Para ello la proteccin a aadir es una resistencia en serie, por una parte para que la corriente que pasa por ste sea la adecuada y por otra que su diferencia de potencial sea la que recomienda el fabricante y evitar sobre tensin.

Los diodos led, son muy tiles como indicadores y existe una variedad de gamas de distintas formas, tamaos y colores dependiendo del material que interviene en su fabricacin. Para cada aplicacin se utilizar un tipo y siempre es importante tener en cuenta las caractersticas de los distintos modelos. El ejemplo de este artculo es para un led rojo de 3mm donde sus caractersticas son: diferencia potencial en el diodo: 1.6V-2V. Corriente de funcionamiento del diodo: 15mA.Para el clculo de la resistencia terica utilizaremos la siguiente ecuacin donde forzamos la corriente a ser la adecuada mediante la resistencia para que sta tenga la cada de voltaje restante.R = (5V-1,6V) / 15 mA = 233 ohmsR = 233 ohms(valor terico)Con ste ejemplo, cualquier ya sabe como calcular las resistencias de proteccin de led para sus circuitos. Tambin quisiera aadir que es totalmente vlido para el clculo de proteccin de display de 7 segmentos ya que estos se basan en led.Una vez calculado el valor terico, se deber consultar el valor comercial ms prximo a nuestro valor terico, en este caso tenemos que el valor ms prximo es el de 220 ohms. A continuacin he aadidouna simulacin realizada en Proteus para demostrar que el valor elegido para la proteccin del led limita su corriente y lo protege de una sobre tensin.R = 230 ohms(valor comercial)

Circuito astable con el LM 555:

En esta configuracin, en su pin de salida ("OUTPUT") el circuito produceuna onda cuadrada, con una amplitud igual a la tensin de alimentacin. La duracin de los periodos alto y bajo de la seal de salida pueden ser diferentes. El nombre de astable proviene de la caracterstica de esta configuracin, en la que la salida no permanece fija en ninguno de los dos estados lgicos, si no que cambia entre ambos en un tiempo que llamaremos "T".

T= T1 + T2 o

T=1/F

T1 = 0,693 ( Ra + Rb ) C

T2 = 0,693 Rb C

La frecuencia de operacin viene dada por:

1,44f = ---------------------- ( Ra + 2Rb ) C

Tambin decir que si lo que queremos es un generador con frecuencia variable, debemos variar la capacidad del capacitor, ya que si el cambio lo hacemos mediante las resistencias Ra y Rb, tambin cambia el ciclo de trabajo o ancho de pulso (D) de la seal de salida segn la siguiente expresin:El duty cycle (ciclo de trabajo)es:

RbD = -------------- Ra + 2Rb

Hay que recordar que el perodo es el tiempo que dura la seal hasta que sta se vuelve a repetir (Tb - Ta).

Si se requiere una seal cuadrada donde el ciclo de trabajo D sea del 50%, es decir que el tiempo T1 sea igual al tiempo T2, es necesario aadir un diodo en paralelo con R1 segn se muestra en la figura. Ya que, segn las frmulas, para hacer T1 = T2 sera necesario que Ra fuera cero, lo cual en la prctica no funcionara.Pero para que el ciclo de trabajo D fuera del 60 % el T1(on) tendria que ser del 60% del tiempo total y el T2 del 40%.

En este caso vamos a utilizar un capacitor de 1uF, pero para que nos de la frecuencia deseada ( 1 kHz) la suma de

Ra+ 2Rb tiene que ser igual a 1k Ohms

para saber cuanto vale Ra y Rb usamos la ecuacion de los tiempos los cuales ya tendriamos que tener definidos como por ej :

T1=600 mili seg

T2=400 mili seg

Utilizando dichas ecuacuiones podemos despejar el valor de Rb :

T2 = 0,693 RbxC

Rb= T2 / (0.693 x C )

Reemplazando los valores:

