Práctica No. 5. Circuito astable y Monoestable PDF

Preview

Summary

Circuitos con timer 555, simulado en proteus...

Description

Práctica No. 5. Circuito astable y Monoestable. (Bartolo Bartolo Uziel, González Melquiades José Carlos, Huerta González Hugo Daniel) Tecnológico de Estudios Superiores de Jocotitlán -TESjo Departamento de Ingeniería Electromecánica. Carretera Toluca-Atlacomulco km 44.8, Ejido de San Juan y San Agustín, C.P. 50700, Jocotitlán, Estado de México.

IINTRODUCCION. Es necesario en muchos circuitos electrónicos digitales, emplear algún tipo de sincronización para realizar tareas como: transferencia de datos, control de procesos, etc. Para ello se emplean circuitos generadores de señal del tipo onda cuadrada con ciclo de trabajo que puede ser al 50% u otro valor. Dichos circuitos son en esencia osciladores que proveen una señal generalmente denominada CLOCK (reloj), con niveles lógicos adaptados a la lógica utilizada en cuestión (TTL, CMOS, ECL, etc.).

    

Generar impulsos de anchura controlable. Conformar impulsos en sistemas digitales. Regenerar y dar la forma primitiva a impulsos deformados en transmisión. Retardar impulsos digitales. Establecer un intervalo de tiempo fijo entre el principio y el fin de la transición de datos

Esta configuración nos permite dejar en alto una salida por un tiempo prefijado. Este estado en alto es activado de forma externa. Puede ser activada manualmente o de manera electrónica. Esta vez utilizaremos un pulsador para activarlo. Para visualizar este tiempo de salida, hemos polarizado un diodo led a la salida. El estado alto y estado bajo están denominados por: PULL UP: Nos permite mantener un estado lógico 1 en su salida (Vsal )hasta el momento en que accionamos el pulsador. Cuando lo presionemos tendremos un estado lógico 0 a la salida(Vsal). PULL DOWN: Caso contrario al pull up. Tendremos en Vsal un estado lógico 0 sin activar el pulsador. Cuando lo activamos tendremos un 1 a la salida. Aplicación:

II. MARCO TEORICO. Estos circuitos son capaces de generar impulsos o adaptarlos, como mantenerlos durante un tiempo determinado a nivel alto, retardarlos, etc. Algunos de los circuitos más utilizados para realizar estas tareas son:    

Multivibradores monoestables. Multivibradores astables. Temporizadores. Circuitos adaptadores de señal de entrada y salida

Ahora bien nos enfocaremos en los 3 primeros circuitos mencionados anteriormente, iniciando por ese mismo orden. CIRCUITOS MONOESTABLES. Un multivibrador monoestable es aquel circuito que a su salida tienen un estado estable y otro inestable. Cuando se introduce una señal de disparo permanecen en un estado inestable durante un tiempo relativamente larga si lo comparamos con el impulso de disparo. Tienen muchas aplicaciones, entre ellas:

La configuración del C.I 555 para que funcione en modo monoestable es; Cuando la entrada de trigger (terminal 2) es inferior a 1/3 de Vcc, el comparador Z2 proporcionara una salida alta. Esta reseteara al flip flop. El capacitor no conduce y el capacitor (C) comienza a cargarse. Cuando la tensión de trereshold, la cual toma la tensión del capacitor, supera los 2/3Vcc, Z1 proporcionara una salida en alto. Esto setea al flip flop. El transistor conduce y se descarga el capacitor. El trigger es activado por una tensión menor a 1/3Vcc. Para ello podemos utilizar un pulsador y una resistencia en configuración de Pull up.

Calculo de Tiempo:

Calculo de Tiempo:

El tiempo T, lapso de tiempo en que la salida del 555 queda en alto cuando se activa, se establece con 2 valores. Estos son el valor de resistencia R y el capacitor. Se puede calcular en segundos, con la formula a continuación.

La frecuencia se puede calcular con la siguiente formula, dándonos el resultado en Hertz.

𝑻 = (𝟏, 𝟏)(𝑹)(𝑪)

𝒇=

𝟏. 𝟒𝟒 (𝑹𝑨 + 𝟐𝑹𝑩 ) ∗ 𝑪

O también podemos recurrir a las curvas de la siguiente grafica También se puede utilizar las curvas del gráfico.

CIRCUITOS ASTABLES. Los multivibradores astables son circuitos que en su salida tienen dos estados inestables que pasan de uno a otro sin necesidad de ninguna señal de disparo. Las aplicaciones pueden ser las siguientes:   

Generar ondas cuadradas (generadores de impulsos y relojes). Base de tiempos. Actuar como circuito de disparo de otros circuitos.

