6.7:555 Oscilador de audio

PARTES Y MATERIALES

• Dos baterías de 6 voltios
• Un condensador, 0.1 µF, no polarizado (Radio Shack catálogo # 272-135)
• Un temporizador IC 555 (Radio Shack catálogo # 276-1723)
• Dos diodos emisores de luz (Radio Shack catálogo # 276-026 o equivalente)
• Una resistencia de 1 MΩ
• Una resistencia de 100 kΩ
• Dos resistencias de 510 Ω
• Detector de audio con auriculares
• Osciloscopio (recomendado, pero no necesario)

Un osciloscopio sería útil para analizar las formas de onda que produce este circuito, pero no es esencial. Un detector de audio es una pieza de equipo de prueba muy útil para este experimento, especialmente si no tienes un osciloscopio.

Referencias cruzadas

Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 4, capítulo 10: “Multivibradores”

Objetivos de aprendizaje

• Cómo usar el temporizador 555 como multivibrador astable
• Conocimiento práctico del ciclo de trabajo

Diagrama esquemático

Ilustracion

INSTRUCCIÓN

El circuito integrado “555” es un temporizador de propósito general útil para una variedad de funciones. En este experimento, exploramos su uso como un multivibrador u oscilador astable. Conectado a un condensador y dos resistencias como se muestra, oscilará libremente, encendiendo y apagando los LED con un voltaje de salida de onda cuadrada.

Este circuito funciona según el principio de cargar y descargar alternativamente un condensador. El 555 comienza a descargar el condensador poniendo a tierra el terminal Disch cuando el voltaje detectado por el terminal Thresh supera 2/3 el voltaje de la fuente de alimentación (V _cc). Detiene la descarga del condensador cuando el voltaje detectado por el terminal Trig cae por debajo de 1/3 del voltaje de la fuente de alimentación. Por lo tanto, cuando ambos terminales Thresh y Trig están conectados al terminal positivo del condensador, el voltaje del condensador ciclará entre 1/3 y 2/3 de voltaje de fuente de alimentación en un patrón de “diente de sierra”.

Durante el ciclo de carga, el condensador recibe corriente de carga a través de la combinación en serie de las resistencias de 1 MΩ y 100 kΩ. Tan pronto como el terminal Disch en el temporizador 555 pasa al potencial de tierra (un transistor dentro del 555 conectado entre ese terminal y tierra se enciende), la corriente de descarga del condensador solo tiene que pasar por la resistencia de 100 kΩ. El resultado es una constante de tiempo RC que es mucho más larga para la carga que para la descarga, lo que resulta en un tiempo de carga que excede en gran medida el tiempo de descarga.

El terminal de salida del 555 produce una señal de voltaje de onda cuadrada que es “alta” (casi V _cc) cuando el condensador se está cargando, y “baja” (casi 0 voltios) cuando el condensador se está descargando. Esta señal alterna de alta/baja tensión impulsa los dos LEDs en modos opuestos: cuando uno está encendido, el otro estará apagado. Debido a que los tiempos de carga y descarga del condensador son desiguales, los tiempos “alto” y “bajo” de la forma de onda cuadrada de la salida también serán desiguales. Esto se puede ver en el brillo relativo de los dos LEDs: uno será mucho más brillante que el otro porque está encendido por un periodo de tiempo más largo durante cada ciclo.

La igualdad o desigualdad entre tiempos “altos” y “bajos” de una onda cuadrada se expresa como el ciclo de trabajo de esa onda. Una onda cuadrada con un ciclo de trabajo del 50% es perfectamente simétrica: su tiempo “alto” es precisamente igual a su tiempo “bajo”. Se dice que una onda cuadrada que es “alta” 10% del tiempo y “baja” 90% del tiempo tiene un ciclo de trabajo del 10%. En este circuito, la forma de onda de salida tiene un tiempo “alto” superior al tiempo “bajo”, resultando en un ciclo de trabajo mayor al 50%.

Utilice el detector de audio (o un osciloscopio) para investigar las diferentes formas de onda de voltaje producidas por este circuito. Pruebe diferentes valores de resistencia y/o valores de condensador para ver qué efectos tienen en la frecuencia de salida o los tiempos de carga/descarga.