Calculadora de temporizador NE555
Astable y monoestable, y al revés también: dime qué quieres 1 Hz al 50% y te digo qué resistencias y qué condensador comprar, con su SKU y el error real.
Para que un NE555 parpadee a 1 Hz con ciclo de trabajo de 50% necesitas R1 de 1,2 kΩ, R2 de 1,2 kΩ y un condensador de 600 µF, con un diodo 1N4148 en paralelo con R2. Eso da 1,002 Hz al 50%, o sea 0,1872% por encima de la frecuencia que pediste.
Dime la frecuencia que quieres y te digo qué comprar
Arma esto
Frecuencia
1,002 Hz
Ciclo de trabajo
50%
Tiempo arriba
499,1 ms
Tiempo abajo
499,1 ms
Período
998,1 ms
Descarga del pin 7
4,167 mA
Queda 0,1872% por encima de la frecuencia que pediste, y el ciclo de trabajo sale exacto.
Lo que vas a medir de verdad, con la tolerancia de los componentes
Pediste 50% o menos y la topología clásica no llega ahí nunca. Se cambió sola a la versión con un diodo 1N4148 en paralelo con R2: con el diodo la carga esquiva R2, los dos tiempos se independizan y el 50% exacto sale con R1 = R2.
Ese valor va en electrolítico y el electrolítico tiene polaridad: la banda del negativo va a GND. Al revés se calienta, se hincha y revienta, y a 5 V eso pasa en segundos.
El condensador de 10 nF del pin 5 va en gris porque es opcional: filtra el ruido del divisor interno. El puente del pin 4 a Vcc no es opcional: suelto, el 555 se resetea con cualquier ruido. El dibujo repite el ciclo a la velocidad real: 998,1 ms por vuelta.
El cursor y los dos puntos marcan dónde está el circuito ahora mismo, al mismo ritmo que el esquema de al lado. La salida cambia justo cuando el condensador toca un umbral: eso es todo lo que hace un 555.
Lo que hay que comprar
R1 y R2 son la misma resistencia, así que necesitas dos unidades:
El condensador de temporización:
Va el 1N4148, no un rectificador común: es de señal y conmuta en nanosegundos.
Para dejarlo exacto
Ese condensador es electrolítico y trae ±20% de tolerancia: la frecuencia real va a caer en una banda ancha aunque el cálculo esté perfecto. La salida es reemplazar esa resistencia por un trimpot multivuelta 3296 de 5 kΩ en serie con una fija de 560 Ω, que pone el piso, y ajustar mirando el instrumento.
Para armarlo y para comprobar que quedó bien
| Pieza | SKU | Precio | Para qué |
|---|---|---|---|
| Breadboard / Protoboard 830 puntos MB102 | C-302 | $3.790 | Para montarlo sin soldar |
| LED 5mm blanco | GA2-5 | $100 | Para ver el parpadeo con sus ojos |
| Buzzer activo 5V zumbador sirena Sin cable | GA3-2 | $500 | Para oír la frecuencia cuando pasa de 100 Hz |
| Multimetro Multi Tester 830 series | E-304 | $2.990 | Para medir la frecuencia de verdad y no confiar en la fórmula |
| Kit DIY Circuito Multivibrador NE555 con LEDs y Bocina | L-108 | $2.890 | Para partir con el circuito ya diseñado y las piezas contadas |
El diodo no es un capricho: con el 555 clásico el ciclo de trabajo nunca baja de 50%, porque la carga pasa por R1 más R2 y la descarga solo por R2. Esas piezas las tenemos: R1 y R2 son la misma resistencia, el SKU GK4-17 a $100, y necesitas dos, el condensador es el GF2-3 a $580, y el integrado es el GA1-7 a $400, con 2.191 en bodega. Cambia la frecuencia abajo y la lista se rehace al instante.
Cómo funciona un 555
El 555 lleva más de cincuenta años y sigue siendo la respuesta
El NE555 salió en 1972 y todavía se fabrica por millones al año. No es nostalgia: para hacer que algo parpadee, que un motor arranque un rato y se apague, o que un pulso sucio de un sensor se convierta en un pulso limpio de duración fija, sigue siendo más barato y más simple que un microcontrolador. No hay que programarlo, no hay que alimentarlo con 3,3 V exactos y no se cuelga.
