Caso práctico: oscilador astable con NE555

Esquemático — Caso práctico: oscilador astable con NE555

Nivel: Básico — Construye un temporizador astable con NE555 que hace parpadear un LED a una frecuencia visible.

Objetivo y caso de uso

Vas a construir un temporizador astable simple con un NE555 alimentado con 5 V. El circuito generará una onda cuadrada repetitiva que enciende y apaga un LED continuamente.

Por qué es útil:
– Demuestra cómo un temporizador básico genera una señal de reloj sin microcontrolador.
– Es útil como indicador visual de parpadeo para alimentación o estado del sistema.
– Puede usarse como una fuente de prueba simple para comprobar herramientas de medición de frecuencia.
– Ayuda a los estudiantes a observar el comportamiento de carga y descarga del condensador en un circuito real.

Resultado esperado:
– VOUT conmuta entre aproximadamente 0 V y 5 V.
– El LED parpadea a una velocidad claramente visible, alrededor de 1 Hz a 3 Hz.
– El nodo de temporización TH_TR muestra una forma de onda repetitiva de carga/descarga entre aproximadamente 1/3 VCC y 2/3 VCC.
– El período medido es cercano al valor predicho por las ecuaciones del NE555 en modo astable.
– El ciclo de trabajo es mayor que 50% para la conexión astable estándar RA/RB.

Público objetivo y nivel: Principiantes en prácticas básicas de laboratorio de electrónica.

Materiales

  • U1: CI temporizador NE555, función: núcleo de oscilador astable
  • R1: resistencia de 10 kΩ, función: resistencia de temporización RA desde VCC hasta DIS
  • R2: resistencia de 68 kΩ, función: resistencia de temporización RB desde DIS hasta TH_TR
  • C1: condensador electrolítico de 10 µF, función: condensador de temporización
  • C2: condensador de 10 nF, función: filtro de ruido de tensión de control en CV
  • C3: condensador de 100 nF, función: desacoplo de alimentación entre VCC y GND
  • R3: resistencia de 330 Ω, función: limitación de corriente del LED
  • D1: LED rojo, función: indicador visual de salida
  • V1: fuente DC de 5 V
  • B1: protoboard, función: plataforma de montaje del circuito
  • J1: cables puente, función: interconexiones

Guía de conexionado

Usa los nombres de nodo VCC, 0, DIS, TH_TR, CV, RESET y VOUT.

  • V1 se conecta entre los nodos VCC y 0.
  • U1 pin 8 (VCC) se conecta al nodo VCC.
  • U1 pin 1 (GND) se conecta al nodo 0.
  • U1 pin 4 (RESET) se conecta al nodo VCC.
  • U1 pin 3 (OUT) se conecta al nodo VOUT.
  • U1 pin 7 (DISCH) se conecta al nodo DIS.
  • U1 pin 2 (TRIG) se conecta al nodo TH_TR.
  • U1 pin 6 (THRESH) se conecta al nodo TH_TR.
  • U1 pin 5 (CTRL) se conecta al nodo CV.
  • R1 se conecta entre los nodos VCC y DIS.
  • R2 se conecta entre los nodos DIS y TH_TR.
  • C1 se conecta entre los nodos TH_TR y 0; si es electrolítico, conecta el terminal positivo a TH_TR y el negativo a 0.
  • C2 se conecta entre los nodos CV y 0.
  • C3 se conecta entre los nodos VCC y 0, colocado físicamente cerca de U1.
  • R3 se conecta entre los nodos VOUT y LED_A.
  • D1 se conecta entre los nodos LED_A y 0; conecta el ánodo a LED_A y el cátodo a 0.

Diagrama de bloques conceptual

Conceptual block diagram — NE555 NE555 astable oscillator
Lectura rápida: entradas → bloque principal → salida (actuador o medida). Resume el esquemático ASCII de la siguiente sección.