R2 = 400ms/(0,693 . 10uf)

R2 = 57K

Teniendo el valor de R2 podemos despejar de la formula del tiempo de carga de R1:

T1 = 0,693 . (R1+R2) . C

Despejando:

R1 = T1/0,693.C - R2

Reemplazando:

R1 = 600ms/ 0,693.10uF - 57K

R1= 30K

FTT1T2CRaRb

1 Hz1seg600 ms400 ms10 uF30 k57 k

10 Hz0.1 seg60 ms40 ms10 uF3 k5k7

100 Hz0.01 seg6 ms4 ms10 uF300570

1 KHz1 ms0.6 ms0.4 ms0.1 uF3 k5k7

10 KHz0.1 ms0.06 ms0.04 ms0.1 uF300570

Ahora unvdeode como funciona el LM 555

Lista de Componentes

1 Capacitor electroltico de 10 uF 1 Capacitor electrolitico de 1 uF 1 Capacitor cermico de 100 nF 2 Capacitores cermicos de 10 nF 1 Capacitor cermico de 1 nF 1 Resistor de 56K y 1 resistor de 1K ( Para obtener Rb ) 1 Resistor de 27K 1 Resistor de 1K ( Rled ) 1 Circuito integrado LM555 1 LED rojo Cables o alambre para conexines

1)Calcula un astable usando un circuito integrado LM555 para una frecuencia de 1KHz y un ciclo de trabajo del 40% .

Para este punto de la prctica , debemos calcular los valores de 2 resistencias ( Ra y Rb ) , ademas del valor de"C".

Cabe recordar que el ciclo de trabajo (Duty Cycle) esta dado nicamente por los valores de las resistencias calculadas y que el capacitor (C) se debe mantener con un valor fijo para conseguir con mayor facilidad los valores deR.

Sabiendo esto y aplicando las siguientes 2 formulas ( con un capacitor de 10nF ) calcularemos los valores de dichos componentes :

Formula para calcular el ciclo de trabajo (Duty Cycle) :

Formula para calcular la frecuencia de operacin :

En la frmula de frecuencia de trabajo reemplazaremos dicha frecuencia por un 1Khz y el capacitor "C" por uno de 10 nf , para despejar asi el valor de la R total ( sabiendo que Rt = Ra + 2rb )

Teniendo la Rt ( Ra + 2Rb ) y que el ciclo de trabajo es del 40 % es decir 0,4 :

Sabiendo el valor de Rb nos queda solo por calcular el valor de Ra de la siguiente manera :

Nota : Los valores calculados de los resistores , no son comerciales .Esto qiere decir que para obtener la Rb ( 57,6 K ) debemos utilizar un resistor de 56 K y colocarle en serie 2 resistores de 1K , para obtener asi aproximadamente el valor reqerido .

Para el caso de Ra ( 28,8 K ) debemos utilizar un resistor de 27 K y colocarle 2 resistores de 1K ( como en el caso de Rb ) en serie para obtener dicho valor .

2) Verificar su correcto funcionamiento

En este item observaremos el correcto funcionamiento del astable calculado previamente .

Para ello armaremos el circuito en el protoboard o placa de prueba , y luego del armado lo alimantaremos con aproximadamente 5V ( el valor de la tensin aplicada , se obtiene de la datasheet del componente ) .

Por ultimo le conectaremos el osciloscopio para realizar las mediciones correspondientes .

Como el led oscila a 1Khz de frecuencia , esto quiere decir que se est prendiendo y apagandose constantemente unas 1100 veces por segundo aproximadamente .

Por ende resulta imposible para el ojo humano , observar el cambio de estado de dicho componente y como consecuencia el led se ver siempre encendido.

3 - 4) Medir la frecuencia de oscilacin y medir el ciclo de trabajo

En este tramo de la prctica haremos 2 mediciones , para comprobar el correcto funcionamiento de nuestro circuito astable .

