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• Omar Camarena Perez

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Marco Teórico: La disminución de la velocidad de rotación de los diodos LED está determinada por la capacidad del condensador electrolítico C1. En efecto, la tensión que éste ha acumulado se descarga lentamente sobre la resistencia R2, así la frecuencia generada lentamente bajará de valor. Del terminal 3 en lugar de salir la frecuencia inicial de 16-20 Hertzios saldrá una frecuencia de valor gradualmente inferior (15-8-3-2-1 Hz) y, cuando el condensador electrolítico C1 esté completamente descargado, del integrado LM555 no saldrá ninguna frecuencia, por lo que quedará encendido, de forma completamente aleatoria, uno de los 8 diodos LED conecta- dos a la salida del integrado 74LS164. Quien desee aumentar el tiempo de rotación cuando se deja de presionar el pulsador P1 sólo tiene que aumentar la capacidad del condensador electrolítico C1, de 10 microfaradios a 47 microfaradios. En cuanto a la luminosidad de los diodos LED hemos elegido un valor que nos ha parecido más que suficiente para esta aplicación. En todo caso quienes deseen aumentar- lo simplemente tienen que sustituir la resistencia R8 de 180 ohmios por una de 150 ohmios, mientras que quienes deseen conseguir una luminosidad menor pueden utilizar un valor de 220 ohmios.

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Funcionamiento del circuito: Hemos tomado como idea los programas de televisión en los que se invita a los competidores a hacer girar una ruleta para, en base a la suerte realizar alguna pregunta o asignar una determinada puntuación. En nuestro caso en lugar de hacer girar una ruleta utilizando la fuerza de los brazos hemos creído más conveniente hacer girar 10 diodos LED accionando un pulsador. Inicialmente los diodos LED se iluminarán en una secuencia rápida, dando la impresión de girar velozmente y, después de liberar el pulsador (como sucede en las ruletas mecánicas), la velocidad de rotación disminuirá progresivamente hasta que sólo quede encendido un diodo LED. Esta interesante aplicación se fundamenta principalmente en el Circuito Integrado 74LS164, el cual se encarga del registro de desplazamiento. En este caso es un registro de desplazamiento de 8 bits con entrada serial y salida en paralelo. Este circuito integrado opera normalmente con sus dos pines de entrada, 1 y 2, cortocircuitados, de tal forma que el registro funciona con una entrada única. Adicionalmente, se cuenta con un pin de inicialización denominado overline {CLR} de activación baja, tal que cuando se le lleva a cero, todas las salidas del registro se hacen igualmente cero. Por lo demás, el registro opera desplazando su contenido un bit hacia la derecha cada vez que recibe un pulso en su entrada de reloj CP.

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Lista de materiales: 

1 Circuito integrado LM 555

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1 Circuito integrado 74LS00

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1 Circuito integrado 74LS164

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1 Regulador Fijo LM7805

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1 Condensador de 47uf/16v

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1 Condensador de 10uf/16v

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2 Condensadores cerámicos de 0.01uf

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1 Condensador de 1000uf/16v

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1 Condensador de tantalio de 1uf

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1 Resistencia de 100Ω-0.25w

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1 Resistencia de 220kΩ-0.25w

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2 Resistencias de 100kΩ-0.25w

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1 Resistencia de 1kΩ-0.25w

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2 Resistencias de 10kΩ-0.25w

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1 Resistencia de 220Ω-0.25w

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1 Transistor NPN 2N3904

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1 Transistor PNP 2N3906

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1 Parlante de 8Ω-0.2w

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4 Diodos LED verdes de 5mm

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4 Diodos LED rojos de 5mm

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1 Pulsador miniatura

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Especificaciones técnicas del equipamiento  Circuito integrado 74LS164 Son circuitos secuenciales sencillos, el funcionamiento es muy sencillo es un circuito digital secuencial en el que los valores de sus salidas dependen de sus entradas.

Funcionamiento: Cuando el pin de puesta a cero CLEAR tiene un nivel lógico bajo, independientemente del estado del resto de entradas, las salidas pasarán a estar todas a cero. Si está a nivel lógico alto el resultado del AND de las dos entradas A y B será desplazado por cada salida desde QA hasta QH a cada flanco ascendente de la señal de reloj. Es decir, a cada flanco ascendente del reloj QA tomará el valor de la operación AB; QB el valor que tenía QA; QC el valor que tenía QB y así hasta QH que tomará el valor que tenía QG.

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Partes del Circuito integrado 74LS164 74LS164 Registro de desplazamiento de entrada serie y salida serie o paralelo de 8 bits. Posee una entrada de reloj y otra de habilitado general. Para la entrada de datos dispone de dos entradas unidas internamente a través de una puerta AND. Pines: La relación de pines de este integrado es la siguiente: A, B: Pines de entrada serie al registro. La entrada al registro de este dispositivo la hace conectando internamente estas dos señales a través de una puerta AND. Entradas sin inversión. CLOCK: Pin de entrada de reloj. El desplazamiento de los datos se realiza a cada flanco ascendente de la señal de reloj. Entrada sin inversión. CLEAR: Pin de puesta a cero de todas las salidas. Entrada con inversión. Q0...Q7: Pines de salida paralelo. Son ocho pines de salidas sin inversión.

