La ciencia de Toquelec: Temporizador con retardo a la desconexión ajustable con el integrado 555

Temporizador con retardo a la desconexión

LISTA DE COMPONENTES

Integrado 555.

R1 100K 1/4W.

R2 150K 1/4W.

C1 27nF cerámico.

C2 (capacidad según el tiempo de retardo deseado) electrolítico.

P1 (potenciómetro lineal de valor según el tiempo de ajuste deseado).

2 pulsadores normalmente abiertos.

Relé con bobina a 12 voltios.

(En la imagen de arriba se agruparon varios componentes es serie y paralelo para obtener el valor correcto).

El circuito integrado 555 es un circuito muy versátil que se puede emplear en multitud de proyectos, esta vez se va a usar como un multivibrador monoestable, esto significa que la salida de este circuito estará siempre en un estado (sin tensión) y bajo ciertas condiciones pasará a otro estado (en tensión) y que, después de un tiempo, volverá al estado inicial (sin tensión). Este tiempo en el que permanece en tensión la salida variará al antojo de como seleccionemos los valores de resistencia y capacidad de los componentes que conectemos a este circuito.

De este modo aplicando esta facultad del 555 podemos usarlo como un temporizador, en concreto como un temporizador con retardo a la desconexión, o lo que es lo mismo, cuando le demos una señal de disparado a través de un pulsador al terminal 2, la salida del 555 (terminal 3) pasará a tener tensión permaneciendo en este estado, y que, después de un tiempo prefijado, volverá a cambiar de estado volviendo a tener 0 voltios.

En el siguiente diagrama de estados podemos ver más claramente como funciona este temporizador.

Diagrama de estados del temporizador

En el primer caso cuando actuamos sobre el pulsador de puesta en marcha generamos un flanco negativo (A) ya que el pin 2 pasa de estar alimentado a través de la resistencia R1 a ser conectado a 0 voltios. Esto genera un cambio de estado en la salida (pin 3) de 0 a 1, es decir, la salida pasa a tener tensión con la que podemos alimentar diversos dispositivos tales como lámparas, relés..., siempre y cuando la carga no supere los 200 mA.

Diagrama de bloques del integrado 555

En el momento en que se produce este cambio en la salida, el condensador C2 empieza a cargarse a través de R2 y P1 hasta que alcanza una tensión de umbral (2/3 tensión de alimentación), cuando llega a este valor el comparador que lleva en su interior y lee tensión por el pin 6 actúa sobre un flip-flop que hasta entonces estaba memorizando a 1, reseteándolo y cambiando a cero la salida (pin 3) dejando sin tensión a la carga.

Acto seguido el condensador C2 es descargado a través del pin 7 ya que este queda cortocircuitado por un transistor mientras no se vuelva a accionar el pulsador de marcha y preparado para otro ciclo de trabajo.

El tiempo que permanece en tensión la salida es regulada por el propio condensador C2, R2 y el potenciómetro P1, por lo que si colocamos un condensador de mayor capacidad, este va a tardar más tiempo en cargarse y en consecuencia la salida estará más tiempo activa, y ocurre lo mismo con R2 y el potenciómetro, que cuanto más alto sea su valor, es decir, su resistencia sea mayor, más va a restringir la carga del condensador y más tiempo estará la salida en tensión.

Para calcular este tiempo se emplea la siguiente fórmula T= 1,1 x C2 x (R2+P1) siendo las unidades de resistencia en ohmios y la capacidad en faradios, y el tiempo resultante en segundos, a demás, al poder ajustar la resistencia total con el potenciómetro podemos ajustar de forma más "precisa" este tiempo de activación.

También se puede observar en el diagrama que mientras está activa la salida, aunque generemos un flanco (B) en la entrada esto no afectará al tiempo total de temporización, sin embargo en cualquier momento podemos cambiar el estado de la salida a cero de forma permanente activando el pulsador de parada, que genera un flanco al reset externo del flip-flop.