Para ello luego de conectar el circuito al osciloscopio , mediremos la frecuencia de oscilacion del mismo ( para comprobar si es de aproximadamente 1KHZ como se calcul el astable ) y luego el"Duty cycle "o ciclo de trabajo para cheqear que sea del 40 % como afirma el calculo .

Recordar que para medir la frecuencia de nuestra seal debemos entrar en el men de"Tiempo" y con la perilla elegimos la opcin que indica"Frecuencia".

Por otro lado para medir el" Duty cycle "nos dirigimos al men"Measure"luego a"Tiempo"y finalmente con la perilla de seleccin elegimos el botn"T. subida".

Medicion de la frecuencia ( 980,6 Hz aproximadamente 1 Khz)

A la hora de medir el"Duty cycle "de la seal calculada , la medicin nos dio aproximadamente 45% . Este error se debe a las tolerancias de los resistores , la cual aument en ste caso , por haber tenido que utilizar 2 resistores para poder formar cada uno de los resistores calculados previamente ( Ra y Rb )

5) Ponderar el error

Lo que haremos a continuacin ser calcular el valor original del resistor (Rb) a partir del valor de la frecuencia que medimos con el osciloscopio previamente .

A partir de este valor , lo que debemos hacer es simplemente corregirla ( es decir adaptar un valor de resistor que posea menos error en la medicin ) .

Para ello nos basaremos en la siguiente formula y haremos los debidos despejes , hasta obtener el valor de Rb

Por otro lado la seal original , ( medida con el osciloscopio ) presenta un error de 19,4 Hz de frecuencia .6) Grafica la variacin de frecuencia en funcin de Vcc.En este punto lo que haremos es realizar un grfico , que explicar como varia la frecuencia en funcion de la tensin ( Vcc ) aplicada al integrado LM555 .

Se puede observar que a partir de los 2,5 V aproximadamente ( que es la tensin de alimentacin mnima del circuito integrado) la frecuencia tiende a mantenerse constante .

Entonces en este caso se puede afirmar que la frecuencia solo depende del valor que se le otorgue a los 2 resistores ( Ra y Rb ) y al capacitor "C" .

Grfico de la variacin de frecuencia en funcin de la tensin aplicada ( Vcc )

7)Recalcular los valores para obtener las siguientes frecuencias, respetando el mismo ciclo de trabajo solicitado en el punto 1:Lo que haremos a continuacin ser , calcular los valores correspondientes de capacidad , para las distintas frecuencias asignadas ( 1 Hz , 10 Hz , 100 Hz y 10 Khz ) .

Tabla de valores

8) En el caso del astable de 1 Hz conectale un led a su salida y verific la frecuencia .En esa medicin lo que haremos ser utilizar el circuito astable , a una frecuencia de 1Hz y conectarle su debido valor de capacidad ( recordar que para 1 Hz es un capacitor de 10 uF ) .

Luego conectarle un led a la salida del mismo , para verificar su frecuencia de trabajo .

Elementos.Los siguientes elementos fueron empleados en el montaje del circuito: Fuente: Batera 9V DC. Resistencias: R1 (6.8 K), R2 (33, 82 y 100 K) y R3 (220 ). Condensadores: C1 (10 y 100 F). Diodos LEDs. Circuito integrado: LM 555.

::[PREGUNTAS]:: Diga aplicaciones del C.I. 555 e investigue la hoja de datos.Las aplicaciones ms comunes del C.I. 555 es como elemento temporizador. Aunque combinndolo con otros elementos se usa como generador se seales, modulador, contador entre otros usos: Temporizador de precisin. Generador de pulsos. Temporazidor secuencial. Generador de retardos de tiempo. Pulsos con modulacin.En general el C.I LM 555 es un controlador altamente estable capaz de producir retardos de tiempo u oscilacin bastante exactos. En el modo de operacin de retardos de tiempo, el tiempo es precisamente controlado por una resistencia y un condensador externo. En el modo de operacin astable como oscilador, la frecuencia y el ciclo de trabajo son controlados con precisin por dos resistencias externas y un condensador. En el circuito implementado diga si est operando en modo astable o monoestable y justifique.De acuerdo con la hoja de especificacin del circuito LM 555, en el modo de operacin astable la frecuencia de trabajo est 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 F 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:

