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Universidad Nacional Abierta y a Distancia - UNAD Junio 2013 ÍNDICE INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 2 OBJETIVOS ................................................................................................................................. 3 CONTENIDO ................................................................................................................................ 4 CONCLUSIONES...................................................................................................................... 15 BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................................... 16

INTRODUCCIÓN

Complementando el estudio del curso Sistemas Digitales Básicos, y con la capacidad de describir como estudiantes de manera suficiente las nociones, los conceptos y los procedimientos necesarios para el análisis y diseño de circuitos digitales, en el siguiente trabajo se podrá evidenciar el diseño de un circuito lógico basado en ideas renovadas y actualizadas de los integrantes que lo conforman, solucionando dos problemas en los cuales se propone un diseño e implementación de los circuitos digitales por medio de tablas de verdad, circuitos lógicos y diagramas de conexión demostrando el funcionamiento de los mismos.

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OBJETIVOS

     

Elaborar el diseño de circuitos lógicos mediante problemas planteados, indicando su tabla de verdad, su simplificación, su circuito lógico, su diagramada de conexión y demostrar su funcionamiento. Diseñar en grupo ideas renovadas, actualizadas y que busquen senderos válidos a la hora de tomar decisiones referentes al diseño e implementación de circuitos electrónicos digitales. Diseñar e implementar circuitos digitales para la producción de procesos que sean útiles para nuestro conocimiento Familiarizarnos con el diseño de circuitos electrónicos y sus diferentes procesos Tener idea de creación de circuitos que nos permitan ser útiles a futuro Actualizar y buscar soluciones para problemas reales que nos permitan destacarnos en nuestras profeciones

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CONTENIDO Actividades a Realizar: Realizar el diseño e implementación de los circuitos digitales de los problemas planteados. El grupo colaborativo debe elaborar un documento que contenga lo siguiente:       

Tabla de Verdad Simplificación Circuito lógico Diagrama de Conexión Demostración del funcionamiento del circuito Listado de dispositivos electrónicos utilizadas en el diseño e implementación de los circuitos electrónicos. Especificaciones técnicas de cada uno de los dispositivos electrónicos utilizados.

Problema # 1 En una planta industrial se realiza el proceso de calentamiento de cuatro tanques denominados T1, T2, T3 y T4. Para detectar si el líquido de los tanques T1 y T2 sobrepasa el nivel predeterminado, el sistema cuenta con sensores de nivel de líquido. Existen sensores de temperatura en los tanques T3 y T4, los cuales indican cuando la temperatura en los mismos está por debajo del límite permitido. En el sensor de nivel de líquido las salidas T1 y T2 son BAJAS, cuando el nivel está dentro del rango permitido y ALTAS cuando el nivel es demasiado alto. Por otro lado, las salidas de los tanques T3 y T4 del sensor de temperatura son BAJAS, cuando está dentro del rango establecido, y ALTAS cuando la temperatura es demasiado baja. El grupo colaborativo debe realizar el diseño, implementación y puesta en marcha el circuito lógico que cumpla con lo siguiente: 

El circuito lógico debe detectar cuando el nivel de los tanques T1 o T2 es muy alto, y al mismo tiempo que la temperatura en el tanque T3 o T4 es muy baja.

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SOLUCIÓN Tabla para sistemas de tanques TABLA DE LA VERDAD T1

T2

T3

T4

S

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Expresión lógica. SALIDA=T2T4+T1T4+T2T3+T1T3=T4(T1+T2)+T3(T1+T2)=(T1+T2)(T4+T3) Mapas de Karnaugh para ejercicio1 T1,T2

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T3 T4

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PROBLEMA # 2

La figura muestra el cruce de una calle principal, existe un cruce alterno. Los carriles X y Y cuentan con sensores de detección de vehículos (vía principal) y en los carriles X y Z (cruce alterno). El sensor entrega salidas BAJAS, cuando no pasa ningún vehículo. El semáforo debe cumplir la siguiente lógica: -Si los carriles X y Y están ocupados, el semáforo E-O estará en verde. - Si X o Y están ocupados pero W y Z no lo están, el semáforo E-O estará en verde. - Si X y Y están ocupados pero W y Z no lo están, el semáforo N-S - estará en luz verde. - Si X o Y están ocupados en tanto que W y Z no lo están el - semáforo N-S también estará en verde.

