Práctica 1: Aplicación del circuito integrado 555 – Semáforo

agosto 4, 2008 at 10:26 pm (Laboratorios de electrónica)

::[MONTAJE]::

• Elementos. Los siguientes elementos fueron empleados en el montaje del circuito:

• Fuente: Batería 9V DC.
• Resistencias: R1 (6.8 KΩ), R2 (33, 82 y 100 KΩ) y R3 (220 Ω).
• Condensadores: C1 (10 y 100 μF).
• Diodos LEDs.
• Circuito integrado: LM 555.

::[PREGUNTAS]::

• Diga aplicaciones del C.I. 555 e investigue la hoja de datos.

Las aplicaciones más comunes del C.I. 555 es como elemento temporizador. Aunque combinándolo con otros elementos se usa como generador se señales, modulador, contador entre otros usos:

• Temporizador de precisión.
• Generador de pulsos.
• Temporazidor secuencial.
• Generador de retardos de tiempo.
• Pulsos con modulación.

En general el C.I LM 555 es un controlador altamente estable capaz de producir retardos de tiempo u oscilación bastante exactos. En el modo de operación de retardos de tiempo, el tiempo es precisamente controlado por una resistencia y un condensador externo. En el modo de operación astable como oscilador, la frecuencia y el ciclo de trabajo son controlados con precisión por dos resistencias externas y un condensador.

• En el circuito implementado diga si está operando en modo astable o monoestable y justifique.

De acuerdo con la hoja de especificación del circuito LM 555, en el modo de operación astable la frecuencia de trabajo está controlada por dos resistencias y un condensador. De acuerdo con la figura del montaje, las dos resistencias R1 de 6.8K, R2 de 82K y el condensador C1 de 10 μF son los elementos que componen el funcionamiento astable del integrado. En este modo se genera un pulso continuo controlado por las dos resistencias y el condensador. La siguiente figura ilustra el comportamiento del pulso en modo astable:

• ¿Qué tipo de señal es la que sale del pin 3 del C.I. 555?.

De acuerdo con la hoja de especificación del C.I. 555, el pin 3 es el pin de salida, es decir, el pin que genera el resultado de la operación del temporizador. Cuando la salida es alta, el voltaje de salida será el voltaje de alimentación (VCC) menos 1.7 voltios. Por lo tanto, la señal que sale del pin 3 del C.I. es una señal digital.

• Que pasa si cambia los elementos R1, R2 y el condensador; averigüe para el circuito implementado el periodo de oscilación y compare valor teórico con el real; realice la ecuación en Excel para calcular con diferentes valores y grafique la señal.

La variación de los elementos R1, R2 y C1 en el circuito implementado hace que el período de oscilación sea mas corto o mas largo dependiendo de los valores de estos tres elementos, veamos:

Consideremos R1 = 6.8KΩ, R2 =82 KΩ y C1 = 10 μF

El período de oscilación está dado por la siguiente expresión:

TT = 0.693 (R1 + 2R2) C1

Entonces:

TT = 0.693 [6800Ω + 2(82000Ω)] 1 x 10-5 F
TT = 1.183644 Segundos.

En esta consideración, el período de oscilación real fue el siguiente:

TE = Tiempo Encendido + Tiempo Apagado
TE = 0.6 Segundos + 0.5 Segundos
TE = 1.1 Segundos.

Lo que indica que el valor real (1.1 Segundos) se ajusta con casi la misma exactitud al valor teórico (1.183644 Segundos).

Consideremos R1 = 6.8KΩ, R2 =82 KΩ y C1 = 100 μF

TT = 0.693 [6800Ω + 2(82000Ω)] 1 x 10-4 F
TT = 11,83644 Segundos.

En esta consideración, el período de oscilación real fue el siguiente:

TE = Tiempo Encendido + Tiempo Apagado
TE = 5.5 Segundos + 4.5 Segundos
TE = 10 Segundos.

Lo que indica que el valor real (10 Segundos) se ajusta con un valor muy aproximado al valor teórico (11,83644 Segundos)

Consideremos R1 = 6.8KΩ, R2 =33 KΩ y C1 = 10 μF

TT = 0.693 [6800Ω + 2(33000Ω)] 1 x 10-5 F
TT = 0.504504 Segundos.

Consideremos R1 = 6.8KΩ, R2 =33 KΩ y C1 = 100 μF

TT = 0.693 [6800Ω + 2(33000Ω)] 1 x 10-4 F
TT = 5.04504 Segundos

Consideremos R1 = 6.8KΩ, R2 =100 KΩ y C1 = 10 μF
TT = 0.693 [6800Ω + 2(100000Ω)] 1 x 10-5 F
TT = 1.433124 Segundos

Consideremos R1 = 6.8KΩ, R2 =100 KΩ y C1 = 100 μF
TT = 0.693 [6800Ω + 2(100000Ω)] 1 x 10-4 F
TT = 14.33124 Segundos

• Mida el voltaje que hay en el diodo led.

Cuando el diodo LED está encendido, el voltaje medido fue de 1.93 Voltios. Cuando el diodo LED está apagado, el voltaje medido fue de 378 milivoltios. Lo anterior, se observa en la siguiente figura:

• ¿Cómo identifica en un diodo LED los terminales?

En un diodo LED, el terminal mas corto, llamado cátodo es el negativo, mientras el ánodo (terminal mas largo) es el positivo.

• Emplee la herramienta de identificación de resistencias según sus códigos de colores.

Resistencia de 6.8 KΩ: Azul|Gris x Naranja = 68×10^3 Ω

Resistencia de 33 KΩ: Naranja|Naranja x Naranja = 33×10^3 Ω

Resistencia de 82 KΩ: Gris|Rojo x Naranja = 82×10^3 Ω

Resistencia de 100 KΩ: Café|Negro x Amarillo = 10×10^4 Ω

Resistencia de 220 Ω: Rojo|Rojo x Cafe = 22×10^1 Ω

• Montaje en la protoboard

Vea pues para que le quede bien simple: el mismo montaje anterior pero en mi segunda versión de protoboard.

Montaje circuito 555 aplicación semáforo en protoboard (clic para expandir)

::[REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFIA]::

• Lugatic.com – Práctica 1: Aplicación del C.I. 555 – Semáforo

• Wikiepedia: Circuito Integrado 555

• Hoja de especificación C.I. 555

• Enlace 1 a teoría sobre el funcionamiento del C.I. 555

• Enlace 2 a teoría sobre el funcionamiento del C.I. 555

• Enlace 3 a teoría sobre el funcionamiento del C.I. 555

• Imagen sobre el código de colores para resistencias