PRODUCCIONES MAELEC 8.9

APLICACIONES DEL TEMPORIZADOR

555

“PROYECTO TEMCI TAT-1”

Autor:

Quilqax Arawiyq

MAIL: majoro19@hotmail.com

WEB: http://maelec89.blogspot.com

YOUTUBE: https://www.youtube.com/user/maelec89

FACEBOOK: https://www.facebook.com/maelec89

Presentado a:

Público en general

San Juan de Pasto 13 de Abril del 2015

INTRODUCCION

La importancia de este proyecto, no es otra, sino la de dar un aprendizaje a través de la

observación, enriqueciendo conocimientos adquiridos previamente.

En el siguiente documento se presenta el diseño, análisis y montaje de un circuito electrónico.

Usando un dispositivo electrónico conocido como temporizador 555 (quinientos cincuenta y

cinco). Teniendo en cuenta sus parámetros y medidas, se logra dar resultado a un diseño que

permite; entender y aprender la forma como se comporta un dispositivo como estos.

Se dará una explicación de cómo se desarrollo este proyecto, al cual Producciones Maelec 8.9

a denominado PROYECTO TEMCI (un temporizador y Cinco proyectos).

OBJETIVOS

Con el siguiente documento se dará una explicación sencilla del funcionamiento de un

temporizador 555 en un circuito.

A través de la observación y práctica se pretende una mayor absorción de aprendizaje.

con la asociación y adaptación de otros elementos se pretende que el lector conozca

todas las variantes que se le puede dar a un dispositivo electrónico.

MARCO TEORICO

El temporizador 555 en términos sencillos de entender, es un dispositivo que se puede

comportar como un generador de pulsos, este dispositivo es empleado en la mayoría de

proyectos y circuitos electrónicos.

El circuito integrado 555, en asocio con otros dispositivos permite el montaje de proyectos en

los cuales, se tenga que generar o controlar el pulso o tiempo de alimentación de otro

dispositivo.

En el siguiente informe al temporizador 555 se le dará un uso como temporizador

monoestable, permitiendo al usuario controlar a voluntad el tiempo de activación de un

dispositivo externo. En este caso una estufa eléctrica.

Tomado de (LM555 timer. (Texas Instruments),(n.d.))

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

MATERIALES

Resistores:

R1: 620

R2: 10k

R3: 6.8k

R4: 1k

RV1: 1M

R5, R8, R9: 220

R6 2.7k

R7: 100

Capacitores

C1: 1000µF a 50v

C2, C3: 1µF a 50v

C4: 100µF a 16v

C5: 2200µF a 16v

Semiconductores:

D1; D2: 1N4007

D3, D4: (LED): ROJO; VERDE (opcional)

C.I: (TEMPORIZADOR) 555

OPTO: (OPTOCOPLADOR): MOC 3021

TR1: (TRIAC) BT136

Q1, Q2, Q3: (TRANSISTORES) 3904

Otros:

BAT: FUENTE DC 12V A 500 mA.

ALT: (Alternador) FUENTE VARIABLE AC 120 o 220 V

M1: TIMBRE O ALARMA 12V

SW: interruptor pulsador

(Nota: el costo de los elementos mencionados anteriormente y valores de otros elementos

usados se encuentran en el apéndice A)

Esquema recuperado de http://www.electronica2000.com

Se procede a diseñar este circuito en tres etapas:

1. Primera etapa Temporizador

En esta etapa de prueba se le dará importancia al primer dispositivo que hace parte de este

proyecto, el cual es el temporizador 555, usándolo como un controlador del tiempo. El

potenciómetro (RV1) regula el periodo de tiempo de encendido; junto con el pulsador (SW1)

y el condensador (C1), se puede activar la alimentación externa. Es decir activar la conexión

de la estufa eléctrica.

2. Segunda etapa dispositivos complementarios

Esta etapa se incluye los demás dispositivos que hacen parte y son de importancia para el

correcto funcionamiento del proyecto. En este informe solo se aplicara la función que

cumplen dentro del proyecto. Para mayor información sobre su funcionamiento o partes que

lo componen, consulte las referencias bibliográficas.

A continuación se nombraran los demás elementos del proyecto. El segundo dispositivo se

conoce como fuente de voltaje, la cual suministra la alimentación para este proyecto; el

tercero dispositivo se lo conoce como “Bombilla de seguridad”, la cual funcionara para

activar el timbre o alarma que indique la terminación del tiempo, el cuarto dispositivo es la

etapa acopladora la cual esta explicada en el informe correspondiente al “PROYECTO

OPTAO”, el quinto y último dispositivo es el timbre.

