UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA

INTEGRANTES:

ADRIAN VILELA

JHONY VILLACIS

SANTIAGO VILLACRES

NIVEL: 5TO ELECTRÓNICA

ELECTRONICA ANALÓGICA II

INFORME

TEMA: SEMAFORO CON LM555, CMOS 4017, MOC3010 y

TRIAC

LISTA DE MATERIALES:

Cantidad Nombre Descripción Valor

1 R1 Resistencia de ¼ Watt 100kΩ

1 R2 Potenciómetro 1MΩ

3 R3 Resistencia de ¼ Watt 470Ω

1 R4 Resistencia de ¼ Watt 22kΩ

1 C1 Capacitor 10uF

1 C1 Capacitor 0.1uF

1 C1 Capacitor 1uF

1 D Diodo 1n4007

1 U1 CMOS 4017

1 M MOC 3010

1 T TRIAC Triac

1 U2 Amplificador Operacional LM555

HERRAMIENTAS:

Protoboard, alambre, osciloscopio, multímetro, fuente variable de voltaje,

etc.

TEORÍA:

CIRCUITO INTEGRADO LM 555

El 555 es un circuito integrado que incorpora dentro de sí dos

comparadores de voltaje, un flip flop, una etapa de salida de corriente,

divisor de voltaje resistor y un transistor de descarga. Dependiendo de

cómo se interconecten estas funciones utilizando componentes externos es

posible conseguir que dicho circuito realice un gran número de funciones

tales como la del multivibrador aestable y la del circuito monoestable.

Este integrado se puede aplicar a diversas aplicaciones, tales como:

· Control de sistemas secuenciales

· Generación de tiempos de retraso

· Divisor de frecuencias

· Modulación por anchura de pulsos

· Repetición de pulsos

· Generación de pulsos controlados por tensión, etc.

Algunas especificaciones que se deben de considerar cuando se use el 555

son:

· El valor del capacitor externo contiene únicamente las limitaciones

proporcionadas por su fabricante.

· La temperatura máxima que soporta cuando se están soldando sus

terminales es de 330 centígrados durante 19 segundos.

· La disipación de potencia o transferencia de energía que se pierde en la

terminal de salida por medio de calor es de 600 mW.

Diagrama interno del CI 555 y funcionamiento:

Se alimenta de una fuente externa conectada entre sus terminales (8)

positiva y (1) tierra; el valor de la fuente de alimentación se extiende desde

4.5 Volts hasta 16.0 Volts de corriente continua, la misma fuente exterior

se conecta a un circuito pasivo RC exterior, que proporciona por medio de

la descarga de su capacitor una señal de voltaje que está en función del

tiempo, esta señal de tensión es de 1/3 de Vcc y se compara contra el

voltaje aplicado externamente sobre la terminal (2) que es la entrada de un

comparador.

La terminal (6) se ofrece como la entrada de otro comparador, en la cual se

compara a 2/3 de la Vcc contra la amplitud de señal externa que le sirve de

disparo.

La terminal (5) se dispone para producir modulación por anchura de pulsos,

la descarga del condensador exterior se hace por medio de la terminal (7),

se descarga cuando el transistor (NPN) T1, se encuentra en saturación, se

puede descargar prematuramente el capacitor por medio de la polarización

del transistor (PNP) T2.

Se dispone de la base de T2 en la terminal (4) del circuito integrado 555, si

no se desea descargar antes de que se termine el periodo, esta terminal debe

conectarse directamente a Vcc, con esto se logra mantener cortado al

transistor T2 de otro modo se puede poner a cero la salida

involuntariamente, aun cuando no se desee.

La salida está provista en la terminal (3) del microcircuito y es además la

salida de un amplificador de corriente (buffer), este hecho le da más

versatilidad al circuito de tiempo 555, ya que la corriente máxima que se

puede obtener cuando la terminal (3) sea conecta directamente al nivel de

tierra es de 200 mA.

La salida del comparador "A" y la salida del comparador "B" están

conectadas al Reset y Set del FF tipo SR respectivamente, la salida del FF-

SR actúa como señal de entrada para el amplificador de corriente (Buffer),

mientras que en la terminal (6) el nivel de tensión sea más pequeño que el

nivel de voltaje contra el que se compara la entrada Reset del FF-SR no se

activará, por otra parte mientras que el nivel de tensión presente en la

terminal 2 sea más grande que el nivel de tensión contra el que se compara

la entrada Set del FF-SR no se activará.

