ALUMNO: VALDES ROBLES DIEGO OSWALDO GONZALEZ GUTIERREZ RICARDO ABRAHAM CARRERA PLAN DE ESTUDIOS NOMBRE DE LA ASIGNATURA CLAVE DE LA ASIGNATURA INGENIERIA MECATRÓNICA SATCA Simulación de circuitos electrónicos y diseño de circuitos impresos PIF1303 ´ PRÁCTICA No. LABORATORIO DE NOMBRE DE LA PRÁCTICA DURACIÓN 4 Electrónica Control de un Selenoide con PWMA través del circuito integrado 555 2 Horas Marco Teórico CIRCUITO INTEGRADO 555 Características El circuito integrado 555 es uno de los integrados más utilizados en el mundo de la electrónica por su bajo costo y su gran fiabilidad y es capaz de producir pulsos de temporización (modo monoestable) muy precisos y que también puede ser usado como oscilador (modo astable). Fue desarrollado y construido en el año 1971 por la empresa Signetics con el nombre: SE555/NE555 y se lo llamó:  "The IC Time Machine" ("Circuito integrado la máquina del tiempo") Según quien sea lo fabrique lo podemos encontrar marcado con una designación tal como LM555, NE555, LC555, MC1455, MC1555, SE555, CA555, XR-555, RC555, RM555, SN72555. QUE ES UN TRANSISTOR MOSFET El transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor o MOSFET (en inglés Metal-oxide-semiconductor Field-effect transistor) es un transistor utilizado para amplificar o conmutar señales electrónicas. Es el transistor más utilizado en la industria microelectrónica, ya sea en circuitos analógicos o digitales, aunque el transistor de unión bipolar fue mucho más popular en otro tiempo. Prácticamente la totalidad de los microprocesadores comerciales están basados en transistores MOSFET. El MOSFET es un dispositivo de cuatro terminales llamados fuente (S, Source), drenador (D, Drain), puerta (G, Gate) y sustrato (B, Body). Sin embargo, el sustrato generalmente está conectado internamente al terminal de fuente y por este motivo se pueden encontrar dispositivos MOSFET de tres terminales. El término 'metal' en el nombre MOSFET es actualmente incorrecto ya que el aluminio que fue el material de la puerta hasta mediados de 1970 fue sustituido por el silicio policristalino debido a su capacidad de formar puertas auto-alineadas. Las puertas metálicas están volviendo a ganar popularidad, dada la dificultad de incrementar la velocidad de operación de los transistores sin utilizar componentes metálicos en la puerta. De manera similar, el 'óxido' utilizado como aislante en la puerta también se ha reemplazado por otros materiales con el propósito de obtener canales fuertes con la aplicación de tensiones más pequeñas. Un transistor de efecto de campo de puerta aislada o IGFET (Insulated-gate field-effect transistor) es un término relacionado que es equivalente a un MOSFET. El término IGFET es más inclusivo, ya que muchos transistores MOSFET utilizan una puerta que no es metálica, y un aislante de puerta que no es un óxido. Otro dispositivo relacionado es el MISFET, que es un transistor de efecto de campo metal-aislante-semiconductor (Metal-insulator-semiconductor field-effect transistor). Funcionamiento Existen dos tipos de transistores MOSFET, ambos basados en la estructura MOS. Los primeros son los MOSFET de enriquecimiento los cuales se basan en la creación de un canal entre el drenador y la fuente, al aplicar una tensión en la puerta. La tensión de la puerta atrae portadores minoritarios hacia el canal, de manera que se forma una región de inversión, es decir, una región con dopado opuesto al que tenía el sustrato originalmente. El término enriquecimiento hace referencia al incremento de la conductividad eléctrica debido a un aumento de la cantidad de portadores de carga en la región correspondiente al canal. El canal puede formarse con un incremento en la concentración de electrones (en un nMOSFET o NMOS), o huecos (en un pMOSFET o PMOS). De este modo un transistor NMOS se construye con un sustrato tipo p y tiene un canal de tipo n, mientras que un transistor PMOS se construye con un sustrato tipo n y tiene un canal de tipo p. Los MOSFET de empobrecimiento o deplexión tienen un canal conductor en su estado de reposo, que se debe hacer desaparecer mediante la aplicación de la tensión eléctrica en la puerta, lo cual ocasiona una disminución de la cantidad de portadores de carga y una disminución respectiva de la conductividad. Fig 1 y Fig 2 Fig. 1 Fig. 2 II. Desarrollo de la Práctica Frecuencia 2KHZ CIRCUITO 4.7 FRECUENCIA A 3 KHZ PULSO 4KHZ PULSO A 5KHZ  CIRCUITO 4.8 0% VR1 25% VR1 50% VR1 75% VR1 