Adentro tiene tres resistencias iguales en serie entre Vcc y tierra, dos comparadores y un biestable. Esas tres resistencias son las que crean los dos umbrales que gobiernan todo: un tercio de Vcc y dos tercios de Vcc. Entender eso es entender el chip completo, porque de esos dos números salen todas las fórmulas.
El modo astable: el que oscila solo
En astable el condensador se carga a través de R1 y R2 hasta llegar a dos tercios de Vcc. Ahí el comparador de umbral voltea el biestable, la salida baja y el pin 7 conecta a tierra el punto entre R1 y R2, así que el condensador se descarga solo a través de R2 hasta un tercio de Vcc. En ese momento dispara el otro comparador y vuelve a empezar. Para siempre.
t alto = ln(2) · (R1 + R2) · C · · · t bajo = ln(2) · R2 · Cf = 1,442695 / ((R1 + 2·R2) · C)El 0,6931 es el logaritmo natural de 2, y aparece porque cargar un condensador desde un tercio hasta dos tercios de Vcc siempre toma ese múltiplo de la constante de tiempo, sea cual sea el voltaje. Por eso la frecuencia del 555 no cambia si lo alimentas con 5 V o con 12 V: los dos umbrales suben o bajan juntos y se cancelan. Lo que sí cambia con la alimentación es la corriente y la amplitud de la salida.
El ejemplo clásico, el que trae cualquier caja de componentes: R1 de 4,7 kΩ, R2 de 68 kΩ y C de 10 µF. Da 1,025 Hz, con 503,9 ms arriba y 471,3 ms abajo. Un parpadeo de un segundo, más o menos.
El ciclo de trabajo nunca baja de 50%, y esto es lo que se hace
Es la pregunta que más se repite y la que peor se contesta en los foros. El ciclo de trabajo del 555 clásico es (R1 + R2) dividido por (R1 + 2·R2). Con R1 igual a R2 da 66,67%. Achicando R1 frente a R2 se acerca a 50%, pero no llega: con R1 de 1 kΩ y R2 de 470 kΩ da 50,0531%, y para eso hubo que aceptar la frecuencia que salga, que en ese caso es 0,1533 Hz. La razón es física, no de la fórmula: la carga pasa por R1 más R2 y la descarga solo por R2, así que el tramo de subida es siempre el más largo.
Hay dos salidas de verdad, y las dos son de una pieza:
- Un diodo 1N4148 en paralelo con R2, con el ánodo hacia el pin 7. Al cargar, la corriente esquiva R2 por el diodo, así que el tiempo en alto pasa a ser ln(2)·R1·C y el de bajo sigue siendo ln(2)·R2·C. Los dos tiempos quedan independientes y con R1 igual a R2 sale 50% exacto. Con dos resistencias de 220 kΩ y un condensador de 3,3 µF quedan 0,9936 Hz al 50%.
- Invertir la salida con un transistor. Si lo que necesitas es 30% en vez de 70%, un transistor NPN en la salida da vuelta la señal y el problema desaparece sin tocar la temporización.
Ojo con el diodo: tiene que ser de señal, no rectificador. Un 1N4148 conmuta en nanosegundos; un 1N4007 tarda microsegundos en dejar de conducir y por encima de unos pocos kilohertz te corre el flanco justo donde estabas midiendo.
El modo monoestable: un disparo, un pulso
Acá no oscila nada. La salida está abajo y el condensador descargado hasta que el pin 2 baja de un tercio de Vcc. Ahí la salida sube, el condensador empieza a cargarse desde cero a través de R, y cuando llega a dos tercios de Vcc el chip lo descarga de golpe y la salida cae. Vuelve a estar listo para el siguiente disparo.
t = ln(3) · R · C = 1,0986 · R · CEse 1,099 es el famoso 1,1·R·C de los libros, escrito completo. Es distinto del ln(2) del astable porque acá el condensador parte de cero y no de un tercio de Vcc. Redondear a 1,1 mete un 0,13% de error, que en un pulso de un segundo son 1,3 milisegundos: nada para encender una luz, algo para disparar una cámara.
