555

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Descripción pines


555 Pinout por tInductiveload - Disponible bajo la licencia Dominio público vía Wikimedia Common

  • Pin 1 - GND
  • Pin 2 - Trigger (Disparo)
    • Cuando la tensión Trigger < 1/3 de VCC el pin 3 - Output se pone a nivel alto (VCC) y el pin 7 - Discharge se pone en alta impedancia
  • Pin 3 - Output
  • Pin 4 - Reset
    • Es una entrada de lógica negada
    • Cuando se activa Reset el pin 3 - Output pasa a 0V y en pin 7 - Discharge queda a masa
    • Sino se va a usar se conecta a VCC
  • Pin 5 - Control
    • Se utiliza para modificar los niveles de tensión de referencia
    • Es útil para hacer modulaciones, controles de frecuencia por tensión
    • Sino se utiliza se coloca un condensador de 100nF a massa
    • Por lo general se conecta un condensador de desacoplo en tre el pin y GND de 10nF
    • Sirve para eliminar el ruido de la fuente de potencia y minimiza el ruido en el voltaje de umbral
    • Una resistencia de 10k entre el pin 5 y el pin 8 cambia el voltaje umbral de 0.5Vcc y el voltaje de disparo a 0.25Vcc
  • Pin 6 - Threshold (Umbral)
    • Cuando la tensión Threshold > 2/3 de VCC el pin 3 - Output y el pin 7 - Discharge se ponen a 0V
  • Pin 7 - Discharge (Descarga)
  • Pin 8 - VCC


Modos de operación

  • Aestable
    • Circuito capaz de cambiar de un estado a otro sin intervencion externa
    • No puede permanecer indefinidamente en un estado
  • Biestable
    • Circuito capaz de cambiar de un estado a otro pero con intervencion externa
    • Puede permanecer indefinidamente en un estado
  • Monoestable
    • Necesita un pulso externo para cambiar de estado
    • Pasado un período de tiempo vuelve al estado anterior
    • No se puede mantener el estado activo indefinidamente
    • Comúnmente conocido como Timer


Partes del 555


555 Bloc Diagramt por BlanchardJ - Disponible bajo la licencia Dominio público vía Wikimedia Common

  • Parte A
    • Tenemos tres resistencias del mismo valor haciendo un divisor de tension
    • En el pin de Control tenemos 2/3 de VCC, que ademas es la entrada negativa del comparador IC1
    • En la entrada positiva del comparador IC2 tenemos 1/3 de VCC
  • Parte B
    • Son dos comparadores
    • En IC1 si por el pin 6 - Umbral entra más de 2/3 de VCC se envia un 1 a la entrada R del biestable del bloque C
    • En IC2 si por el pin 2 - Disparo entra menos de 1/3 de VCC se envia un 1 a la entrada S del biestable del bloque C
  • Parte C
    • Es un biestable RS
    • Si R=1 -> Q es igual a 0
    • Si S=1 -> Q es igual a 1
    • Si R=0 y S=0 la salida no cambia
    • Si el pin 4 Reset es HIGH reseteamos el biestable
  • Parte D
    • Es un transistor controlado por la salida negada del biestable
    • Cuando la salida negada del biestable es 1 el transistor conecta el pin 7 - Descarga con el pin 1 - GND
    • Cuando Q negado es 0 el pin 7 - Descarga queda en alta impedancia
  • Parte E
    • Es un inversor que niega la salida negada del biestable
    • Puede llegar a tolerar 200mA


