NE555: qué es, cómo funciona y cómo armar una baliza bicolor

Si alguna vez armaste un circuito que hace parpadear un LED sin usar Arduino, lo más probable es que haya un NE555 detrás. Es uno de los circuitos integrados más vendidos de la historia: un temporizador de 8 pines, barato y muy resistente, que con un par de resistencias y un condensador genera pulsos, retardos y señales cuadradas con una precisión sorprendente.

En este Cuaderno Técnico lo vas a conocer a fondo: qué es, cómo funciona por dentro, su pinout, todas las fórmulas del modo astable y un proyecto real para aplicarlas — una baliza bicolor rojo/azul con dos NE555, con cada cálculo resuelto paso a paso y un simulador para ver el efecto antes de soldar.

¿Qué es y para qué sirve el NE555?

El NE555 es un temporizador integrado diseñado en 1971 por Hans Camenzind para Signetics. Su nombre viene de las tres resistencias de 5 kΩ que lleva en su interior y que dividen la alimentación en tercios. Esos dos niveles de referencia (1/3 y 2/3 de VCC), junto a dos comparadores y un flip-flop, le permiten "medir" cuánto tarda un condensador en cargarse y descargarse a través de resistencias externas. Eligiendo esos componentes, tú decides el tiempo.

Funciona con cualquier fuente de 4,5 a 16 V, su salida entrega hasta 200 mA (suficiente para LEDs, un buzzer o un relé pequeño) y no necesita programación. Por eso sigue presente en kits educativos, alarmas, intermitentes, generadores de tono y fuentes conmutadas.

Modos de trabajo y usos

Especificaciones y características técnicas

Valores típicos de la hoja de datos del NE555 en encapsulado DIP-8:

Pinout: identificando los pines

Con la muesca hacia arriba, el pin 1 queda arriba a la izquierda (lo marca un punto) y la numeración sigue en sentido antihorario:

¿Cómo funciona por dentro?

Todo el funcionamiento se resume en cinco bloques:

Divisor de voltaje (3 × 5 kΩ)

Tres resistencias iguales en serie entre VCC y GND crean dos referencias fijas: 2/3 VCC (disponible en el pin 5) y 1/3 VCC. Con 9 V, son 6 V y 3 V. Como dependen de VCC, los tiempos del 555 casi no cambian aunque la batería se vaya descargando.

Comparador 1 (umbral, pin 6)

Compara el voltaje del pin 6 con 2/3 VCC. Cuando el condensador llega a ese nivel, envía una orden de RESET al flip-flop: la salida baja y se activa la descarga.

Comparador 2 (disparo, pin 2)

Compara el pin 2 con 1/3 VCC. Cuando el condensador cae por debajo de ese nivel, envía una orden de SET: la salida sube y el condensador vuelve a cargarse.

Flip-flop SR

Es la "memoria" del integrado: recuerda cuál fue la última orden (cargar o descargar) mientras el voltaje del condensador viaja entre 1/3 y 2/3 de VCC. El pin 4 (RESET) actúa directamente sobre él.

Transistor de descarga y etapa de salida

Cuando la salida está en BAJO, el transistor del pin 7 se satura y conecta ese punto a tierra, descargando el condensador. La etapa de salida es un amplificador de potencia que entrega o absorbe hasta 200 mA por el pin 3.

En modo astable el resultado es un ciclo infinito: el condensador se carga de 1/3 a 2/3 VCC (salida en ALTO), se descarga de 2/3 a 1/3 VCC (salida en BAJO), y vuelve a empezar.

Documentación y recursos descargables

Todo el pinout, el esquema y los cálculos están abiertos en este mismo artículo. Si quieres el datasheet técnico completo en PDF del NE555, ingresa tu correo y te lo enviamos junto con un cupón de descuento:

Información técnica adicional

El circuito: baliza bicolor con dos NE555

Este proyecto usa dos NE555 idénticos en modo astable, cada uno con R1 = 1 kΩ, R2 = 20 kΩ y C = 47 µF. Entre sus dos salidas se conectan dos grupos de 8 LEDs (rojos y azules), cada grupo con su resistencia de 330 Ω. Un condensador de 220 µF filtra la alimentación.

El truco está en cómo se conectan los LEDs. Ninguno va a tierra: todos quedan entre la salida del 555 izquierdo (A) y la del 555 derecho (B), cada color con la polaridad invertida respecto del otro:

• Los LEDs azules reciben corriente desde la salida A (a través de su 330 Ω) y la devuelven por la salida B.
• Los LEDs rojos reciben corriente desde la salida B (a través de su 330 Ω) y la devuelven por la salida A.

