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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE FILOSOFÍA LETRAS Y CIENCIAS DE LA EDUCACION.

ESCUELA DE CIENCIAS EXACTAS CARRERA: INFORMÁTICA. ASIGNATURA: SISTEMAS DIGITALES. DOCENTE: JUAN CARLOS ROJAS TEMA: IMPLEMENTACION DE CIRCUITOS DIGITALES PARA LA EDUCACION.

INTEGRANTES:  BONIFAS ESTEFANIA  RIVAS DANIELA

Semestre MARZO - AGOSTO 2013

INTRODUCCION: Dentro de la educación se debe tomar en cuenta los circuitos digitales, cabe destacar que en la actualidad la tecnología es de suma importancia para la educación, Por lo tanto es indispensable fomentar la creatividad mediante el desarrollo de pequeños proyectos innovadores mediantes los cuales el estudiante pueda estar relacionado con la elaboración de estos circuitos. Es por eso que hemos decidido construir una alarma, en la cual despierte el interés al estudiante, y con ello motivar a la puntualidad que puede adquirir con el uso de esta. Para destacar el proyecto, simplemente debemos conectar la batería y la alarma sonara debido al contacto con la luz solar y al ocultar de la luz solar perderá su sonido. OBJETIVO GENERAL. Lograr que los estudiantes aprendan todo lo relacionado con circuitos manipulación con diversos componentes que intervienen en estos.

mediante la

OBJETIVO ESPECIFICO.  

Mostrar el funcionamiento de la alarma a los estudiantes para una mejor comprensión de su elaboración. Mostrar los componentes que intervienen en el circuito.

MARCO TEORICO: Componentes a Utilizar:          

Protoboard 1 parlante 1 foto celda 1 circuito integrado 555 1 transistor NPN 2N3904 1 conector para batería de 9 voltios 1 condensador de 0.1uF (104) 1 resistencia de 2.2K 1/4W 1 resistencia de 220 ohmios 1/4W 1 resistencia de 10 ohmios 1/2 W

Protoboard. Es un dispositivo muy utilizado para probar circuitos electrónicos. Tiene la ventaja de que permite armar con facilidad un circuito, sin la necesidad de realizar soldaduras. Los únicos elementos que no se pueden conectar a la protoboard son elementos que tienen terminales muy gruesos. Estos elementos se conectan normalmente sin problemas en forma externa con ayuda de cables o “lagartos”. Estructura del protoboard: Básicamente un protoboard se divide en tres regiones:

A) Canal central: Es la región localizada en el medio del protoboard, se utiliza para colocar los

circuitos

integrados.

B) Buses: Los buses se localizan en ambos extremos del protoboard, se representan por las líneas rojas (buses positivos o de voltaje) y azules (buses negativos o de tierra) y conducen de acuerdo a estas, no existe conexión física entre ellas. La fuente de poder generalmente se conecta aquí.

C) Pistas: La pistas se localizan en la parte central del protoboard, se representan y conducen según las líneas rosas.

Recomendaciones al utilizar el protoboard: A continuación veremos una serie de consejos útiles pero no esenciales.

Recomendaciones al utilizar el protoboard: A continuación veremos una serie de consejos útiles pero no esenciales.

1.- Hacer las siguientes conexiones:



Esta conexión nos sirve para que ambos pares de buses conduzcan corriente al agregarles una fuente de poder, así es más fácil manipular los circuitos integrados.



Algunos protoboards tienen separada la parte media de los buses, es por eso que se realiza esta conexión para darle continuidad a la corriente.

2.- Coloca los circuitos integrados en una sola dirección, de derecha a izquierda o viceversa.

3.- Evita el cableado aéreo (A), resulta confuso en circuitos complejos. Un cableado ordenado (B) mejora la comprensión y portabilidad.

Parlante. Convierten las ondas eléctricas en energía mecánica y esta se convierte

en

energía

acústica.

Más

técnicamente,

es

un transductor electro acústico que convierte una señal eléctrica

en

sonido.

