1

Resumen—Durante la práctica se efectuaron dos tipos decircuitos a través de un circuito integrado 555, este integradoes utilizado para los circuitos relacionados con temporizadores.El primer circuito elaborado es conocido como temporizador omultivibrador monoestable, el cual consiste en enviar una señalo pulso a un capacitor, que a su vez se carga y que en untiempo calculado según modelos matemáticos se descarga. Elsegundo circuito es conocido como temporizador o multivibradorastable, en este circuito se envían señales a un capacitor el cualse carga y descarga de manera constante, por lo cual se obtieneun voltaje mínimo y un voltaje máximo. Luego de armar amboscircuitos se hicieron arreglos para interconectarlos entre sí y queel temporizador o multivibrador astable dependiera el impulsoo tiempo de descarga del monoestable.

I. INTRODUCCIÓN

La elaboración de circuitos tales que se puedan usar comotemporizadores para permitir que una iluminación cualquierapueda tener su encendido y apagado de manera automática,la permite el circuito integrado 555. A través de la prácticase conocieron dos tipos de temporizadores; el primero es elmultivibrador monoestable, el cual se activó incidiendo luzcon un láser en una fotorresistencia con lo cual se mando unimpulso a un condensador, este impulso se calculó debidamen-te para tener un estimado de tiempo de carga y descarga. Elmultivibrador astable, tiene un funcionamiento básico de unoscilador, que se carga y descarga de manera constante.

II. MARCO TEÓRICO

Fotorresistencia: Es un componente electrónico cuya re-sistencia disminuye con el aumento de intensidad de luzincidente.

Circuito integrado 555: Es un dispositivo altamente estableutilizado para la generación de señales de pulsos.

Internamente está compuesto por 3 resistencias, un flip-flop.un transistor y dos comparador de voltaje.

Comparador de voltaje de disparo: Tendra en la partepositiva siempre 1/3 de Vcc. y en la parte negativa lo que lesuministre la terminal 2 del 555.

Comparador de volajte de umbral: Tendra en la partenegativa siempre 2/3 de Vcc. y en la parte positiva lo que lesuministre la terminal 6 del 555.

El circuito integrado 555 tiene 8 terminales, las cuales son:

Ground (tierra, la 1): Esta patilla se conecta al polonegativo de la alimentación.Disparo (la 2): Es la entrada a un comparador interno.Salida (la 3): Voltaje que resulta de la configuración delintegrado 555.

Reset (la 4): Patilla en la cual su estado (bajo o alto)invierte el resultado de los comparadores de voltaje hastaque se le cambie de estado.Control de voltaje (la 5): Sirve para controlar la formade la onda del generador de pulsos. Generalmente para laconfiguración monoestable y astable no se le utiliza porlo que se le conecta a tierra a través de un condensadorde 10nF.Umbral (la 6): Es la entrada a un comparador interno.Descarga (la 7): Utilizado para descargar con efectividadel condensador externo pasando antes por el transistorinterno del 555.Voltaje de alimentación (la 8): Es donde se conecta elvoltaje de alimentación al integrado 555.

Figura No. 1 - Circuito Integrado 555.

Tabla No. 1 - Salidas del Flip- Flop.

Se le puede configurar de forma:

Monoestable: Esta configuración entrega un pulso cuyaduración depende de la resistencia y del condensador conla que se le configuró. Siendo la ecuación que determina eltiempo del pulso:

T = 1,1(R)C (1)

Siendo T el tiempo en segundos, R la resistencia en elcircuito y C la capacitancia del condensador.

Astable: Esta configuración hace que el integrado 555emita un tren de pulsos, en el cual la duración en estado altodel pulso está dado por:

T = 0,693(R)C (2)

2

Siendo T el tiempo en segundos, R la resistencia quehace que se descargue el condensador en el circuito y C lacapacitancia del condensador.

Y cuya duración del estado bajo del pulso está dado por:

T = 0,693(R1 +R2)C (3)

Siendo T el tiempo en segundos, R1 + R2 la suma de lasresistencias por las que se ve afectado el voltaje que le llegacondensador y con el cual se carga; y C la capacitancia delcondensador.

