El NE555 por dentro y por fuera: teoría, componentes y dos proyectos para armar

Sección 1Qué es el NE555

El 555 es un temporizador integrado: un chip de 8 patas que, con un par de resistencias y un condensador, genera retardos precisos o señales que se repiten solas (osciladores). Lo diseñó Hans Camenzind para Signetics en 1971 y, por su sencillez y robustez, se convirtió en uno de los circuitos integrados más fabricados de la historia. Hoy lo producen varios fabricantes con el mismo patillaje, por lo que un NE555 de cualquier marca sirve para los proyectos de esta guía.

Su nombre viene de las tres resistencias de 5 kΩ que forman su divisor interno (aunque no todos los historiadores del chip están de acuerdo con esa explicación). Con el tiempo aparecieron variantes:

Sección 2Patillaje

Mira el chip desde arriba con la muesca (o el punto) hacia arriba: la pata 1 está a la izquierda de la muesca y la numeración baja por la izquierda y sube por la derecha. La animación recorre las ocho patas en orden.

Sección 3Cómo funciona por dentro

Por dentro, el 555 tiene cinco bloques. Si los entiendes, entenderás cualquier circuito que lo use:

1. Divisor de tensión de tres resistencias de 5 kΩ: fija dos referencias, 2/3 Vcc y 1/3 Vcc.
2. Comparador 1 (umbral): compara la pata 6 con 2/3 Vcc. Si la pata 6 lo supera, ordena «Reset».
3. Comparador 2 (disparo): compara la pata 2 con 1/3 Vcc. Si la pata 2 baja de ese valor, ordena «Set».
4. Flip-flop SR: la memoria del chip. Recuerda la última orden y mantiene la salida hasta que llegue la contraria.
5. Etapa de salida y transistor de descarga: la salida (pata 3) refleja el flip-flop amplificado; el transistor (pata 7) se cierra a tierra cuando la salida está baja, para vaciar el condensador.

Fíjate en lo elegante del truco: los comparadores solo «miran» la tensión del condensador y el flip-flop decide. El tiempo no lo mide el chip, lo mide la constante de tiempo RC que tú eliges desde afuera. Por eso el 555 es tan versátil: con los mismos 8 pines puedes hacer un retardo de 1 µs o de una hora.

Sección 4Características eléctricas

Estos son los valores típicos que debes tener a mano (revisa siempre la hoja de datos de tu fabricante):

Sección 5Los tres modos de trabajo

5.1 Modo astable: el oscilador

En el astable clásico, el condensador C se carga a través de R_A + R_B hasta 2/3 Vcc. En ese momento el comparador 1 pone la salida en bajo y abre el transistor de descarga (pata 7), que vacía C a través de solo R_B hasta 1/3 Vcc. Entonces el comparador 2 vuelve a poner la salida en alto y el ciclo se repite sin fin. Como C nunca baja de 1/3 ni sube de 2/3, el tiempo no depende de la alimentación.

5.2 Modo monoestable: un pulso por cada disparo

Aquí el 555 descansa con la salida en bajo y el condensador descargado. Cuando la pata 2 recibe un pulso breve hacia 0 V (un botón, un sensor), la salida sube y el transistor de descarga se abre. C se carga a través de R hasta 2/3 Vcc y, en ese instante, la salida vuelve a bajar y C se vacía de golpe, listo para el próximo disparo. El largo del pulso no depende de cuánto dure el disparo, solo de R y C.

5.3 Modo biestable: un interruptor con memoria

Sin condensador de tiempo, el 555 se comporta como un flip-flop: un toque al botón SET (pata 2 a GND) enciende la salida y la deja encendida; un toque a RESET (pata 4 a GND) la apaga. La pata 6 va a tierra para que el comparador de umbral nunca intervenga. Es una forma muy simple de encender y apagar algo con dos pulsadores, sin rebotes.

Sección 6La salida: entregar y absorber corriente

La pata 3 tiene una etapa «tótem» con dos transistores: uno la une a +V y el otro a GND. Por eso puede entregar corriente (source) a una carga conectada a tierra cuando está en alto, o absorber corriente (sink) desde una carga conectada a +V cuando está en bajo. El Proyecto 1 aprovecha justamente esto para alternar dos LED con una sola salida.

Hasta 200 mA alcanza para LED, zumbadores, un parlante pequeño o un relé de 5 V. Para cargas mayores (motores, tiras LED, ampolletas de 12 V) usa la salida para activar un transistor y, si la carga es inductiva (relé, motor), agrega siempre un diodo de protección en paralelo con ella.