Qu tipo de seal es la que sale del pin 3 del C.I. 555?.De acuerdo con la hoja de especificacin del C.I. 555, el pin 3 es el pin de salida, es decir, el pin que genera el resultado de la operacin del temporizador. Cuando la salida es alta, el voltaje de salida ser el voltaje de alimentacin (VCC) menos 1.7 voltios. Por lo tanto, la seal que sale del pin 3 del C.I. es una seal digital. Que pasa si cambia los elementos R1, R2 y el condensador; averige para el circuito implementado el periodo de oscilacin y compare valor terico con el real; realice la ecuacin en Excel para calcular con diferentes valores y grafique la seal.La variacin de los elementos R1, R2 y C1 en el circuito implementado hace que el perodo de oscilacin sea mas corto o mas largo dependiendo de los valores de estos tres elementos, veamos:Consideremos R1 = 6.8K, R2 =82 K y C1 = 10 FEl perodo de oscilacin est dado por la siguiente expresin:TT = 0.693 (R1 + 2R2) C1Entonces:TT = 0.693 [6800 + 2(82000)] 1 x 10-5 FTT = 1.183644 Segundos.

En esta consideracin, el perodo de oscilacin real fue el siguiente:TE = Tiempo Encendido + Tiempo ApagadoTE = 0.6 Segundos + 0.5 SegundosTE = 1.1 Segundos.Lo que indica que el valor real (1.1 Segundos) se ajusta con casi la misma exactitud al valor terico (1.183644 Segundos).Consideremos R1 = 6.8K, R2 =82 K y C1 = 100 FTT = 0.693 [6800 + 2(82000)] 1 x 10-4 FTT = 11,83644 Segundos.

En esta consideracin, el perodo de oscilacin real fue el siguiente:TE = Tiempo Encendido + Tiempo ApagadoTE = 5.5 Segundos + 4.5 SegundosTE = 10 Segundos.Lo que indica que el valor real (10 Segundos) se ajusta con un valor muy aproximado al valor terico (11,83644 Segundos)Consideremos R1 = 6.8K, R2 =33 K y C1 = 10 FTT = 0.693 [6800 + 2(33000)] 1 x 10-5 FTT = 0.504504 Segundos.

Consideremos R1 = 6.8K, R2 =33 K y C1 = 100 FTT = 0.693 [6800 + 2(33000)] 1 x 10-4 FTT = 5.04504 Segundos

Consideremos R1 = 6.8K, R2 =100 K y C1 = 10 FTT = 0.693 [6800 + 2(100000)] 1 x 10-5 FTT = 1.433124 Segundos

Consideremos R1 = 6.8K, R2 =100 K y C1 = 100 FTT = 0.693 [6800 + 2(100000)] 1 x 10-4 FTT = 14.33124 Segundos

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

Cmo identifica en un diodo LED los terminales?En un diodo LED, el terminal mas corto, llamado ctodo es el negativo, mientras el nodo (terminal mas largo) es el positivo.

Emplee la herramienta de identificacin de resistencias segn sus cdigos de colores.

Resistencia de 6.8 K:Azul|Gris x Naranja = 6810^3 Resistencia de 33 K:Naranja|Naranja x Naranja = 3310^3 Resistencia de 82 K:Gris|Rojo x Naranja = 8210^3 Resistencia de 100 K:Caf|Negro x Amarillo = 1010^4 Resistencia de 220 :Rojo|Rojo x Cafe = 2210^1 Montaje en la protoboard

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

Montaje circuito 555 aplicacin semforo en protoboard (clic para expandir)