Funcionamiento Detallado del Circuito Integrado 555: Modos Astable y Monoestable

Funcionamiento del Temporizador 555 en Modos Clave

Modo Astable: Generador de Trenes de Pulso

El modo Astable configura el temporizador 555 como un generador continuo de trenes de pulso (oscilador). En esta configuración, los pines 6 (Umbral) y 2 (Disparo) están conectados entre sí.

Externamente, el circuito está configurado por las resistencias $R_1$, $R_2$ y el condensador $C_1$, los cuales controlan el voltaje de entrada de los comparadores.

Ciclo de Carga y Descarga

1. Inicio (Carga de $C_1$): Al conectar la fuente, $C_1$ está descargado. Por esta razón, el comparador de umbral (Pin 6) aplica un nivel bajo (0) a la entrada $R$ del Flip-Flop (FF), y el comparador de disparo (Pin 2) aplica un nivel alto (1) a la entrada $S$.
2. Salida Alta: La salida OUT (Pin 3) tendrá un nivel alto (1), y la salida negada $Q'$ del FF es 0. El transistor de descarga está en corte, permitiendo que $C_1$ comience a cargarse a través de $R_1$ y $R_2$.
3. Umbral Superior (2/3 Vcc): A medida que $C_1$ se carga, el voltaje en sus terminales crece hasta alcanzar el valor de umbral (2/3 Vcc). Cuando esto sucede, el comparador de umbral (Pin 6) aplica un nivel alto a la entrada $R$ del FF, y el comparador de disparo aplica un nivel bajo a la entrada $S$.
4. Salida Baja: Como resultado, la salida $Q$ es baja y $Q'$ es alta. El transistor pasa al estado de saturación. $C_1$ comienza a descargarse a través de $R_2$.
5. Umbral Inferior (1/3 Vcc): Cuando el voltaje de $C_1$ se hace inferior al voltaje de disparo (1/3 Vcc), el comparador de disparo aplica un nivel alto a la entrada $S$, y el comparador de umbral aplica un nivel bajo a la entrada $R$. Esto reinicia el ciclo, volviendo la salida a nivel alto.

Modo Monoestable: Temporizador de Pulso Único

El modo Monoestable funciona como un generador de pulso de duración definida (temporizador). La entrada de umbral (Pin 6) está conectada a la salida de descarga (Pin 7). El circuito está formado por $R_1$, $C_1$ y el interruptor $S_1$. Estos componentes controlan el voltaje de entrada aplicado a cada comparador y establecen el momento de arranque y la duración del pulso de salida.

Estado de Reposo (Quiescente)

• Cuando $S_1$ está abierto, la entrada de disparo (Pin 2) está conectada a +Vcc (Pin 8) a través de $R_2$ (resistencia de pull-up).
• El comparador de disparo $U_2$ aplica un nivel bajo a la entrada $S$ del Flip-Flop.
• La salida $Q$ (Pin 3) es de nivel bajo, y la salida negada $Q'$ es alta.
• El transistor $Q_1$ está en estado de saturación, y su colector (Pin 7) descarga el condensador $C_1$ y conecta a tierra la entrada de umbral (Pin 6).
• Como resultado, el comparador de umbral aplica un nivel bajo a la entrada $R$ del Flip-Flop. Dado que la entrada $S$ es baja, el estado previo se mantiene (salida baja).

Activación del Pulso

1. Disparo: Cuando se pulsa momentáneamente $S_1$, el Pin 2 aplica un nivel alto a la entrada $S$ del Flip-Flop. Como resultado, el Pin 3 pasa del estado bajo al estado alto.
2. Carga de $C_1$: Al liberar $S_1$, la entrada $S$ retoma el estado bajo, pero la salida se mantiene alta. La salida negada $Q'$ es baja, y el transistor está en corte. $C_1$ comienza a cargarse a través de $R_1$.
3. Fin del Pulso: Cuando el voltaje de $C_1$ se hace superior a los 2/3 de Vcc, el comparador de umbral aplica un nivel alto a la entrada $R$ del Flip-Flop.
4. Retorno al Reposo: La salida del circuito se hace baja. Como consecuencia, la salida permaneció en alto durante un tiempo definido.