Dos cosas que arruinan un monoestable y no están en la fórmula. La primera: el pulso de disparo tiene que ser más corto que el pulso de salida, o el 555 se queda esperando y el tiempo lo manda el pulsador. Con un botón mecánico eso se resuelve con un condensador de 100 nF en serie con la resistencia de subida de 10 kΩ, que convierte el apretón en un flanco. La segunda: el pin 4 suelto. Si RESET no está amarrado a Vcc, el pulso se corta cuando pasa un motor cerca.
Frecuencias típicas con lo que hay en la caja
Estas seis combinaciones cubren casi todo lo que se pide en la tienda. Los números salen de la misma función que usa la calculadora de arriba, con topología clásica y 5 V.
| Para qué | R1 | R2 | C | Frecuencia | Ciclo |
|---|---|---|---|---|---|
| Parpadeo lento de un LED | 4,7 kΩ | 68 kΩ | 10 µF | 1,025 Hz | 51,67% |
| Parpadeo rápido, tipo baliza | 4,7 kΩ | 68 kΩ | 1 µF | 10,25 Hz | 51,67% |
| Zumbido grave en un buzzer pasivo | 1 kΩ | 6,8 kΩ | 1 µF | 98,81 Hz | 53,42% |
| Tono audible medio | 1 kΩ | 6,8 kΩ | 100 nF | 988,1 Hz | 53,42% |
| Tono agudo | 1 kΩ | 6,8 kΩ | 10 nF | 9,881 kHz | 53,42% |
| Reloj para un contador CMOS | 1 kΩ | 1 kΩ | 10 nF | 48,09 kHz | 66,67% |
El condensador es el que manda en la precisión
Acá está el error de expectativa más común con el 555: la gente calcula con seis decimales, arma el circuito, mide y le sale otra cosa. El chip no tiene la culpa. Una resistencia de carbón trae ±5% y un condensador electrolítico trae ±20%. Un cálculo de 1 Hz con un electrolítico puede terminar entre 0,79 Hz y 1,32 Hz sin que nada esté malo.
- Poliéster: ±10%, sin polaridad, estable con la temperatura. Es el correcto para temporizar mientras el valor alcance, que en la práctica es hasta 0,47 µF.
- Cerámico: también sin polaridad y perfecto bajo 100 nF. Ojo con los de dieléctrico Y5V, que se corren fuerte con la temperatura.
- Electrolítico: el único que llega a decenas de microfaradios a precio de mesa, pero con ±20% y con polaridad. Para tiempos largos no hay alternativa.
Cuando el valor comercial deja mucho error, o cuando el condensador es electrolítico, la salida no es calcular más fino: es poner un trimpot multivuelta 3296 en lugar de la resistencia que fija el tiempo, dejar una fija en serie que ponga el piso, y ajustar mirando un frecuencímetro. Veinticinco vueltas de tornillo y queda clavado. La calculadora de arriba te ofrece el trimpot que corresponde cuando detecta ese caso.
Los ocho pines, uno por uno
| Pin | Nombre | Qué hace |
|---|---|---|
| 1 | GND | Tierra. Va al negativo de la fuente. |
| 2 | TRIG | Disparo. Cuando baja de un tercio de Vcc, la salida sube. |
| 3 | OUT | La salida. Entrega o hunde hasta 200 mA. |
| 4 | RESET | Apaga la salida cuando baja de 0,7 V. Si lo dejas suelto, el chip se resetea con cualquier ruido: va a Vcc. |
| 5 | CONT | Toca el divisor interno y corre los umbrales. Se deja con un condensador de 10 nF a tierra. |
| 6 | THRES | Umbral. Cuando pasa de dos tercios de Vcc, la salida baja. |
| 7 | DISCH | Descarga. Es un transistor a tierra que vacía el condensador por R2. |
| 8 | VCC | Alimentación, de 4,5 V a 16 V. |
Los cinco errores que se repiten
- Dejar el pin 4 al aire. RESET flotando hace que el 555 se apague solo con el ruido del propio circuito. Va a Vcc, siempre.
- Poner R1 muy chico. El pin 7 descarga a través de R1 contra Vcc y el chip aguanta 200 mA. Con 5 V y R1 de 22 Ω son 227 mA: eso lo destruye. Bajo 1 kΩ ya conviene mirar el número.
- Invertir el electrolítico. La banda del negativo va a tierra. Al revés se calienta, se hincha y revienta, y a 12 V eso pasa en segundos.