Multivibrador aestable: Este tipo de funcionamiento se caracteriza por una

salida con forma de onda cuadrada (o rectangular) continua de ancho

predefinido por el diseñador del circuito. El esquema de conexión es el que

se muestra. La señal, de salida tiene un nivel alto por un tiempo T1 y en un

nivel bajo un tiempo T2. Los tiempos de duración dependen de los

valores de R1 y R2.

T1 = 0.693(R1+R2)* C1 y T2 = 0.693 x R2 x C1

La frecuencia con que la señal de salida oscila está dada por la fórmula:

f = 1/(0.693 x C1 x (R1 + 2 x R2)) y el período es simplemente = 1 / f.

Circuito monoestable: En este caso el circuito entrega a su salida un sólo

pulso de un ancho establecido por el diseñador (tiempo de duración). El

esquema de conexión es el que se muestra. La Fórmula para calcular el

tiempo de duración (tiempo que la salida esta en nivel alto) es: T = 1.1 x R1

x C1 (en segundos). Observa que es necesario que la señal de disparo, sea

de nivel bajo y de muy corta duración en el PIN # 2 del C.I. para iniciar la

señal de salida.

CMOS 4017

DESARROLLO

El 4017, proyectado para formar parte de la serie de integrados digitales

CMOS, dejó de ser un simple miembro del grupo para adquirir una

personalidad propia. De hecho, en lugar de un simple participante de

montajes complejos, el 4017 resulta, con frecuencia, el centro de proyectos

y hasta el único elemento.

Por sus características, el 4017 puede usarse como base o elemento único

en una infinidad de proyectos, según la imaginación de cada uno.

Sabiendo cómo funciona el 4017 resulta mucho más fácil para el lector,

imaginar nuevas aplicaciones y no depender de los proyectos completos

que se publican en las revistas especializadas. Este artículo apunta

justamente a eso: dar a los lectores algunas nociones sobre el 4017 en sus

mil y una aplicaciones.

El 4017 es un contador/decodificador con 10 salidas y muchos recursos

importantes.

Estructuralmente está formado por un contador Johnson de 5 etapas que puede

dividir o contar por cualquier valor entre 2 y 9, con recursos para continuar o

detenerse al final de cada ciclo.

En la figura 1 tenemos las terminaciones de este integrado que se presenta en

una cubierta DIL de 16 pins.

Todos los terminales tienen funciones específicas destacándose los siguientes:

-SALIDAS: 0 1 9 y carry-out o conducción.

-ENTRADAS: clock, clock-inhibit y reset.

-ALIMENTACION: Vdd y Vss.

En la práctica, la tensión de alimentación de este integrado puede estar entre 3 y

18V, pero según el proyecto esta banda puede tener sus limitaciones.

Con las entradas clock-inhibit y reset a tierra, el contador avanza una etapa a

cada transición positiva de la señal de entrada (clock) como se muestra en la

figura 2.

Partiendo entonces de la situación inicial en la que la salida "0" se encuentra

positiva en el nivel "HI" y todas las demás en el nivel "0" o con "cero volts"

aproximadamente, con la llegada del primer pulso de entrada tenemos la

primera transición.

La salida "0" va al nivel LO y la salida "1" pasa al nivel "HI". Todas las demás

permanecen en el nivel "0".

Con el segundo pulso, la salida "1" pasa al nivel LO y la tercera al nivel HI, y

así sucesivamente hasta la última

Con la entrada clock-inhibit a tierra, llegando la última salida en el nivel HI, el

pulso siguiente hace que se inicie un nuevo ciclo, volviendo entonces la salida

"0" al nivel HI. Si esta entrada clock-inhibit se uniera a un nivel HI, o sea a

Vdd, se conseguiría sólo un ciclo de funcionamiento.

Una salida "carry-out" proporciona un ciclo completo a cada 10 ciclos de

entrada, pudiendo usarse para excitar otro 4017 para división sucesiva de

frecuencia o recuento por número superior a 10 (figura 3).

