Las formas de onda de un astable con el 555

Este es un gif animado que nos muestra las formas de onda de voltaje que ocurren dentro de un timer 555 , como verán , el circuito tiene dos comparadores internos para trabajar entre el rango 1/3Vcc a 2/3 Vcc ,dejando cargar y descargando el condensador que va a la pata 2 generando la onda triangular que vemos,en este caso particular el circuito activa dos leds , uno cuando la salida 3 está en "ON" y el otro cuando está en "OFF" y la pata 3 se vá a tierra.
La popularidad del 555 es su sencillez,solo se conecta a un circuito pasivo RC exterior, que proporciona por medio de la descarga de su capacitor una señal de voltaje que esta en función del tiempo, esta señal de tensión es de 1/3 de Vcc y se compara contra el voltaje aplicado externamente sobre la terminal (2) que es la entrada de un comparador como se puede apreciar en la gráfica animada.
La terminal (6) se ofrece como la entrada de otro comparador, en la cual se compara a 2/3 de la Vcc contra la amplitud de señal externa que le sirve de disparo.
La terminal (5) se dispone para producir (PAM) modulación por anchura de pulsos, la descarga del condensador exterior se hace por medio de la terminal (7), se descarga cuando el transistor (NPN) T1, se encuentra en saturación, se puede descargar prematuramente el capacitor por medio de la polarización del transistor (PNP) T2.
Se dispone de la base de T2 en la terminal (4) del circuito integrado 555, si no se desea descargar antes de que se termine el periodo, esta terminal debe conectarse directamente a Vcc, con esto se logra mantener cortado al transistor T2 de otro modo se puede poner a cero la salida involuntariamente, aun cuando no se desee.
La salida esta provista en la terminal (3) del microcircuito y es además la salida de un amplificador de corriente (buffer), este hecho le da más versatilidad al circuito de tiempo 555, ya que la corriente máxima que se puede obtener cuando la terminal (3) sea conecta directamente al nivel de tierra es de 200 mA.
La salida del comparador "A" y la salida del comparador "B" están conectadas al Reset y Set del FF tipo SR respectivamente, la salida del FF-SR actúa como señal de entrada para el amplificador de corriente (Buffer), mientras que en la terminal (6) el nivel de tensión sea más pequeño que el nivel de voltaje contra el que se compara la entrada reset del FF-SR no se activará, por otra parte mientras que el nivel de tensión presente en la terminal 2 sea más grande que el nivel de tensión contra el que se compara la entrada set del FF-SR no se activará.

Hacer click sobre la imagen para ir al gif animado

Generando 1 segundo de tiempo con el 555

Podemos generar un pulso de 1 segundos para circuitos como relojes o medición d tiempo usando el poplular NE555. La frecuencia se puede calcular aproximadamente por la fórmula siguiente.

Cuando R3=1.2k-ohm, C2=100ΜF, VR1+R4 deberia ser 6.6k-ohm en el cálculo matemático (ajustando el potenciometro),por tanto un pot lineal de 5k en serie con una resistencia de 1k pueden servir, la frecuencia se convierte en aproximadamente 1 hertzio (ieoricamente).
En la medida real por osciloscopio, la frecuencia se convirtió en aproximadamente 1 hertzio en VR1+R4 = 5.7k-ohm.
Incluso si considera el error de los componentes , es posible ajustar a la frecuencia de la oscilación de 1 hertzio con el resistor variable 5k-ohm.

Contador simple de un dígito con el TTL 7490

R1-R7 7 resistencias 470 Ohm 1/4 Watt
U1 1 74LS90 TTL BCD Counter IC 7490,74HC90
U2 1 74LS47 TTL Seven Segment Display Driver IC 7447,74HC47
DISP1 1 Display Common Anode 7 Segment LED
MISC 1 Placa de circuito impreso, Sockets para los ICs, soldadura,alambres.
Aqui un detalle para la parte de salida con el decoder 7447 , en este punto se presentan problemas siempre con el display , se debe verificar que sea de anodo comun o de catodo común antes de hacer el circuito , para usar el circuito se debe usar un display de ANODO comun , es decir los cátodos de cada barra de led unidos y el catodo de cada uno de ellos a las salidas del 7447 , no siempre estos displays tienen el mismo orden que otros , la manera practica es mediante un multimetro encontrar el anodo comun y luego ir descubriendo cada segmento a,b ,c ,etc para conectarlos al decoder en este esquema se comprueba los pines para el 7447 a display:

Aqui otro circuito con mayores detalles , observar que los terminales son los mismos , muchas fallas en la implementación vienen en las conexiones , en alimentarlo con pulsos sin nivel digital adecuado o con rebotes mecanicos y sobre todo en no verificar previamente las entradas del display:

Display numérico BCD con CMOS 4511 y 4553

El resultado de la cuenta de una serie de pulsos digitales se exhibe en tres 7 displays de segmentos LED para lo cúal utilizaremos dos C I's de alta escala de integración (LSI), el 4553B contiene tres contadores BCD con flanco de disparo negativo que, están internamente sincronizados en cascada. Sus cuatro cerrojos (latch) en la salida de cada contador permiten almacenar la cuenta de cada contador. De modo que esta información es multiplexada por un divisor de tiempo incorporado, proporcionando un único número BCD o dígito a la vez.
El dígito de salida seleccionado, proporciona el control al display. Por otra parte, mediante el condensador externo C se crea un oscilador en el mismo dispositivo proporcionando el reloj de exploración de baja frecuencia (de 400Hz), al derivador que selecciona la salida del multiplexor. Todas las salidas son compatibles TTL.
El CI 4511B, es un decodificador de BCD a siete segmentos, con alta capacidad de salida (hasta 25 mA) cuya cápsula alberga entradas invertidas para el test de segmentos (LT), inhibidor de cerrojo (LE) o estrobo y blanking (BL) para modular la intensidad de encendido o apagado del display. Se deben utilizar resistencias limitadoras, para controlar el consumo y no destruir el CI, su salida puede controlar un display de cátodo común por ej. como el LTS367P.
El control de la exhibición es hecho por la función que controla de exhibición del contador del BCD. El control de la exhibición se hace en el lado del cátodo de cada LED. Por lo tanto un display del tipo cátodo común debe ser utilizado. También, el transistor a controlar debe utilizar el tipo de PNP.
La figura por ejemplo que está exhibiendo el " 8.76". Está exhibiendo lentamente. En caso del circuito real, parece exhibirse al mismo tiempo porque se está cambiando en el período de exploración a cerca de 1100 hertzios y el ojo no percibe los cambios interpretandolo como sui estuvieran los 3 digitos encendidos.

Fuente de alimentación regulada de 9 voltios

Sabemos que para que un circuito electrónico funcione adecuadamente el voltaje de la fuente de alimentación a utilizar debe ser estable. Cuando el circuito está utilizando integrados Cmos, el voltaje de la fuente de alimentación no tiene porqué ser ls clásicos +5 V que piden los TTL. El voltaje de esta fuente de alimentación proporciona +9 V por el regulador integrado 78L09 de 3 terminales. Para hacer que el voltaje del regulador sea estable, el voltaje de entrada debe hacer cerca de 3 voltios más altos que voltaje que se espera a la salida del regulador

. El voltaje máximo del regulador es cerca de +30 V. Así pues, un rango de + 12V a +30V se suministra desde el exterior por una fuente no regulada.

Contador binario usando el 4520

Como construir un sencillo contador binario usando el 4520

El diagrama nos muestra cómo conectar los componentes para crear este circuito.

R1 - 100K Ohms
R2 - 33k Ohms
R3 - 330 Ohms
C1 - 10 uF
IC1 - 555 Timer
IC2 - 4520, Dual Binary Counter
4 LEDs
Bateria de 9 voltios o menos.

Armamos el circuito en un protoboard pero usaremos un arreglo diferente como protección colocando un resistor de 220 ohmios conectado entre terminal negativo “-” con un alambre negro desde la batería de 9 voltios y el protoboard.
Este resistor es importante porque protege el LED contra demasiada corriente.

Si el circuito no está trabajando en primer lugar se debe chequear para cerciorarse de que las piezas de metal del alambre de la batería están tocando los extremos del metal de los alambres debajo de las tachuelas que sirven como contactores.
Chequee para cerciorarse de que su batería esté conectada correctamente al “+” el alambre ( rojo) debe estar conectado con la pata “8” del 555 (el circuito integrado más pequeño) y el terminal ” - “( negro) está conectado a través del resistor con la misma fila en que están los LED .
Pruebe su batería tocando “+” alambre (del rojo) a “+” al lado del LED. Cerciorese que el ” - “ del lado del LED está conectado con el resitor con” - “ del lado de la batería. El led debe encenderse
Si el circuito todavía no está trabajando revise cuidadosamente el orden indicado en el diagrama y busque conexiones sueltas o flojas. Compruebe todas sus conexiones. ¿Está el condensador conectado de la manera correcta ? Mire la imagen de arriba y compárela al circuito que usted ha construido. Cerciórese de que las piezas sin aislar (de metal pelado) de alambres no se estén tocando. Los leds deberán estar cambiando continuamente reproduciendo un código binario desde 0000 hasta 1111 es decir sus equivalentes decimales 0 a 15.

Construyendo un "dado electrónico"

Con una modificación simple usted puede convertir este circuito en un dispositivo que funciona como dados de alta tecnología. Los dados que se lanzan para crear un número al azar,usted puede utilizar su 4520 para crear números al azar entre 0 y 15.
Primero cambie algunos componentes en su circuito para hacer la cuenta 4520 muy rápida y no sea perceptible por la vista.
Hacemos esto haciendo en el timer 555 muy rápidamente.
Realice estos cambios al circuito integrado 555:
Cambie el condensador de 10 uF a un condensador de 1 uF.
Estamos aumentando 10 veces aproximadamente la frecuencia del 555
Conecte un nuevo resistor desde la pata 7 para fijarlo con la pata 8 es decir el voltaje positivo. Cualquier resistor entre 1000 ohmios y 10000 ohmios sirve bien.
Ahora la cuenta binaria es tan rápida que los LED aparecen estar prendido constantemente.
En el contador 4520 la pata 2 está a +V y por tanto corre continuamente si este terminal se pone a tierra se congela la cuenta,desconectamos el terminal de la resistencia que sale de la pata 2 hacia el positivo de la bateria y la llevamos hacia un interruptor capaz de ponerlo a tierra . La fabricación de un interruptor simple entre el perno 2 en el circuito integrado 4520 y el lado "-" de la batería permite que usted congele la cuenta.
Este cuadro demuestra una forma para hacer el interruptor, se puede usar una tachuela y una lámina de aluminio.

Presione el interruptor y los leds mostrarán un número binario de 4 bits que exhiben un número.

Números binarios:
Abajo están los números exhibidos por su contador binario para 1 a 12.