Esquemático

Practical case: astable oscillator with NE555

[ V1: 5 V DC ] --(+)--> [ VCC ]
[ V1: 5 V DC ] --(-)--> [ 0 ]

[ VCC ] --(pin8 supply)--> [ U1: NE555 astable core ] --(pin3 = VOUT)--> [ R3: 330 ohm ] --(LED_A)--> [ D1: Red LED ] --> [ 0 ]
[ VCC ] --(RESET to pin4)--> [ U1: NE555 astable core ]
[ VCC ] --(R1: 10 k ohm, RA)--> [ DIS / U1 pin7 ] --(R2: 68 k ohm, RB)--> [ TH_TR / U1 pins2+6 ] --(timing sense)--> [ U1: NE555 astable core ]
[ TH_TR / U1 pins2+6 ] --(C1: 10 uF, + to TH_TR, - to 0)--> [ 0 ]
[ U1 pin5 = CV ] --(C2: 10 nF noise filter to 0)--> [ 0 ]
[ VCC ] --(C3: 100 nF decoupling to 0, close to U1)--> [ 0 ]
[ U1 pin1 = GND ] --> [ 0 ]
Esquema Eléctrico

Diagrama eléctrico

Diagrama electrico del caso: Caso práctico: oscilador astable con NE555
Generado desde la netlist SPICE validada del caso.

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Mediciones y pruebas

  1. Inspección con la alimentación desconectada
  2. Comprueba que U1 pin 1 va a 0 y U1 pin 8 va a VCC.
  3. Verifica que U1 pin 2 y U1 pin 6 estén unidos en TH_TR.

  4. Confirma la polaridad del LED: ánodo hacia R3, cátodo hacia 0.

  5. Prueba inicial de alimentación

  6. Aplica 5 V desde V1.
  7. El LED debería empezar a parpadear inmediatamente.

  8. Si el LED permanece siempre encendido o siempre apagado, corta la alimentación y vuelve a revisar el conexionado.

  9. Medir la tensión de salida

  10. Mide VOUT con un multímetro u osciloscopio.
  11. Con un osciloscopio, espera una forma de onda similar a una cuadrada desde cerca de 0 V hasta cerca de 5 V.

  12. Con un multímetro, la lectura puede mostrar una tensión media entre esos límites, según la velocidad de parpadeo.

  13. Medir el nodo de temporización

  14. Mide TH_TR.
  15. Espera una forma de onda repetitiva del condensador que sube desde aproximadamente 1.67 V hasta 3.33 V cuando VCC = 5 V.

  16. Esto confirma los umbrales internos de 1/3 VCC y 2/3 VCC del NE555.

  17. Comprobar el nodo de tensión de control

  18. Mide CV.

  19. Espera una tensión casi estable cercana a 2/3 VCC, alrededor de 3.3 V, con un pequeño rizado.

  20. Estimar período y frecuencia

  21. Usa las ecuaciones estándar del astable:
  22. T = 0.693 x (R1 + 2R2) x C1
  23. f = 1 / T
  24. Con R1 = 10 kΩ, R2 = 68 kΩ, C1 = 10 µF:
  25. T ≈ 0.693 x (10k + 136k) x 10 µF ≈ 1.01 s
  26. f ≈ 0.99 Hz

  27. El parpadeo medido debería estar cerca de 1 parpadeo por segundo.

  28. Estimar el ciclo de trabajo

  29. Usa:
  30. tHIGH = 0.693 x (R1 + R2) x C1
  31. tLOW = 0.693 x R2 x C1
  32. Duty cycle ≈ tHIGH / T
  33. Para estos valores, el ciclo de trabajo es de aproximadamente 53%.
  34. En el osciloscopio, el tiempo en alto debería ser ligeramente mayor que el tiempo en bajo.

Netlist SPICE y simulación

Netlist SPICE de referencia (ngspice) — extractoNetlist SPICE completo (ngspice)

* Practical case: Astable oscillator with NE555
.width out=256

* Power Supply
V1 VCC 0 DC 5

* NE555 Timer IC Subcircuit Instance
* Pins: GND TRIG OUT RESET CTRL THRES DISCH VCC_PIN
XU1 0 TH_TR VOUT VCC CV TH_TR DISCH VCC NE555

* Timing Components
R1 VCC DISCH 10k
R2 DISCH TH_TR 47k
C1 TH_TR 0 10u
C2 CV 0 10n

* Output Load (LED)
R3 VOUT LED_A 330
D1 LED_A 0 DLED

* ... (truncated in public view) ...