Esta configuración nos permite realizar una oscilación en frecuencia. De la misma manera que en el monoestable, variando los valores de los componentes que se conectan al integrado variaremos el valor de frecuencia de la salida. Es similar al monoestable. Solamente que el reseteo del flip flop se realizara automáticamente cuanto la tensión en el terminal de trigger (terminal 2) sea menor a 1/3Vcc. Tensión que toma el comparador Z2. Esta tensión que toma el trigger es la tensión del capacitor. Cuando se descarga y llega al nivel de 1/3Vcc el flipflop se resetea, el transistor no conduce y el capacitor comienza a cargarse. Llega hasta una tensión de 2/3 de Vcc y luego el flip flop se encuentra en estado de Set, el transistor conduce y el capacitor comienza a descargarse nuevamente hasta 1/3 Vcc. Así ira repitiendo el mismo ciclo. El tiempo que toma la carga y descarga del capacitor determina un ciclo. Con este valor se establece la frecuencia de oscilación de la salida del integrado.

El ciclo de trabajo se calcula con la siguiente formula. Este resultado expresa la relación del tiempo en estado alto con el bajo en un ciclo. 𝑫=

𝑹𝑩 𝑹𝑨 + 𝟐𝑹𝑩

TEMPORIZADOR 555 El temporizador 555 es un circuito integrado muy versátil que tiene un gran número de aplicaciones en los circuitos electrónicos, sobre todo para generar intervalos de tiempo. También se utiliza para construir temporizadores, generadores de impulsos, multivibradores, alarmas, etc.

Sus conexiones se muestran en la figura de abajo:

El circuito integrado temporizador 555, puede funcionar lo mismo como multivibrador astable (oscilación libre) que como multivibrador monoestable (one shot). III. RESULTADOS. Para la implementación de esta práctica se ocuparon resistencias, protoboar, jumpers, un potenciómetro, un circuito integrado NE555, capacitores y una batería de 9v como fuente de alimentación y se realizó en los laboratorios del Tesjo, ocupando un osciloscopio para medir frecuencias. CIRCUITO MONOESTABLE: Aquí podemos observar la implementación de nuestro circuito monoestable, esto lo sabemos pues tenemos el uso de capacitores y el push button en el circuito, donde se le implemento un push button que al aplicar corriente el led debía prender por 10 segundos y no apagarse aun apretando el push button, siempre y cuando fuera en esos 10 segundos:

CIRCUITO ASTABLE: Ahora se procedió con el circuito astable que funciona de manera similar al monoestable, sin embargo, aquí cambia el tiempo que necesitamos pues debe durar 1 segundo apagado y 1 segundo prendido esto debe ser en todo momento a menos de que nosotros cortemos esa secuencia:

Circuito simulado en Proteus: Ya que nuestro circuito cumplió con el encendido y apagado correspondientes, ahora podemos observar la medición de su frecuencia en un osciloscopio, lo cual podemos observar que realmente cumple con la función que buscamos,

Como evidencia de que la práctica se realizó en tiempo y forma correctos contamos con la firma de revisión por parte del docente:

Circuito simulado en Proteus:

IV. CONCLUSIONES. Uziel Bartolo Bartolo: En la actualidad, se han implementado varios circuitos que realizan varias tareas, esto se logra gracias a varios componentes, que por su composición química o tecnológica permiten la automatización de circuitos analógicos y digitales, un ejemplo son los contadores, que a través de solo electricidad, puede mostrar un dígito, pasando por varios flip flops y un timer 555 que marca la pauta en la que cambia de número, en otras palabras, en que parte de los flip flop pasa la corriente, por este motivo es importante conocer la electrónica digital como introducción a PLC José Carlos González Melquiades: Lo que más aprendí en esta práctica fue el uso de un C.I 555, pues por las conexiones erróneas que realizamos logre ubicar bien las entradas o salidas, sus posibles aplicaciones, en cuanto a lo demás me pareció una práctica muy útil y eficiente para complementar el conocimiento visto en clase. Hugo Daniel Huerta González: este tipo de componentes y circuitos son de gran importancia en la electrónica digital, ya que son dispositivos principales de los circuitos secuenciales, y se pueden ocupar para diferentes tareas como almacenar datos binarios o transferir datos binarios, en este caso realizamos dos circuitos, un astable y un mono estable, el astable tiene dos estados casi estables y el mono estable tiene un estado estable, en este caso cada uno con un periodo de tiempo diferente y así poder entender mejor este tipo de circuitos y componentes que son de gran impotencia en la electrónica. V. REFERENCIAS.

[1] S. M. González, «TECNOLOGÍA INDUSTRIAL II,» 1 1 2012. [En línea]. Available: http://atc2.aut.uah.es/~marcos_s/recursos/U12Cir cuitosCombinacionales_I.pdf. [Último acceso: 3 12 2021]. [2] M. Hernandez, Tema 4: Circuitos combinacionales, México: MH, 2001. [3] P. J. Eduardo., Introducción a los circuitos logicos., México: UDM, 2010. [4] A. d. C. U. 2, «UNIDAD 3: Circuitos lógicos y digitales,» 9 7 2015. [En línea]. Available: http://www1.frm.utn.edu.ar/arquitectura/unidad2 .pdf. [Último acceso: 8 12 2021]. [5] A. C. Antonio, Circuitos Logicos Combinatorios., México.: IPN, 2017....