Tema 25: GENERADOR DE TONO CON CIRCUITO INTEGRADO 555 (MODO ASTABLE)

 

GENERADOR DE TONO CON CIRCUITO INTEGRADO 555 (MODO ASTABLE)

El circuito mostrado corresponde a un oscilador astable construido con el temporizador 555, diseñado para generar un tono audible cuya frecuencia puede regularse mediante un potenciómetro. Este tipo de generador se usa en alarmas, pruebas de audio, señales de aviso y prácticas de laboratorio.

El sistema se organiza en las siguientes etapas:

• Alimentación DC (12 V)

• Temporizador 555 en modo astable

• Red de temporización (R1, R2, potenciómetro y capacitor)

• Salida de señal oscilante

• Etapa de acoplamiento por capacitor (C3)

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1. Alimentación del Circuito (12 V DC)

El oscilador se alimenta desde una fuente continua de 12 V.

• Terminal +12 V: Conectado al pin 8 del 555

• Terminal GND: Conectado al pin 1 (referencia del sistema)

El 555 funciona correctamente en un rango amplio, pero a 12 V se obtiene una amplitud de salida más alta (cercana a 10–11 V).

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2. Configuración del CI 555 en Modo Astable

El temporizador opera sin un estado estable fijo; es decir, oscila continuamente, produciendo pulsos cuadrados en su pin de salida (pin 3).

Pines clave en esta configuración:

• Pin 2 (TRIGGER): Detecta el nivel bajo para iniciar el ciclo

• Pin 6 (THRESHOLD): Detecta el nivel alto para reiniciar el ciclo

• Pin 7 (DISCHARGE): Descarga el capacitor en cada ciclo

• Pin 5 (CONTROL): Estabiliza la referencia interna (usando C1 de 10 nF)

El 555 alterna automáticamente entre carga y descarga del capacitor, generando la señal oscilante.

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3. Red de Temporización (R1, R2, POT y C2)

La frecuencia depende de:

• R2 (1kΩ)

• R1 (100kΩ)

• Potenciómetro de 100kΩ

• Capacitor C2 (10 nF)

El potenciómetro permite variar la resistencia total del camino de carga/descarga del capacitor C2, modificando así la frecuencia.

Frecuencia aproximada:

$$f \approx \frac{1}{0.693 (R1 + R_{POT} + 2R2)\, C2}$$

Esto permite obtener un rango amplio de tonos audibles.

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4. Capacitores de Estabilización

• C1 (10 nF) en el pin 5:
  Suaviza interferencias y estabiliza la referencia interna del 555.

• C2 (10 nF):
  Es el capacitor principal encargado de acumular y descargar energía para producir la oscilación.

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5. Salida del Oscilador (Pin 3)

El pin de salida entrega una señal cuadrada con:

• Amplitud cercana a Vcc

• Frecuencia regulable

• Ciclo de trabajo dependiente de la relación entre R1 y R2

Esta señal puede alimentar:

• Un buzzer

• Un pequeño amplificador

• Una etapa de potencia

• Un dispositivo digital para pruebas

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6. Filtro y Acoplamiento de Salida (C3)

El capacitor C3 (100 µF) actúa como:

• Filtro de desacoplo

• Acondicionador de la señal para conectar a la salida OUT

Evita fluctuaciones bruscas y ayuda a trasladar la señal hacia el dispositivo externo.

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7. Control de Frecuencia

El potenciómetro etiquetado como FRECUENCIA permite:

• Aumentar resistencia → disminuye frecuencia

• Disminuir resistencia → aumenta frecuencia

Al manipularlo, el usuario puede generar desde tonos graves hasta tonos agudos.

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Resumen Global del Circuito

Etapa	Función
Alimentación	Proporciona 12 V al 555
555 en modo astable	Genera pulsos continuos
R1, R2, POT	Determinan la frecuencia
C1	Estabiliza el pin de control
C2	Carga/descarga para producir la oscilación
C3	Acopla la salida
OUT	Señal de tono disponible para altavoz o equipo externo