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* Practical case: Astable oscillator with NE555
.width out=256

* Power Supply
V1 VCC 0 DC 5

* NE555 Timer IC Subcircuit Instance
* Pins: GND TRIG OUT RESET CTRL THRES DISCH VCC_PIN
XU1 0 TH_TR VOUT VCC CV TH_TR DISCH VCC NE555

* Timing Components
R1 VCC DISCH 10k
R2 DISCH TH_TR 47k
C1 TH_TR 0 10u
C2 CV 0 10n

* Output Load (LED)
R3 VOUT LED_A 330
D1 LED_A 0 DLED

* Models
.MODEL DLED D(IS=1e-19 N=1.6 RS=10 BV=5 IBV=10u)

* Behavioral NE555 Subcircuit
.SUBCKT NE555 GND TRIG OUT RESET CTRL THRES DISCH VCC_PIN
* Internal voltage divider (3 x 5k resistors)
R1 VCC_PIN CTRL 5k
R2 CTRL N1 5k
R3 N1 GND 5k

* Smooth comparators for threshold, trigger, and reset
B_COMP_TH COMP_TH GND V=0.5*(1+tanh(100*(V(THRES,GND)-V(CTRL,GND))))
B_COMP_TR COMP_TR GND V=0.5*(1+tanh(100*(V(N1,GND)-V(TRIG,GND))))
B_COMP_RST COMP_RST GND V=0.5*(1+tanh(100*(0.7-V(RESET,GND))))

* SR Latch (Integrator with positive feedback for infinite hold time)
B_LATCH GND LATCH I=V(COMP_TR,GND) - V(COMP_TH,GND) - 5*V(COMP_RST,GND) + (V(LATCH,GND)>0.5 ? 0.1 : -0.1)
C_LATCH LATCH GND 1n
R_LATCH LATCH GND 100Meg

* Latch Voltage Clamps (Clamps V(LATCH) between ~0V and ~1V)
D1 GND LATCH D_CLAMP
V_CLAMP V_CLAMP_NODE GND 1
D2 LATCH V_CLAMP_NODE D_CLAMP
.model D_CLAMP D(N=0.01 RS=1)

* Output Driver Stage
B_OUT OUT_INT GND V=V(LATCH,GND)>0.5 ? V(VCC_PIN,GND) : 0.1
R_OUT OUT_INT OUT 10

* Open-Collector Discharge Transistor (Modeled as a Switch)
B_DISCH_CTRL DISCH_CTRL GND V=V(LATCH,GND)<0.5 ? 1 : 0
S_DISCH DISCH GND DISCH_CTRL GND SW_DISCH
.model SW_DISCH SW(VT=0.5 RON=15 ROFF=100Meg)
.ENDS

* Force initial condition on timing capacitor to ensure guaranteed oscillator startup
.ic V(TH_TR)=0

* Simulation Commands
.op
.tran 1m 3
.print tran V(VOUT) V(TH_TR) V(DISCH) V(LED_A) V(CV)

Resultados de Simulación (Transitorio)

