Luz intermitente con 555 (explicado) DIY

Hola, en internet encontraran mucha info de como armar la clasica luz intermitente con el 555 pero no explican como ni por que funciona de la forma en que lo hacen. La idea de este y de otros post que estare haciendo de la misma serie, es explicar el por que de las cosas y tener una idea un poco mas clara de por que funcionan asi. La info es en parte mia y en parte sacada de otros sitios (ver fuentes) Si te interesa podes pasarte por mi otro post: Fuente de alimentacion basica. Como funciona DIY Vamos a lo primero, el corazon del oscilador, es un clasico en la electronica, es el circuito integrado 555. El circuito integrado 555 es de bajo costo y de grandes prestaciones. Inicialmente fue desarrollado por la firma Signetics. En la actualidad es construido por muchos otros fabricantes. Entre sus aplicaciones principales cabe destacar las de multivibrador estable (dos estados metaestables) y monoestable (un estado estable y otro metaestable), detector de impulsos, etcétera. Veamos la disposicion de los pines y que hace cada uno. 1- GND: es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra. 2 - Disparo: Es en esta patilla, 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. 3 - Salida: Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador, ya sea que esté conectado como monostable o astable. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje de alimentación (Vcc) menos 1.7 Voltios. 4 - Reset: 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 Vcc para evitar que el 555 se "resetee". 5 - Control de voltaje: 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 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios). Así es posible modificar los tiempos en que la salida está en alto o en bajo independiente del diseño (establecido por los resistores y condensadores conectados externamente al 555). 6 - Umbral: Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida a nivel bajo. 7 - Descarga: Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento. 8 - V+: También llamado Vcc, alimentación, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentación que va de 4.5 voltios hasta 18 voltios (máximo). Habras visto que la salida puede ser monostable o astable, pero que significa cada una? Salida monostablePara que nuestro circuito integrado 555 funcione como monoestable debemos conectarlo de la siguiente forma: En E conectaremos la entrada, normalmente un pulsador, y en S conectaremos la salida, es decir lo que queramos que se active durante un tiempo determinado, o lo que es lo mismo lo que queramos temporizar. La tensión de alimentación dependerá de la pila. El tiempo que estará activada la salida se calcula de la siguiente forma: T = 1,1 x R x C Donde R es el valor de la resistencia en ohmios, y C es la capacidad del condensador en Faradios. El tiempo con estos datos lo obtendremos en segundos. Veamos un ejemplo. Queremos tener encendido un led durante un tiempo cuando activemos un pulsador, y al cabo de un tiempo que el led se apague solo. Aca un circuito de ejemplo: Verás que en serie con el Led hay una resistencia, es para que no se queme. La tensión que le llegaría sería de unos 5V (la pila) y como ya debes saber, los Led funcionan a 2 voltios como máximo. Si ponemos la resistencia en serie al led solo le llegarán 2V y los otros 3V estarán en la resistencia de 220 ohmios. Bueno la pregunta es...¿Cuanto tiempo estará encendido el Led cuando activemos el pulsador?. Pues nada aplicamos la fórmula y listo. Lo primero pasaremos la Resistencia que está en Kilo ohmios a ohmios= 470 x 1000 = 470.000Ω Ahora pasamos los 10 microfaradios a faradios = 10 x 10-6 = 0,00001faradios T = 1,1 x 470.000Ω x 0,00001 = 5,17 segundos. ¿Fácil no?. El Led se encenderá durante 5,17 segundos cuando pulsemos el pulsador. Para volver a encenderse deberemos volver a pulsar el pulsador. Siempre debes tener en cuenta la tensión máxima a la que se puede conectar tu circuito integrado 555, ya que los hay de diferentes tensiones. Salida astableEsta es la salida que nos interesa para nuestro proyecto, el de la luz intermitente. En este modo, el 555 no tiene estado estable, la salida 3 va cambiando continuamente entre el nivel bajo y el alto continuamente, independientemente del estado de la entrada (2). El tiempo que estará la salida en alto y bajo dependerá de los componentes del circuito. Aquí tienes la curva de funcionamiento: Si tuviéramos un led a la salida estaría encendiéndose y apagándose todo el tiempo. Como ves se genera una señal oscilante. El periodo de la curva, es el tiempo que tarda en repetirse un estado determinado, y en este caso será: T = t1 + t2 t1 y t2 no tienen por que ser el mismo tiempo, aunque el la gráfica del ejemplo es así. Pero como calculamos t1 y t2. Pues nada, igual que antes con una fórmula. t1 = 0,693 x (R1 + R2) x C t2 = 0,693 x R2 x C t1 es el tiempo que estará en estado alto la salida (encendido el led) y t2 es el tiempo que estará en estado bajo la salida (led apagado). Pero....¿Dos resistencias?. Pues sí, en este caso el circuito es con dos resistencias, la Rb será la que nos determine el tiempo que estará la salida desactivada. Vemos el circuito de conexión del 555 como astable: Otro dato importante con el circuito integrado 555 como astable es la frecuencia. La frecuencia es el número de veces que se repite un periodo en cada segundo. en nuestro caso nos interesa saber cuantas veces se repite cada segundo el encendido y apagado. F = 1 / T Como ves es muy fácil, solo hay que dividir entre 1 el Tiempo total del periodo (estado alto y bajo). el valor que nos da la formula será Hertzios o 1/segundos, o lo que es lo mismo las repeticiones por cada segundo. Veamos un ejemplo de un montaje del 555 como monoestable poniendo a la salida un led. Solo hay que conectar el Led a la salida, y ya tendremos nuestro circuito. En este caso te hemos cambiado un poco el esquema para que te acostumbres a verlo de diferentes formas, pero si te das cuenta es exactamente igual. El 555, en este caso, ponemos las patillas un poco diferentes, pero siguen siendo las mismas. El led lo hemos conectado sin resistencia en serie, y como ves hemos conectado un oscilador para ver la onda que se generaría a la salida. La pila serían dos pilas en serie, por lo que sería como una sola pila a la que se suman las dos tensiones. Pero si te fijas un poco es todo exactamente igual. Si calculas los tiempos y la frecuencia del circuito te saldrán los siguientes datos: t1 = 1.02 segundos t2 = 0,569 segundo T = 1,6 segundos F = 0, 625 Hz (cada 0,625 segundos se repite un ciclo de encendido y apagado del led) Es muy normal encontrar la R2 como un potenciometro (resistencia variable), de este modo podemos cambiar los tiempos del circuito solo moviendo el potenciómetro. Ya sabemos como funciona basicamente el integrado 555, ahora podemos armar nuestra luz intermitente y con las formulas citadas poder calcular los tiempos de encendido y apagado del led. El circuito es por demas sencillo, y en un pcb de 3x3cm entra todo perfectamente. Un dato, agregando otro led (D2) con su resistencia limitadora (R4) podemos tener un sencillo semaforo. Un consejo para entender mejor el funcionamiento del 555 y como varia su salida en funcion de la resistencia, elejir para C1 un valor de 10uf, mientras que R1 y R2 reemplazarlos por potenciometros de 100k, de modo de poder variar la frecuencia de los pulsos. A continuacion les dejo unos videos de cosas hechas con este sencillo circuito de led intermitente Dejo otros links de post de electronica que hice, quizas te sirva alguno: Fuente de alimentacion basica. 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