Circuito 555 utilizado como biestable

Circuito 555 funcionando como un biestable.

Componentes para realizar el montaje:

• R1 y R2 = 10K 1/4W
• R3 = 470 ohmios 1/4W
• D1 = LED rojo 5mm
• U1 = 555 (dependiendo del fabricante NE555, µA555, LM555, SN72555, XR-555, CA555, HA1755, NC1455, TA7555P, ECG955…)
• Alimentación de +5Vdc
• Placa de protoboard
• 2 = Pulsadores normalmente abiertos

Funcionamiento:

Cuando damos tensión al circuito el LED está apagado ya que el pin 2 tiene +5V y el pin 6 0 V. Al activar el pulsador de “Marcha” ponemos el pin 2 a 0V. (inferior a 1/3 de Vcc) por tanto por el pin 3 conmuta a +5V. y el LED se enciende; esta situación se mantiene aunque dejemos de pulsar el pulsador  de “Marcha”. Cuando pulsamos el pulsador de “Paro” a +5V (supera los 2/3 de Vcc) por lo tanto la salida por el pin 3 conmuta a 0V y el LED se apaga.

Esta situación se mantiene aunque dejemos de pulsar el pulsador de “Paro”. Los estados son estables mientras no hagamos uso de los pulsadores de maniobra de marcha y paro.

Esquema órgano electrónico con el 555

Componentes para realizar el montaje:

• R1..R12 = Potenciómetro de ajuste de 50K
• R13 = Resistencia 10K 1/4W 5%
• R14 = Resistencia 3K3 1/4W 5%
• C1 = Condensador cerámico disco 47 nF
• C2 = Condensador cerámico disco 100 nF
• C3 = Condensador electrolítico disco 10 uF/16V
• U1 = 555 (dependiendo del fabricante NE555, µA555, LM555, SN72555, XR-555, CA555, HA1755, NC1455, TA7555P, ECG955…)
• Alimentación de +5Vdc
• Placa de protoboard

 Funcionamiento:

En esta práctica se aprovecha que el circuito 555 lo hacemos trabajar como multivibrador astable. Este tipo de funcionamiento se caracteriza por una salida con forma de onda cuadrada, la frecuencia de la onda saliente la controlaremos mediante los potenciómetros de ajuste R1 a R12.

 Relación de frecuencias para cada nota

Mediante los pulsadores P1 a P12 serán las teclas del órgano electrónico, a cada pulsador tendremos que ajustar su correspondiente potenciometro. Para realizar el ajuste en la tabla inferior tenemos todas las frecuencias de las diferentes octavas, si disponemos de un frecuencíometro el ajuste será muy sencillo, si no podemos recurrir a programas como el “Audacity” que es un editor de audio con el que podemos ver la frecuencia que tiene la señal.

Cómo hacer un divisor de frecuencia por 12

Divisor de frecuencia por 12

En este esquema se trata también de conectar las patillas de reset a las salidas correspondientes del contador como en el divisor de frecuencia por 2, divisor de frecuencia por 5 y divisor de frecuencia por 10. El contador binario  7493 ó 74LS93 consta de 16 combinaciones binarias y haciendo que las dos patillas de reset queden a nivel uno al pasar por una combinación estaremos haciendo una división de frecuencia.

Recordar que el contador es asimétrico, hay un pequeño retardo en pasar la información de un biestable a otro, esto no nos afectara si solo queremos conseguir el CLK dividido. Si hay que compartirlo con diferentes señales habrá que mirar los retardos que se están generando.

El ciclo de trabajo de la onda de salida no es simétrica como se puede ver en el cronograma, ya que para generar el nivel bajo se utilizan 8 ciclos de la entrada y para el nivel alto 4 ciclos.

 Cronograma de la señal de salida del divisor por 12

Cómo hacer un divisor de frecuencia por 10

Divisor de frecuencia por 10

El esquema es muy simple como los otros divisores (divisor de frecuencia por 2 y divisor de frecuencia por 5), en este circuito utilizamos el contador binario 7493 ó 74LS93 al que ya estamos familiarizados aplicándole un reset cada vez que tengamos un nivel alto en las salidas Q1 y Q3, condición de que habremos llegado al final del conteo. Las consideraciones que hay que tener es que el ciclo de trabajo de la onda de salida no es simétrica como se puede ver en el cronograma, ya que para generar el nivel bajo se utilizan 8 ciclos de la entrada y para el nivel alto 2 ciclos.

 

Cronograma de la señal de salida del divisor por 10

Cómo hacer un divisor de frecuencia por 5

Divisor de frecuencia por 5

El circuito integrado 7490 ó 74LS90 es un contador binario de décadas, es decir su conteo va del 0 al 9, y para realizar el divisor de frecuencia por 5 es el que utilizaremos. Igual que el 7493 admite dos señales de CLK (CLK0 y CLK1), el que utilizaremos será el CLK1 que corresponde a los biestables que controlan las salidas Q1, Q2 y Q3.

El esquema es muy simple y en la imagen se observan todas las conexiones para montarlo si queremos hacer pruebas en el protoboard.

Cómo hacer un divisor de frecuencia por 2

Cuando se diseñan circuitos electrónicos la mayoría de veces necesitamos descomponer una señal de clock en otras múltiplo de ella (clk/2, clk/4, clk/8,..). En este esquema se puede ver como se conecta un 7493 ó 74LS93 para dividir la frecuencia de un clock entre dos, es decir, si tenemos 2 MHZ a la entrada por la salida obtendremos un 1 MHZ.

 Divisor de frecuencia por 2 utilizando el 7493

En el 7493 ó 74LS93 tenemos que saber que es un contador asíncrono binario y utiliza 4 biestables J-K agrupados en dos módulos, uno que tiene un biestable solo (salida Q0) y otro que tiene tres (salidas Q1, Q2 y Q3), con esta manera de estar configurado tenemos múltiples opciones cuando queramos hacer divisiones de frecuencia con números que no sean múltiplos solo.

 

Divisor de frecuencia por 2 utilizando el 7476

Con uno de los Flip Flops J-K que contiene el circuito integrado 7476 también podemos dividir la frecuencia de entrada de manera asíncrona.

Hay que prestar atención cuando tengamos que montar estos circuitos ya que la alimentación no tienen el orden normal de los circuitos TTL, su orden es:

• 7476 PIN 5 = +5V y PIN 13 GND
• 7490 PIN 5 = +5V y PIN 10 GND.