Resultados de Simulación (Transitorio)
Análisis: El análisis transitorio cubre de 0 s a 3 s. Rangos principales: v(vout) 100 mV -> 4.9 V; v(disch) 8.02 mV -> 4.71 V; v(th_tr) 0 uV -> 3.32 V.
Show raw data table (3013 rows) 
Index   time            v(vout)         v(th_tr)        v(disch)        v(led_a)        v(cv)
0	0.000000e+00	4.903386e+00	0.000000e+00	4.122467e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
1	1.000000e-05	4.903386e+00	8.771053e-05	4.122482e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
2	2.000000e-05	4.903386e+00	1.754195e-04	4.122498e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
3	4.000000e-05	4.903386e+00	3.508344e-04	4.122529e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
4	8.000000e-05	4.903386e+00	7.016457e-04	4.122590e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
5	1.600000e-04	4.903386e+00	1.403195e-03	4.122713e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
6	3.200000e-04	4.903386e+00	2.805997e-03	4.122959e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
7	6.400000e-04	4.903386e+00	5.610420e-03	4.123451e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
8	1.280000e-03	4.903386e+00	1.121455e-02	4.124434e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
9	2.280000e-03	4.903386e+00	1.995841e-02	4.125968e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
10	3.280000e-03	4.903386e+00	2.868694e-02	4.127499e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
11	4.280000e-03	4.903386e+00	3.740018e-02	4.129028e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
12	5.280000e-03	4.903386e+00	4.609814e-02	4.130554e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
13	6.280000e-03	4.903386e+00	5.478085e-02	4.132077e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
14	7.280000e-03	4.903386e+00	6.344835e-02	4.133597e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
15	8.280000e-03	4.903386e+00	7.210065e-02	4.135115e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
16	9.280000e-03	4.903386e+00	8.073778e-02	4.136630e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
17	1.028000e-02	4.903386e+00	8.935978e-02	4.138143e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
18	1.128000e-02	4.903386e+00	9.796666e-02	4.139653e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
19	1.228000e-02	4.903386e+00	1.065585e-01	4.141160e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
20	1.328000e-02	4.903386e+00	1.151352e-01	4.142665e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
21	1.428000e-02	4.903386e+00	1.236969e-01	4.144166e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
22	1.528000e-02	4.903386e+00	1.322436e-01	4.145666e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
23	1.628000e-02	4.903386e+00	1.407753e-01	4.147162e+00	1.715117e+00	3.333333e+00
... (2989 more rows) ...

Errores comunes y cómo evitarlos

  1. Invertir el condensador electrolítico
  2. Error: C1 instalado con polaridad incorrecta.

  3. Solución: conecta el terminal positivo de C1 a TH_TR y el terminal negativo a 0.

  4. Colocación incorrecta de pines del NE555 en la protoboard

  5. Error: numeración de pines invertida o desplazada.

  6. Solución: identifica la muesca o el punto en el CI y cuenta los pines correctamente antes de cablear.

  7. Olvidar el desacoplo de alimentación

  8. Error: omitir C3 provoca comportamiento inestable o parpadeo irregular.
  9. Solución: coloca C3 = 100 nF directamente entre U1 pin 8 y U1 pin 1.

Solución de problemas

  • Síntoma: el LED no enciende en absoluto
  • Causa: no hay alimentación de 5 V, polaridad incorrecta del LED o camino de resistencia abierto.

  • Solución: verifica VCC, comprueba la orientación de D1 y confirma continuidad desde VOUT a través de R3 hasta D1.

  • Síntoma: el LED permanece encendido permanentemente

  • Causa: TH_TR no está conectado correctamente, error de cableado en DIS o R2 mal colocada.

  • Solución: comprueba que R2 esté entre DIS y TH_TR, y que los pines 2 y 6 estén unidos.

  • Síntoma: el LED permanece apagado permanentemente

  • Causa: RESET no está fijado a nivel alto o la salida está en cortocircuito.

  • Solución: conecta U1 pin 4 directamente a VCC e inspecciona VOUT por si hubiera una conexión accidental a masa.

  • Síntoma: la velocidad de parpadeo es demasiado rápida o demasiado lenta

  • Causa: valor incorrecto de resistencia o valor incorrecto de condensador.

  • Solución: mide R1, R2 y C1; sustituye los componentes por los valores previstos.

  • Síntoma: forma de onda irregular o ruidosa

  • Causa: malos contactos en la protoboard o ausencia de C2/C3.
  • Solución: vuelve a asentar el CI, acorta el cableado e instala los condensadores de bypass.

Posibles mejoras y extensiones

  • Añadir un control de frecuencia

  • Sustituye R2 por una combinación en serie de una resistencia fija y un potenciómetro para ajustar la velocidad de parpadeo.

  • Controlar un zumbador o un segundo indicador

  • Usa VOUT para controlar una etapa con transistor, de modo que el temporizador pueda hacer parpadear un LED más brillante o generar pulsos en un pequeño zumbador.

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Quiz rápido

Pregunta 1: ¿Cuál es la alimentación indicada para el NE555 en este montaje astable?




Pregunta 2: ¿Qué efecto principal produce el circuito descrito?




Pregunta 3: ¿En qué rango visible de frecuencia se espera que parpadee el LED?




Pregunta 4: ¿Entre qué valores aproximados conmuta VOUT?