Siendo el periodo del pulso determinado por:

T = 0,693(R1 + 2R2)C (4)

Que es la suma de los dos tiempos, el de estado alto ybajo del pulso que emite el 555.

III. DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA

III-A. Materiales a utilizar

2 Circuitos Integrados 5552 Resistencias de (330 y 1K) Ohms 1/4 W3 Potenciometros de (50K, 10K, 5K)2 Capacitor de 0.01uF2 Capacitor de (1000uF, 470uF) de 16V1 Foto resistencia1 Láser1 Buzzer1 LED de cualquier colorFuente de Voltaje 5V DCProtoboard y Alambre para protoboard

III-B. Diagramas

Figura No. 2 - Circuito integrado U1.

Figura No. 3 - Circuito integrado U2.

III-C. Procedimientos

III-C1. Configuracion Monoestable del circuito 555:

Arme el circuito de la Figura No. 2.Coloque el LED en la salida de U1.

Apunte el láser hacia LDR, a modo de que sea este elque proporcione el disparo para activar el temporizadormonoestable.Varié RV1 para congurar la sensibilidad de LDR a la luzemitida por el láser.

III-C2. Configuracion Astable del circuito 555:

Arme el circuito de la Figura No. 3.Quite el LED que había colocado a la salida de U1, ycolóquelo a la salida de U2.Desconecte la terminal 4 de U2 que va hacia 5V, yconéctela salida de U1.Inicie el sistema, haciendo incidir la luz del láser en LDR.

IV. RESULTADOS

IV-A. Datos obtenidos

Resistencia Variable 1: 5.47 kilo Ohms.Resistencia de la Fotorresistencia: 5.78 kilo Ohms.Resistencia Variable 2: 10.35 kilo Ohms.Resistencia Variable 3: 0.66 kilo Ohms.Resistencia equivalente teorica del circuito Monoestable(Resistencia Variable 1 + Resistencia de la Fotorresistencia):11.57 kilo Ohms.Tiempo de carga en circuito Monoestable (tiempo en estadoalto): 12.73s.Tiempo en estado alto del circuito Astable: 0.22s.Tiempo en estado bajo del circuito Astable: 0.54s.

IV-B. Fotografías o diagramas

Grafica No. 1 - Circuito Monoestable, Voltaje vs Tiempo.

3

Grafica No. 2 - Circuito Astable, Voltaje vs Tiempo.

V. ANÁLISIS DE RESULTADOS

V-A. Funcionamiento de la configuracion Monoestable:

Como se puede apreciar en la figura No. 2, se tiene unpotenciómetro conectado en serie con una fotorresistencia,y justamente después del potenciómetro entra un voltajede más de 1/3 de Vcc. (configurado previamente con elpotenciómetro) por la terminal 2 (disparador) del 555, cuandono se incide luz con el láser sobre la resistencia.

Cuando se incide luz con el láser sobre la resistencia lamisma se comporta como un cable que va directamente atierra haciendo que por la entrada del disparador del 555entren 0 voltios.

V-A1. 555 Cuando no se incide luz con el láser sobre lafotorresistencia: El comparador de disparo tiene en el ladopositivo 1/3 de Vcc. y en el lado negativo tiene poco más de1/3 de Vcc. debido a la configuración con el potenciómetro,

lo que ocasiona que la salida del comparador de disparo será 0.

El comparador de umbral tiene en el lado negativo 2/3de Vcc. y en el lado positivo debido a que el transistorestá en estado saturado por las condiciones iniciales en lasque se encontraba el circuito, la terminal 1 (tierra) estaconectada con la 7 quien a su vez está conectada con la 6,quien manda 0 voltios al lado positivo de este comparador,lo que ocasiona que la salida del comparador de umbral sea 0.

El flip-flop al tener el comparador de umbral en 0 y elcomparador de disparo en 0 tiene como salida del integrado555 un estado bajo, es decir sin cambios a como cuando seencontraba desconectado. Lo que provoca que cuando se leconecte el LED para verificar su funcionamiento, este no seencienda.

V-A2. 555 En el instante cuando se incide luz con elláser sobre la fotorresistencia: El comparador de disparotiene en el lado positivo 1/3 de Vcc. y en el lado negativotiene 0 voltios debido a que cuando se incide luz con el lásersobre la fotorresistencia la misma se comporta como un cableque va directamente a tierra. Esto ocasiona que la salida delcomparador de disparo sea 1.

