Ud 5 Dispositivos Electronicos. Temporizacion

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Indica varias ventajas de utilización de un circuito integrado 555 como temporizador. Solución: Ocupa menos espacio, admite un amplio margen de tensiones de alimentación, entre 5 y 15V y tiene aplicaciones muy diversas según se conecte mediante una configuración monoestable o aestable.

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¿Qué es el tiempo de carga de un condensador? Solución: Es el tiempo que tarda el condensador en alcanzar los 2/3 de su tensión cuando se carga a través de una resistencia.

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Completa las siguientes frases sobre la carga y descarga de un condensador: 1. El condensador se carga finalmente con un voltaje … 2. Si no existe resistencia de carga la duración de la misma será … 3. Al inicio de la carga, la corriente que circula por el condensador es ___________ que al final de la carga. 4. En la descarga, la corriente final es _____________que al inicio de la descarga. Solución: 1. El condensador se carga finalmente con un voltaje IGUAL QUE EL DE LA PILA 2. Si no existe resistencia de carga la duración de la misma será INSTANTÁNEA 3. Al inicio de la carga, la corriente que circula por condensador es MAYOR que al final de la carga. 4. En la descarga, la corriente final es MENOR que al inicio de la descarga.

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¿Qué tipo de configuraciones admite un circuito integrado 555 usado como temporizador? Solución: Configuración monoestable y aestable.

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Indica cuál es el tiempo de carga y descarga de un condensador. Solución: Tcarga= 3·Rcarga·C Tdescarga= 3·Rdesarga·C Siendo C la capacidad del condensador y R las resistencias que encuentran a su paso en la carga y en la descarga.

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Pon dos ejemplos de sistemas temporizados que funcionen de forma monoestable y otros dos de forma aestable. Solución: 5. monoestable: luz de escalera, tostador, retardo apertura caja fuerte 6. aestable: luz intermitente vehículo, sirena o alarma sonora.

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Describe las ventajas que presenta el integrado 555 frente a los circuitos temporizados con condensador. Solución: Al ser un circuito integrado es más fiable, barato y pequeño que los circuitos formados por componentes discretos. Admite un amplio margen de tensiones de alimentación (5 - 15 v), y además tienen aplicaciones muy diversas.

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Explica el funcionamiento del siguiente esquema de conexiones que pertenece a un circuito temporizador de un tostador.

Solución: El condensador se carga instantáneamente (R carga =0) al apretar el pulsador, comenzando su descarga y la cuenta del tiempo de encendido, al soltarlo. La corriente que se produce durante la descarga entra en la base del transistor, que la amplifica para excitar la bobina del relé y conectar la resistencia eléctrica a la red eléctrica. El potenciómetro permite regular la corriente de base a través de él y con ella la duración de la descarga y el tiempo de conexión. 9

En los sistemas temporizados, qué entendemos por temporización a la conexión y a la desconexión. Solución: 7. Temporización a la conexión: se trata de circuitos en los que una vez dada la orden de mando el sistema se pone en marcha después de haber transcurrido el tiempo de temporización o retardo. 8. Temporización a la desconexión: se trata de circuitos en los que una vez dada la orden de mando el sistema se pone en marcha durante el tiempo de temporización y después se para.

10 Analiza el siguiente circuito de desbloqueo temporal de puertas por contacto realizado con un circuito integrado 555 en configuración monoestable.

Solución: Mientras no se pongan en contacto las chapas, el circuito integrado 555 permanece en su estado estable en el que la tensión de salida es nula y el electroimán está desactivado bloqueando la puerta. Al tocar las chapas se activa el estado inestable del 555 en el cual la tensión de salida ya no es nula, activando por tanto el electroimán y desbloqueando la puerta. 11 Calcula el tiempo de carga de un condensador de 2000 µF, si la resistencia de carga es de 10 KΩ.

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Solución:

tc = R × C = 10000Ω × 2000 × 10 −6 F = 20s 12 Explica el funcionamiento del siguiente circuito.

