8.6: Intermitente LED azul de larga duración CMOS 555
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- Dos Pilas AAA
- Clip de Batería (Radio Shack catálogo # 270-398B)
- U1 - 1CMOS TLC555 temporizador IC (Radio Shack catálogo # 276-1718 o equivalente)
- Q1 - 2N3906 Transistor PNP (Catálogo Radio Shack #276 -1604 (paquete de 15) o equivalente)
- Q2 - 2N2222 Transistor NPN (Catálogo Radio Shack #276 -1617 (paquete de 15) o equivalente)
- Diodo CR1 - 1N914 (Catálogo Radio Shack #276 -1122 (paquete de 10) o equivalente, ver Instrucciones)
- D1 - Diodo emisor de luz azul (Radio Shack catálogo # 276-311 o equivalente)
- R1 - 1.5 MΩ 1/4W 5% Resistor
- R2 - 47 KΩ 1/4W 5% Resistor
- R3 - 2.2 KΩ 1/4W 5% Resistor
- R4 - 620 Ω 1/4W 5% Resistor
- R5 - 82 Ω 1/4W 5% Resistor
- C1 - Capacitor de tantalio de 1 µF (Catálogo Radio Shack 272-1025 o equivalente)
- Condensador electrolítico C2 - 100 µF (Catálogo Radio Shack 272-1028 o equivalente)
- Condensador electrolítico C3 - 470 µF (Catálogo Radio Shack 272-1030 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 3, Capítulo 4: “Transistores de Unión Bipolar”
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 3, Capítulo 9: “Descarga Electrostática”
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 4, capítulo 10: “Multivibradores”
Objetivos de aprendizaje
- Aprende una aplicación práctica para una constante de tiempo RC
- Aprenda una de varias configuraciones de multivibrador astable de 555 temporizadores
- Conocimiento de trabajo del ciclo de trabajo
- Cómo manejar piezas sensibles a ESD
- Cómo usar transistores para mejorar la ganancia de corriente
- Cómo usar un condensador para duplicar voltaje con un interruptor
Diagrama esquemático
Ilustracion
INDICACIONES
¡NOTA! Este proyecto utiliza una parte sensible a la estática, la CMOS 555. Si no usa protección como se describe en el Volumen 3, Capítulo 9, Descarga Electrostática, corre el riesgo de destruirla.
Este circuito se basa en los dos experimentos anteriores, utilizando sus características y sumando a ellos. Los LED azules y blancos tienen un Vf (voltaje de caída directa) más alto que la mayoría, alrededor de 3.6V. Las baterías de 3V no pueden manejarlos sin ayuda, por lo que se requieren circuitos adicionales.
Al igual que en los circuitos anteriores, al LED se le da un pulso de 0.03 segundos (30ms). C3 se utiliza para duplicar el voltaje de este pulso, pero sólo puede hacerlo por un corto tiempo. Medir la corriente aunque el LED no es práctico con este circuito debido a esta corta duración, pero los LED azules son generalmente más predecibles porque se inventaron más tarde.
Este diseño particular también se puede utilizar con una sola batería de 1 1/2V. El concepto base se creó con un CI ahora obsoleto, el LM3909, que utilizó un LED rojo, el IC y un condensador. Al igual que con este circuito, podría parpadear un LED rojo durante más de un año con una sola celda D. Cuando los ledes rojos más nuevos aumentaron su Vf de 1.5V a 2.5V este viejo chip ya no era práctico, y aún así lo extrañan muchos aficionados. Si quieres probar una batería de 11/2V cambia R5 a 10Ω y usa un LED rojo con un mejor CR1 (ver párrafo siguiente).
CR1 no es la mejor opción para este componente, se seleccionó porque es una parte común y funciona. Casi cualquier diodo funcionará en esta aplicación. Los diodos Schottky y germanio bajan mucho menos voltaje, un diodo de silicio cae 0.6-0.7V, mientras que un diodo Schottky cae 0.1-0.2V y un diodo de germanio cae 0.2V-0.3V. Si se utilizan estos componentes, la caída de voltaje reducida se traduciría en una intensidad de LED más brillante, ya que aumenta la eficiencia de los circuitos.
TEORÍA DE OPERACIÓN
Q2 es un interruptor, que utiliza este circuito. Cuando Q2 está apagado C3 se carga a la tensión de la batería, menos la caída del diodo, como se muestra en la Figura 1. Dado que el LED azul Vf es de 3.4V a 3.6V, efectivamente está fuera del circuito.
La Figura 2 muestra lo que sucede cuando Q2 se enciende. El lado del condensador C3 + está conectado a tierra, lo que mueve el lado - a -2.4V. El diodo CR1 ahora está polarizado hacia atrás y está fuera del circuito. El -2.4V se descarga a través de R5 y D1 a los +3.0V de las baterías. El 5.4V proporciona una gran cantidad de voltaje adicional para encender el LED azul. Mucho antes de que C3 se descargue, el circuito vuelve a conmutar y C3 comienza a cargarse nuevamente.
En el LM3909 CR1 había una resistencia. El diodo se utilizó para minimizar la corriente, al permitir que R4 fuera su valor máximo.
Es posible que note un brillo azul tenue en el LED azul cuando está apagado. Esto demuestra la diferencia entre teoría y práctica, 3V es suficiente para causar alguna fuga a través del LED azul, aunque no esté conduciendo. Si tuvieras que medir esta corriente sería muy pequeña.