{"id":125,"date":"2025-02-13T20:02:00","date_gmt":"2025-02-14T02:02:00","guid":{"rendered":"https:\/\/virtual.cuautitlan.unam.mx\/intar\/sistanalog\/?page_id=125"},"modified":"2025-02-16T15:47:47","modified_gmt":"2025-02-16T21:47:47","slug":"555-astable","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/virtual.cuautitlan.unam.mx\/intar\/sistanalog\/555-astable\/","title":{"rendered":"555 Astable"},"content":{"rendered":"

Temporizador 555 como oscilador astable<\/span><\/p>\n

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Teor\u00eda de operaci\u00f3n<\/h2>\n

El temporizador 555 se puede utilizar como astable o multivibrador de oscilaci\u00f3n libre, esto quiere decir que a su salida no hay un estado fijo, sino que esta cambia de estado en periodos de tiempo fijo.<\/p>\n

La Fig. muestra la configuraci\u00f3n del 555 como astable.<\/p>\n

\"Configuraci\u00f3n
Configuraci\u00f3n del 555 como oscilador astable.<\/figcaption><\/figure>\n

La teor\u00eda de operaci\u00f3n es como sigue: Supongamos que en un inicio el capacitor est\u00e1 descargado. En la entrada del comparador U2 se tiene en la entrada negativa un voltaje de 0V y en la entrada positiva un voltaje de Vcc<\/sub>\/3, por lo cual, en la salida se tiene un valor aproximado de Vcc<\/sub>. En el comparador U1 se tiene en la entrada positiva un valor de 0V y en la entrada negativa un valor de 2Vcc<\/sub>\/3, por lo cual en la salida se tiene un valor de 0V.<\/p>\n

Con las salidas de los comparadores se tiene que en la entrada R<\/i> del flip-flop se tenga V_cc<\/sub> y en la entrada S<\/i> un valor de 0V, por lo tanto, en la salida del flip-flop se tiene un valor de Vcc<\/sub> y en su salida complementaria se tienga un valor de 0V.<\/p>\n

Con la salida complementaria del flip-flop en 0V, el transistor de paso Q1 esta en corte, por tanto, no conduce. Lo anterior produce que el capacitor ahora se cargue gradualmente a trav\u00e9s de R1<\/sub> y R2<\/sub>. La carga del capacitor se realiza hasta que alcanza el valor de 2Vcc<\/sub>\/3, cuando alcanza dicho valor las salidas de los comparadores se invierten. Esto produce que conmute la salida del flip-flop, en otras palabras, ahora la salida tiene un valor de 0V y la salida complementaria un valor de Vcc<\/sub>.<\/p>\n

Con la salida del flip-flop en Vcc<\/sub>, el transistor de paso ahora conduce y esto produce que el capacitor ahora se descargue a trav\u00e9s de R2<\/sub>. Este estado se mantiene hasta que el capacitor alcance el valor de Vcc<\/sub>\/3 y conmuten nuevamente las salidas del flip-flop. Las condiciones anteriores se repiten indefinidamente, produciendo en la salida una oscilaci\u00f3n. En la figura se observa el comportamiento antes mencionado, en donde la se\u00f1al en verde representa la salida del flip-flop y la salida en rosa la carga y descarga del capacitor.<\/p>\n

\"Gr\u00e1ficas
Gr\u00e1ficas de salida del 555 y la carga y descarga del capacitor.<\/figcaption><\/figure>\n

Un an\u00e1lisis similar se puede realizar si se considera que el capacitor est\u00e1 cargado completamente.<\/p>\n

Para la carga del capacitor se tiene una salida en el 555 en alto. La ecuaci\u00f3n que describe este comportamiento est\u00e1 dado por:<\/p>\n

\"Ecuaci\u00f3n
Ecuaci\u00f3n de carga\/descarga del capacitor.<\/figcaption><\/figure>\n

Teniendo en cuenta que para la carga del capacitor se tiene una salida en alto, obtenemos que t = tH<\/sub> y el voltaje final en el capacitor es 2 Vcc<\/sub>\/3. Sustituyendo lo anterior y despejando tH<\/sub>, se obtiene:<\/p>\n

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El mismo an\u00e1lisis matem\u00e1tico se puede realizar para la descarga del capacitor, en donde la descarga se da a trav\u00e9s de R2<\/sub>, dando un resultado ahora para tD<\/sub> de:<\/p>\n

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El periodo a la salida del 555 est\u00e1 compuesto por tH<\/sub> y tD<\/sub>. La ecuaci\u00f3n que describe el periodo est\u00e1 dado por:<\/p>\n