3. Tercera etapa acoplamiento total del circuito

En esta etapa se integra los cinco dispositivos mencionados anteriormente. El esquema y

simulación de los circuitos se puede encontrar en el video que hace parte de este informe.

Simulador electrónico (Proteus. Versión 7.4 SP3. [Archivo de computador])

Resultado y análisis

Se procede a realizar este proyecto de manera física

1. Primera etapa temporizador

En esta etapa además de probarlo en un protoboard, también se ha decidido diseñar y

montarlo en un impreso. A continuación, se mostrara unas imágenes y sus resultados

respectivos.

Midiendo la fuente DC y la salida del Temporizador

Figura 1. Voltaje obtenido de la salida de

la fuente DC sin alimentación,

aproximadamente 0.0 Volt.

Figura 2. Voltaje obtenido de la salida de

la fuente DC con alimentación,

aproximadamente 13.3 volt.

Con lo visto en las figuras (1) y (2) se puede decir que el voltaje que suministra la fuente DC

al proyecto es de 13.3 volts. El amperaje se buscara más adelante.

Figura 3. Voltaje obtenido de la salida del

Temporizador, sin alimentación,

aproximadamente 0.0 Volt.

Figura 4. Voltaje obtenido de la salida del

Temporizador, con alimentación,

aproximadamente 1.1 Volt.

Con lo visto en las figuras (3) y (4) se puede comprobar que el voltaje de salida ha disminuido

considerablemente gracias a una resistencia que se encuentra antes de la conexión del

dispositivo cuarto (acoplador), ya que el optocoplador trabaja con valores bajos de voltaje

Para averiguar el verdadero voltaje de salida que suministra el dispositivo uno (temporizador)

se utiliza una derivada:

Donde: “st” (voltaje de salida del temporizador) es una derivada de los voltajes tanto de salida

como de entrada obtenidos en los dos dispositivos; es decir, el voltaje de salida de la fuente

(Sf) y el valor de entrada de voltaje en el optocoplador (Eo).

Reemplazando los valores en la ecuación

Con lo anterior se demuestra que el voltaje verdadero de la salida del temporizador es de 12.2

voltios. Y cuya corriente se podrá encontrar usando la ley Ohm:

Donde; Io (intensidad que circula por el optocoplador) es la corriente que se quiere hallar, la

cual será igual al valor de entrada de voltaje en el optocoplador (Eo) sobre la resistencia que

se encuentra en dicha entrada (Ro).

Reemplazando los valores en la ecuación

Como se puede apreciar anteriormente el valor de corriente que circula por el optocoplador es

de aproximadamente 407µA

Se procede a buscar la intensidad con la que trabaja la fuente para esto se ha de usar la ley de

Ohm, de esta manera se obtiene que:

Donde; If (intensidad que circula por la fuente) es la corriente que se quiere hallar, la cual será

igual al valor de salida de voltaje en la fuente (Sf) sobre la resistencia que se encuentra en

dicha salida (Rf).

Como se puede apreciar anteriormente el valor de corriente que circula por la fuente es de

aproximadamente 21.4mA

La resistencia que circula por el temporizador se puede calcular, usando la substracción entre

las intensidades encontradas anteriormente.

Reemplazando los valores en la ecuación

Como se puede apreciar anteriormente el valor de corriente que circula por la fuente es de

aproximadamente 21mA

2. Segunda etapa dispositivos complementarios

En esta etapa además de probarlo en un protoboard, también se ha decidido diseñar y

montarlo en un impreso.

Para tener en cuenta los datos mostrados anteriormente en la etapa 1; corresponden a

los realizados en los dispositivos uno (temporizador), dos (fuente) y cuatro

(acoplador).

Este ultimo dispositivo (acoplador), cuenta con un TRIAC que soporta intensidades

hasta de 4 amperios, para conocer el TRIAC que se ha de utilizar en algún otro

proyecto, basta conocer el amperaje del dispositivo externo que será parte del

proyecto.

A continuación se presenta algunos valores que se cree importante mencionar

Valores de salida de la fuente AC

Figura 5. Voltaje obtenido de la

salida de la fuente AC, sin

alimentación, 0.0 volt.

Figura 6. Voltaje obtenido de la

salida de la fuente AC, con

alimentación, 1.30 volt.

Con los valores encontrados se puede aplicar la ecuación de la ley ohm para hallar la

resistencia que existe en la estufa eléctrica.

