Esta actividad consiste en función del astable y un monoestable la cual se las caracteriza por la señal cuadrada.
En electronica, un astable es un multivibrador que no tiene ningún estado estable, lo que significa que posee dos estados "cuasi-estables" entre los que conmuta, permaneciendo en cada uno de ellos un tiempo determinado. La frecuencia de conmutación depende, en general, de la carga y descarga de condensadores.
Entre sus múltiples aplicaciones se cuentan la generación de ondas periódicas (generador de reloj) y de trenes de impulsos.
El monoestable es un circuito multivibrador que realiza una función secuencial consistente en que al recibir una excitación exterior, cambia de estado y se mantiene en él durante un periodo que viene determinado por una constante de tiempo. Transcurrido dicho período, la salida del monoestable vuelve a su estado original. Por tanto, tiene un estado estable (de aquí su nombre) y un estado casi estable.
Hoy en dia se usa mucho un circuito integrado, el "555" en funcion de un astable o monoestable, no es el unico ejemplar pero es de lo mas reconocido segun como se programe hara diferentes funciones.
Circuito astable:
El circuito integrado 555; esta imagen esta hecha mediante el programa Proteus. Este programa es de simulación y esquematizado (podre dibujar el circuito). Tengo una libreria que me facilita el uso de los componentes electronicos como el caso de los resistores y los capacitores. En este caso usare un osciloscopio para poder medir la señal que emite el 555 y un "counter timer".
Para hacer este circuito primero coloco los componentes que voy a utilizar, para este circuito se va a utilizar resistores de 68k 39k y dos capacitores de 10nf, el circuito integrado 555, un puesto a tierra y el simbolo de la fuente (VCC = 5v). Tambien necesitare un "counter timer y el oscilloscope".
Haciendo click derecho al ingresar a place tendre varias opciones. En compponent- "librery", tendre el ingreso a los simbolos de los componentes electronicos. En generador tendre la opcion "ground"(masa) y en terminal la opcion "power". En virtual instrument encontrare el "counter timer" y el "oscilloscope".
Para buscar los resistores, capacitores y el 555, en "Keywords" especifico lo que busco. Eligire un capacitor ceramico y cuando elijo el resistor en la parte "sub-category" marco "generic".
Para volcar el simbolo solo hago click en la pantalla y me fijo donde ubicarla. Luego conecto todos lo componentes como lo muestra la imagen ya hecha. Una vez ya hecha es el momento de probar lo que mide el osciloscopio, primero presiono en la barra de abajo PLAY luego hago click derecho en el osciloscopio y selecciono "digital oscilloscope". Entonces podre ver la señal de que emite el circuito.
Medicion de la señal:
Para capturar bien la señal es necesario que se ponga el osciloscopio en "pausa/stop". En lo señalado "channel" es donde de fija la escal de la señal y en "horizontal" es la escala del tiempo. En TRIGGER selecciono "cursors" que me mostrara el tiempo y la tensión segun donde marque el cursor dentro de la señal.
En esta señal el periodo es de 1ms, empieza de el tiempo de estado "alto"asta el "bajo" (de la linea punteada hasta la 2° linea). Este tiempo de estado alto tarda 750us y el tiempo de estado bajo tarda unos 250us. La frecuencia que tiene esta señal es de 1000Khz,(F = 1/T, el periodo es de 0.001s). Si me fijo en la tensión min. es de -330.11mv y la max. es de 4.57v (en la simulación es de 5v).
En la señal azul podre ver que el capacitor se carga y se descarga, cuando el tiempo de estado "alto" el capacitor se esta cargando, y en el el tiempo de estado bajo el capacitor se descarga.
Si quiero obtener una frecuencia diferente, tengo que usar esta formula; T= 0.7 x (R1+(2 x R2) x C1
La cuestion es que necesito una frecuencia de 40 Khz, sabiendo que F = 1/ T(periodo), depejo para hallar el periodo y luego hacer la equivalencia con la ecuación. Los valores obtenidos son un capacitor de 10nf, resistencias de 1.2k, esto se aproxima al periodo que es 25us.
Este es el circuito del 555 con los distintos valores de los componentes para obtener una frecuencia de 40Khz, en el podremos hacer la simulacion para saber si la teoria es igual a la practica.
Esto es en la simulación pero ahora lo llevamos al Protoboard. Para entender el 555, hay que saber como se llaman los pines, nos fijamos en la siguiente imagen:
Una vez armado el astable en el protoboard. Haremos la medicion con el osciloscopio, mediremos la tensión de salida y tambien su frecuencia.
En el canal A y B la frecuencia medida es de 39.68 khz y queria obtener 40khz. Si llega haber ruido en la señal, lo que hay que hacer es poner el positivo y masa en paralelo con un capacitor caramico.
En esta imagen se ve el ruido, es ese defecto de la señal, seria en la señal 1.
Foto del Astable hecho en Protel:
Circuito monastable:
Teniendo el circuito hecho,afectuo la simulación para ver su correcto funcionamiento y poder medir el tiempo del estado en alto con el counter timer y el osciloscopio virtual.
La tension de salida maxima es de 5.06 v y la minima es de 57.1 mv.
Capacitor, carga y descarga en relacion con el estado en alto :
Para que el tiempo de la luz sea de 5s, tengo que usar esta formula de la hoja de dato del 555.
"1.1 * R * C = T". Entonces para obtener 5s cambio el valor de la resistencia por 47 k y sigo usando el capacitor de 10 uf, esto teoricamente me da un periodo de 5.17s.
Armado en el protoboard:
Con el puente RLC medimos las resistencias y capacitores:
-Resistencia de 3.3K= 0.3246k
47K= 46.54k
10K= 9.903k
-Capacitor de 10 uf// 16v = 87617nf
Las mediciones hechas con el osciloscopio nos dio que el tiempo de estado en alto es de 5.48s. La tensión en el canal 1 es de 4.39v y en el canal 2 es de 3.27v.
Tiempo del encendido del LED:
Tensión de la pulsación (canal 1):
Tensión del encendido de el LED (canal 2):
Foto hecho en Protel del monoastable
ASTABLE Y MONOASTBLE:
En esta practica veremos como funciona un PIC 12F683 en un circuito Astable y Monoastable, el PIC reemplaza en las practicas anteriores al 555.
PIC 12F683 en el circuito Astable:
El tiempo es de 24.8 us
La tesión del astable es de 5.84 v
PIC 12F683 en el circuito del monoastable:
El tiempo es de 5.04 s
La tensión del monoastable es de 5.76 v
Vemos que el PIC puede reemplazar al 555 en este tipo de circuitos porque al PIC medianamente se lo programa con el MPLAB 8.3 para llegar a ensamblar el PIC utilizamos el archivo .hex, luego de programarlo ya tendriamos el PIC 12F683 con la función de un ASTABLE y MONOASTABLE ( link de archivos .hex de los circuitos realizados).