Un LED solo enciende si su ánodo está a mayor voltaje que su cátodo, así que el estado de la baliza depende de la combinación de ambas salidas:

Como los dos 555 no están sincronizados y sus condensadores nunca son exactamente iguales (los electrolíticos tienen ±20 % de tolerancia), sus frecuencias difieren levemente. Las salidas se van "desfasando" de a poco y el patrón cambia todo el tiempo: a veces destella rojo, a veces azul, a veces alterna rápido y a veces ambos se apagan. Ese comportamiento irregular es justamente lo que le da el aspecto de baliza de emergencia.

Simulador: así se ve la baliza funcionando

Este simulador reproduce las dos salidas con los tiempos calculados más abajo. Para que se note el desfase, la salida B corre un 5 % más lenta, algo normal con la tolerancia de los condensadores.

Fórmulas y cálculos del modo astable

En modo astable el condensador se carga a través de R1 + R2 y se descarga solo a través de R2 (porque el pin 7 lleva el punto entre ambas resistencias a tierra). De ahí salen todas las fórmulas:

¿De dónde sale el 0,693?

Un condensador que se carga a través de una resistencia sigue la curva:

V_C(t) = V_final − (V_final − V_inicial) · e^−t/τ, con τ = R · C

Despejando el tiempo que tarda en ir de un voltaje a otro:

t = τ · ln[(V_final − V_inicial) / (V_final − V_umbral)]

Carga (de VCC/3 a 2VCC/3, apuntando a VCC): t = τ · ln[(2/3) / (1/3)] = τ · ln 2

Descarga (de 2VCC/3 a VCC/3, apuntando a 0 V): t = τ · ln[(2/3) / (1/3)] = τ · ln 2

Y ln 2 = 0,693. Fíjate que VCC se cancela: por eso el tiempo no depende del voltaje de la batería.

Cálculo paso a paso con los valores de la baliza

Datos: R1 = 1 kΩ, R2 = 20 kΩ, C = 47 µF, VCC = 9 V (batería). Los dos 555 llevan los mismos valores, así que el cálculo sirve para ambos.

Tabla rápida: cambia el condensador, cambia la velocidad

Manteniendo R1 = 1 kΩ y R2 = 20 kΩ, este es el efecto de cambiar C en los dos 555:

Corriente en los LEDs y la resistencia de 330 Ω

Cuando un grupo enciende, la corriente sale por el pin 3 que está en ALTO, pasa por la resistencia y los LEDs, y entra por el pin 3 que está en BAJO. Por eso hay que descontar las caídas de ambas salidas:

Con 9 V cada LED recibe cerca de 2 mA: se ven bien en interior, pero no a pleno sol. Todo queda muy por debajo de los 200 mA que soporta el NE555 y de los 0,25 W de una resistencia de 1/4 W.

Errores comunes al armar la baliza

• Condensadores al revés: el 47 µF y el 220 µF son electrolíticos. La franja con el signo menos va a GND. Usa condensadores de 16 V o más.
• Pin 4 (RESET) sin conectar: queda "flotando" y el 555 puede detenerse al azar. Siempre va a VCC.
• Pin 5 (CONT) sin condensador: funciona, pero un condensador de 10 nF a GND evita que el ruido altere el umbral de 2/3 VCC. Es una mejora barata que recomendamos.
• LEDs con polaridad equivocada: si un color nunca enciende, revisa que los LEDs rojos y azules estén conectados con polaridades opuestas, tal como en el esquema.
• Usar la versión CMOS (TLC555 o LMC555): consume menos, pero su salida entrega bastante menos corriente; para 8 LEDs por color conviene el NE555 bipolar.

¿Quieres comprobar los tiempos en la práctica? Mide el pin 3 con un osciloscopio y verifica t_H y t_L; te explicamos cómo hacerlo en nuestra guía del osciloscopio.

Componentes que necesitas para este proyecto

Todo disponible en nuestra tienda:

Sigue explorando

Con el NE555 dominado, el siguiente paso natural es combinarlo con contadores y lógica digital:

• CD4017 — Contador de décadas para secuencias de LEDs
• Circuitos integrados lógicos serie 74LS

También te puede interesar

← Ver todos los artículos del blog