Donde; Re (resistencia del dispositivo externo) Vac (voltaje de AC), Iac (corriente AC)

De lo anterior se tiene que para un voltaje de 1.3 (Vac) con una corriente de 4A (Iac) su

resistencia es de 32.5 ohmios.

3. Tercera etapa acoplamiento total del circuito

El final de esta etapa, es la suma de los resultados obtenidos en cada etapa

anteriormente mencionada. Se pude concluir entonces que el voltaje aproximado y

total del proyecto, se encuentra entre:

Como se puede apreciar en las ecuaciones (5), (8) y (11) se encuentra los valores

totales de cada medición hecha al proyecto (se desprecia el voltaje, corriente y

resistencia que se encuentra en el dispositivo 3 (bombilla de seguridad) y el

dispositivo 5 (timbre)).

Se desprecia los valores generados por los dispositivos mencionados anteriormente

por que estos, solo dan aviso al usuario del tiempo que ha terminado, además porque

estos dispositivos serán explicados posteriormente en otros proyectos.

En conclusión se tiene que: el circuito trabaja con una tensión de 8.87 voltios, tiene

una intensidad de 14.2 mA. Y su resistencia es de 1.3KΩ.

Editor de ecuación (Geogebra. Versión 5.0.18.0 -3D. [Archivo de computador]

CONCLUISIONES

En el anterior trabajo se observo el comportamiento de un temporizador conocido como 555,

sus características y funciones.

Todos los datos correspondientes hechos en el laboratorio fueron recopilados en el anterior

trabajo, de esta manera se logra asimilar y comprender su correcto funcionamiento al

montarlo en un circuito electrónico.

El uso de nuevos dispositivos que son integrados al temporizador 555, da el refuerzo y

destreza para la solución y creación de nuevos proyectos.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALGEBRA, TRIGONOMETRIA Y GEOMETRIA ANALITICA

Jorge Eliécer Rondón duran. (2011). Algebra, trigonometría y geometría

analítica. (UNAD). Colombia.

OPTOCOPLADOR

(n.d).Recuperado de http://www.proyectoselectronicos/optocoplador.com

ELECTRONICA 2000

(n.d).Recuperado de http://www.electronica2000.com

LM555 CARACTERISTICAS

LM555 timer. (Texas Instruments).(n.d.)

BT136 CARACTERISTICAS

BT 136 Triancs. (Philips Semiconductors). (n.d)

MOC 3021 CARATERISTICAS

MOC 3021 Optocouplers/Optoisolators (Texas Instruments). (n.d)

MANUAL ESTILO APA

(2010). Manual Estilo APA. 3ª edición al español. (CEUNI). Recuperado

de http://biblioinstruccion.blogspot.com

Geo Gebra. Versión 5.0.18.0 -3D. [archivo de computador].

Proteus. Versión 7.4 SP3. [archivo de computador]

APÉNDICE

Apéndice A: Costo del circuito

Materiales c / u (pesos Colombianos) Cantidad Pesos Colombianos Dólar Estadounidense

R1 a R9 20 9 180 9 penny

RV1 500 1 500 1 quarter

C2 a C4 50 3 150 7.5 penny

C1 200 1 200 1 dime

C5 400 1 400 2 dime

D1a D4 100 4 400 2 dime

C: I 500 1 500 1 quarter

OPTO1 1,000 1 1,000 1 half dollar

TR1 1,000 1 1,000 1 half dollar

Q1 a Q3 100 3 300 1.5 dime

BAT1 9,800 1 9,800 4.9 dollar

ALT ---- 1 ---- ----

M1 ---- 1 ---- ----

SW 300 1 300 1.5 dime

DISEÑO 8400 4 33,600 16.8 dollars

TOTAL 22,400 15 48,400 24.2 dollars

La palabra “Diseño” en la tabla, es el costo que tiene este circuito hecho por Maelec 8.9

laboratories, excluyendo los materiales.

Para la realización de este Proyecto se ha gastado un mínimo de veinte horas que

corresponden:

Análisis (observación del esquema o diagrama), prueba (realización en el protoboard), diseño

(simulación en un software), montaje (elaboración de la placa y puesta de los elementos),

arreglo (verificación o retoque del circuito).

Para la conversión de los pesos colombianos a los centavos y/o dólares estadounidenses, se ha

tomado como referencia un valor de 2000 pesos colombianos, omitiendo los valores que rigen

en la actualidad.