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La frecuencia est\u00e1 dada por:<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

El ciclo de trabajo (en porcentaje), que se define como el tiempo en que est\u00e1 activo o en alto la salida con respecto al periodo de la se\u00f1al al 100%, est\u00e1 dado por:<\/p>\n

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Ejemplo de an\u00e1lisis<\/h2>\n

Ejemplo:<\/b> El 555 se configura como oscilador astable. Los valores de R1<\/sub> son 10k, R2<\/sub> de 10k y C es de 10n. Calcule el tiempo en alto, el tiempo en bajo, el periodo, la frecuencia y el ciclo de trabajo.<\/p>\n

Soluci\u00f3n: <\/b>Como el 555 como oscilador astable, utilizamos las f\u00f3rmulas mostradas anteriormente.<\/p>\n

Para el tiempo en alto, tH<\/sub><\/b>, tenemos:<\/p>\n

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Para el tiempo en bajo, tL<\/sub><\/b>, tenemos:<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Para el periodo de la se\u00f1al, T<\/b>, tenemos:<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Para la frecuencia, f<\/i><\/b>, tenemos:<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Finalmente, para el ciclo de trabajo, D.C.(%)<\/b>, tenemos:<\/p>\n

\"\"<\/p>\n<\/article>\n

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Ejemplo de dise\u00f1o<\/h2>\n

Ejemplo:<\/b> Dise\u00f1e un oscilador astable construido con un 555 de tal manera que se tenga a su salida una se\u00f1al con una frecuencia de 2kHz y un ciclo de trabajo del 75%.<\/p>\n

Soluci\u00f3n:<\/b> Se comienza realizando el an\u00e1lisis del problema como sigue:<\/p>\n

De la ecuaci\u00f3n de la frecuencia, f<\/i><\/b> ,despejamos el valor del periodo, T<\/b>:<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

De la ecuaci\u00f3n del ciclo de trabajo, D.C.(%)<\/b>, podemos despejar el valor de tH<\/sub><\/b> y sustituyendo valores obtenemos:<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

De la ecuaci\u00f3n del periodo que relaciona tH<\/sub><\/b> y tL<\/sub><\/b> podemos despejar el valor de tL<\/sub><\/b>, obteniendo:<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Sustituyendo valores en las ecuaciones de tH<\/sub><\/b> y tL<\/sub><\/b> que relacionan a R1<\/sub><\/b>, R2<\/sub><\/b> y C<\/b>, tenemos:<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

y<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Como observamos tenemos dos ecuaciones y tres inc\u00f3gnitas, R1<\/sub><\/b>, R2<\/sub><\/b> y C<\/b>, como en la mayor\u00eda de los dise\u00f1os. En este caso de estudio, podemos elegir alguna de las inc\u00f3gnitas y darle un valor. Se elige entonces el valor de C<\/b>, sin embargo, para esto se debe elegir un valor comercial, por tanto, damos a C<\/b> el valor de 100nF. Finalmente de la ecuaci\u00f3n de tL<\/sub><\/b> despejamos el valor de R2<\/sub><\/b>, teniendo as\u00ed:<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

De la ecuaci\u00f3n tH<\/sub><\/b> despejamos el valor de R1<\/sub><\/b>, teniendo as\u00ed:<\/p>\n

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Ejercicios propuestos<\/h2>\n

Ejercicio 1:<\/b> El 555 se configura como oscilador astable. El valor de R1<\/sub> es 15k, R2<\/sub> de 25k y C de 1uF. Calcule el tiempo en alto, el tiempo en bajo, el periodo, la frecuencia y el ciclo de trabajo.<\/p>\n

Ejercicio 2:<\/b> El 555 est\u00e1 configurado como oscilador astable. Determine el tiempo en alto, el tiempo en bajo, el periodo, la frecuencia y el ciclo de trabajo si R1<\/sub> es de 20k, R2<\/sub> de 33k y C es de 100 uf.<\/p>\n

Ejercicio 3:<\/b> Dise\u00f1e un oscilador astable con una frecuencia de 5\u202fkHz y un ciclo de trabajo del 50%.<\/p>\n<\/article>\n

Atr\u00e1s<\/a> Siguiente<\/a><\/article>\n<\/section>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Temporizador 555 como oscilador astable Teor\u00eda de operaci\u00f3n El temporizador 555 se puede utilizar como astable o multivibrador de oscilaci\u00f3n libre, esto quiere decir que a su salida no hay un estado fijo, sino que esta cambia de estado en periodos de tiempo fijo. La Fig. muestra la configuraci\u00f3n del 555 como astable. La teor\u00eda … <\/p>\n

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