Temporizador 555 (5 / 8 paso)

Paso 5: 555 Timer: modo Astable

En el modo astable, la salida del Temporizador 555 es una onda de pulso continuo de una frecuencia específica que depende de los valores de las dos resistencias (R_A y R_B) y condensador (C) utilizado en el circuito (fig 1) según la siguiente ecuación. Modo astable está estrechamente vinculado a monoestable (discutido en el paso 2), que se puede ver que el esquema es casi lo mismo. La diferencia importante es que en el modo astable, el pasador del disparador está conectado al pin de umbral; Esto hace que la salida cambiar continuamente entre los Estados altos y bajos.

Frecuencia de salida = 1 / [0.7* (R_A+ 2 * R_B) * C].
(no te preocupes, te demuestran cómo deriva esta ecuación pronto)

La secuencia de eventos es algo compleja, por lo que he roto en 5 pasos:

1. inicialmente no hay carga en el condensador C, por lo que el voltaje en el condensador es cero. El voltaje en el condensador C es igual a la tensión en pernos 6 (pin de umbral) y 2 (pin trigger) ya que todos están conectados. Así que inicialmente los pasadores de umbral y disparo están en cero voltios así. Esto conduce a la salida alta.

2. como se explicó en el paso 2 de este Instructable, cuando el perno del gatillo es bajo representa el pin de descarga incapaz de drenar la carga del condensador. Puesto que el condensador que c está en serie con R_A y R_B y Vcc está siendo aplicada, corriente fluir a través de las resistencias y empezar a acumular la carga en el condensador. Esto hace que la tensión en el condensador C a aumentar según la ecuación siguiente:

(Voltaje en el condensador) = (Vcc - V₀) * (1-e^{-t / [(R_A+ R_B) * C]})
donde "A través de condensador voltaje" es la actual tensión en el condensador en el tiempo t, V₀ es el voltaje inicial en el condensador, Vcc es el voltaje total aplicado a los resistores R_AR_By el condensador C

3. cuando el voltaje en el condensador C es igual a 2/3Vcc causa el pin de umbral para registrarse como alto (como se explica en el paso 1 de este instructivo, esto permite girar el comparador conectado al pin de umbral en el 555). Esto impulsa la salida baja y permite que el conector de descarga. El tiempo que toma para una tensión de 2/3Vcc a acumularse en el condensador está dada por:

2/3 * Vcc = (Vcc - V₀) * (1-e^{-t / [(R_A+ R_B) * C]})
2/3 * Vcc / (Vcc - V₀) = 1- e^{-t / [(R_A+R_B)*C]}
1/3* Vcc / (Vcc - V₀) = e^{-t / [(R_A+R_B)*C]}
ln[1/3*Vcc/(Vcc - V₀)] = -t / [(R_A+R_B)*C]
t =-(R_A+ R_B) * C * ln [1/3 * Vcc / (Vcc - V₀)]

para V₀ = 0V, esto viene hacia fuera:
t = 1.1* (R_A+ R_B) * C segundos

4. con el pin de descarga habilitado, cargo inicia que fluye del condensador, a través de R_By en el pin de descarga del 555. Esto reduce la tensión en el condensador como se describe por la siguiente ecuación:

(Voltaje en el condensador) = (voltaje de pico a través de condensador) * (e^{-t / (R_B* C)})
donde el pico de tensión en el condensador estaba la tensión justo antes de que fue habilitado el pin de la descarga: 2/3Vcc
(Voltaje en el condensador) = 2/3 * Vcc * (e^{-t / (R_B* C)})

5. una vez que el voltaje en el condensador (y el voltaje en el pin de trigger) es igual a 1/3Vcc, el pasador del disparador registra como baja (como se explica en el paso 1 de este instructivo, esto permite girar el comparador conectado al pin de disparo interior del 555). El tiempo que toma para que eso suceda se resuelve a continuación. Esto conduce a la salida de alta y nos lleva a paso 2 (arriba). Desde aquí, 2-5 repetir los pasos para siempre y cambia la salida entre los Estados altos y bajos para producir una onda de pulso continuo. El tiempo que tarda la descarga el condensador de 2/3Vcc a 1/3Vcc se expone a continuación:

1/3 * Vcc = 2/3 * Vcc * (e^{-t / (R_B* C)})
1/2 = e^{-t /(R_B*C)}
ln(1/2) = -t / (R_B* C)
t = -R_B*C*ln(1/2)
t = 0,7 * R_B* Csegundos

Para calcular la frecuencia de esta oscilación calculamos primero el momento que el la salida es en los Estados altos y bajos. La salida está en estado alto mientras que las cargas del condensador de 1/3Vcc a 2/3Vcc. El tiempo que tarda para cargar el condensador de tensión V₀ a 2/3Vcc se repite a continuación:

la salida es alta para:
t =-(R_A+ R_B) * C * ln [1/3 * Vcc / (Vcc - V₀)]
en el paso 3 (arriba) elegimos V₀ = 0 como nuestras condiciones iniciales, pero esto es cierto sólo para el primer ciclo del modo astable. Para todos los ciclos posteriores el condensador se descargará sólo a 1/3Vcc antes de que se desactiva el pin de descarga y carga comienza a construir otra vez en el condensador. Así que fijamos la tensión inicial a 1/3Vcc:
t =-(R_A+ R_B) * C * ln [1/3 * Vcc / (Vcc - 1/3Vcc)]
t = -(R_A+R_B)*C*ln(1/2)
t = 0.7*(R_A+R_B)*C segundos

Como se calculó anteriormente, la salida es baja para:
t = 0,7 * R_B* C segundos

Por lo que la duración total de los Estados altos y bajos de la salida es:
0.7*(R_A+R_B)*C + 0.7*R_B*C
0.7*(R_A+2*R_B)*C segundos

Luego la frecuencia se calcula como sigue:
Frecuencia de salida = 1 / [0.7* (R_A+ 2 * R_B) * C]

Así que cambiando los valores de las resistencias R_A y R_B y el condensador C, podemos controlar la frecuencia de la salida. Además, podemos controlar el ancho de pulso de la salida (la duración de alta en comparación con la duración de la baja) porque la duración del estado alto depende de la R_A y R_B, mientras que la duración del estado bajo depende sólo de R_B. En el siguiente paso introduciré un circuito de muestra para el modo astable.