Multivibrador astable con temporizador 555 - Circuito electrónico

Un multivibrador es un tipo de circuito electrónico que se utiliza para implementar un sistema de dos estados, como los flip-flops, los temporizadores y los osciladores. Los multivibradores se clasifican en dos dispositivos amplificadores como tubos de electrones, transistores y otros dispositivos como condensadores y resistencias. Los multivibradores se clasifican en tres tipos según el funcionamiento del circuito: multivibradores astables, multivibradores biestables y multivibradores monoestables. El multivibrador astable no es estable y pasa repetidamente de un estado a otro. En el multivibrador monoestable, un estado es estable y los otros son inestables. Un impulso de disparo es la raíz del circuito para entrar en el estado inestable. Cuando el circuito entra en el estado inestable, vuelve al estado normal después de un tiempo preestablecido. Un circuito mutivibrador biestable es estable y puede pasar de un estado estable a otro mediante un impulso de disparo externo. Este circuito multivibrador también se llama flip-flop y puede utilizarse para almacenar un bit de datos.

Multivibrador astable en funcionamiento

Este tipo de multivibrador consta de dos etapas de amplificación conectadas con dos redes de acoplamiento capacitivo-resistivo en retroalimentación positiva. Los elementos del amplificador son FET, JFET, Op-Amps, tubos de vacío, etc. El circuito multivibrador astable que utiliza BJTs está diseñado como un par cruzado. Los terminales o/p del multivibrador pueden definirse como dispositivos activos, que tendrán estados opuestos: uno tendrá una tensión baja y el otro una tensión alta.

El circuito multivibrador astable anterior tiene dos estados alternativos inestables con una velocidad de transición máxima debido a la retroalimentación +ve acelerada.

El circuito lo utilizan los condensadores de acoplamiento que transfieren repentinamente los cambios de tensión porque la tensión a través de un condensador no puede cambiar rápidamente. En cada estado, un transistor se enciende y el restante se apaga. Así, un condensador totalmente cargado se descarga lentamente, transformando el tiempo en una tensión que varía exponencialmente. Al mismo tiempo, el condensador vacío restante se carga rápidamente. El funcionamiento del circuito anterior se basa en que la unión BE con polarización hacia delante del BJT se enciende, lo que puede proporcionar un camino para que el condensador se recupere.

Multivibrador astable con temporizador 555

El diseño y el funcionamiento de un multivibrador astable mediante un circuito integrado temporizador 555 se basa en el uso de ransistores y amplificadores operacionales. El CI temporizador 555 permite un retardo exacto desde ms hasta horas. La frecuencia de oscilación puede medirse manualmente con pequeñas modificaciones. El circuito integrado temporizador 555 es un circuito integrado relativamente barato, estable y fácil de usar, adecuado para los diseñadores de circuitos tanto para aplicaciones astables como monoestables. El primer circuito integrado 555 fue diseñado en 1971 por Signetics con el nombre de SE555 o NE555. El multivibrador astable que utiliza el circuito integrado 555 es un sencillo circuito oscilador que genera pulsos continuos. La frecuencia del circuito se puede controlar cambiando los valores de las resistencias R1, R2 y el condensador C1.

Diseño de un multivibrador astable

• A continuación se describen los pasos de diseño del multivibrador astable.
• Los componentes necesarios son NE 555 o SE 555, resistencias (1MΩx2, 1KΩ), condensadores (0,01Fµ, 1Fµ) y LEDs
• El condensador del circuito anterior se carga a través de las dos resistencias R1 y R2 y el tiempo de carga puede calcularse como Tcharges= 0,69 (R1+R2) C1. Durante este tiempo de carga, el o/p es alto, es decir, 1,38Seg
• El condensador se descarga a través de la resistencia R2 y el tiempo de descarga puede ser Tdescarga= 0,69 R2C1. Durante este tiempo de descarga el o/p es bajo, es decir, 0,69Seg.
• El tiempo total es T= Tcargas+ Tdescargas => 1,38+ 0,69= 2,07Seg
• La frecuencia de oscilación es de 0,483 Hz.
• El ciclo de trabajo puede calcularse como sigue.
• Ciclo de trabajo= Ton /Ton + Toff => 1,38/2,07= 66%

Funcionamiento del multivibrador astable

Cuando se conecta la alimentación, el flip flop se anula inicialmente, por lo que el o/p del inversor será alto. La carga del condensador se realiza mediante dos resistencias R1 y R2. Cuando la tensión del condensador supere los 2/3 VDC, la salida del comparador superior será alta y cambiará el flip flop de control, por lo que el o/p del flip flop de control Q será BAJO y Q' será alto. Por tanto, el o/p final del inversor será BAJO. Al mismo tiempo, el transistor Q1 se activa y el condensador C1 comienza a descargarse a través de la resistencia R2.

Cuando la tensión del condensador es < 1/3Vdc, el o/p del comparador inferior es alto y el flip flop de control se pone a 1. Cuando el transistor de descarga Q1 se apaga, el condensador se carga y el proceso continúa. Cuando el transistor de descarga Q1 se apaga, el condensador se carga y el proceso continúa. En función del estado del o/p, el LED de salida parpadea. Cuando se aplica una tensión baja al 4º pin (pin de reinicio) del CI, el circuito se reinicia. Cuando la señal baja se aplica a la base del transistor Q2, éste se enciende gracias al condensador.

Aplicaciones de los multivibradores astables

Entre las aplicaciones de los multivibradores astables se encuentran los equipos de radio para transmitir y recibir señales de radio, los generadores de código morse y ciertos sistemas que requieren una onda cuadrada, como los circuitos integrados analógicos y la radiodifusión de televisión.

Ventajas y desventajas de los Multivibradores Astables

Estos multivibradores pasan continuamente de un estado estable a otro. Esto permite que los multivibradores se autoalimenten y trabajen a una velocidad constante sin el impacto de fuerzas o acciones externas. Además, estos multivibradores son baratos de fabricar y sencillos de diseñar

Estos multivibradores no transfieren toda la señal o/p al i/p. Esto se debe a la resistencia del circuito, a la inexistencia de un circuito totalmente cerrado en los terminales o/p, y a la tendencia de un transistor/condensador a absorber energía a un ritmo ligeramente diferente que el otro. Aunque el amplificador recupere la energía perdida al amplificar la señal, ésta acabará siendo demasiado pequeña para ser útil.

Esperamos que entiendas mejor este concepto, y si tienes alguna duda al respecto, aporta tus sugerencias en la sección de comentarios más abajo.

Créditos de las fotos:

• Multivibrador astable de tpub
• Multivibrador astable con temporizador 555 de visionario
• Funcionamiento del multivibrador astable desde circuitos hoy en día