PR4_HRRS_6IM2

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos 
(CECyT) No. 3 
“Estanislao Ramírez Ruíz” 
 
Materia: Control Electrónico de Máquinas 
Eléctricas de C.C. y C.A. 
Profesor: Loera Cervantes Luis Armando. 
 
Práctica 4: “Arranque en secuencia de 
motores de C.D. y C.A.”. 
 
Integrantes del equipo: 
 Herrera Rangel Héctor Francisco. 
 Romo Molina Mauricio. 
 Rosales Vargas Ricardo Nacxit. 
 Soto Morales José Alejandro. 
Grupo: 6IM2. 
 
 
Índice. 
 Objetivo. 3 
 Introducción. 3 
 Procedimiento analítico (teoría). 3 
o C.I. 555 y sus pines. 3 
o Monoestable. 5 
o Capacitor. 6 
o Carga y descarga. 7 
o Valores mínimos y máximos de R y C para 555. 8 
o Módulos de relevadores. 9 
 Procedimiento práctico. 10 
o Procedimiento 4. 10 
 Cuestionario. 13 
 Conclusiones. 15 
 Anexo (evidencias fotográficas). 16 
 Bibliografía. 18
 
 
 
 
 
 
 3 
Objetivo. 
Aprenderemos a realizar el circuito electrónico para conseguir retardos de tiempo 
en un circuito de control electrónico a fin de lograr secuencias predefinidas y 
aplicarlas en sistemas de producción en serie y funciones automatizadas. 
Introducción. 
La activación retardada o también llamada “delay” de dispositivos constituye una de 
las partes primordiales de la automatización de procesos de control y 
automatización. Un proceso automático se caracteriza por la activación de procesos 
de control y automatización de procesos de control. Por esto se hace necesario el 
uso de dispositivos como lo son los temporizadores. Estos se estudiaron en control 
electromagnético durante el semestre pasado y son de dos tipos “Off-Delay” que es 
con retardo a la desconexión y el “On-Delay” con retardo a la conexión. 
El uso de estos componentes consigue grandes beneficios a la hora de automatizar 
procesos y lograr secuencias programadas para controles automáticos y 
semiautomáticos, no importando si se encuentran en un contexto industrial, robótica 
o mini robótica. El uso de “timers” van de la mano con sistemas de producción en 
serie, en donde una labor se realiza continuamente con intervalos de tiempo precios 
y en donde la falta de sincronía puede resultar de forma fatal. 
Dentro de los sistemas de control electrónico es mucho más común la utilización de 
timers con retardo a la conexión o séase, temporizadores de forma “On-Delay”. 
Por todas estas situaciones resulta conveniente el aprender y realizar de manera 
electrónica delays de tiempo para utilizarlo en un circuito de arranque en secuencia. 
Procedimiento analítico (teoría). 
C.I. 555 y sus pines. 
Existe una diversidad en el tipo de matrículas de estos ya que los fabricantes 
añaden prefijos para identificar su 555, por ejemplo, LM555, NE555, A555 y otros, 
sin embargo, existen otra variable aún más importante en la matrícula de esta 
dependerá la tecnología con la que se encuentre construido. Una de las más 
conocidas es la CMOS donde podemos encontrar este circuito como TL75555 o 
TLC7555. 
A pesar de ser producido por diversos fabricantes todos mantienen el mismo diseño 
básico. Se encuentra construido internamente por elementos analógicos y digitales 
que le permite generar retardos, oscilar a una frecuencia específica o funcionar 
como Flip Flop. En este se tiene 2 comparadores, configurados por 3 resistencias 
internas del mismo valor. Un flip flop RS, al cual tenemos conectado un transistor y 
un buffer de salida, para aumentar la corriente de salida. 
 
 4 
 
 
1. GND: Este pin se utiliza para proporcionar voltaje de referencia o tierra. 
2. TRIG: Se utiliza para activar el temporizador. Los voltajes de funcionamiento 
van desde 4.5V a 15V. Cuando los voltajes de funcionamiento exceden los 5 
V, el temporizador se dispara generando una salida. 
3. Out: A través de este pin, la salida del temporizador va al circuito externo. La 
salida dependerá del propósito utilizando. En el caso de PWM, se tendrá un 
nivel alto y en algún momento otro nivel bajo. 
 