Sección 7Los componentes que acompañan al 555

Casi todos los circuitos con 555 usan la misma «familia» de componentes. Con este set tienes para la mayoría de los proyectos de cualquier libro del 555:

Sección 8 · Proyecto 1Luces alternadas

8.1 Descripción

Dos LED que se encienden por turnos, como las luces de un cruce ferroviario. Es el «hola mundo» del 555, pero con dos ideas que vale la pena aprender: un astable que usa la propia salida para cargar el condensador (solo una resistencia de tiempo) y la capacidad de la pata 3 para entregar y absorber corriente.

8.2 Diagrama de bloques

8.3 Diseño y cálculos

R1 va desde la salida (pata 3) hasta el condensador. Cuando la salida está en alto, C1 se carga a través de R1; cuando está en bajo, se descarga a través de la misma R1. Como carga y descarga usan la misma resistencia, los dos tiempos son casi iguales y la pata 7 no se usa.

8.4 Esquema

8.5 Lista de componentes

8.6 Montaje en protoboard

1. Une los rieles: + superior con + inferior y − superior con − inferior (cables rojo y azul en las columnas 1 y 2).
2. Inserta el NE555 sobre el canal, con la pata 1 en la columna 12 de la fila f.
3. Alimentación: pata 8 al riel + superior, pata 4 al riel + inferior y pata 1 al riel − inferior.
4. Une las patas 2 y 6 en la columna 9 (cables amarillos y puente sobre el canal).
5. Pon R1 (47 kΩ) entre la columna 9 y la columna 14 (pata 3), y C1 entre la columna 9 y el riel −, con su franja «−» hacia el riel.
6. Salida: R3 de la pata 3 a la columna 18; D2 con ánodo en la 18 y cátodo en la 19; la 19 al riel −.
7. Lleva la pata 3 a la columna 24 con un cable; R2 de la 24 a la 27; D1 con cátodo en la 27 y ánodo en la 28; la 28 al riel +.
8. Revisa todo con la batería desconectada y, al final, conecta el portapilas.

8.7 Prueba

Al conectar la batería, los LED deben alternarse un poco más de una vez por segundo. Con un multímetro en continua entre la pata 3 y GND verás la tensión saltar entre ≈ 0,1 V y ≈ 4,3 V. En la pata 2 verás una tensión que oscila entre 2 y 4 V (1/3 y 2/3 de 6 V). Prueba a cambiar C1 en el simulador:

8.8 Si no funciona

Tu turno: si cambias R1 por 100 kΩ y dejas C1 = 10 µF, ¿a qué frecuencia parpadean?

f = 0,72 / (100 000 · 0,000 01) = 0,72 / 1 = 0,72 Hz: un ciclo completo cada 1,4 s, y cada LED encendido ≈ 0,7 s. Es casi lo mismo que poner 22 µF con la R1 original, porque lo que manda es el producto R · C.

Tu turno: ¿podrías reemplazar D2 y R3 por un zumbador activo de 5 V?

Sí: el zumbador activo tiene su propio oscilador interno, así que sonaría «bip… bip…» al ritmo del 555 cada vez que la salida esté en alto. Respeta su polaridad (+ a la pata 3, − a GND) y no necesitas resistencia. Con 6 V de batería queda algo sobre sus 5 V nominales, pero la salida del NE555 en alto entrega ≈ 4,3 V.

Sección 9 · Proyecto 2Manipulador de código Morse

9.1 Descripción

Un oscilador de audio que suena mientras mantienes apretado un pulsador, igual que la llave de un telegrafista. Sirve para practicar código Morse y para entender el astable clásico de dos resistencias, esta vez a una frecuencia que el oído puede escuchar: unos 920 Hz.

9.2 Diagrama de bloques

9.3 Diseño y cálculos

Es el astable de la sección 5.1 con R_A = R1 = 3,3 kΩ, R_B = R2 = 15 kΩ y C = C1 = 47 nF. La llave S1 corta el positivo de todo el circuito: el chip solo funciona mientras la mantienes apretada, así que en reposo el consumo es cero. C3 deja pasar la señal de audio y bloquea la componente continua, para que el parlante no reciba corriente permanente.

9.4 Esquema

9.5 Lista de componentes

9.6 Montaje en protoboard

1. Lleva el + de la batería a un lado de S1 y el otro lado de S1 al riel + superior. El − de la batería va al riel − superior.
2. Une los rieles superiores con los inferiores (columnas 2 y 4).
3. Inserta el NE555 con la pata 1 en la columna 12 de la fila f. Pata 8 al riel + superior, pata 4 al riel + inferior y pata 1 al riel −.
4. R1 (3,3 kΩ) entre la columna 8 (conectada al riel +) y la columna 13 (pata 7).
5. R2 (15 kΩ) entre la columna 13 (pata 7) y la columna 18. Une la pata 6 y la pata 2 a la columna 18.
6. C1 (47 nF) entre la columna 18 y el riel −.
7. C3: + en la columna 14 (pata 3) y − en la columna 17. Conecta el parlante entre la columna 17 y el riel −.

