El circuito integrado 555 es uno de los chips más famosos que encontrarás entre los componentes electrónicos. Puede presentarse de varias formas, como NE555, NE555C, LMC555, TLC555, uA555, MC1455, LM555, etc. El motivo de que sea uno de los más populares es su versatilidad, y la cantidad de aplicaciones para las que se puede emplear como podrás comprobar aquí.
En esta guía podrás aprender todo lo necesario sobre este chip, además de cómo usarlo en tus futuros proyectos, recomendaciones para comprarlo barato, etc.
¿Qué es el NE555?
El NE555, o simplemente 555, es un CI que se utiliza para generar pulsos, oscilaciones o como temporizador. Por tanto, se puede usar como un oscilador, para generar retrasos, etc. Generalmente lo puedes encontrar en varios encapsulados, aunque el más común es el DIP de 8 pines o patillas (existen variantes de 14 pines), aunque también puede estar en un encapsulado circular metálico e incluso en SMD para montaje superficial.
También es posible encontrar versiones del NE555 de bajo consumo, e incluso versiones dobles. En estas versiones dobles se incluyen 2 circuitos idénticos en su interior, con el doble de patillas y se suelen conocer como 556.
A nivel técnico, este circuito debe estar alimentado de forma continua con un voltaje Vcc, y la salida puede tener una intensidad de corriente bastante elevada para ser un circuito integrado. De hecho, este chip podría incluso excitar directamente relés y otros circuitos de alto consumo sin necesidad de usar otros componentes adicionales. Pero, necesita un número mínimo de componentes exteriores para poder funcionar (ser controlado).
Muchos se preguntarán qué es lo que hay en el interior de este circuito integrado. Dentro del NE555, como se puede apreciar en la imagen anterior, se aprecia un diagrama de bloques con dos amplificadores operacionales montados como comparadores, un circuito biestable tipo RS haciendo uso de su salida negada, un buffer de salida inversor para soportar esa corriente de salida, y un transistor empleado para descargar el condensador externo para la temporización.
Por otro lado, también hay 3 resistencias internas que se encargan de fijar los niveles de referencia de la entrada del inversor del primer operacional, y en la no inversora del segundo, a 2/3 y 1/3 de la tensión Vcc respectivamente. En cuanto a la tensión umbral del terminal 6, cuando supera los 2/3 de la tensión de alimentación o Vcc, entonces la salida pasará a nivel lógico alto (1) y se aplica a la entrada R del biestable, por lo que la salida negada pasa a 1, saturando el transistor y comenzando la descarga del condensador externo. Simultáneamente, la salida del 555 pasaría a nivel bajo (0).
En el otro amplificador operacional, si la tensión aplicada a la entrada inversora desciende por debajo del 1/3 de la Vcc, la salida del amplificador pasará a alto nivel (1), alimentando así la entrada S del biestable, pasando su salida a nivel bajo (0), desactivando la conducción del transistor y haciendo que la salida del NE555 pase a nivel lógico alto (1).
Por último, también hay un terminal reset en el pin 4, conectado a la entrada R1 del flip flop biestable. Cuando se activa este pin a nivel lógico bajo (0), se puede devolver la salida del NE555 a nivel bajo (0) en cualquier momento que se necesite reiniciar.
Especificaciones del NE555
Las especificaciones técnicas del NE555, aunque puede variar en función de las versiones y del fabricante, lo más habitual es que te encuentres con:
- Vcc o voltaje de entrada: 4.5 a 15V (existen versiones de hasta 2V). Los de 5V son compatibles con la familia lógica TTL.
- Corriente de entrada (Vcc +5v): 3 a 6mA
- Corriente de entrada (Vcc 5v): 10 a 15mA
- Corriente de salida máxima: 500 mA
- Máxima potencia disipada: 600 mA
- Consumo de potencia mínimo: 30mW@5V y 225mW@15V
- Rango de temperatura de operación: 0ºC hasta 70ºC. La estabilidad en frecuencia es de 0,005% por ºC.
Pinout del NE555
El NE555, en su encapsulado más común, tiene 8 pines. El pinout es el siguiente:
- GND (1): es el polo negativo para la alimentación, que generalmente va a tierra.
- Disparo o trigger (2): por este pin se establece el inicio del tiempo de retardo si se configura como un monoestable. Cuando este pin tiene menos de 1/3 del voltaje de alimentación ocurrirá dicho disparo.
- Salida u out (3): es por donde se obtiene el resultado del temporizador, ya sea en modo estable, monoestable, etc.
- Reinicio o reset (4): si se pone por debajo de 0.7 voltios, pondrá la patilla de salida a bajo nivel. Si no se usa esta patilla habría que conectarla a la alimentación para evitar que el temporizador se reinicie.
- Control de voltaje o control (5): cuando el NE555 está en modo controlador de voltaje, el voltaje de este pin variará desde Vcc hasta casi 0V. De esta forma es posible modificar los tiempos, o también se puede configurar para generar pulsos de rampa.
- Umbral o threshold (6): es un pin de entrada para un comparador interno que se usa para poner la salida a bajo nivel.
