555 configuracion



Análisis del circuito integrado temporizador LM555
Ing. Jesús María Francisco Hernández Morales

El circuito temporizador LM555, tiene una gran versatilidad en aplicaciones que involucran variables de tiempo, dentro de varias aplicaciones, sus 2 principales usos son en la generación de una ventana de tiempo determinada y en un tren de pulsos con frecuencia y ciclo de trabajopredeterminados.

Arquitectura Interna
Como podemos observar la arquitectura interna consta de una serie de 3 resistencias de 5K, de ahí su designación, las cuales nos sirven de divisores de voltajes y de esta forma el nivel más bajo
del divisor de tensión está situado en el valor de [V], a este nivel se le designa nivel del gatillo, el siguiente nivel se sitúa en , a estenivel se le denomina nivel del umbral. Ambos niveles se conectan a comparadores de voltajes, que estarán conectados a 2 terminales: gatillo
(terminal 2) y umbral (terminal 6), las salidas de estos comparadores están conectados a las
entradas de un flip-flop del tipo R-S, con lo cual cuando la tensión en la terminal del umbral es superior al nivel del umbral, el flip-flop ejecutará un Reset. Porotro lado, si la tensión aplicada a la terminal gatillo es menor al nivel de gatillo, el flip-flop ejecutará un Set. La salida del flip-flop se conecta la salida (terminal 3), y también se invierte lógicamente para accionar un transistor, de cuyo colector se conectara la descarga (terminal 7). Adicionalmente el LM555 ofrece las terminales de Reset (terminal 4) la cual ejecutará un Reseten el Flip-flop cuando esta se conecte a un nivel lógico bajo. La terminal del voltaje de control (terminal 5) se conecta directamente a la red de 3 resistencias, en el nivel del umbral, con lo cual podemos variar este nivel mediante un fuente de voltaje externa, de esta forma variaremos el nivel de umbral y bajo estas condiciones el nivel del gatillo también variará a la mitad del nivel delumbral, dado el arreglo de resistencias.



La polarización se lleva a cabo mediante las terminales de Vcc (terminal 8) y Gnd (terminal 1), el voltaje aplicado en estas terminales está dentro del rango de +3 hasta +18V.

Configuración Monostable
El principal uso de la configuración monostable es la generación de ventanas de tiempo, con una
duración predefinida. Su conexión se muestra acontinuación.



Como podemos observar, tenemos una red RC, siendo nuestro elemento de control el capacitor, que va conectado a las terminales descarga y umbral, adicionalmente se emplea la terminal gatillo. El funcionamiento es el siguiente, bajo condiciones normales, nuestro capacitor estará a 0V, dado que en estado de reposo está conectado a la terminal de descarga, mientras no se active elgatillo, el transistor de descarga permanecerá activo, asegurando un voltaje de inicio en el capacitor de
0V. Para iniciar el proceso, se necesita aplicar un voltaje en la terminal gatillo, que sea menor a Vcc/3, con esto el flip-flop, ejecuta un set, lo cual provoca que el transistor de descarga se desconecte y lo cual permite que el capacitor se comience a cargar, cabe recalcar que el tiempoque se actúe sobre el gatillo deberá ser menor al tiempo de la ventana de tiempo, porque si mantenemos el gatillo activo por un tiempo superior a la ventana de tiempo, la salida estará activa hasta que se termine la acción del gatillo.

Una vez que la carga comienza a fluir el capacitor ira de 0V hasta 2/3 de Vcc.





Resolviendo la ecuación de la red RC tenemos lo siguiente:Donde  es RC.

Aplicando Laplace obtenemos que:

⁄
( ) [ ]
( ) ( )

Aplicando la transformada inversa de Laplace obtenemos:
( ) * ⁄ +
Esta es la ecuación que nos describe el comportamiento de un capacitor en una red RC.

Lo que buscamos ahora es ¿cuánto tarda el capacitor para llegar a un...