En esta entrada presentaré un circuito astable con 555. La finalidad de este circuito es generar un pulso cuadrado, que podemos utilizar por ejemplo para encender un led de forma intermitente.
El circuito
El integrado 555 es el principal componente, admite alimentación de 5V a 15V. No obstante los valores de los componentes discretos aquí empleados se han utilizado con alimentación de 5V. Si se incrementa el voltaje de alimentación a 12 V, el principal componente a modificar es R3. La resistencia conectada a la salida del pin3, ya que se emplea para limitar la intensidad que circula por los leds. En ese caso deberá tener un valor próximo o igual a 1K.
IC1 : 555
R1 : 470 ohmnios
R2 : 47 Kohmnios
R3 : 330 ohmnios
C1 : 22 pF 16 V electrolitico
El circuito requiere muy pocos componentes. El esquema obtenido en el programa KiCad.
Como pude resultar confuso por la gran cantidad de texto, el esquema simplificado es el siguiente.
La placa con los componentes.
Si alguien desea realizar el circuito con insoladora el fotolito en formato gráfico pdf para esta placa lo puede descargar aquí.
Funcionamiento
Al conectar la alimentación, el condensador C1 está descargando y la salida 3 del integrado 555 pasa a nivel alto. Se mantendrá así hasta que el condensador C1 alcanza los 2/3 de la tensión de alimentación. Es entonces cuando la salida del pin 3 conmuta a cero y el condensador se descargar a través de la resistencia R2. Cuando el condensador C1 llega a 1/3 de la alimentación, nuevamente inicia un proceso de carga y la salida vuelve a nivel alto. Este proceso se repite indefinidamente.
Podemos calcular el tiempo que estará encendido, el tiempo que estará apagado y su frecuencia con las fórmulas.
Ton = 0,693 * (R1+R2) * C1
Toff= 0,693 * R2 *C1
F = 1 / (Ton+Toff)
Podemos deducir de las formulas algunos aspectos importantes para variar el comportamiento y adecuarlo a nuestras necesidades.
- El condensador multiplica en ambos casos, por tanto cuanto mayor es su valor en faradios, más lenta es la latencia. Es decir más tiempo encendido y más tiempo apagado, o lo que es lo mismo se encenderá y apagará menos veces en un periodo de tiempo. Caso práctico en el circuito presentado que emplea un condensador de 22 pF. Si utilizamos uno de 10 pF, hará intermitencias el doble de rápido. Si en cambio utilizamos uno de 100 pF, irá cinco veces más lento.
- El valor de la resistencia R1, no nos afectará al tiempo apagado pero si al de encendido. Cuanto mayor sea R1 o menor R2, más tiempo permanece encendido respecto al tiempo que permanece apagado. En el circuito presentado, R2 es muy superior a R1 para mantener un tiempo similar o una diferencia casi imperceptible entre ambos. Si fueran iguales el tiempo de encendido seria el doble que el de apagado.
- Si solo modificamos R2 también podemos modificar la frecuencia, cuanto mayor sea el valor de la resistencia, menor será la frecuencia. Ya que incrementa los tiempos de encendido y apagado, al estar limitando a qué velocidad se carga o descarga el condensador. Si es menor hará que el proceso sea más rápido y la intermitencia será más rápida.
Es un circuito con el que vale la pena experimentar y al que seguro daremos múltiples usos. En una próxima entrada utilizaremos este circuito para mostrar el montaje de circuitos con placa perforada.