- Descarga o discharge (7): utilizado para descargar con efectividad el condensador externo que se utilice para la temporización.
- Vcc (8): es el voltaje de alimentación, el terminal por donde se alimenta el chip con tensiones que van desde 4.5v a 16v.
Recuerda siempre leer el datasheet del fabricante, puesto que podría haber diferencias entre los distintos productos 555. Además, asegúrate de que estás usando el chip de forma correcta, observando que la mueca del frontal está hacia arriba para que coincida con este pinout.
Historia del 555
El circuito 555 o NE555 fue diseñado por Hans R. Camenzind en 1971. Entonces trabajaba para Signetics (actualmente propiedad de NXP Semiconductors). Hans ya tenía esperiencia en este tipo de proyectos, diseñando previamente amplificadores por modulación de ancho de pulsos (PWM) para equipos de audio, también se interesó por los PLL, etc.
Camenzind propondría en Signetics desarrollar un circuito universal basado en los PLL y pediría a la directiva de la compañía desarrollarlo él solo, usando los recursos de la compañía a cambio de reducir su salario a la mitad. El gestor de mercadotecnia de la compañía aceptó la propuesta, pese a que otros compañeros de la empresa aseguraban que la funcionalidad del futuro 555 podría sustituirse con otros chips ya existentes.
El proyecto llevaría la numeración 5xx asignada a los circuitos integrados analógicos. Y finalmente se seleccionaría el número 555. El primer diseño se revisaría en 1971 y, pese a que no había errores, contaba con 9 pines. Camenzind tuvo la idea de usar una resistencia directa en lugar de una fuente de corriente constante y redujo la necesidad de pines a los 8 actuales.
El diseño funcional con 8 patillas pasaría una segunda revisión de diseño y finalmente se presentó el prototipo en octubre de 1971. Uno de los ingenieros de Signetics presentes en la primera revisión se marcharía fundando otra compañía y fabricando su propia versión de 9 pines. Signetics por su parte comenzó a fabricar y comercializar el NE555 tan pronto como pudieron. En 1972 era fabricado por 12 empresas y se transformó en uno de los circuitos más vendidos.
Aplicaciones del NE555
Entre las aplicaciones del NE555 están las de ser un timer o temporizador de precisión. Aunque en su origen se presentó como un circuito de retardos de precisión, pronto se encontraron innumerables aplicaciones tales como servir de oscilador astable, generador de rampas, temporizador secuencial, etc. Así es como se convirtió en uno de los chips más usados incluso en la actualidad.
Configuraciones del 555
Las configuraciones del NE555 se hacen con una serie de condensadores y resistencias conectados a sus patillas. De ese modo puedes alterar la temporización o modos de operar de este CI. Aquí tienes algunas de las configuraciones más frecuentes:
- Configuración monoestable: en este caso, la salida del NE555 será inicialmente 0 (bajo nivel), y el transistor estará saturado impidiendo que el condensador C1 cargue. Si se pulsa el pulsador, se aplica una tensión baja al terminal de disparo y hace que el biestable cambie su estado y la salida pase a 1 (nivel alto). En ese caso, el transistor interno deja de conducir y el condensador C1 se carga a través de la resistencia externa R1. Cuando la tensión del condensador supera los 2/3 de la tensión de alimentación (Vcc), el biestable cambia su estado y la salida vuelve a ser 0.
- Astable: en esta otra configuración, cuando se conecta a la alimentación, el condensador está descargado, y la salida del NE555 pasa a nivel alto (1) hasta que el condensador alcanza los 2/3 de la Vcc con su carga. En ese instante, el biestable RS cambia de nivel y la salida del 555 pase a valer 0 o nivel bajo. En ese instante, el condensador C1 (o C en la imagen) comienza a descargarse a través de la resistencia R2 y cuando llega a 1/3 de la tensión de alimentación, comienza nuevamente la carga y así sucesivamente mientras se mantiene la alimentación.
- Configuración para reset: en caso de querer reiniciar el circuito, se puede conectar el terminal reset directamente al polo positivo o bien mantener el nivel alto por medio de una resistencia. Cuando se actúa en el pulsador que se aprecia en el siguiente diagrama, el NE555 pasará a tener la salida a 0 cuando se quiera. Es como volver a iniciar el temporizador o ponerlo en estado de reposo.
- Modulación de ancho de pulso (PWM): se puede aplicar una señal con nivel variable a la entrada de control del NE555, haciendo que el pulso de salida aumente de ancho al aumentar el nivel de esta tensión. También se puede hacer que el pulso llegue con más o menos retardo según aumente o disminuya la tensión aplicada a la entrada de control.
Dónde comprar el NE555 barato
Lo podrás encontrar en multitud de tiendas especializadas de electrónica, aunque también es fácil encontrarlo en Amazon a buenos precios. Algunos ejemplos de productos recomendados son:
- Maletín con 50 generadores de pulso NE555P
- Módulo NE555 para poder usarlo de forma más sencilla con Arduino.
- Paquete de 10 unidades NE555N con sus sockets correspondientes.