El parlante se mueve de acuerdo a las variaciones de una señal eléctrica y causa ondas de sonido que se propagan por un medio, como el aire o el agua. Foto celda. Es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Puede también ser llamado fotorresistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz.Su cuerpo está formado por una célula o celda y dos patillas. Características:  Su funcionamiento se basa en el efecto fotoeléctrico.  Un foto resistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia como el sulfuro de cadmio.  Si la luz que incide en el dispositivo es de alta frecuencia, los fotones son absorbidos por las elasticidades del semiconductor dando a los electrones la suficiente energía para saltar la banda de conducción.  El electrón libre que resulta, y su hueco asociado, conducen la electricidad, de tal modo que disminuye la resistencia.  Los valores típicos varían entre 1 MΩ, o más, en la oscuridad y 100 Ω con luz brillante.

La variación del valor de la resistencia tiene cierto retardo, diferente si se pasa de oscuro a iluminado o de iluminado a oscuro. Esto limita a no usar los LDR en aplicaciones en las

que la señal luminosa varía con rapidez. El tiempo de respuesta típico de un LDR está en el orden de una décima de segundo. Esta lentitud da ventaja en algunas aplicaciones, ya que se filtran variaciones rápidas de iluminación que podrían hacer inestable un sensor (ej. tubo fluorescente alimentado por corriente alterna). En otras aplicaciones (saber si es de día o es de noche) la lentitud de la detección no es importante. Se fabrican en diversos tipos y pueden encontrarse en muchos artículos de consumo, como por ejemplo en cámaras, medidores de luz, relojes con radio, alarmas de seguridad o sistemas de encendido y apagado del alumbrado de calles. Circuito integrado 555. Los circuitos integrados o chips son dispositivos que contienen una gran cantidad de componentes electrónicos (diodos, transistores, resistencias, etc.) de muy pequeño tamaños y conectados entre sí. De esta forma se ahorra espacio y se reduce la posibilidad de error en las conexiones.

Los circuitos integrados más populares, aparte de los microprocesadores de los ordenadores, son los llamados 555, que se usan como Temporizadores para regular luces intermitentes, etc. Cada circuito integrado tiene su simbología. Por lo general se representan mediante una simple caja con el número de terminales que tengan; dentro de la caja se escribe alguna indicación sobre el tipo de circuito del que se trata. El 555 es un integrado muy útil, pudiendo ser configurado en varias modalidades. Una de estas modalidades es la del multivibrador estable, para lo cual el circuito oscila a una frecuencia y ciclo de trabajo configurables mediante resistencias y condensadores externos.



GND (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra.



Disparo (normalmente la 2): Es en esta patilla, donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez.



Salida (normalmente la 3): Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador, ya sea que esté conectado como monoestable, estable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje de alimentación (Vic) menos 1.7 Voltios. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla de reste (normalmente la 4).



Reste (normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida a nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vic para evitar que el 555 se "resetee".



Control de voltaje (normalmente la 5): Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vic (en la práctica como Vic -1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios). Así es posible modificar los tiempos en que la salida es multivibrador estable y como multivibrador monoestable. Puede también configurarse para por ejemplo generar formas de onda tipo Rampa.

Utilización: Este circuito es un "Temer de precisión", en sus orígenes se presentó como un circuito de retardos de precisión, pero pronto se le encontraron otra aplicaciones tales como osciladores estables, generadores de rampas, temporizadores secuenciales, etc., consiguiéndose unas

temporizaciones muy estables frente a variaciones de tensión de alimentación y de temperatura. Sus características más destacables son: Temporización desde microsegundos hasta horas. Modos de funcionamiento: 

Monoestable.



Estable.

Aplicaciones:  Temporizador.  Oscilador.  Divisor de frecuencia.  Modulador de frecuencia.  Generador de señales triangulares. Transistor NPN 2N3904. Es uno de los más comunes Transistores NPN generalmente usado para amplificación. El transistor es

un dispositivo

electrónico semiconductor que

cumple

funciones

de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. Los transistores son semiconductores que constan de 3 terminales: emisor, colector y base. Aquí tienes imágenes de transistores.

En una de ellas, puedes ver a qué patilla corresponde cada terminal. Hay diferentes tipos de transistores, pero en este curso sólo estudiaremos los bipolares. Dentro de ellos, según como

sea la conexión de sus componentes, hay dos tipos, los NPN y los PNP. Se simbolizan de la siguiente manera:

NPN 

PNP

Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada, comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona como emisor de portadores de carga.



Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor del colector.



Colector, de extensión mucho mayor.

CARACTERISTICAS: 

El funcionamiento del transistor depende de la cantidad de corriente que pase por su base.



El transistor trabaja en conmutación cuando puede pasar de corte a saturación según la cantidad de corriente que reciba por su base.



Cuando el transistor se comporta como un amplificador y conduce parcialmente decimos que trabaja en la zona activa.

Conector para batería de 9 voltios.- Sirve para trasportar la energía al circuito.

Batería. Son un tipo de generadores que se utilizan como fuentes de electricidad. Las baterías, por medio de una reacción química producen, en su terminal negativo, una gran cantidad de electrones (que tienen carga negativa) y en su terminal positivo se produce una gran ausencia de electrones (lo que causa que este terminal sea de carga positiva).

Ahora si esta batería alimenta un circuito cualquiera, hará que por éste circule una corriente de electrones que saldrán del terminal negativo de la batería, (debido a que éstos se repelen entre si y repelen también a los electrones libres que hay en el conductor de cobre), y se dirijan al terminal positivo donde hay un carencia de electrones, pasando a través del circuito al que está conectado. De esta manera se produce la corriente eléctrica.

Condensador de 0.1uF. Este es un capacitor muy común de 0.1uF. Utilizado en todo tipo de aplicaciones para desacoplar

circuitos

integrados

de

sus

fuentes

de

alimentación.

Su espaciamiento estándar de 0.1" los convierte en candidatos perfectos para realizar prototipos en protoboard o tarjetas perforadas. Su especificación es de 50V.

Funcionamiento: La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio, estas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio. El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula:

En donde: : Capacitancia : Carga eléctrica almacenada en la placa 1. : Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2. Nótese que en la definición de capacidad es indiferente que se considere la carga de la placa positiva o la de la negativa, ya que

Aunque por convenio se suele considerar la carga de la placa positiva.

Resistencias. Medida de su oposición al paso de la corriente.

Símbolo:

Código de colores:

El código de colores sirve para designar los ohmios que tiene cada resistencia. Cada

banda

tiene

un

número

y

un

color

en

total

hay

cuatro

bandas.

La 1º y 2º bandas designan con sus colores las dos primeras cifras de su valor. La

3º

equivale

al

número

de

ceros

que

tiene

la

cifra.

El 4º designa la tolerancia en % de la desviación del valor real sobre el teórico. Tolerancia: la tolerancia de una resistencia es un dato que nos dice que tanto (en porcentaje) puede variar el valor de la resistencia (hacia arriba o hacia abajo) de su valor indicado.

Circuito Esquemático. Este circuito activa un sonido cuando la luz recae sobre la foto celda.

Circuito Pictórico.

Explicación: La alarma despertadora genera un sonido audible solo cuando la luz incide su fotocelda. En la obscuridad permanece silencioso. La intensidad del sonido, también depende de la intensidad de la luz incidente en la fotocelda. Por lo tanto, puede producir efectos sonoros interesantes, sombreando la fotocelda con su mano.

Para operar el despertador, conecte la batería. El circuito de este dispositivo consiste del temporalizador 555 como un reloj. Genera un señal de audio, teniendo una frecuencia dependiendo de la intensidad de luz incidente en al fotocelda. Al señal de audio, es generada por el 555, y es amplificada por el transistor Q1, y luego reproducida por el parlante (timbre).

CONCLUSIÓN: En conclusión el proyecto nos ayudara a fomentar la creatividad en los estudiantes mediante el desarrollo de pequeños proyectos, así como la elaboración de una alarma en la cual cause interés en los estudiantes es por eso que al mostrar el circuito deberemos ir mostrando la funcionalidad que tiene cada uno de los componentes para que la alarma funcione. La alarma nos sirve para varias funcionalidades como dispositivo de alertar al captar luz del lugar donde se encuentra como por ejemplo una luz de una ventana entre otros. BIBLIOGRAFIA. Laboratorio de ciencia electrónica de CEKIT, Mister electrónica. NETGRAFIA. http://alarmadespertadora10.blogspot.com/ http://www.youtube.com/watch?v=PlIrujtgfnM.