La aplicación de una señal HI en la entrada reset lleva la salida HI al terminal

"0" o sea que vuelve al inicio del recuento. Eso significa que si conectamos el

reset a cualquier salida, cuando ésta se lleva al nivel HI se inicia un nuevo

ciclo. Si entonces conectamos la salida "4" a la entrada reset, tendremos un

recuento sólo hasta 4. Si conectamos la salida "5" a la entrada reset, tendremos

un recuento hasta 5, como se ve en la figura 4

- SECUENCIAS SIMPLES

En el circuito de la figura 4 tenemos el movimiento "contrario" de los leds: van

apagándose sucesivamente. De ese modo tenemos en cada instante sólo un led

apagado y los demás encendidos, y el led apagado cambia de posición con cada

pulso de entrada. En este circuito tenemos que usar un resistor que limite la

corriente para cada led, cuyo valor estará entre 470R y 1k según el brillo que se

desee.

La velocidad del movimiento está ajustada a la frecuencia del oscilador por

medio del potenciómetro P1.

La banda de validad está dada por el capacitor que puede tener valores entre

470nF y 10uF para los casos comunes.

El Opto acoplador

Es un dispositivo que se compone de un diodo LED y un fototransistor, de

manera de que cuando el diodo LED emite luz, ilumine el fototransistor y

conduzca.

Estos dos elementos están acoplados de la forma más eficiente posible.

La corriente de salida IC del opto acoplador (corriente de colector

del fototransistor) es proporcional a la corriente de entrada IF (corriente en el

diodo LED).

La relación entre estas dos corrientes se llama razón de transferencia de

corriente (CTR) y depende de la temperatura ambiente.

A mayor temperatura ambiente, la corriente de colector en el

fototransistor es mayor para la misma corriente IF

(la corriente por el diodo LED)

La entrada (circuito del diodo) y la salida (circuito del

fototransistor) están 100% aislados y la impedancia de entrada es muy grande

(1013

ohms típico)

El opto acoplador es un dispositivo sensible a la frecuencia y el CTR

disminuye al aumentar ésta.

Este elemento puede sustituir a elementos electromecánicos como relés,

conmutadores. De esta manera se eliminan los golpes, se mejora la velocidad

de conmutación y casi no hay necesidad de mantenimiento.

TRIAC

(TRIode for Alternative Current) es un SCR bidireccional que se comporta

como dos SCR en paralelo e invertidos, de tal manera que este dispositivo

puede controlar corriente en cualquier dirección.

Normalmente, tiene una tensión de ruptura alta y el procedimiento normal de

hacer entrar en conducción a un TRIAC es a través de un pulso de disparo de

puerta (positivo o negativo).

La figura 12.18.a muestra su símbolo y la figura 12.18.b su modelo equivalente

basado en dos SCR conectados en oposición.

Ejemplos típicos de TRIACS: BT136 (de 5 A) y el BT138 (16 A) de Philips y

la serie MAC de Motorola con corrientes de 8 A (MAC97-8) hasta 350 A

(MAC224A4).

Circuito a realizarse

Implementando MOC3010 y TRIAC

Circuito

CONCLUSIONES:

El triac controla el paso de la corriente alterna a la lámpara (carga),

pasando continuamente entre los estados de conducción (cuando la

corriente circula por el triac) y el de corte (cuando la corriente no

circula)

El temporizador 555 se puede conectar para que funcione de

diferentes maneras, entre los más importantes están: como

multivibrador aestable y como multivibrador monoestable.

El dispositivo 555 es un circuito integrado muy estable cuya función

primordial es la de producir pulsos de temporización con una gran

precisión y que, además, puede funcionar como oscilador.

BIBLIOGRAFIA:

Monografías, Contador, fecha de consulta 28-01-2011

http://www.monografias.com/trabajos11/contact/contact.shtml#circuito

Diselc, CMOS 4017, fecha de consulta 28-01-2011

http://www.diselc.es/diselc/utilidades/4017.htm

Unicrom, Opto acoplador, fecha de consulta 28-01-2011

http://www.unicrom.com/Tut_optoacoplador.asp

Unicrom, Triac, fecha de consulta 28-01-2011

http://www.unicrom.com/tut_Triac_SCR.asp