Timer 555 – Conoce todo sobre este circuito integrado

Este pequeño y versátil dispositivo electrónico, se puede encontrar en muchos de los equipos electrónicos de casa. Están presentes en equipos de sonido, videojuegos e incluso en las sirenas de las ambulancias. En este post te enseñamos todo sobre el timer o circuito integrado 555, su clasificación y lo que debes conocer al respecto.

 

¿Que es Timer 555?

El Timer 555 o circuito integrado como también se le conoce, actúa como los Reles Temporizados, que se pueden utilizar, como parte de un circuito en donde deba encender o apagar, otros dispositivos, en determinados espacios de tiempo.

Para que le Timer 555, pueda funcionar correctamente, tiene que estar en conexión con otros dispositivos, cuyas prestaciones le den ese valor agregado necesario, para que se desempeñe como un retardador de tiempo, o trabaje de manera cíclica en un circuito electrónico.

A pesar de todos los avances que se han generado en los dispositivos electrónicos, el controlador Timer 555 ha podido mantenerse dentro de los diseños electrónicos, gracias a la adaptabilidad del mismo y al bajo costo para su adquisición.

Se puede distinguir del resto de los dispositivos, debido a su peculiar diseño. Verlo, es imaginarse a una araña, ya que tiene ocho hileras de pines a ambos lados de su armazón.

Se emplea en el diseño de circuitos para sistemas de led intermitentes, para controlar encendido y apagado de luminarias, controlar el momento de apagar una cafetera, entre otras.

Características del timer 555

El timer 555, viene provisto de ocho patas o pines, por esa peculiaridad se asemeja a una araña. Dichos pines, pueden ser conectados al circuito electrónico que se diseñe, de acuerdo a la tarea que se le quiera asignar.

Realmente, si se quiere un óptimo funcionamiento, es conveniente que se ubique la marca o corte que trae el dispositivo, ya que el pin identificado con el número uno, está más cerca de ella.

Una vez que se identifica en pin uno, del lado izquierdo del mismo, se encuentran los pines dos (2), tres (3) y cuatro (4). Si se coloca cara arriba al timer 555, tendremos los pines ocho (8), siete (7), seis (6) y cinco (5) respectivamente.

Es importante que no se altere este orden, porque de otra manera el dispositivo electrónico integrado, no operará correctamente. Pero a continuación se menciona la función de cada una de sus patas, para que se comprenda mucho más fácil.

Función de los pines del circuito integrado

Cómo ya se había mencionado, cada pata o pin del dispositivo 555 tiene una función determinada dentro del sistema, de conectarse incorrectamente, el mismo trabajará de manera errática. Por eso, la importancia de conocer de manera precisa su correcta ubicación en la tarjeta. Esta tarea se hará más simple si se cuentan con los conocimientos de la  Electrónica Básica, lo que le permitirá realizar esta operación con mayor seguridad.

• Pin n° 1

Debe ser conectada en el polo negativo de la fuente de poder, es decir, debe estar a cero voltios (0V).

• Pin n° 2

Es el pin de inicio de señal o desencadenador. Es la responsable de enviar una señal de activación o desactivación del pin # 3.

• Pin n° 3

En este pin se reciben las señales de activación o cierre del circuito. El éxito del funcionamiento del circuito, dependerá de su correcta conexión.

• Pin n° 4

Su función es la de reiniciar el circuito o algún elemento electrónico en específico. Si por razones de diseño, esta pata no se utilizará, tiene que ser conectada a un voltaje de corriente directa, para evitar el reinicio constante del timer 555.

• Pin n° 5

Es el responsable de controlar el voltaje dentro del circuito.

• Pin n° 6

Funciona como un reductor de nivel del sistema. Actúa en la entrada del circuito integrado, reduciendo la salida de la pata # 3.

• Pin n° 7

En este pin se regula la descarga del condensador externo y esto permita que funcione correctamente el timer 555.

• Pin n° 8

En esta pata, se hace la conexión del voltaje de corriente directa. En otras palabras, aquí se alimenta el circuito al polo positivo de la fuente de poder. Los valores que puede soportar esta pata, oscilan entre los 5 voltios, pudiendo llegar a los 15 voltios.

Timer 555 y los modos en que opera

Gracias a su facilidad para adaptarse a un gran número de situaciones, el dispositivo electrónico, puede operar de dos maneras en un diseño de circuito a saber: modo monoestable y en modo inestable. A continuación, se mencionan cada una de sus particularidades.

Modo monoestable

Se dice que un timer 555 opera en modo monoestable, al encontrarse unos de sus lados en condiciones estables. Tal condición se da, generalmente cuando en la salida del circuito, se reporta un nivel bajo o alto.