Explicación de los modos de operación

Monoestable


Diagrama 555 en configuración monoestable


Formas de onda en configuracion monoestable

Estados

  • Estado inicial
    • El pin 2 - Trigger está en estado HIGH (1)
    • La salida de IC2 es entonces LOW (0) → 1/3 VCC < 1 (HIGH)
    • El condensador se encuentra descargado
    • La salida de IC1 es EXPLICACION DE IC1
    • EXPLICACION BIESTABLE
    • El pin 3 - Output está a nivel LOW (0)
    • El pin 7 - Discharge se conecta a GND debido a que Q¯=1 y por lo tanto el transitor entra en saturacion
  • Estado de disparo
    • El pin 2 - Trigger pasa a estado LOW (0) durante un instante, luego vuelve a HIGH (1)
    • La salida de IC2 es entonces HIGH (1) → 1/3VCC > 0 (LOW)
    • EXPLICACION IC1
    • El biestable tiene R=0 S=1→Q¯=0
    • El pin 3 - Output será HIGH → el inversor transforma el LOW en HIGH
    • El pin 7 - Discharge pasa a alta impedancia debido a que el transistor entra en corte al recibir 0V por la base
    • El condensador se empieza a cargar a traves de R
  • Estado estable
    • Ahora por el pin 6 - Threshold entra la tensión que hay en el condensador. Esta tensión se compara en IC1 con 2/3 de VCC
    • En el momento en que VC=2/3VCC el IC1 pasará a HIGH (1)
    • Como el pulso en el pin 2 - Trigger a vuelo a HIGH (1) la salida de IC2 es LOW (0)
    • El biestable tiene R=1 S=0→Q¯=1
    • El pin 3 - Output será LOW
    • Por el pin 7 - Discharge se descarga el condensador debido a que la salida del biestable a saturado el transistor
    • El circuito vuelve a un estado estable hasta que se active otra vez el pin 2 - Trigger

Consideraciones

  • Para calcular el tiempo HIGH del pin 3 se utiliza Ton=1.1RC
  • Es recomendable de que Ttrigger⩽Ton4. Si el disparo esta en HIGH demasiado tiempo tendremos en el biestable que Set=1 y Reset=1 haciendo que la salida tenga un valor desconocido
  • Los tiempos estan en segundos, el C en faradios y la R en ohmios
  • El valor del condensador debe estar en unos márgenes, entre 470pF y 170uF
  • El valor de la resistencia debe estar entre unos márgenes, 1Kohmio y 3.3Mohmio

Aestable


Diagrama 555 en configuracion aestable

Formas de onda en configuracion aestable

Estados

  • Toff o salida en HIGH
    • Condensador empieza a cargarse a traves de RA y RB
    • Cuando VC>2/3VCC
    • La salida de IC1 es HIGH (1) VC>2/3VCC
    • La salida de IC2 es LOW (0) →VC>1/3VCC
    • El biestable tiene R=1 S=0→Q¯=1
    • EL pin 3 - Output será LOW
    • El transistor entra en corte y por el pin 7 - Discharge se empieza a descargar el condensador a través de RB
  • Ton o salida en LOW
    • Cuando VC<1/3VCC
    • La salida de IC1 es LOW (0) →VC<2/3VCC
    • La salida de IC2 es HIGH (1) →VC<1/3VCC
    • El biestable tiene R=0 S=1→Q¯=0
    • EL pin 3 - Output será HIGH
    • El transistor entra en saturación y el pin 7 - Discharge entra en alta impedancia y el condensador se empieza a cargar por RA y RB

Consideraciones

  • La carga del condensador se hace a traves de RA+RB y la descarga solo a traves de RB, por lo tanto el tiempo de carga y descarga es diferente, generando una onda asimétrica
  • Para calcular Ton=0.693⋅C⋅(RA+RB)
  • Para calcular Toff=0.693⋅C⋅RB
  • El periodo de la señal se calcula T=Ton+Toff
  • La frecuencia de la señal de se calcula
  • El duty cycle se calcula RA+RBRA+2RB⋅100
  • El valor del condensador debe estar en unos márgenes, entre 470pF y 170uF
  • El valor de la resistencia debe estar entre unos márgenes, 1Kohmio y 3.3Mohmio
  • Si RA=RB→duty cycle = 67%
  • Si ponemos una RB</mathmuysuperiora<math>RA el valor de RA no importará mucho en el tiempo de cargado y el duty cycle será del 50%

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