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¿Cómo generar PWM usando 555 Timer IC? Circuito PWM del temporizador 555

555 Timer PWM Featured

En este tutorial, le mostraré cómo generar una señal PWM usando 555 Timer IC. Aprenderemos un poco sobre el 555 Timer IC, cómo funciona como multivibrador Astable y cómo podemos usar la señal 555 Timer PWM para ajustar el brillo de un LED.

PWM-usando-555-Image1

¿Qué es PWM?

PWM, abreviatura de Pulse Width Modulation, es un concepto importante en la electrónica moderna. Generalmente se utiliza como mecanismo de suministro de energía en sistemas de control de iluminación y control de motores.

En la técnica PWM, el voltaje que se debe suministrar a un motor de CC o un LED se suministra en forma de pulsos de conmutación rápida en lugar de una señal analógica continua. El “ciclo de trabajo” y la “frecuencia” de la señal PWM determina el voltaje de salida.

El ciclo de trabajo de una señal PWM describe la cantidad de tiempo que el pulso permanece ALTO en un ciclo. Suele representarse como porcentaje.

Si tELEVADO es la duración durante la cual el pulso es ALTO en un ciclo y TBAJO es la duración durante la cual el pulso es BAJO, entonces el período del pulso es

T = TELEVADO + TBAJO

Ciclo de trabajo = (TELEVADO / T) * 100

La frecuencia de la señal PWM describe la velocidad a la que la señal completa un ciclo.

Control de motor Arduino DC usando ciclo de trabajo L298N PWM

La imagen de arriba muestra diferentes señales PWM y diferentes ciclos de trabajo junto con el voltaje de salida.

Es muy fácil generar una señal PWM usando 555 Timer IC. Pero antes de ver cómo se genera la señal 555 Timer PWM, debe comprender el funcionamiento del multivibrador Astable del 555 Timer IC.

Una vez que comprenda esto, al hacer pequeñas modificaciones, puede producir sin esfuerzo una señal PWM usando 555 Timer.

¿Cómo funciona el temporizador 555 en modo estable?

Como sugiere el nombre, un multivibrador Astable es un circuito oscilante sin un estado estable, es decir, cambia automáticamente entre los dos estados. Por lo tanto, un multivibrador Astable también se conoce como Multivibrador de ejecución libre o Oscilador de ejecución libre.

Usando solo tres componentes adicionales, podemos hacer que el temporizador 555 funcione en modo estable. Son un par de resistencias y un condensador.

Diagrama de circuito del modo Astable del temporizador 555

La siguiente imagen muestra un circuito simplificado de 555 Timer IC en modo Astable.

Esquema de IC 555 como multivibrador estable

Operación

Hice un tutorial dedicado sobre “Multivibrador astable con temporizador 555”. Para una explicación detallada, échale un vistazo. Para comprender el funcionamiento del temporizador 555 en modo estable, eche un vistazo al circuito interno del temporizador 555.

Conexión interna en modo Astable

Inicialmente, cuando se reinicia el 555 Timer IC, su salida es BAJA. Esto encenderá el transistor interno, que proporcionará una ruta de descarga para el condensador a través de R2.

A medida que el voltaje del condensador cae por debajo de 1/3 VCC, la salida se vuelve ALTA y el transistor se APAGA. Esto hará que el condensador se cargue a través de R1 y R2. A medida que el voltaje del condensador aumenta por encima de 2/3 VCC, la salida se vuelve BAJA y el ciclo continúa.

La siguiente imagen muestra la relación entre el voltaje del capacitor y el voltaje de salida.

Formas de onda en modo de funcionamiento Astable

Esencialmente, los valores de R1, R2 y C determinarán la duración durante la cual la salida es ALTA o BAJA.

Ciclo de trabajo

Supongo que puede entender hacia dónde nos dirigimos con la explicación anterior. Dado que la duración de la salida es ALTA o BAJA depende de los tiempos de carga y descarga del condensador, podemos controlar el ciclo de trabajo y la frecuencia del pulso de salida.

En el tutorial “Modo Astable”, obtuve todos los valores relacionados con la frecuencia y el tiempo. Escribiré los valores finales aquí.

TSOBRE = 0,693 * (R1 + R2) * C

TAPAGADO = 0,693 * R2 x C

Período T = TSOBRE + TAPAGADO = 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C

Frecuencia F = 1 / T = 1,44 / ((R1 + 2R2) * C) Hz

La siguiente tabla muestra algunos de los valores comunes para R1, R2 y C y la frecuencia correspondiente.

Frequency Range Values for 555 Timer in Astable Mode

555 Temporizador PWM Generación

Del diagrama de circuito anterior del temporizador 555 en modo Astable, está claro que el condensador se está cargando a través de R1 y R2 mientras que se descarga solo a través de R2.

Por lo tanto, si reemplazamos R2 con un potenciómetro, podemos controlar las púas de carga y descarga del capacitor y esencialmente el ciclo de trabajo de la señal PWM.

Elegí R1 como resistencia de 1 KΩ, R2 como potenciómetro de 10 KΩ y C como condensador de 10 nF (0,01 µF). Además, agregué dos diodos de conmutación rápida, uno en la ruta de carga y el otro en la ruta de descarga.

Diagrama de circuito

La siguiente imagen muestra el diagrama de circuito del 555 Timer PWM Generation.

555-Timer-PWM-Generation-Circuit-Diagram
Diagrama de circuito para la generación 555 Timer PWM

Componentes requeridos

  • 555 temporizador IC
  • Resistencia de 1 KΩ
  • Potenciómetro de 10 KΩ
  • Condensador de 10 nF (0,01 µF) x 2
  • Diodo de conmutación rápida 1N4148 x 2
  • Resistencia de 470Ω
  • DIRIGIÓ
  • Tablero de circuitos
  • Fuente de alimentación de 12V
  • Conexión de cables

Funcionamiento de 555 Timer PWM Generation

NOTA: En lugar de una resistencia de 1 KΩ para R1, conecté dos resistencias de 470Ω en serie. Además, no conecté el condensador de 10nF entre el pin 5 de 555 IC y GND.

PWM-usando-555-Image2

Antes de comprender el funcionamiento del circuito de generación PWM del temporizador 555, si desea calcular el ciclo de trabajo y la frecuencia de la señal PWM en función de los componentes elegidos, puede utilizar las fórmulas mencionadas anteriormente.

Continuando ahora con el trabajo, el capacitor se carga a través de R1, D2 y el lado derecho de R2 y se descarga a través del lado izquierdo de R2 y D1. Entonces, mientras deslizamos el limpiaparabrisas del potenciómetro, estamos controlando los tiempos de carga y descarga del capacitor.

Dado que la carga y descarga del condensador está directamente asociada con la duración de ENCENDIDO y APAGADO del pulso de salida, podemos variar fácilmente el ciclo de trabajo de la señal PWM.

PWM-usando-salida-555

Conclusión

Aquí se muestra un proyecto simple para generar señal PWM usando 555 Timer IC. Para mostrar el resultado, utilicé un LED como dispositivo de salida. Puede modificar fácilmente el circuito anterior para controlar la velocidad de un motor de CC.

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