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- Cuando no hayan vehículos transitando, el semáforo E-O estará en - verde. El grupo colaborativo debe realizar el diseño, implementación y puesta en marcha el circuito lógico para controlar el semáforo.

Nota: Para el desarrollo de los problemas tengan en cuenta lo siguiente: Una salida ALTA corresponde a un uno “1” lógico, una salida BAJA corresponde a un cero “0” lógico. La implementación de los circuitos lógicos la pueden desarrollar mediante simulador o realizando el montaje en proto-board de los mismos, los importante es que se demuestre el óptimo funcionamiento de los mismo.

De acuerdo con lo anterior: 8

TABLA DE LA VERDAD Dirección Este-oeste

Direcciones

Dirección Norte-sur

X

Y

Z

W

rojo

verde

rojo

verde

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MAPAS DE KARNAUGH PARA VERDE DIRECCIÓN ESTE-OESTE:

X,Y

Z,W

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Quedaría de la siguiente forma: Para verde este-oeste= X’Z’+YW PARA VERDE DIRECCIÓN NORTE-SUR:

X,Y

Z,W

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1

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1

Quedaría de la siguiente forma: Para verde norte-sur= Y’ZW’+XY’W’=Y’W’(Z+X) 10

11

Listado de dispositivos electrónicos utilizadas en el diseño e implementación de los circuitos electrónicos

SISTEMA PARA LO TANQUES

ELEMENTO

CANTIDAD

led

1

resistencia de 100Ω

1

resistencia de 10kΩ

3

Interruptor(switch)

4

integrados OR - 7432

2

integrado AND - 7408

1

SISTEMA PARA EL SAMFORO ELEMENTO

CANTIDAD

led

4

integrados NOT - 7404

6

resistencia de 10kΩ

4

Interruptor(switch)

4

integrados OR - 7432

2

integrado AND - 7408

4

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Especificaciones técnicas de cada uno de los dispositivos electrónicos utilizados PARÁMETRO

7432

compuertas OR de dos entradas c/u

4

Tecnología

TTL estándar

Voltaje de alimentación

4.75V a 5.25V

Encapsulado

DIP 14 pines

Número de entradas

2

Rango de voltaje

2v a 6v

Rango de temperatura de funcionamiento

-55°C a +125 °C

Corriente de salida máxima

5.2 mA

Máximo de voltaje

6V

Mínimo de voltaje

2V

PARÁMETRO

7408

Tensión de alimentación Vcc

5 ±0.25

Tensión de entrada nivel alto VIH

2.0 a 5.5

Tensión de entrada nivel bajo VIL

-0.5 a 0.8

Tensión de salida nivel alto VOH condiciones de funcionamiento: V CC = 4.75, VIL = 0.8 Tensión de salida nivel bajo VOL condiciones de funcionamiento: V CC = 4.75, VIH = 2.0

2.4 a 3.4

0.2 a 0.4

Corriente de salida nivel alto IOH

máx -0.8

Corriente de salida nivel alto IOL

máx 16

Tiempo de propagación

15.0

13

PARÁMETRO

7404

Tensión de alimentación Vcc

5 ±0.25

Tensión de entrada nivel alto VIH

2.0 a 5.5

Tensión de entrada nivel bajo VIL

-0.5 a 0.8

Tensión de salida nivel alto VOH condiciones de funcionamiento: V CC = 4.75, VIL = 0.8 Tensión de salida nivel bajo VOL condiciones de funcionamiento: V CC = 4.75, VIH = 2.0

2.4 a 3.4

0.2 a 0.4

Corriente de salida nivel alto IOH

máx -0.4

Corriente de salida nivel alto IOL

máx 16

Tiempo de propagación

10.0

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CONCLUSIONES

15

BIBLIOGRAFIA http://electronica.yoreparo.com/laboratorios_virtuales/como-hago-un-circuitoimpreso-en-proteus-t358242.html http://www.ieespain.com/files/Tutorial001Capitulo001.pdf

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