100% VR1  0.5 MΩ 1MΩ 2MΩ 4MΩ 6MΩ 8MΩ  0.5 MΩ 1 MΩ 2 MΩ 4 MΩ 6 MΩ 8 MΩ  CIRCUITO 4.10 VR2 50 KΩ (11pulsos) VR2 100 KΩ (10 pulsos) VR2 200 KΩ (8 pulsos) VR2 300 KΩ (7 pulsos) VR2 400 KΩ (6 pulsos) VR2 500 KΩ (5 pulsos) III. Resultados (11) Resultados del circuito 4.7 (Circuito comparador con OP/AMP ) Frecuencia (Hz) T (pulso ancho)ms T(pulso angosto)ms T (periodo) ms 2 150 110 260 3 150 95 245 4 150 120.5 270 5 145 125 270 Tabla 4.1 Finferior= 245 Hz & Fsuperior= 270Hz Resultados del circuito 4.8 (Circuito de control de velocidad de un motor de C.D) R(%) R(K) T(ancho en ms) Ciclo de trabajo(D) 0 6 90 1 .4 25 12 80 2.3 50 25 61 4.75 75 37.5 150 2.66 100 50 100 2.5 Tabla 4.2 Resultados del circuito 4.9 (Circuito PWM) Con RV2 RV2(Mῼ) T salida (ms) D 0.5 205 0.19 1 250 0.3 2 340 0.5 4 388 0.59 6 430 0.5 8 680 0.76 Tabla 4.3 Resultados del circuito 4.9 (Circuito PWM) cambiando el potenciómetro a RV1. RV1(Mῼ) T salida(ms) Tao D 0.5 280 240 0.8 1 300 140 0.8 2 325 160 0.4 4 360 90 0.2 6 440 40 0.09 8 560 40 0.07 Tabla 4.4 Resultados del circuito 4.10 (Circuito PWM de control de la acción de un actuador) VR2 (Kῼ) F (Hz) Numero de pulsos de Acción 50 2.5 10 100 2.4 14 200 2.1 8 300 2.0 7 400 1.8 6 500 1.5 5 Tabla 4.5 Resultados del circuito 4.10(Circuito PWM) VR5(Mῼ) Ancho del pulso en (seg) Numero de pulsos acción D 0.3 3 7 0.93 0.8 6 17 0.95 2 15 41 0.98 5 36.2 108 0.99 7 83 264 1 Tabla 4.6 IV. Conclusiones y Recomendaciones (12) En esta práctica se observa una de las muchas aplicaciones que tiene el 555. Que consiste en la modulación por ancho de pulsos (PWM) es una técnica de modulación en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica. También se observó el comportamiento y funcionamiento de un PWM gracias al software de simulación Livewire. V. Anexos(13) Circuito interno El circuito interno del integrado 555 tiene 20 transistores, 15 resistencias y 2 diodos dependiendo esto del fabricante. Terminales del Temporizador 555 Pin 1- Tierra o masa: ( Ground ) Conexión a tierra del circuito (a polo negativo de la alimentación). Pin 2- Disparo: ( Trigger ) En este pin es donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monostable. Este proceso de disparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez. Pin 3- Salida: ( Output ) Aquí estará el resultado de la operación del temporizador, ya sea que este funcionando como monostable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será igual a Vcc menos 1.7 Voltios. Esta salida se puede poner a 0 voltios con la ayuda del pin 4 (reset). Pin 4- Reset: Si este pin se le aplica un voltage por debajo de 0.7 voltios, entonces la patilla de salida 3 se pone a nivel bajo. Si esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se resetee. Pin 5- Control de voltaje: ( Control ) El voltaje aplicado a la patilla # 5 puede variar entre un 40 y un 90% de Vcc en la configuración monostable. Cuando se utiliza la configuración astable, el voltaje puede variar desde 1.7 voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje en esta patilla en la configuración astable causará que la frecuencia del astable sea modulada en frecuencia (FM). Si este pin no se utiliza, se recomienda ponerle un condensador de 0.01uF para evitar las interferencias. Pin 6- Umbral: ( Threshold) Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida (Pin  3) a nivel bajo bajo. Pin 7- Descarga: ( Discharge ) Utilizado para descargar el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento. Pin 8- Vcc:  Este es el pin donde se conecta el voltaje positivo de la alimentación que puede ir desde 4.5 voltios hasta 16 voltios (máximo). En las versiones militares de este integrado puede llegar hasta los 18 Voltios. VI. Bibliografía (14) http://electronica-electronics.com/info/555/555.html https://www.ecured.cu/Circuitos_de_fuerza_y_de_mando_de_un_motor_trif%C3%A1sico https://learn.sparkfun.com/tutorials/pulse-width-modulation VI. Fecha y Forma de entrega del Reporte (15) 29 - septiembre - 2016 NOMBRE(S): GONZALEZ GUTIERREZ RICARDO ABRAHAM VALDES ROBLES DIEGO OSWALDO GRUPO: K-81 PROFESOR: ING.CEPEDA ATRISTAIN JOSE LUIS MATERIA: SIMULACION ELECTRO, DISEÑO DE CIRCUITOS IMPRESOS CARRERA: ING. MECATRÓNICA PRACTICA 4 “ CONTROL DE UN SELENOIDE CON PWMA TRAVES DEL CIRCUITO INTEGRADO 555” INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TLALNEPANTLA SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DESARROLLO ACADÉMICO Diseñó: Desarrollo Académico Emisión: 2016