 5 
4. RESET: Este pin nos sirve para restablecer el temporizador, esto se logra 
enviando un pulso momentáneo de un nivel bajos de tensión es decir 0, para 
después volver a uno alto, así el temporizador 555 se ‘restablecerá’. 
5. CTRL: El pin nos da acceso al divisor de voltaje interno del chip de silicio. 
Donde podremos dividir los voltajes de acuerdo con nuestros requisitos de 
salida. 
6. THR: Para los voltajes de suministro, el 555 ha mantenido un valor de 
referencia para ellos. Por ejemplo, cuando los voltajes de suministro exceden 
los 5 voltios, este pin se activa y el temporizador 555 comienza a generar 
salida o envía datos a sus pines de salida. 
7. DIS: Es el pin de descarga del temporizador y se usa para descargar los 
condensadores entre intervalos. Es de gran utilidad para pulsos de PWM a 
través del temporizador. 
8. VCC: El positivo de fuente debe conectarse a este pin, el funcionamiento del 
circuito integrado se dará cuando la tensión sea de 5 volts. 
Monoestable. 
Este es un ejemplo de un circuito monoestable, donde utilizamos dos resistencias 
de entre 1k a 10k, capacitor electrolítico o cerámico de máximo 100mf, el circuito 
LM555 y un led para comprobar las señales de salida de nuestro circuito. 
En este circuito, cuando presionamos el 
pulsador, la señal de salida por el pin 3 tiene una 
duración de 3 segundos. 
 En este circuito, cuando no tenemos ninguna 
señal activa, hacemos que la Q negada del 
FLIPFLOP dentro del 555 tenga un 1 lógico, lo 
que causa que el transistor del integrado 555 
deje pasar la corriente pase por el transistor, por 
lo tanto, el capacitor no está cargado. 
La señal de la terminal 7 recibe un uno debido a que una de las salidas del 
FLIPFLOP es opuesta otra de las salidas 
denominada Q, por lo que el pin 7 recibe la 
señal de la salida Q negada. 
Cuando presionamos el pulsador hacemos 
que el comparador 2 cambie de estado ya que 
el voltaje que recibía anteriormente en la 
entrada - eran 2/3 partes de la alimentación, 
mayor que la otra entrada + que era 1/3, ahora 
la entrada - recibe 0 volts por el interruptor que 
 
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da paso a GND. Esto igual causa que la corriente ya pueda pasar por el capacitor y 
almacena la energía. 
Como solo pulsamos el botón y no mantenemos presionado, la señal eventualmente 
regresara a la normalidad causando de igual manera la descarga inmediata del 
capacitor debido a que hace un corto circuito entre el VCC y la señal 1 del 555, 
cuando el pulso de salida se está ejecutando, podemos conectar el pin de RESET 
a negativo para reiniciar el proceso. Para lograr que nuestros pulsos sean largos 
necesitamos resistencias de altos valores y de buena calidad, además de 
capacitores electrolíticos en lugar de cerámicos. 
Capacitor. 
Un capacitor o condensador eléctrico es un componente de tipo pasivo 
que es capaz de almacenar energía en forma de un campo eléctrico. 
Este dispositivo se forma por un par de superficies conductoras, 
generalmente láminas o placas, que están separadas por un dieléctrico o 
por el vacío. 
Cuando las placas antes mencionadas son sometidas a un voltaje se cargan 
eléctricamente (una adquiere carga positiva y otra negativa), y al estar separadas 
por un material aislante, se crea un campo eléctrico. 
La carga eléctrica se representa por q, y es directamente proporcionala la tensión 
que se alimenta a las placas por la capacitancia del condensador. 
𝑞 = 𝐶𝑉 
La capacitancia es la relación entre la carga eléctrica y el voltaje entre las placas; 
esta depende del tamaño del capacitor y la permisividad del dieléctrico. 
Tipos: 
Electrolíticos. 
Se componen de dos tiras enrolladas de papel de aluminio con 
una tira de papel absorbente entre ellas que se empapa en una 
solución de electrolito, todo esto se sella en una lata. Están 
polarizados, cubren el rango de capacitancia de 0.1μF a 
500,000μF, os voltajes de trabajo varían de 10V a 100V, tienen 
altas tasas de fuga, por lo que tienden a perder mucha corriente 
continua, lo que los hace malos en aplicaciones de acoplamiento de CA de alta 
frecuencia, también tienen un amplio rango de tolerancia, usualmente ± 20% o más. 
 
