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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS “Universidad del Perú, Decana de América” Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica E.A.P Ingeniería Eléctrica

LABORATORIO Nº3 TEMA:

 Circuito Temporizador INTEGRANTES:   

Guerreros Chirinos, José Colonio Muñoz, Juan César Andagua Aguilar, Hebert Ivan

(06190037) (13190030) (10190233)

PROFESOR: 

Ing. José Vidal Huarcaya



26 de noviembre del 2015

FECHA:

Ciudad Universitaria, noviembre del 2015

CIRCUITO TEMPORIZADOR

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

I.

OBJETIVOS

Conocer el funcionamiento de los circuitos temporizadores, su base teórica y sus principales aplicaciones II.

FUNDAMENTO TEÓRICO

El temporizador IC 555 es un circuito integrado (chip) que se utiliza en una variedad de aplicaciones y se aplica en la generación de pulsos y de oscilaciones. El 555 puede ser utilizado para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip-flop. Sus derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de sincronización en un solo paquete. Introducido en 1971 por Signetics, el 555 sigue siendo de uso generalizado debido a su facilidad de uso, precio bajo y la estabilidad. Lo fabrican muchas empresas en bipolares y también en CMOS de baja potencia. A partir de 2003, se estimaba que mil millones de unidades se fabricaban cada año. Descripción de las patillas del temporizador 555  GND (normalmente la 1): Es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra (masa).  Disparo (normalmente la 2): Es donde se establece el inicio del tiempo de retardo si el 555 es configurado como monoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando esta patilla tiene menos de 1/3 del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez. 

Salida (normalmente la 3): Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador, ya sea que esté conectado como monoestable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje de alimentación

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(Vcc) menos 1.7 V. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla de reinicio (normalmente la 4). 

Reinicio (normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida a nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a alimentación para evitar que el temporizador se reinicie.



Control de voltaje (normalmente la 5): Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la práctica como Vcc -1.7 V) hasta casi 0 V (aprox. 2 V menos). Así es posible modificar los tiempos. Puede también configurarse para, por ejemplo, generar pulsos en rampa.



Umbral (normalmente la 6): Es una entrada a un comparador interno que se utiliza para poner la salida a nivel bajo.



Descarga (normalmente la 7): Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.



Voltaje de alimentación (VCC) (normalmente la 8): Es la patilla donde se conecta el voltaje de alimentación que va de 4.5 V hasta 16 V.

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 Multivibrador Astable: Este tipo de funcionamiento se caracteriza por una salida con forma de onda cuadrada (o rectangular) continua de ancho predefinido por el diseñador del circuito. El esquema de conexión es el que se muestra. La señal de salida tiene un nivel alto por un tiempo t1 y un nivel bajo por un tiempo t2. La duración de estos tiempos depende de los valores

de R1, R2 y C, según las fórmulas siguientes:

La frecuencia con que la señal de salida oscila está dada por la fórmula:

El período es simplemente:

También decir que si lo que queremos es un generador con frecuencia variable, debemos variar la capacidad del condensador, ya que si el cambio lo hacemos mediante los resistores R1 y/o R2, también cambia el ciclo de trabajo o ancho de pulso (D) de la señal de salida según la siguiente expresión:

Hay que recordar que el período es el tiempo que dura la señal hasta que ésta se vuelve a repetir (Tb - Ta).

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CORRECCIÓN: Para realizar un ciclo de trabajo igual al 50% se necesita colocar el resistor R1 entre la fuente de alimentación y la patilla 7; desde la patilla 7 hacia el condensador se coloca un diodo con el ánodo apuntando hacia el condensador, después de esto se coloca un diodo con el cátodo del lado del condensador seguido del resistor R2 y este en paralelo con el primer diodo, además de esto los valores de los resistores R1 y R2 tienen que ser de la misma magnitud.  Multivibrador monoestable: En este caso el circuito entrega un solo pulso de un ancho establecido por el diseñador. El esquema de conexión es el que se muestra. La fórmula para calcular el tiempo de duración (tiempo en el que la salida está en nivel alto) es:

Nótese que es necesario que la señal de disparo sea de nivel bajo y de muy corta duración para iniciar la señal de salida.

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III.

MATERIALES

Material necesario para el desarrollo de esta práctica:             IV.

01 Protoboard 01 CI NE555 Resistencias de 100 Ohms, 1 KOhms, 2.2 KOhms, 3.3.KOhms, 10 KOhms, 33 KOhm, 56KOhm y 100 KOhm Condensadores de 1nf, 10nf, 100 nf, 1 uf y 10 uf 01 Potenciometro de 100 KOhms 02 LEDs 01 Parlante de 8 Ohms 1 Alicate de Corte 1 Alicate tipo Pinza Cables de Conexión 1 Fuente de 5 Vcc a 15 Vcc Osciloscopio

DESARROLLO

Utilizando el Protoboard, conecte el circuito integrado como se muestra en la figura.

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Aplicando las fórmulas de un multivibrador astable y utilizando diferentes valores de R1, R2 y C, hacer el cálculo para 5 casos y luego de ello armar los circuitos correspondientes y verificar el resultado con el osciloscopio. En uno de los casos utilizar en reemplazo de R2 un Potenciómetro y hacer variar la resistencia e ir anotando los valores de resistencia y los tiempos de t1 y t2 vistos en el osciloscopio. Repetir lo anterior, pero cambiando el valor del condensador C y manteniendo fijos R1 y R2. V.

SIMULACIÓN

La siguiente simulación fue realizada en MULTISIM 12.0: CASO BASE:

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Con

C2

C2 =1nF

variable:

:

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C2 =100 nF

Con

R2

R2=100 Ω

:

variable:

:

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R2=10 k Ω

Con

R1

R1=100 Ω

:

variable:

:

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R1=10 k Ω

VI.

:

CUESTIONARIO

1. ¿Se comprueba en la práctica lo calculado con las formulas? Para el caso básico tenemos: f basico=

1 =48 ,1 kHz 0,693∗10 n∗( 1 k +2 ( 1 k ) )

Mientras que en la prueba real y con los mismos valores alcanza a ocupar casi 2 cuadrados, siendo cada cuadrado de cada 10 μs , entonces: f real=

1 =50 kHz 2∗10 μs

Por lo tanto: f basico ≈ f real

2. ¿Qué ocurre si el condensador C es de un valor muy alto y que ocurre si es de un valor muy bajo? En caso C sea muy bajo (1nF):

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En caso C sea muy alto (10uF):

Analizamos las frecuencias en cada caso: T 1 =1,6∗2 μs=3,2 μs → f 1=312,5 kHz

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T 2 =2,1∗10 ms=21ms → f 2=47,619 Hz Por lo tanto si C aumenta

f disminuye.

3. ¿Qué ocurre si R1 o R2 es cero o un circuito abierto? Si R1 o R2 se vuelve circuito abierto, entonces la salida se vuelve 5V constante. Si R1 o R2 se vuelve cero, entonces la salida se vuelve cero.

VII.

BIBLIOGRAFÍA

http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/reposito rio/4750/4923/html/7_sumadores.html http://www.unicrom.com/dig_suma_binaria_completo_n_bits .asp