9.7 Prueba

Aprieta S1: debe sonar un tono continuo; suelta y debe callar al instante. Si tienes un multímetro con frecuencímetro, mide en la pata 3 con S1 apretado: deberías leer entre 850 y 1 000 Hz (las tolerancias de R y C mueven el valor). Cambia R2 en el simulador para ver cómo varía el tono:

9.8 Practica: el código Morse

El Morse usa dos signos: el punto (1 unidad) y la raya (3 unidades). Entre signos de una misma letra hay 1 unidad de silencio, entre letras 3 y entre palabras 7. La señal más famosa es SOS: tres puntos, tres rayas, tres puntos.

Tu turno: ¿cuántas unidades dura la palabra «HOLA» (sin contar el espacio final)?

H (····) = 4 puntos + 3 espacios = 7 · O (−−−) = 9 + 2 = 11 · L (·−··) = 1 + 3 + 1 + 1 + 3 espacios = 9 · A (·−) = 1 + 3 + 1 = 5. Letras: 7 + 11 + 9 + 5 = 32, más 3 separaciones de 3 unidades = 41 unidades. A 250 ms por unidad, unos 10 segundos.

9.9 Si no funciona

Sección 10Guía gratuita y edición completa

Todo lo que viste en estos dos proyectos está en una guía PDF lista para imprimir o usar en clases, con los esquemas a página completa, la lista de materiales, el registro de mediciones, preguntas de comprensión y la tabla Morse.

Sección 11Preguntas frecuentes

¿Puedo alimentar estos proyectos con 5 V o con una batería de 9 V?

Sí. El NE555 trabaja entre 4,5 y 16 V y, como los umbrales son fracciones de Vcc, la frecuencia casi no cambia. Con 9 V, sube la corriente de los LED a unos 11 a 15 mA (sigue siendo segura con 470 Ω) y el tono del Morse suena más fuerte.

¿NE555 o TLC555? ¿Puedo cambiar uno por otro?

En el proyecto 1 sí, con cualquiera de los dos. En el proyecto 2, el TLC555 entrega muy poca corriente para mover un parlante de 8 Ω: el NE555 es la mejor opción. Usa el CMOS cuando quieras bajo consumo o alimentar con 3,3 V.

¿Para qué sirve la pata 5 (CTRL)?

Da acceso directo a la referencia de 2/3 Vcc. Si le aplicas una tensión, cambias los umbrales y con eso la frecuencia: así se hacen sirenas y modulaciones. Si no la usas, puede quedar libre o con 10 nF a GND para filtrar ruido.

¿Puedo controlar un motor, una tira LED o una ampolleta con el 555?

Directamente, solo hasta 200 mA. Para más, conecta la pata 3 a la base de un transistor (BC337 o TIP120) con una resistencia de 1 kΩ, y la carga en el colector. Si es un relé o un motor, pon un diodo 1N4004 en paralelo, con el cátodo hacia +V.

¿Cómo combino el 555 con un Arduino?

Si ambos usan 5 V, la pata 3 del 555 puede ir directo a una entrada digital del Arduino (por ejemplo, para contar pulsos). Y el Arduino puede disparar un monoestable llevando la pata 2 a 0 V o apagarlo con la pata 4. Une siempre los GND de ambos.

¿Por qué mi frecuencia medida no coincide exactamente con la calculada?

Las resistencias tienen ±5 % de tolerancia y los condensadores, entre ±10 % y ±20 %. Sumado al 1 % del propio 555, una diferencia de ±15 % es normal. Si necesitas un valor exacto, reemplaza R_B por un trimmer y ajusta midiendo.

Sección 12Referencias y lecturas recomendadas

• Texas Instruments: hoja de datos xx555 Precision Timers (valores eléctricos y circuitos de aplicación)
• Dogan Ibrahim, The Book of 555 Timer Projects, Elektor, 2024. Un libro muy completo para seguir avanzando: teoría, cálculos y decenas de proyectos (en inglés).
• Colin Mitchell, Talking Electronics: autor de los esquemas originales en los que se basan los dos proyectos.

Sigue explorando

• Control automático de temperatura con NTC y 555 (el 555 con un sensor)
• Sensores y actuadores, parte 1: del mundo físico a la acción
• Control de motor DC bidireccional con transistores (para cuando 200 mA no alcanzan)

Figuras y vistas de protoboard: elaboración propia de Electricneill Chile SpA. Proyectos basados en circuitos de Colin Mitchell (Talking Electronics).