Al recibir desde el exterior, una señal o estímulo, ese estado de monoestable varía o conmuta. Esto simplemente es, que si se encontraba en su máxima lectura, de manera abrupta desciende al nivel más bajo.

Una vez que la causa que produce tal cambio en su estado, concluye, de manera inmediata regresará a su estado original, antes de que se produjera el impulso.

El empleo de este dispositivo, en un entorno monoestable, permite crear circuitos de retardo de tiempo. En el cual el obturador externo, causa que el timer 555, produzca una señal que se pueda ajustar.

Cómo el Condensador externo, es descargado por el transistor que trae integrado el temporizador, cuando el pin # 2 es estimulado negativamente, el dispositivo biestable o flip-flop se reajusta, para permitir la liberación del cortocircuito, a través del condensador deteniéndolo inmediatamente.

¿Cómo funciona el timer 555 en este estado?

Para que el dispositivo opere en estado monoestable, el pin n° 3, debe encontrarse en dos supuestos diferentes, que se mencionan a continuación:

En estado estable, esto es que se tiene el nivel más bajo en el pin n° 3, o lo que es igual a decir, que en el pin # 3 habrá cero voltios (0V). Estado estable: o en condición inestable, que es igual a conseguir que el voltaje en el pin # 3, es muy parecido al de la fuente de alimentación.

Pero para que sea un poco más comprensible, veremos el siguiente ejemplo:

Se tiene un circuito provisto de una fuente de almacenamiento de 9 voltios, su nivel más elevado de carga es de 9 voltios (9V) y su nivel más bajo de carga será 0 voltios (0V).

El cuestionamiento que ahora surge es ¿Cómo es que el circuito pasa de un nivel a otro? Pues, aunque parezca complicado, resulta muy simple. El circuito, pasa de estable o 0 voltios, cuando en el pin # 2 ocurra el paso a estado inestable.

Pero el mismo cesará después de transcurrido un tiempo determinado, volviendo a su estado original.

Para que nuestro circuito integrado 555 funcione como monoestable debemos conectarlo de la siguiente forma:

Para que un dispositivo timer 555 funcione como monoestable tiene que ser conectado de la siguiente forma:

En el gráfico anterior tenemos se observa los siguientes datos:

• E: es igual a la entrada del circuito.
• S: representa la salida del sistema.
• T: es el tiempo de acción del dispositivo.
• R: hace notar la presencia de una resistencia, expresado su valor en Ohmios.
• C: es el condensador del circuito y se mide en Faradios.

Ahora bien, en la gráfica se indica que en el punto E, debe colocarse un pulsador y en S se conecta la salida del sistema. En otras palabras, en estos puntos se controlará el espacio de tiempo en que el circuito va a activar o desactivar los demás dispositivos.

El voltaje de la alimentación, se calcula de acuerdo al voltaje que se le aplique con la fuente de poder o pila.

Es tiempo de calcular el tiempo en que se quiere mantener activada la salida del circuito, para ello se utiliza la siguiente fórmula:

T (tiempo) = 1,1 (constante) x R (resistencia) x C (condensador)

Bueno, ahora se presenta un ejemplo práctico, en el cual se desea encender un bombillo LED por un tiempo determinado, al activar un pulsador.

Para ello se cuenta con estos datos:

El voltaje o tensión va a llegar a 5V, para lo cual se utiliza una batería recargable. Se tiene un LED que trabaja con 2 voltios. Además, tiene resistencia de 220 Ohmios, que va en paralelo a los bombillos LED.

Surge la siguiente interrogante ¿Qué tiempo van a permanecer prendidos los LED, una vez que se active el obturador?, entonces es momento de agarrar lápiz, papel y calculadora para empezar a realizar los cálculos.

Es imprescindible agrupar términos, para ello se convierten los valores de la Resistencia que están expresados en Kiloohmios y tiene que trabajarse en Ohmio. La resistencia del ejemplo es de 470, entonces simplemente se multiplica su valor nominal por 1000 y el resultado será los Ohmios. La operación que se acaba de realizar queda de la siguiente manera:

• 470 x 1000 = 470.000 Ω.

Bien, ahora se realiza la operación para convertir los microfaradios del condensador a Faradios. Para ello, se considera el dato de 10 microfaradios y se procede de la siguiente manera:

• 10 x 10^-6 = 0,00001 faradios.

Una vez que se tiene este dato, lo siguiente será sustituir los valores en la formula y de esta manera se obtienen las especificaciones para leer y construir el circuito deseado. Así tenemos:

• T = 1,1 x 470.000Ω x 0,00001 = 5,17 segundos.

