Temporizador monoestable con el C.I. 555

Uno de los proyectos que vamos a desarrollar en tecnología de 4 ESO es un secador de manos descrito en el cuadernillo de proyectos. Su funcionamiento es tal que cuando acercamos las manos al secador, éste se activa y funciona durante un tiempo determinado, a partir del cual el secador se para. Para ello utilizamos un temporizador realizado mediante un circuito electrónico basado en el circuito integrado 555, en configuración monoestable con retardo a la desconexión.



El C.I. 555 tiene ocho pines o terminales que son los siguientes:

• Pin 1 (masa): terminal de alimentación a 0 V.
• Pin 2 (Disparo): cuando el voltaje en este terminal es < 1/3 Vcc, la tensión de salida conmuta a Vo=Vcc.
• Pin 3 (Salida): terminal en el que se obtiene la tensión de salida Vo.
• Pin 4 (Reset): cuando la tensión aplicada en este terminal es de 0 V, entonces Vo= 0 V. Para que este terminal no actúe se le ha de proporcionar una tensión igual a la de alimentación Vcc.
• Pin 5 (Tensión de control): en este terminal se ha de conectar un condensador de una capacidad comprendida entre 10 nF y 100 nF.
• Pin 6 (Umbral): se la tensión aplicada aquí > 2/3 Vcc, la tensión de salida conmuta a Vo=0 V.
• Pin 7 (Descarga): con tensión de salida a nivel bajo, este terminal se comporta como un cortocircuito a masa, por lo que los condensadores que tenga conectados se descargarán.
• Pin 8 (Alimentación): Este C.I. admite un amplio rango de tensiones de alimentación comprendido entre 5 y 15 voltios. Normalmente podemos utilizar 9 V.

En la imagen se muestra el esquema electrónico del circuito y el gráfico V-t donde se aprecia la variación temporal del voltaje de salida V0 (pin3) en azul, el voltaje de disparo (pin2) en rosa y el voltaje umbral (pin6) en rojo.

En estado normal de reposo, el fototransistor no recibe luz (lámpara hacia abajo) y el voltaje en el pin 2 es de 9 V. Por tanto Vo = 9V.
Cuando acercamos las manos al secador unos instantes, por ejemplo durante 1 s, éstas reflejan la luz infrarroja que emite el diodo IR y la recibe el fototransistor. Esto hace que el transistor se sature y el voltaje en el pin2 (disparo) sea bajo (inferior a 1/3 de Vcc). Este disparo dura algo menos de 1 segundo, pero es suficiente para que el voltaje de salida del pin 3 sea alto, prácticamente 9 V. En ese instante, el condensador (en rojo) se va cargando haciendo que suba la tensión en el pin 6, y cuando alcanza 2/3 de Vcc (3V) entonces la salida del 555 conmuta a V0=0V.
El tiempo que la salida V0 está a nivel alto dura hasta que la carga del condensador haga que el voltaje umbral llegue a 2/3 de Vcc. Este es el tiempo que el temporizador está activado y viene determinado por la expresión

T=1,1 RC

siendo R el valor de la resistencia en óhmios del potenciómetro y C la capacidad en Faradios del condensador.

Durante el tiempo de activación (curva azul en nivel alto) el transistor que controla el motor está saturado y el motor gira. Cuando termina la activación (curva azul en nivel bajo), dicho transistor pasa a corte por lo que el motor se detiene.

Con este montaje, una vez fijado el condensador, podemos variar el tiempo de activación del secador sin más que actuar sobre el potenciómetro aumentando el valor de R.

Observaciones:

• En el circuito de la imagen se ha utilizado un fototransistor con lámpara para simular el funcionamiento. En el circuito real hay que sustituir la "lámpara" que ilumina el circuito por un diodo emisor de IR como el CQY99 con su correspondiente resistencia de protección.
  

• Ver también construcción de un semáforo con el 555