corriente =ue pasa. Se opone al paso de la corriente. La corriente m#ima % di1erencia de potencial m#ima en un resistor $iene condicionada por la m#ima potencia =ue pueda disipar su cuerpo

Co,%o#t$,ie"to e" u" &i#&uito Los resistores se utilizan en los circuitos para limitar el $alor de la corriente o para 1i9ar el $alor de la tensión. B"ase la Le% de @;m. ! di1erencia de otros componentes electrónicos, los resistores no tienen polaridad de1inida. GH

Cálculos:



Dat! "#$ %&'%(&t Frecuencia: #00 ;!"< =ut& c&de: 0+, ;s< álculos:

P#'&": f =

1

T

T =

1

T =

f

1 200

−3

T =5 x 10 [ s ] T =5 [ ms ]

T&#)* "# #+%#+"&": D =

Ton T

Ton = D∗T −3

Ton =0.6∗5 x 10 −3

Ton =3 x 10 [ s ]

Ton =3 [ ms ]

T&#)* "# a*aa": T =Ton −Toff

Toff =T −Ton −3

−3

Toff =5 x 10 −3 x 10 −3

Toff =2 x 10 [ s ]



Toff =3 [ms ]

Ca$%($ "# $a '#!&!t#+%&a B: F')($a: Toff =0.693∗ RB∗C

RB=

Toff 0.693∗C

−3

RB =

2 x 10

0.693∗1 [ μf ]

RB=2.886 [ K Ω ]

Ca$%($ "# $a '#!&!t#+%&a RA: F')($a: Ton =0.693∗( RA + RB )∗C

RA =

RA=

Ton

− RB

0.693 ∗C

3 x 10

−3

0.693∗1 [ μf ]

− 2.886 [ K Ω ]

RA=1.443 [ K Ω ]

Mo0o 0e el$bo#$&i") *. 4oner el Lm 555 en la parte central de la proto&oard de tal manera =ue los pines est"n u&icados en las dos partes de la misma (. nir el pin * a tierra A. Conectar el pin ( % D. . Conectamos un ca&le en el pin A para posterior medir nuestra se2al en ella. 5. nimos el pin  % 8 reset7 D. En pin 5 colocamos nuestro capacitor de 0.1 μf ?. 0esde el pin D conectamos nuestra resistencia  o en nuestro caso el potenciómetro % el capacitor de

1 μf

% lo unimos a tierra.



8. Colocamos una resistencia en el pin ? % lo unimos al positi$o >.
1.7Co"&luio"e •

El circuito =ue armamos nos a%uda a o&tener una onda cuadrada %

•

1recuencia % amplitud deceada. El lm 555 tra&a9a en dos estados: estado esta&le % asta&le, el cual

•

soporta desde 5 G$H ;asta un m#imo de *( G$H. !l comparar los datos o&tenidos mediante el osciloscopio % los datos

o&tenidos en clases e$idenciamos =ue los $alores son los mismos. 1.8Re'e#e"&i$ biblio/#5'i&$

B&-$&'a./a ;1 >iipedia? @>iipedia? >iipedia? #, 0, #015+ ;En lnea<+ Aailable: < Bttps:77es+>iipedia+org7>ii7ircuitoCintegradoC555+ ;# marinDl? @u? ;En lnea<+ Aailable: < Bttp:77>>>+u+es7marinDl7electro7555+Btm+ ;* >iipedia? @>iipedia? >iipedia? 1* 04 #015+ ;En lnea<+ Aailable: < Bttps:77es+>iipedia+org7>ii7otenci.*.*metro+ ;4 =+ Allen ? 8+ Franc&? 8+ Dorge & arlos alberto? @slidesBare? slidesBare? 5 < Gctubre #010+ ;En lnea<+ Aailable: Bttp:77es+slidesBare+net7allenda"u7resistores-5*,H4*5+

1.9 A"e:o.







lm 555

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