El comparador de umbral en este instante se mantiene igual.

El flip-flop al tener el comparador de umbral en 1 y elcomparador de disparo en 0 tiene como salida del integrado555 un estado alto y el transistor entra en estado no saturado.Lo que provoca que cuando se le conecte el LED paraverificar su funcionamiento, este encienda.

V-A3. 555 En el instante cuando no se incide luz con elláser sobre la fotorresistencia (mientras el condensador secarga): El comparador de disparo tiene en el lado positivo1/3 de Vcc. y en el lado negativo tiene poco más de 1/3de Vcc. debido a la configuración con el potenciómetro, lasalida del comparador de disparo será 0.

El comparador de umbral tiene en el lado negativo 2/3 deVcc. y en el lado positivo mientras el condensador se cargatiene menos de 2/3 de Vcc., la salida del comparador dedisparo será 0.

El flip-flop al tener el comparador de umbral en 0 y elcomparador de disparo en 0, tiene como salida del integrado555 un estado alto, es decir se mantiene igual que cuando seincide luz con el láser sobre la fotorresistencia, mientras elcondensador se carga.

V-A4. 555 En el instante cuando no se incide luz con elláser sobre la fotorresistencia (con el condensador cargado):El comparador de disparo tiene en el lado positivo 1/3 deVcc. y en el lado negativo tiene poco más de 1/3 de Vcc.debido a la configuración con el potenciómetro, la salida delcomparador de disparo será 0.

4

Como el comparador de umbral tiene en el lado negativo2/3 de Vcc. (esto debido a su configuración interna) y en ellado positivo como el condensador ya cargado tiene un pocomás de 2/3 de Vcc., la salida del comparador de disparo será 1.

El flip-flop al tener el comparador de disparo en 0 y elcomparador de umbral en 1 tiene como salida del integrado555 un estado bajo, es decir el LED no se encontraraencendido y el transistor interno del 555 entrara en modosaturado de nuevo.

V-B. Funcionamiento de la configuracion Astable:

Como se puede apreciar en la figura 3 se tiene la terminal2 y la terminal 6 unidas mediante un cable en el 555. Yesto va unido a un condensador de 470 micro faradios. Loscapacitores tienen la propiedad de que al comienzo (mientrasse están cargando) estos funcionan como un corto circuito.

V-B1. 555 Cuando el condensador se está cargando(0V): El comparador de disparo tiene en el lado positivo1/3 de Vcc. y en el lado negativo 0 voltios debido a que elcondensador está en corto. Siendo la salida del comparadorde disparo, 1.

El comparador de umbral tiene en el lado negativo 2/3de Vcc. y en el lado positivo 0 voltios debido a que elcondensador está en corto. Siendo la salida del comparadorde umbral, 0.

El flip-flop al tener el comparador de disparo en 1 y elcomparador de umbral en 0 tiene como salida del integrado555 un estado alto, lo que provoca que cuando se le conecteel LED para verificar su funcionamiento, este se encienda. Yel transistor interno del 555 entre en modo no saturado.

V-B2. 555 Cuando el condensador se está cargando(+1/3V): El comparador de disparo tiene en el lado positivo1/3 de Vcc. y en el lado negativo un poco más 1/3 de Vcc.debido a que el condensador se cargó un poco, porque eltransistor esta en modo no saturado. Siendo la salida delcomparador de disparo, 0.

El comparador de umbral tiene en el lado negativo 2/3 deVcc. y en el lado positivo un poco más de 1/3 de Vcc. debidoa que el condensador se cargó un poco, porque el transistoresta en modo no saturado. Siendo la salida del comparadorde umbral, 0.

El flip-flop al tener el comparador de disparo en 0 y elcomparador de umbral en 0 tiene como salida del integrado555 un estado alto, es decir, sin cambios. Lo que provoca quecuando se le conecte el LED para verificar su funcionamiento,este siga encendido. Y el transistor interno del 555 siga enmodo no saturado.