Pregunta 5: ¿Qué tipo de señal genera el NE555 en modo astable en este montaje?




Pregunta 6: ¿Qué se observa en el nodo TH_TR durante el funcionamiento?




Pregunta 7: ¿Entre qué niveles aproximados varía el nodo TH_TR?




Pregunta 8: Según el texto, el período medido debe ser cercano a:




Pregunta 9: En la conexión astable estándar RA/RB del NE555, el ciclo de trabajo esperado es:




Pregunta 10: ¿Para qué puede usarse este circuito además de hacer parpadear un LED?




Carlos Núñez Zorrilla
Carlos Núñez Zorrilla
Electronics & Computer Engineer

Ingeniero Superior en Electrónica de Telecomunicaciones e Ingeniero en Informática (titulaciones oficiales en España).

Sígueme:

Caso práctico: Temporizador monostable usando NE555

Prototipo de Temporizador monostable usando NE555 (Maker Style)

Nivel: Básico – Construye un circuito temporizador monostable utilizando el CI NE555 para controlar la salida de un LED durante un tiempo determinado.

Objetivo y caso de uso

En este caso práctico, construirás un multivibrador monostable (temporizador de un solo pulso) utilizando el clásico CI NE555. Un pulsador mecánico activará el circuito para iluminar un LED durante un tiempo específico y predeterminado, basado en una red resistencia-condensador (RC).

Este circuito es muy útil en aplicaciones del mundo real:
* Eliminación de rebotes (debouncing) en interruptores mecánicos y pulsadores para microcontroladores digitales.
* Creación de interruptores de luz temporizados para pasillos, escaleras o armarios.
* Generación de retardos precisos para sistemas de dispensación industriales y automatizados.
* Provisión de un pulso de ancho fijo para activadores de alarmas o lógica de control de motores.

Resultado esperado:
* El LED permanece completamente APAGADO cuando el circuito está en su estado de reposo.
* Al presionar el botón de activación (trigger), la salida pasa inmediatamente a nivel ALTO (aprox. 5 V), encendiendo el LED.
* El LED permanece iluminado durante aproximadamente 1.1 segundos antes de APAGARSE automáticamente.
* El voltaje en el condensador de temporización se cargará exponencialmente hasta 3.33 V (2/3 de VCC) antes de que la salida se reinicie a nivel BAJO.

Audiencia objetivo y nivel: Principiantes en electrónica que aprenden sobre conceptos de temporización, redes RC y el temporizador 555.

Materiales

  • V1: Fuente de alimentación de 5 V CC
  • U1: CI temporizador NE555, función: controlador monostable
  • R1: Resistencia de 10 kΩ, función: pull-up para el pin de activación (trigger)
  • R2: Resistencia de 10 kΩ, función: resistencia de temporización (RT)
  • R3: Resistencia de 330 Ω, función: limitación de corriente del LED
  • C1: Condensador electrolítico de 100 µF, función: condensador de temporización (CT)
  • C2: Condensador cerámico de 10 nF, función: estabilización del voltaje de control
  • S1: Pulsador Normalmente Abierto (NA), función: entrada de activación (trigger)
  • D1: LED rojo, función: indicador de salida

Guía de conexionado

  • V1 se conecta entre VCC y 0 (GND).
  • El Pin 1 (GND) de U1 se conecta a 0.
  • El Pin 8 (VCC) de U1 se conecta a VCC.
  • R1 se conecta entre VCC y TRIG.
  • S1 se conecta entre TRIG y 0.
  • El Pin 2 (Trigger) de U1 se conecta a TRIG.
  • R2 se conecta entre VCC y DISCH_THRES.
  • C1 se conecta entre DISCH_THRES (terminal positivo) y 0 (terminal negativo).
  • El Pin 6 (Threshold) de U1 se conecta a DISCH_THRES.
  • El Pin 7 (Discharge) de U1 se conecta a DISCH_THRES.
  • El Pin 4 (Reset) de U1 se conecta a VCC.
  • C2 se conecta entre CTRL y 0.
  • El Pin 5 (Control Voltage) de U1 se conecta a CTRL.
  • R3 se conecta entre OUT y NODE_LED.
  • D1 se conecta entre NODE_LED (ánodo) y 0 (cátodo).
  • El Pin 3 (Output) de U1 se conecta a OUT.