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De Tantalio 
Los condensadores de tantalio son condensadores que están hechos de 
pentóxido de tántalo. Son condensadores electrolíticos, lo que significa 
que están polarizados, son pequeños, livianos y estables, tienen menores 
tasas de fuga y menos inductancia entre los cables a comparación de los 
electrolíticos. Sin embargo, tienen un almacenamiento de capacitancia 
máximo más bajo y un voltaje de trabajo máximo más bajo. También son 
más propensos a sufrir daños por los altos picos de corriente. 
Cerámicos 
Los condensadores de cerámica tienen valores de capacitancia altos para 
su tamaño. No tienen polaridad, se fabrican en el rango de 1pF hasta varios 
microfaradios, se fabrican con una amplia gama de voltajes de trabajo y 
valores de tolerancia, una ventaja principal de los condensadores cerámicos 
es que tienen baja inductancia y, por lo tanto, son muy adecuados para 
aplicaciones de frecuencia más alta. 
De mica de plata 
Son muy estables con respecto al tiempo, son ventajosos porque 
tienen tolerancias del 1 por ciento o menos, también tienen un buen 
coeficiente de temperatura y resistencia excelente. Sin embargo, no 
tienen altos valores de capacitancia y pueden ser costosos. 
Carga y descarga. 
El modelaje de un circuito de carga y descarga de un capacitor está conformado por 
dos elementos, un capacitor obviamente y una resistencia. 
Carga. 
En un circuito RC, conectado a una batería, a medida que pasa el tiempo, se 
observa un aumento en la tensión del capacitor, mientras que la tensión en la 
resistencia disminuye. Esto es así porque el capacitor se va cargando y, una vez 
que llega a su carga máxima, el circuito queda abierto. 
Sabemos, según las leyes de Kirchhoff que: 
𝑉𝑂 = 𝑉𝑅 + 𝑉𝐶 
Donde VO es el voltaje de la batería, VR es la tensión en la resistencia y VC es la 
tensión en el capacitor. 
Descarga 
En un circuito RC con un capacitor cargado, se produce la descarga del mismo a 
través de la resistencia. La tensión en el capacitor va disminuyendo en el tiempo 
hasta hacerse cero, al igual que la tensión en la resistencia. 
 
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Según las leyes de Kirchhoff: 
𝑉𝑅 = 𝑉𝐶 
Valores mínimos y máximos de R y C para 555. 
Astable. 
 
Alimentación 5 Vcc 10 Vcc 15 Vcc 
Valor máximo Ra + Rb 3.4 MΩ 6.2 MΩ 10 MΩ 
Valor mínimo Ra 5 kΩ 5 kΩ 5 kΩ 
Valor mínimo Rb 3 kΩ 3 kΩ 3 kΩ 
Monoestable. 
 
Alimentación 5 Vcc 10 Vcc 15 Vcc 
Valor máximo Ra 1 MΩ 1 MΩ 1 MΩ 
Valor máximo C 1000 μF 1000 μF 1000 μF 
Estos valores máximos y mínimos que podemos encontrar en el datasheet están 
dados en base a los valores e tensión mínima y máxima, así como de corriente 
mínima y máxima que se suministran a los pines del circuito integrado. Otro factor 
importante a considerar es la tolerancia de los componentes, ya que esto tendrá 
 
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efecto en la precisión con la que se configura el tiempo del timer. Módulos de 
relevadores. 
Módulos de relevadores. 
Este módulo tiene como función remplazar los sistemas electrónicos usualmente 
utilizados, a diferencia de otros circuitos este podemos observar cómo se sustituye 
un transistor por un opto acoplador los cuales son sistemas muy similares sin 
embargo estos necesitan de una luz que satura al opto electrónico la cual se genera 
dentro del mismo empaquetado. 
La construcción de este módulo genera una gran ventaja sin embargo hay 
limitaciones ya que estos módulos trabajan con lógica inversa, lo cual es un 
problema ya que este necesita 0v en la terminal IN para que se active el circuito si 
se tienen 5v este se encontrara en su estado de reposo. 
 
