Astables

El LM 555

Es un dispositivo de alta estabilidad diseñado para construir retardos de tiempo y osciladores.

Posee terminales adicionales que permiten dispararlo y resetearlo. Estas funciones se activan en el modo descendente de la señal.

Tanto el tiempo de retardo como la frecuencia de oscilación son determinadas por componentes externos, capacitor y resistor.

El LM555 es un circuito integrado que incorpora dentro de sí dos comparadores de voltaje, un flip flop, una etapa de salida de corriente, divisor de voltaje resistor y un transistor de descarga. Dependiendo de como se interconecten estas funciones utilizando componentes externos es posible conseguir que dicho circuito realiza un gran numero de funciones tales como la del multivibrador astable y la del circuito monoestable.

Si observara el diagrama de bloques notarás que la red de resistencias que forman el divisor de voltaje fija en 1/3 Vcc y 2/3 Vcc los puntos de comparación de los dos comparadores internos. Dependiendo de las señales que se aplican desde el exterior se puede lograr que los comparadores

cambien de estado a diferentes niveles de voltaje, lo cual provoca que el Flip Flop cambie el estado de salida y/o active el transistor de descarga.

A continuación se reseña la función de cada terminal del circuito integrado:

a) Pin #1: Tierra o terminal común

b) Pin #2: Disparo (Trigger). Aplicando un voltaje menor que 1/3 Vcc el comparador cambia de estado, hace set al flip flop y este a su vez hace que el voltaje de sea alto. Cuando el voltaje de salida esta alto el transistor de descarga esta O

c) Pin #3: Salida

d) Pin #4: Preset. Aplicando un voltaje bajo se consigue interrumpir el intervalo temporizador (timing cycle).

e) Pin #5: Voltaje de control. El voltaje conectado a este terminal varia los valores de referencia, 2/3 Vcc y 1/3 Vcc, de los comparadores del circuito.

f) Pin #6: Umbral (Theshold). Cuando se le aplica un voltaje mayor que 2/3 Vcc se hace reset del flip flop haciendo así el voltaje de salida bajo. Cuando el Vo de salida esta bajo el transistor de descarga esta ON.

g) Pin #7: Transistor de descarga. Cuando se activa esta transistor hay un paso de baja resistencia entre las patas 7 y 1.

h) Pin #8: Vcc. Entrada de alimentación de todo el circuito integrado.

Modo de conexión

Gráfico para el cálculo de Ra, Rb y C


En este modo el trigger está conectado con el threshold de manera que el sistema pueda autodispararse.

El capacitor variará su carga entre 1/3 y 2/3 de Vcc.

El tiempo de carga está determinado por Ra + Rb y el de descarga por Rb.

t₁ = 0,693 ( Ra + Rb ) C

t₂ = 0,693 Rb C

El duty cycle es:

Rb

D = --------------

Ra + 2Rb

La frecuencia de operación viene dada por:

1,44

f = ----------------------

( Ra + 2Rb ) C

Las resistencias en Ohms y la capacidad en Faradios. La frecuencia se obtiene en Hertz.

Diagrama de tiempos

Se observa en el diagrama que con la variación de la tensión en el capacitor se obtiene la conmutación de la salida.

Teniendo en cuenta la introduccion teorica, diseñamos astables para distintas frecuencias: 1Hz, 10Hz, 100Hz, 1KHz y 10KHz. Sabiendo el tiempo de cada frecuencia, para un ciclo de trabajo del 40% le damos justamente dicho porcentaje a t2 y el 60% restante a t1.

Definimos un valor de capacitor basandonos en el grafico para el calculo, y de esta forma calculamos los resistores. Ya que los resistores calculados no son de valores comerciales, se podra observar el error en las mediciones realizadas en el osciloscopio para cada frecuencia

En este video vemos el funcionamiento del astable a traves de un led conectado a la salida con una frecuencia de 1HZ.