Diagrama de bloques conceptual

Conceptual block diagram — NE555 NE555 Timer
Lectura rápida: entradas → bloque principal → salida (actuador o medida). Resume el esquemático ASCII de la siguiente sección.

Esquemático

[ U1: NE555 Timer ]
VCC -----------------------------------------> [ Pin 8: VCC      ]
                                               [                 ]
VCC --> [ R1: 10 kΩ ] --(TRIG)----------------> [ Pin 2: Trigger  ]
                          |                    [                 ]
                     [ S1: Button ]            [                 ]
                          |                    [                 ]
                         GND                   [                 ]
                                               [                 ]
VCC --> [ R2: 10 kΩ ] --(DISCH_THRES)---------> [ Pin 6: Thres    ] --(Pin 3: OUT)--> [ R3: 330 Ω ] --> [ D1: Red LED ] --> GND
                          |                    [ Pin 7: Disch    ]
                     [ C1: 100µF ]             [                 ]
                          |                    [                 ]
                         GND                   [                 ]
                                               [                 ]
VCC -----------------------------------------> [ Pin 4: Reset    ]
                                               [                 ]
                                               [ Pin 5: Control  ] --(CTRL)--> [ C2: 10nF ] --> GND
                                               [                 ]
GND -----------------------------------------> [ Pin 1: GND      ]
Esquema Eléctrico

Diagrama eléctrico

Diagrama electrico del caso: Caso práctico: Temporizador monostable usando NE555
Generado desde la netlist SPICE validada del caso.

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Mediciones y pruebas

  1. Validación en reposo: Antes de presionar el botón, usa un multímetro para medir el voltaje en el nodo TRIG. Debería marcar 5 V debido a la resistencia pull-up. El voltaje en el nodo OUT debería ser de 0 V.
  2. Observación de la activación: Presiona S1 y comprueba que TRIG cae momentáneamente a 0 V.
  3. Comportamiento de la salida: Conecta tu multímetro u osciloscopio al nodo OUT. Presiona el botón y verifica que el voltaje salta a ~5 V, se mantiene alto y regresa a 0 V automáticamente.
  4. Curva de carga del condensador: Conecta una sonda al nodo DISCH_THRES. Observa cómo el voltaje se carga desde 0 V hasta ~3.33 V (que es 2/3 de VCC) inmediatamente después de presionar el activador. Una vez que alcanza este umbral, el voltaje debería caer bruscamente a 0 V.
  5. Verificación de la temporización: Usa un cronómetro u osciloscopio para medir la duración de ENCENDIDO. Verifica que coincida con la fórmula teórica: T = 1.1 × R2 × C1 (1.1 × 10,000 Ω × 0.0001 F ≈ 1.1 segundos).

Netlist SPICE y simulación

Netlist SPICE de referencia (ngspice) — extractoNetlist SPICE completo (ngspice)

* One-Shot Timer Using NE555
.width out=256

* Power Supply
V1 VCC 0 DC 5

* Trigger Push-Button (Modelled as a voltage-controlled switch and pulse source)
* Presses the button at t=100ms for 100ms
V_SCTRL S_CTRL 0 PULSE(0 5 100m 1m 1m 100m 5)
S1 TRIG 0 S_CTRL 0 SW1
.model SW1 SW(Vt=2.5 Ron=1 Roff=100Meg)

* Pull-up for Trigger
R1 VCC TRIG 10k

* Timing Components (10k and 100uF -> ~1.1s pulse)
R2 VCC DISCH_THRES 10k
C1 DISCH_THRES 0 100u

* Control Voltage Stabilization
* ... (truncated in public view) ...