Soluciones: 
A. Inversión de los contactos del mini relé. 
Utilización del contacto abierto como cerrado, aunque si se logra invertir la lógica en 
las salidas del mini relevador este trabaja todo el tiempo lo que implica un mayor 
desgaste además de un desaprovechamiento energético. 
El mayor inconveniente al usar este método es el peligro que se corre al encontrarse 
des energizado el módulo ya que las cargas comenzaran su funcionamiento 
automáticamente ya que el contacto y el común en el estado de reposo se 
encuentran en contacto. 
B. Utilización de inversor. 
Consiste en la conexión de un inversor lógico a la entrada del pin IN, que si nosotros 
enviamos desde nuestro circuito de control 5v a la entrada del inversor en su salida 
obtendremos 0v logrando activar el módulo ya que ahora estamos trabajando con 
lógica negativa. 
 
 
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Procedimiento práctico. 
PROCEDIMIENTO PRÁCTICO 4: “ARRANQUE EN SECUENCIA DE 2 MOTORES 
DE C.D.”. 
Realiza la conexión del siguiente diagrama. 
 
Ajusta el valor del potenciómetro para lograr un retar en la salida del temporizada 
de 10 segundos. 
Esto se logra a partir de los cálculos de la fórmula dada con anterioridad, además 
de ayudarnos con el óhmetro para ajustar correctamente nuestro potenciómetro. 
 
 
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Posterior a ello realiza el cálculo para obtener la resistencia y el capacitor necesario 
para 4 minutos y 25 segundos. 
 
Este resultado lo obtenemos teniendo en cuenta la tabla de valores comerciales de 
los capacitores y usando el mismo potenciómetro de 500 k. 
Determina una aplicación para éste circuito. ¿Este circuito te puede servir para tu 
prototipo final de 6° semestre?, ¿Cómo lo aplicarías? 
Tiene un vasto campo de aplicación en sistemas de automatización con producción 
en serie, nosotros al tener un equipo diferente tanto en control electrónico de 
máquinas como en robótica, tenemos 3 prototipos diferentes, siendo dos de estos 
brazos robóticos y un tercero que es un sistema automatizado de cortinas, donde 
creemos que se podría aplicar de la siguiente manera, el primer motor que controle 
el movimiento de la cortina ligera y el segundo motor se active después de cierto 
tiempo para mover la cortina gruesa. 
Como anotaciones dentro de este procedimiento práctico, será la más importante el 
aclarar que solo se está entregando el procedimiento 4, debido a la entrega de 
papeles en presencial para el examen de admisión a nivel superior. 
Dentro del procedimiento 4 hacemos uso de un transistor y un mini relevador gracias 
a su fácil manejo y que no se necesita de cálculos como etapa de potencia, sin 
embargo, la etapa de potencia se podrá realizar con cualquier tipo de las que se vio 
durante la práctica 1. 
En dado caso de que no se cuente con el potenciómetro del valor especificado, se 
puede realizar un arreglo con una resistencia fija conectada en serie con el 
potenciómetro, con la consecuencia que solo no sepodrá variar el tiempo con 
normalidad si no que dependerá de la relación que se tenga entre el potenciómetro 
y la resistencia fija, siendo que si se tiene un potenciómetro de 10k y una 
resistencia fija de 10k, solo se podrá variar la mitad del tiempo que tendríamos en 
total. 
A su vez, llegará a pasar que se necesite cierto tiempo y que los componentes que 
tenemos (potenciómetro y capacitor), no nos otorgue el tiempo requerido, por lo que 
 