- Olvidar el condensador de 10 nF del pin 5. No es decorativo: filtra el ruido que entra al divisor interno. Sin él, un 555 al lado de un motor tiembla.
- Esperar que la salida llegue a Vcc. No llega: se queda entre 1,2 V y 1,7 V por debajo según la corriente. Si estás atacando una entrada de 3,3 V desde un 555 alimentado a 5 V, revisa antes la calculadora de compatibilidad de niveles lógicos.
Seguridad
Polaridad de los electrolíticos. La banda impresa marca el negativo y va a tierra. Montado al revés, el condensador se calienta, se hincha y revienta, y en un circuito de 12 o 15 V eso puede pasar en segundos. Los de poliéster y los cerámicos no tienen polaridad, y esa es otra razón para preferirlos cuando el valor alcanza.
Si el 555 conmuta un relé de 220 V, eso ya no es esta calculadora. La salida entrega hasta 200 mA, suficiente para mover un relé pequeño directo. Pero todo el lado de red se rige por la NCh Elec. 4/2003: se trabaja desenergizado, el 220 V no pasa por protoboard ni por cables dupont, y si no manejas el tema, la instalación la hace un instalador autorizado SEC.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula del 555 en astable?
La frecuencia es 1,442695 dividido por (R1 + 2·R2)·C, con las resistencias en ohm y el condensador en faradios. Ese 1,442695 es 1 dividido por el logaritmo natural de 2, que aparece porque el condensador se carga y se descarga entre un tercio y dos tercios de Vcc. El tiempo en alto es ln(2)·(R1 + R2)·C y el tiempo en bajo es ln(2)·R2·C.
¿Qué valores uso para que un 555 dé 1 Hz al 50%?
Con el 555 clásico no se puede: su ciclo de trabajo nunca baja de 50%. La solución es poner un diodo 1N4148 en paralelo con R2, y ahí R1 igual a R2 da 50% exacto. Con R1 y R2 de 220 kΩ y un condensador de 3,3 µF quedan 0,9936 Hz, o sea 0,64% por debajo de 1 Hz, que a ojo es indistinguible de un segundo justo.
¿Por qué el ciclo de trabajo del 555 nunca baja de 50%?
Porque el condensador se carga a través de R1 más R2 y se descarga solo a través de R2. El camino de carga siempre es más largo que el de descarga, así que el tiempo en alto siempre gana. Matemáticamente el ciclo es (R1 + R2)/(R1 + 2·R2), que tiende a 50% cuando R1 es mucho menor que R2 pero nunca lo cruza. Para bajar de ahí hay dos caminos: un diodo en paralelo con R2, o invertir la salida con un transistor.
¿Cuál es la fórmula del 555 en monoestable?
El pulso dura ln(3)·R·C, o sea 1,0986·R·C. Ese es el 1,1·R·C que traen todos los libros, escrito completo: el condensador parte descargado y el comparador corta cuando llega a dos tercios de Vcc. Con 100 kΩ y 10 µF el pulso dura 1,0986 segundos.
¿Hasta qué frecuencia llega el NE555?
El NE555 bipolar trabaja bien hasta unos 500 kHz. Más arriba los retardos internos, que andan en el orden de los cientos de nanosegundos, empiezan a pesar más que las constantes de tiempo y el ciclo de trabajo se corre respecto del cálculo. Para más rápido va la versión CMOS, el 7555, que llega a 2 MHz y además consume una fracción de la corriente.
¿Con cuántos volt funciona el NE555 y cuánta corriente entrega?
El NE555 va de 4,5 V a 16 V según el datasheet de Texas Instruments. El SE555, que es la versión de rango militar, llega a 18 V. La salida del pin 3 entrega o hunde hasta 200 mA, suficiente para mover un relé directo, pero no llega hasta Vcc: se queda entre 1,2 V y 1,7 V por debajo según la corriente.
¿Qué condensador conviene usar para temporizar con un 555?
El de poliéster, siempre que el valor alcance. No tiene polaridad, su valor no se corre con la temperatura y su tolerancia típica es ±10%. El electrolítico se usa solo cuando hacen falta microfaradios de verdad: trae ±20% de tolerancia y tiene polaridad, así que un cálculo perfecto igual va a caer en una banda ancha. Ahí la solución es un trimpot multivuelta y un frecuencímetro.
Dónde la usamos
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