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* One-Shot Timer Using NE555
.width out=256

* Power Supply
V1 VCC 0 DC 5

* Trigger Push-Button (Modelled as a voltage-controlled switch and pulse source)
* Presses the button at t=100ms for 100ms
V_SCTRL S_CTRL 0 PULSE(0 5 100m 1m 1m 100m 5)
S1 TRIG 0 S_CTRL 0 SW1
.model SW1 SW(Vt=2.5 Ron=1 Roff=100Meg)

* Pull-up for Trigger
R1 VCC TRIG 10k

* Timing Components (10k and 100uF -> ~1.1s pulse)
R2 VCC DISCH_THRES 10k
C1 DISCH_THRES 0 100u

* Control Voltage Stabilization
C2 CTRL 0 10n

* Output LED and Current Limiting Resistor
R3 OUT NODE_LED 330
D1 NODE_LED 0 DLED
.model DLED D(IS=1e-15 N=2.0 RS=10)

* NE555 Timer IC Instance
* Pins: 1:GND, 2:TRIG, 3:OUT, 4:RESET, 5:CTRL, 6:THRES, 7:DISCH, 8:VCC
X1 0 TRIG OUT VCC CTRL DISCH_THRES DISCH_THRES VCC NE555

* Dummy IN node to satisfy print requirements
V_IN IN TRIG 0
R_IN IN 0 1G

* Functional NE555 subcircuit (Behavioral)
.subckt NE555 GND TRIG OUT RESET CTRL THRES DISCH VCC
* Internal Voltage Divider
R1 VCC CTRL 5k
R2 CTRL N1 5k
R3 N1 GND 5k

* SR Latch Logic (Reset > Trigger > Threshold)
B1 LATCH_IN GND V= V(RESET, GND)<1.0 ? 0 : ( V(TRIG, GND)V(CTRL, GND) ? 0 : V(Q_delay, GND) ) )

* Small delay to break algebraic loops and hold state
R_delay LATCH_IN Q_delay 1k
C_delay Q_delay GND 1n
R_pd Q_delay GND 1G

* Output Stage
B2 OUT_INT GND V= V(Q_delay, GND)>0.5 ? V(VCC, GND) : 0.1
R_OUT OUT_INT OUT 10

* Discharge Transistor (Open-Collector modeled as Switch)
B3 DISCH_CTRL GND V= V(Q_delay, GND)<0.5 ? 1 : 0
R_DC DISCH_CTRL GND 1G
S1 DISCH GND DISCH_CTRL GND S_DISCH
.model S_DISCH SW(Vt=0.5 Ron=10 Roff=100Meg)
.ends

.op
.tran 1m 2s
.print tran V(IN) V(OUT) V(TRIG) V(DISCH_THRES) V(CTRL) V(NODE_LED) V(S_CTRL) V(VCC)
.end

Resultados de Simulación (Transitorio)

Resultados de Simulación (Transitorio)
Análisis: The simulation shows the trigger signal dropping low at t=100ms, which causes the output to go high (~4.9V) and the LED node voltage to rise (~1.65V). The discharge threshold voltage then charges up to ~2.74V (which is slightly below 2/3 VCC, but the output drops back low at ~895ms). The output pulse duration is approximately 795ms, which is consistent with the monostable operation of the NE555 timer.
Show raw data table (2054 rows) 
Index   time            v(in)           v(out)          v(trig)         v(disch_thres)  v(ctrl)         v(node_led)     v(s_ctrl)       v(vcc)
0	0.000000e+00	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
1	1.000000e-05	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
2	2.000000e-05	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
3	4.000000e-05	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
4	8.000000e-05	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
5	1.600000e-04	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
6	3.200000e-04	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
7	6.400000e-04	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
8	1.280000e-03	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
9	2.280000e-03	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
10	3.280000e-03	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
11	4.280000e-03	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
12	5.280000e-03	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
13	6.280000e-03	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
14	7.280000e-03	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
15	8.280000e-03	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
16	9.280000e-03	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
17	1.028000e-02	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
18	1.128000e-02	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
19	1.228000e-02	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
20	1.328000e-02	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
21	1.428000e-02	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
22	1.528000e-02	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
23	1.628000e-02	4.999450e+00	1.000000e-01	4.999450e+00	4.995005e-03	3.333333e+00	1.000000e-01	0.000000e+00	5.000000e+00
... (2030 more rows) ...