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se pasa a lo siguiente. Nuestro potenciómetro por si solo ya es variable y se puede 
modificar a nuestro gusto y conveniencia, el que no podemos variar con facilidad es 
el capacitor por lo que se puede hacer un arreglo con un interruptor o interruptores, 
dependiendo del número de capacitores que se necesite poner y los rangos que se 
necesiten de tiempo. El más sencillo es con un interruptor de dos polos y un tiro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Cuestionario. 
1. ¿Cuál es el funcionamiento de un circuito de arranque en secuencia? 
Un circuito de arranque en secuencia de motores nos permite dar orden a diferentes 
motores, controlan o ajustando el tiempo en el que se enciendan después de iniciar 
un proceso o mandar una señal. 
Al energizar el circuito, ya sea de forma directa, con un botón pulsador o algún tipo 
de señal, iniciará nuestra primera parte del circuito (arranque y paro de un motor) a 
su vez esta señal llegará a la segunda parte del circuito que es el “timer” (donde se 
incluye el C. I. 555) este empezará a contar el tiempo que nosotros hayamos 
seleccionado con nuestro potenciómetro y el capacitor, para que al pasar este 
tiempo se pase la señal al XOR y se pase a la fase de potencia para que el motor 
así arranque. 
El botón de paro será general y cuando se apriete generará un reseteo más que un 
paro, ya que logrará que la segunda parte del circuito el “timer” se reinicie. 
2. ¿Por qué es tan utilizado el 555 en sistemas que requieren retrasos de 
tiempo? 
El C.I. 555, es un componente que nos ofrece una alta estabilidad, esto nos 
generará que podamos realizar delays mucho más exactos en o para configurarlo 
para generar oscilaciones. Además de que cuenta con una terminal de reset, que 
resulta favorable en los delays y cuando se aplique el tiempo se reinicie. 
3. ¿Cómo cambiamos el rango de operación de un timer TON construido con 
un 555? 
El rango de operación como anteriormente se ha dicho depende de los valores del 
potenciómetro y del capacitor que se esté empleando, por lo que al cambiar 
cualquiera de estos dos valores provocaría que se cambie el rango de operación, 
siendo que el valor del potenciómetro ya lo podemos cambiar por sí mismo, lo que 
se puede realizar es el arreglo de interruptores con capacitores mencionado en el 
procedimiento práctico, para así poder seleccionar tanto la resistencia como la 
capacitancia. 
4. ¿El circuito de arranque en secuencia puede ser ampliado a más de dos 
motores? Describe brevemente como lo lograrías. 
Se puede lograr y para esto hay dos formas de poder lograrlo, esto dependerá del 
tiempo que se necesita la secuencia del otro motor, si se necesita encender al 
mismo tiempo del que ya está, simplemente se pone en paralelo al motor, cuidando 
siempre de la corriente. 
Por otro lado, si se necesita un nuevo tiempo o que encienda mucho después o 
antes, se realizaría toda la segunda parte del circuito, que es donde se encuentra el 
C. I. 555, la compuerta XOR y su respectiva etapa de potencia, siguiendo tomando 
 
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las mismas señales de entrada que el primero y configurándolo con el tiempo que 
sea necesario. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Conclusiones. 
 El valor del capacitor definirá el rango de los tiempos en los que se 
puede configurar el timer, y el potenciómetro, según su posición, 
determinará el tiempo (dentro del rango antes mencionado) con el que 
trabajará nuestro temporizador. 
 Nuestro C. I. 555, en esa configuración y conectado de esa forma 
equivale totalmente a lo que en control electromagnético se conoce 
como un timer On-Delay, el cual funciona con retardo a la conexión. 
 El funcionamiento de este circuito tiene gran aplicación en los procesos 
de automatización de producción en serie, en un contexto industrial o 
robótica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Anexo. 
Procedimiento 4: “Arranque en secuencia de 2 motores de C.D.”. 
 
 
 
 
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Bibliografía. 
1. Loera Cervantes, L. A. (2007). Prácticas para la asignatura de: 
"Control electrónico de Máquinas Eléctricas de C.D. y C.A.". Edo. De 
México.