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 Circuito integrado LM555 El circuito integrado 555 es uno de los integrados mas utilizados en el mundo de la electrónica por su bajo costo y su gran fiabilidad y es capaz de producir pulsos de temporización (modo monoestable) muy precisos y que también puede ser usado como oscilador (modo astable). Fue desarrollado y construido en el año 1971 por la empresa Signetics con el nombre: SE555/NE555 y se lo llamó: "The IC Time Machine" ("Circuito integrado la máquina del tiempo"). Según quien sea lo fabrique lo podemos encontrar marcado con una designación tal como LM555, NE555, LC555, MC1455, MC1555, SE555, CA555, XR-555, RC555, RM555, SN72555. Se utiliza en una variedad de temporizador y se aplica en la generación de pulsos y de oscilaciones. El 555 puede ser utilizado para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip-flop.

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Partes del circuito integrado LM555 Pin 1- Tierra o masa: ( Ground ) Conexión a tierra del circuito (a polo negativo de la alimentación). Pin 2- Disparo: ( Trigger ) En este pin es donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monostable. 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. Pin 3- Salida: ( Output ) Aquí estará el resultado de la operación del temporizador, ya sea que este funcionando como monostable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será igual a Vcc menos 1.7 Voltios. Esta salida se puede poner a 0 voltios con la ayuda del pin 4 (reset). Pin 4- Reset: Si este pin se le aplica un voltage por debajo de 0.7 voltios, entonces la patilla de salida 3 se pone a nivel bajo. Si esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se resetee. Pin 5- Control de voltaje: ( Control ) El voltaje aplicado a la patilla # 5 puede variar entre un 40 y un 90% de Vcc en la configuración monostable. Cuando se utiliza la configuración astable, el voltaje puede variar desde 1.7 voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje en esta patilla en la configuración astable causará que la frecuencia del astable sea modulada en frecuencia (FM). Si este pin no se utiliza, se recomienda ponerle un condensador de 0.01uF para evitar las interferencias. Pin 6- Umbral: ( Threshold) Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida (Pin 3) a nivel bajo bajo. Pin 7- Descarga: ( Discharge ) Utilizado para descargar el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento. Pin 8- Vcc: Este es el pin donde se conecta el voltaje positivo de la alimentación que puede ir desde 4.5 voltios hasta 16 voltios (máximo). En las versiones militares de este integrado puede llegar hasta los 18 Voltios.

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 Circuito integrado 74LS00 El circuito 7400 contiene cuatro puertas NAND de 2 entradas, su uso está muy difundido en el álgebra de Boole para implementar las funciones. Con estas puertas lógicas podemos invertir una señal o generar una lógica para activar otro circuito integrado. El circuito 7400 y sus variantes, es uno de los más usados en electrónica, cuando hay que implementar funciones que usen muchas puertas NAND y el circuito cuando no es casero o de pruebas se utilizan memorias PAL o GAL principalmente, que son unos circuitos integrados que podemos grabar el resultado en una matriz lógica programable mediante un programador universal.

Partes del circuito integrado74LS00 En los esquemas electrónicos podemos encontrarnos con dos símbolos diferentes de la puerta NAND, los dos son equivalentes. El primero suele usarse más en los esquemas.

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Diagrama de bloques del circuito:

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Diagrama Esquemático:

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MONTAJE DEL EXPERIMENTO 1. Montamos el circuito 74LS164 en el protoboard como lo muestra la imagen:

2. Montamos el circuito 74LS00 en el protoboard como lo muestra la imagen:

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3. Montamos el circuito LM555 en el protoboard como lo muestra la imagen:

A continuación seguimos los pasos del diagrama para terminar de formar el circuito: a)

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b)

c)

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Planteamiento de mejoras al sistema de comunicaciones o sistema electrónico estudiado: El prototipo que hemos mostrado en el protoboard es sencillo comparado a las mejoras que podríamos implementar :  Podemos aumentar el numero de posibilidades aumentando, el numero de diodos.  Podemos aumentar el tamaño de nuestro diseño y montarlo en una estructura mas llamativa.

 Podemos ponerle un sonido musical al juego.

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Información técnica del sistema implantado en una empresa: Esta ruleta podría usarse como entretenimiento en círculos de amistades, sin embargo, a nivel de empresa lo podremos ver en televisoras de concursos, donde podría ser un juego muy solicitado por los concursantes. Otro caso sería el de los casinos donde siendo este un juego de azar tendría mucha demanda ya que por su practicidad es posible a ser apuestas múltiples durante una sola jugada.

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