8.3:555 Oscilador Histerético
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PARTES Y MATERIALES
- Una batería de 9V
- Clip de Batería (Radio Shack catálogo # 270-325)
- Mini Clips de Gancho (Soldados a Clip de Batería, Radio Shack catálogo # 270-372)
- U1 - 555 temporizador IC (Radio Shack catálogo # 276-1723)
- D1 - Diodo emisor de luz rojo (Radio Shack catálogo # 276-041 o equivalente)
- D2 - Diodo emisor de luz verde (Radio Shack catálogo # 276-022 o equivalente)
- Resistencias R1, R2 - 1 KΩ 1/4W
- R3 - 10 Ω 1/4W Resistor
- R4 - 10 KΩ, Potenciómetro de 15 Giro (Radio Shack catálogo # 271-343)
- Condensador C1 - 1 µF (Catálogo Radio Shack 272-1434 o equivalente)
- Condensador C1 - 100 µF (Catálogo Radio Shack 272-1028 o equivalente)
Referencias cruzadas
Lecciones En Circuitos Eléctricos Volumen 1, capítulo 16: Cálculos de voltaje y corriente
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 1, Capítulo 16: Resolviendo por tiempo desconocido
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 4, Capítulo 10: Multivibradores
Lecciones en Circuitos Eléctricos, Volumen 3, capítulo 8: Retroalimentación positiva
Objetivos de aprendizaje
- Aprende a usar un disparador Schmitt para un oscilador RC simple
- Aprende una aplicación práctica para una constante de tiempo RC
- Aprenda una de varias configuraciones de multivibrador astable de 555 temporizadores
Diagrama esquemático
Aquí hay una forma de dibujar el esquema:
Como se mencionó en el experimento anterior, también existe otra convención, que se muestra a continuación:
Ilustracion
Instrucciones
Este es uno de los osciladores RC más básicos. Es simple y muy predecible. Cualquier Schmitt Trigger inversor funcionará en este diseño, aunque la frecuencia cambiará algo dependiendo de la histéresis de la puerta.
Este circuito tiene una frecuencia de extremo inferior de 0.7 Hertz, lo que significa que cada LED se alternará y se encenderá por poco menos de un segundo cada uno. Al girar el potenciómetro en sentido contrario a las agujas del reloj la frecuencia aumentará, entrando bien en el rango de audio de gama alta. Puedes verificar esto con el Detector de Audio (Vol. VI, Capítulo 3, Sección 12) o un altavoz piezoeléctrico, a medida que continúe girando el potenciómetro el tono del sonido se elevará. Puede aumentar la frecuencia 100 veces reemplazando el condensador por el condensador de 1µF, que también elevará la frecuencia máxima bien dentro del rango ultrasónico, alrededor de 70Khz.
El 555 no va de riel a riel (no alcanza del todo el voltaje de suministro superior) debido a sus transistores Darlington de salida, y esto hace que los osciladores de onda cuadrada no sean del todo simétricos. ¿Puedes ver esto mirando los LEDs? Cuanto mayor sea el voltaje de la fuente de alimentación, menos pronunciada es esta asimetría, mientras que empeora con menores voltajes de suministro de energía. Si la salida fuera verdadera riel a riel sería una onda cuadrada del 50%, lo que se puede lograr si se usa la versión CMOS del 555, como el TLC555 (Radio Shack N/P 276-1718).
Se agregó R3 para evitar cortocircutar la salida IC a través de C1, ya que el condensador cortocircuita la porción de CA de la salida 555 a tierra. En una batería descargada no se nota, pero con un 9V fresco el 555 IC se calentará mucho. Si eliminas la resistencia y ajustas R4 para máxima frecuencia puedes probar esto, no es bueno para la batería ni para el 555, pero sobrevivirán a una prueba corta.
TEORÍA DE OPERACIÓN
Se trata de un oscilador histerético, que es un tipo de oscilador de relajación. También es un multivibrador astable. Es una rama lógica del experimento 555 Schmitt Trigger mostrado anteriormente.
La fórmula para calcular la frecuencia con esta configuración usando un 555 es:
La histéresis 555 depende de la tensión de alimentación, por lo que la frecuencia del oscilador sería relativamente independiente de la tensión de alimentación si no fuera por la falta de salida de riel a riel.
La salida de un 555 o bien va a tierra, o relativamente cerca del voltaje positivo. Esto permite que la resistencia y el condensador se carguen y descarguen a través del pin de salida. Al tratarse de una señal de tipo digital, los LEDs interactúan muy poco en su funcionamiento. El primer pulso generado por el oscilador es un poco más largo que el resto. Esta y las curvas de carga/descarga se muestran en la siguiente ilustración, que también muestra por qué se crea la onda cuadrada asimétrica.