Entonces, se dice que la bombilla LED una vez que se activa el obturador, permanecerá prendida, durante 5,17 segundos y se apaga al alcanzar ese límite de tiempo programado.

Modo astable

Un modelo de circuito 555, trabaja en condición astable o lo que es igual a, trabajar sin ninguna salida estable, cuando dos de sus estados que reciben un impulso, permanecen inestables por un periodo de tiempo determinado.

Sus tres salidas, cambian periódicamente entre el nivel inferior y el superior, sin que se vean afectados por el estado de la tensión de entrada. Salvo de los componentes que integren el circuito.

Si se alimenta un condensador que se encuentra en pérdida de carga, inmediatamente la salida del dispositivo electrónico, timer 555, se ubica en su peldaño más alto, el condensador alcance el 75% de la tensión de la corriente.

Si se mantiene conectada la alimentación, el ciclo de carga al condensador, esta acción se repetirá las veces en que se dé su descarga, debido al pase de tensión entre los componentes del circuito.

Utilidad del timer 555

Las aplicaciones para este dispositivo electrónico, son casi ilimitadas. Dependerá de las necesidades de los usuarios y su capacidad para integrarlo a otros dispositivos y así desarrollar los más amplios diseños electrónicos.

Entre los usos más frecuentes para el circuito integrados tenemos:

Controlador de tiempo

Es una de las formas de empleo más frecuente para este elemento electrónico. Se puede encontrar como temporizador o control de tiempo, de las luces intermitentes de los automóviles, también son útiles, para controlar el encendido de luminarias de uso doméstico, entre otras tantas formas de prestaciones de este versátil dispositivo.

Temporizador de alarmas

Si se le acompaña de un pito o silbato, funciona perfectamente como un activador de sonido.

Control de motores eléctricos

Es ideal para diseñar circuitos electrónicos, que cumplan la función de controlar el giro de los servomotores.

Detectores de calor

Si se acompaña de de bombillos LED y resistencia de de temperatura. Se puede construir un detector de proximidad de calor, ya que, si la resistencia detecta un aumento de la temperatura, da el aviso para que se enciendan los bombillos LED.

Al disminuir la temperatura, actúa, enviando una señal para que se apaguen los bombillos LED.

Contadores

El dispositivo integrado 555, es capaz de funcionar como un contador, si se le coloca en un circuito, que a la presencia de una señal de impulso se aumente el número, cada vez que se reciba.

Algo de la historia de este Circuito Integrado 555

Su creador fue el Ingeniero Electrónico suizo Hans Camenzind. Quien se radicó en los Estados Unidos en la década de los 60. Una vez culminado sus estudios en Northeastern University, empezó la búsqueda de un buen empleo.

Logra ser contratado por una empresa emergente que estaba ubicada en Massachusetts. Esta empresa era la PR Mallory Corporation, que se dedicaba al ramo de la fabricación y desarrollo de las baterías o acumuladores.

Para finalizar los años 60, este brillante ingeniero es contratado por la empresa Signetics, también era una compañía muy nueva y que se especializaba en la investigación y desarrollo de los circuitos integrados.

Un giro de suerte

Desde hace mucho tiempo Hans, abrigaba la esperanza de poder desarrollar un dispositivo integrado que funcionara como un temporizador. Un día estando en la biblioteca del Instituto de Tecnología de Massachusetts, se topó con material bibliográfico que hacía mención a un trabajo que resumía la esencia de lo que tenía planteado desarrollar.

Este hecho generó, que pudiera diseñar un circuito integrado, como receptor de radio. En la empresa Signetics, le permitieron fabricar a escala el chip 565 PLL. El antecesor del circuito integrado 555.

Este chip, contaba con 23 transistores, 16 resistencias y 2 diodos, los cuales se encontraban ensamblados en un dispositivo de 8 pines. Su salida al mercado de los dispositivos electrónicos, fue en el año 1972, y tuvo un rotundo éxito.

Por su versatilidad y practicidad, los ingenieros dedicados al área de desarrollo, lo comenzaron a utilizar, para el diseño y fabricación de los más variados equipos electrónicos.

Con el circuito integrado 555, se podían construir cualquier tipo de equipos, el mundo y en especial su creador, estaban fascinados por la cantidad de aplicaciones, que los desarrolladores podían lograr, con este diminuto dispositivo.

Desde entonces, este sencillo y modesto circuito integrado, es utilizado por ingenieros, estudiantes, entusiastas, empíricos de la electrónica. A simple vista parece un trozo de plástico, pero tiene el poder de hacer titilar a una lámpara LED por un lapso determinado de tiempo, crear música y un sinfín de aplicaciones más.