Actividad 3: Circuitos Astables y Monoestables

Circuito Astable

Un circuito astable, es un circuito capaz de generar a su salida una señal cuadrada. Para este circuito utilizaremos el Integrado 555, ya que es un componente de muy facil utilizacion para este tipo de funcion: La creacion de una señal cuadrada a partir de una entrada de tension continua (+5V). Esta señal cuadrada es utilizada para relojes y generadores de pulsos.

Para el circuito, ademas del integrado, usaremos un par de resistencias y un capacitor: Estos componentes definiran la Frecuencia de la señal, como tambien el tiempo en señal alta y en señal baja; y un capacitor de descarga a tierra.

Utilizando el programa Proteus, dibujaremos el circuito con los componentes correspondientes, mas un contador (Configurado en frecuencia) y un osciloscopio para ver la descarga de nuestro capacitor y para ver la señal cuadrada producida por el Integrado.

Para nuestro proyecto, utilizaremos los siguientes valores en los componentes:

Resistencia 1 = 68 Kohm

Resistencia 2 = 39 Kohm

Capacitor 2 = 10 nF

Capacitor descarga a tierra = 10 nF

En esta imagen del osciloscopio que hemos colocado, podemos observar que:
El tiempo en señal alta es de 0.74 mSeg.

El tiempo en señal baja es de 0.27 mSeg.

El periodo, siendo la suma de estas dos tiempos, es de 1.01 mSeg.

Tambien se puede observar que el tiempo en alto es de +5V y el tiempo en bajo es de 0V.

Otra forma de sacar el periodo, es a travez de la siguiente formula:

A su vez hemos calculado el valor de la Frecuencia a travez del valor del periodo.

Por ultimo, podemos observar con los datos que el valor del ciclo de trabajo, con estos valores de resistencias y del capacitor, es :

Se puede apreciar que si conectamos el PIN de reset del "555" a masa, el circuito no funcionara como debe, y por lo tanto no hara nada.

Si quisieramos obtener una frecuencia de 40 KHz ¿Que deberiamos hacer?

Sabemos que las resistencias y nuestro capacitor definen la frecuencia, el tiempo en bajo, el tiempo de alto, entre otras cosas. Pero, ¿Que valor nos conviene modificar?

Nosotros hemos dejado fijo el valor del capacitor por un tema de que su valor ya es bastante diminuto; 10nF es un valor bastante chico de capacitancia, aunque hayan valores mucho menores.

Hemos decidido cambiar el valor de las resistencias, o de una sola.

En la siguiente formula, se observa que nos conviene cambiar el valor de ambas resistencias.

Por lo tanto, si quisieramos aproximarnos a una frecuencia de 40 KHz, los valores son:

R1 = 1.5 Kohm

R2 = 1 Kohm

C2 = 10 nF

Porque R1 + (2 . R2) = 3.5 Kohm

Pero si lo que buscamos es presicion, y queremos que nos de lo mas cercano a las 40 KHz, serian necesarios los siguientes valores:

R1 = 1.2 Kohm

R2 = 1.2 Kohm

C1 = 10 nF

Porque R1 + (2 . R2) = 3.6 Kohm

A continuacion se demostrara el diseño de la placa de un circuito Astable :

Circuito Monoestable

Un circuito monoestable genera un señal alta en la salida cuando el pulsador es presionado. Utilizamos otra vez el integrado 555 (Como en el Circuito Astable), pero con una configuracion diferente del circuito RC (Resistencia-Capacitor) y de los pines utilizados del Micro.

La siguiente Ecuasion determinara el tiempo de trabajo del integrado:
                                                                      
                                                                          T=1.1xCxR

La resistencia y el capacitor, regulan el tiempo de trabajo del mismo.
Si quisiéramos tener 5 seg de T , tedriamos que modificar el valor de la resistencia o del capacitor.A continuacion, se demostrara como hacer tener un tiempo de trabajo ( T ) de 5 seg, modificando el valor resistivo:

5 seg = 1.1xCxR

R= 5 seg / (1.1x10uF)

R= 456.27k Ω 

Un valor comercial aproximado es 470k Ω.

A continuacion se demostrara el diseño de la placa de un circuito Monoestable :