V-B3. 555 Cuando el condensador se está cargando(+2/3V): El comparador de disparo tiene en el lado positivo1/3 de Vcc. y en el lado negativo un poco más de 2/3 deVcc. debido a que el condensador se cargó un poco, porqueel transistor esta en modo no saturado. Siendo la salida delcomparador de disparo, 0.

El comparador de umbral tiene en el lado negativo 2/3 deVcc. y en el lado positivo un poco más de 2/3 de Vcc. debidoa que el condensador se cargó un poco, porque el transistoresta en modo no saturado. Siendo la salida del comparadorde umbral, 1.

El flip-flop al tener el comparador de disparo en 0 y elcomparador de umbral en 1 tiene como salida del integrado555 un estado bajo. Lo que provoca que el transistor entreen modo saturado y se empiece a descargar el condensador.Esto hace que el LED no encienda.

V-B4. 555 Cuando el condensador se está descargando(-2/3V): El comparador de disparo tiene en el lado positivo1/3 de Vcc. y en el lado negativo un poco menos de 2/3de Vcc. debido a que el condensador se descargó un poco,porque el transistor esta en modo saturado. Siendo la salidadel comparador de disparo, 0.

El comparador de umbral tiene en el lado negativo 2/3 deVcc. y en el lado positivo un poco menos de 2/3 de Vcc.debido a que el condensador se descargó un poco, porqueel transistor esta en modo saturado. Siendo la salida delcomparador de umbral, 0.

El flip-flop al tener el comparador de disparo en 0 y elcomparador de umbral en 0 tiene como salida del integrado555 un estado bajo, es decir, sin cambios. Lo que provocaque el transistor siga modo saturado y se siga descargando elcondensador. Por lo tanto el LED no enciende.

V-B5. 555 Cuando el condensador se está descargando(-1/3v): El comparador de disparo tiene en el lado positivo1/3 de Vcc. y en el lado negativo un poco menos de 1/3de Vcc. debido a que el condensador se descargó un poco,porque el transistor esta en modo saturado. Siendo la salidadel comparador de disparo, 1.

El comparador de umbral tiene en el lado negativo 2/3 deVcc. y en el lado positivo un poco menos de 1/3 de Vcc.debido a que el condensador se descargó un poco, porqueel transistor esta en modo saturado. Siendo la salida delcomparador de umbral, 0.

El flip-flop al tener el comparador de disparo en 1 y elcomparador de umbral en 0 tiene como salida del integrado555 un estado alto. Lo que provoca que el transistor cambiea modo no saturado y el condensador empiece a cargarse denuevo. Por lo tanto el LED enciende. Y así sucesivamente.

5

V-C. Union de la terminal 3 del circuito Monoestable conla terminal 4 del circuito Astable

Este circuito implica que la terminal de reset del circuitoAstable se conecte a la terminal de salida del circuitoMonoestable.

La terminal 4 es independiente de las entradas de umbraly disparo del circuito, de este modo se le puede usar paracontrolar el restablecimiento del ciclo de temporización.

La terminal 4 del Astable al estar conectada a la 3 delMonoestable provoca que cuando el Monoestable funcioneeste supere la tensión de restablecimiento requerida (lamínima es de 0.7 V.) y haya que se restablezca el circuitoAstable, afectando solo el inicio del tren de pulsos del Astablemas no, su tiempo en estado alto y tiempo en estado bajo.De igual manera en el circuito Monoestable, esta operaciónno afecta el tiempo de carga y descarga del condensador.

De esta manera este nuevo circuito (ambos circuitos,Monoestable y Astable) funcionara durante el tiempo quefunciona el Monoestable.

V-D. Conexión del buzzer a la salida del circuito Astable

Cuando se conecta el buzzer a la salida del circuito Astable,el mismo emite un sonido por 0.54 segundos (tiempo en estadoalto del circuito Astable) y no emite ningun sonido durante0.22 (tiempo en estado bajo del circuito Astable).

Debido a las caidas de tension ocasionadas a lo largo detodo el circuito, el buzzer no suena con mucha intensidad,pero esto puede corregirse, cambiando la fuente de voltaje delcircuito.

VI. CONCLUSIONES

El tiempo de descarga del multivibrador astable dependedirectamene de las resistencias y capacitacias que seadapten al cirtuito integrado 555.