Errores comunes y cómo evitarlos

  • Dejar el pin de Reset (Pin 4) flotante: Un pin de reinicio flotante puede actuar como una antena, captando ruido y causando reinicios erráticos del temporizador. Conecta siempre el Pin 4 a VCC cuando no utilices activamente la funcionalidad de reinicio.
  • Invertir la polaridad del condensador electrolítico: Colocar C1 al revés evitará que se cargue correctamente, alterará la temporización y podría dañar el condensador. Asegúrate siempre de que la franja negativa esté conectada a 0 (GND).
  • Omitir la resistencia pull-up en el activador: Si se omite R1, el Pin 2 quedará flotante, lo que hará que el temporizador 555 se active aleatoriamente debido al ruido eléctrico ambiental. Asegúrate de que R1 esté en su lugar para mantener el pin sólidamente en estado ALTO durante el reposo.

Solución de problemas

  • Síntoma: El LED permanece ENCENDIDO indefinidamente.
    • Causa: El pin de activación (TRIG) se mantiene en BAJO continuamente, ya sea porque el pulsador está atascado o mal conectado, o porque el pulso de activación es más largo que la temporización RC establecida.
    • Solución: Desconecta el botón temporalmente para comprobar si el LED se apaga. Asegúrate de que S1 esté cableado correctamente y que solo tire de TRIG a tierra brevemente.
  • Síntoma: El LED nunca se enciende al presionar el botón.
    • Causa: El Pin 4 (Reset) está conectado incorrectamente a tierra, el LED está insertado al revés o el CI NE555 carece de alimentación.
    • Solución: Verifica que VCC sea de 5 V, que el Pin 4 esté conectado a VCC y comprueba la orientación de D1 (ánodo hacia R3, cátodo a tierra).
  • Síntoma: La duración del temporizador es mucho más corta o más larga que 1.1 segundos.
    • Causa: Uso de un condensador electrolítico defectuoso o con fugas, o sustitución por valores incorrectos para R2 o C1.
    • Solución: Comprueba los códigos de los componentes. Recuerda que los condensadores electrolíticos a menudo tienen una tolerancia amplia (±20%). Mide R2 con un multímetro para confirmar que es de 10 kΩ.
  • Síntoma: El circuito se reactiva continuamente por sí solo.
    • Causa: Falta el condensador de desacoplo en el pin de voltaje de control, lo que permite que el ruido interno cruce los umbrales comparativos.
    • Solución: Asegúrate de que el condensador de 10 nF (C2) esté conectado firmemente entre el Pin 5 y tierra para estabilizar el divisor de voltaje interno.

Posibles mejoras y extensiones

  • Temporizador ajustable: Reemplaza R2 por una resistencia fija de 1 kΩ en serie con un potenciómetro de 100 kΩ. Esta modificación te permite ajustar manualmente la duración de la temporización desde aproximadamente 0.1 segundos hasta 11 segundos.
  • Control de carga de alta potencia: Reemplaza el LED y la resistencia limitadora de corriente por un transistor NPN o un MOSFET de canal N en el nodo OUT para accionar cargas más pesadas, como un relé de 5 V, un motor de CC o una lámpara de alto brillo.

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Quiz rápido

Pregunta 1: ¿Cuál es el objetivo principal del circuito descrito en el artículo?




Pregunta 2: ¿Qué circuito integrado se utiliza como temporizador principal en este proyecto?




Pregunta 3: ¿Qué componentes determinan el tiempo específico que el LED permanece encendido?




Pregunta 4: ¿Cuál es el estado del LED cuando el circuito se encuentra en su estado de reposo?




Pregunta 5: ¿Cómo se activa el circuito para encender el LED?




Pregunta 6: ¿Qué sucede con la salida del circuito al presionar el botón de activación (trigger)?




Pregunta 7: ¿Cuál de las siguientes es una aplicación en el mundo real para este circuito?




Pregunta 8: ¿En qué tipo de iluminación doméstica es útil este circuito temporizador?




Pregunta 9: ¿Qué tipo de señal proporciona este circuito para activadores de alarmas o lógica de control de motores?




Pregunta 10: ¿Qué significa que el multivibrador sea 'monostable'?




Carlos Núñez Zorrilla
Carlos Núñez Zorrilla
Electronics & Computer Engineer

Ingeniero Superior en Electrónica de Telecomunicaciones e Ingeniero en Informática (titulaciones oficiales en España).

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