Solución: Inicialmente la bombilla se encuentra apagada. Al accionar el pulsador el condensador se carga instantáneamente, el relé se activa y se enciende la luz. Al soltar el pulsador la bombilla luce durante un tiempo más que es el que tarda el condensador en descargarse 13 Explica cómo pueden utilizarse los condensadores como temporizadores. Solución: Los condensadores pueden utilizarse como temporizadores ya que sus procesos de carga y descarga tienen una duración conocida. Cada uno de estos periodos de carga y descarga (Tcarga y Tdescarga) se pueden ajustar y modificar fácilmente ya que su valor en segundos es función de la capacidad del condensador (C, en faradios) y de la resistencia (R, en ohmios) que encuentren los electrones a su paso. 14 Calcula la capacidad del condensador a colocar junto a una resistencia de 10 kΩ en un circuito monoestable con un 555, si queremos obtener un tiempo de encendido de 5 segundos. Solución:

t = 1,1RC ⇒ C = t

1,1R

= 454 µF

15 Explica la misión del potenciómetro en el siguiente esquema que representa un circuito temporizador de un tostador.

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Solución: El potenciómetro permite regular la corriente de base a través de él y con ella la duración de la descarga y el tiempo de conexión. 16 Para un circuito temporizado controlado por un 555 en configuración monoestable, calcula el tiempo de encendido si R=500 kΩ y la capacidad del condensador es de 120 µF. Solución:

t = 1,1RC = 1,1 × 50000Ω × 120 × 10 −6 = 6,6 seg 17 La siguiente figura representa el encapsulado del circuito de tiempo 555. Nombrar cada una de sus patillas.

Solución:

GND Disparo

+Vcc Descarga

Salida

Umbral

Reset

Tensión de control

18 Explica el funcionamiento de los diferentes tipos de temporizadores básicos. Solución: • Monoestable: Sólo uno de los estados es estable, es decir, el circuito permanece en ese estado mientras no suceda una acción en los dispositivos de entrada o en los de proceso que lo desestabilice. El otro estado es inestable y permanece en él solo un cierto tiempo. • Aestables: Ninguno de los dos estados se mantiene estable y la salida oscila continuamente entre el encendido y el apagado. • Biestables: La salida permanece estable en ambos estados. No son circuitos temporizadores en sí mismos, sino células de memoria. 19 Para un circuito temporizado controlado por un 555 en configuración aestable, calcula los tiempos de encendido y apagado si Ra=5 kΩ, Rb=100 kΩ y la capacidad del condensador es de 200 µF.

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Solución:

Ta = 0,693Rb C = 0,693 × 100000Ω × 200 × 10 −6 F = 13,86 seg Te = 0,693( Ra + Rb )C = 0,693 × 105000Ω × 200 × 10 −6 F = 14,55 seg 20 Explica el funcionamiento del siguiente circuito.

Solución: Se trata de un circuito monoestable donde la luz está continuamente encendida y únicamente se apaga al apretar el pulsador durante el tiempo de retardo. Al apretar el pulsador se empieza a cargar el condensador a través del potenciómetro; aún no hay corriente suficiente por la base del transistor como para activarlo, y por tanto la bobina del relé está en reposo y la bombilla estará apagada. Cuando la tensión en el condensador es la adecuada para activar el transistor, este conduce activando la bobina; la bombilla se enciende de forma estable hasta que volvamos a actuar sobre el pulsador. 21 Explica el funcionamiento del siguiente circuito

Solución: Se trata de un circuito en configuración monoestable. Al apretar el pulsador se produce el disparo en la patilla 2 con lo que la tensión de salida en la patilla 3 hace que se active la bobina y ponga en marcha la bombilla. Este estado es inestable y dura: t = 1,1RC segundos, siendo R la resistencia en serie con la bobina.

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22 Calcula el tiempo de encendido de la bombilla para este circuito:

Solución: Se trata de un circuito en configuración monoestable.

t = 1,1RC = 1,1 × 10000Ω × 220 × 10 −6 = 2,42 seg 23 Qué duración tendrán los tiempos de encendido de los diodos led del siguiente circuito.

Solución: Se trata de un circuito en configuración aestable donde se producirá la alternancia de iluminación de los dos leds.

Te = 0,693( Ra + Rb )C = 0,693 × 23000Ω × 100 × 10 −6 F = 1,59 seg Ta = 0,693Rb C = 0,693 × 22000Ω × 100 × 10 −6 F = 1,52 seg 24 Dibuja el circuito de una luz intermitente utilizando un circuito integrado 555

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Solución:

25 Explica el funcionamiento del siguiente circuito

Solución: Se trata de un circuito en configuración aestable donde se producirá la alternancia de iluminación de los dos leds.

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