Cuando una luz incide sobre una fotoresistencia, estaconduce; es decir que su resistencia reduce y conducede mejor manera la corritente.

En un multivibrador astable se obtiene Voltajes altosy bajos de tal forma se puede decir que este tipo decircuito funciona como un oscilador de onda cuadradao rectangular.

En el multivibrador monoestable se obtiene únicamenteun impulso, el cuál carga un capacitor y que dependiendode su resistencia y capacitancia, así se descargá.

VII. RECOMENDACIONES

Conocer bien cuál es la función de cada uno de lospines del circuito integrado 555.

Utilizar la iluminacion adecuada en la fotoresistenciapara que al momento de insidir una luz de un lázeropere correctamente.

Relizar un cálculo teórico para controlar con exactitudel tiempo de carga y descarga de cada uno de losmultivibradores.

VIII. REFERENCIAS

• Wikipedia (18 de agosto, 2013).En: Fotorresistencia. Recuperado dehttp://es.wikipedia.org/wiki/Fotorresistencia

• Temporizador 555. (s. f.). Recuperado de:http://www.daqcircuitos.net/index.php/teoria-general-del-timer-555

• Circuito Astable. (s. f.). Recuperado de:http://www.daqcircuitos.net/index.php/teoria-general-del-timer-555

• El circuito integrado 555. (s.f.). Recuperado de:http://electronicavm.files.wordpress.com/2011/04/c-i-555.pdf

• MARIJOSE 41V8. Practica del circuito integrado555 adicionado con un Flip-Flop jk. (s.f.). Recupera-do de: http://es.scribd.com/doc/14176556/Flip-Flop-JK-Con-555

IX. ANEXOS

IX-A. Ecuacion de carga del Circuito Monoestable (Es-tado Alto)

Siendo la ecuacion de carga de un capacitor en un circuitoRC:

Vf = V0(1− e−tRC ) (5)

Al acomodarla para la carga que un condensador en uncircuito Monoestable:

2

3Vcc = Vcc(1− e

−tRC ) (6)

Siendo Vcc el voltaje de la fuente, R el resultado desumar la resistencia variable 1 y la fotorresistenciaen la figura 1 (sus valores estan en resultados, y C lacapacitancia del capacitor que es de 1000 micro-faradios.

Al operar y despejar t, de la ecuacion No. 6, queda:

t = 1,1RC (7)

IX-A1. Calculo teorico de la resistencia variable 1 yla fotorresistencia: Al despejar R de la ecuacion 7, seobtiene:

R =t

1,1C(8)

Al sustituir datos se obtiene:

R =12,73

1,1 ∗ (1000X10−6)(9)

Siendo la resistencia variable 1 + la fotorresistencia =11.57 kilo ohmios.

6

IX-B. Ecuacion de tiempo de circuito Astable (EstadoAlto)

Siendo el tiempo de descarga del condensador delcircuito Astable lo que determina el tiempo en estadoAlto, la ecuacion que lo modela es:

1

3Vcc =

2

3Vcc(e

−tRC ) (10)

Al depejar t de la ecuacion 10, se obtiene:

t = ln(2)RC (11)

Siendo R la resistencia variable 3 y c la capacitancia delcondensador de la Figura No. 3, sustituyendo datos seobtiene:

t = (0,693)(0,66X103)(470X10−6) (12)

El tiempo de en estado alto en el circuito Astable: 0.22s.

IX-C. Ecuacion de tiempo de circuito Astable (EstadoBajo)

Siendo el tiempo de carga del condensador del circuitoAstable lo que determina el tiempo en estado Alto, laecuacion que lo modela es:

2

3Vcc =

1

3Vcc(1− e

−tRC ) (13)

Al depejar t de la ecuacion 10, se obtiene:

t = ln(2)RC (14)

Siendo R la suma de la resistencia variable 3 con laresistencia de 1 kilo-ohmio, de la Figura No. 3, y cla capacitancia del condensador de la Figura No. 3,sustituyendo datos se obtiene:

t = (0,693)((0,66X103)+(1X103))(470X10−6) (15)

El tiempo de en estado bajo en el circuito Astable: 0.54s.