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FISICA ELECTRONICA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERIA DE SISTEMAS MAYO, 2016

INTRODUCCIÓN Una compuerta lógica es aquel circuito digital que tiene la capacidad de aplicar un proceso interno a sus n bits de entrada, que cumple con alguna de las operaciones definidas en el Álgebra de Boole, y que cuyos resultados son manifiestos en sus bits de salida. El empleo de circuitos y compuertas lógicas programables para desarrollar circuitos mediante la utilización del software visto durante el desarrollo de este módulo de física electrónica, además de servir de soporte para el aprendizaje lo utilizamos para la simulación de dichos circuitos y su comprobación. Hoy en día, la simulación de circuitos se ha convertido en parte fundamental del diseño electrónico pues permite conocer el comportamiento de un circuito sin necesidad de construirlo físicamente. De esta forma, se ahorra tiempo y dinero al encontrar y corregir posibles errores en las primeras fases del diseño. De manera similar, se puede experimentar con distintos escenarios y observar cómo afectan las tolerancias de los componentes

OBJETIVO GENERAL

Conocer los conceptos básicos y el uso de las compuertas lógicas mediante ejercicios prácticos en los cuales podemos analizar su desempeño.

OBJETIVOS ESPECIFICOS



Analizar el comportamiento de circuitos lógicos mediante el uso de las tablas de la



verdad. Conocer las múltiples utilidades que tienes el uso de los circuitos combi nacionales



decodificador/ de multiplexor Comprender el funcionamiento del integrado 555 el cual se puede configurar para



un determinado lapso de tiempo.

EJERCICIOS

1. En una empresa se tiene un mecanismo de comunicación en el cual hay 4 áreas donde a ciertas horas del día se enciende un LED indicando que se va a reportar una de las áreas. Este reporte consiste en un led y una señal auditiva, donde el LED indica que el área seleccionada se va a reportar y la señal auditiva que se ha concluido la meta establecida para ese momento, si sólo se enciende el LED y la señal Auditiva no se activa es porque aún tienen tareas pendientes. Se realizara un circuito que consta de dos bloques principales donde se mostrara en un primer bloque que será de control en el cual se mostrar las áreas a trabajar, enviando señal a un segundo bloque de gestión, donde emitirá una serie de señales el cual indicara el estado del área seleccionada en el primer bloque, adicionalmente tendrá un bloque el cual permitirá al área administrativa tener control sobre los dos bloques mencionados anteriormente.

Elementos Usados DIP Switch ON/OF SPST 4-Posiciones. Este tipo de interruptor se diseña para ser utilizado junto

con

otros

componentes

electrónicos

y

se

utiliza

comúnmente

para

modificar/personalizar el comportamiento de un dispositivo electrónico en ciertas situaciones específicas, en nuestro caso lo utilizamos para controlar el estado de las áreas o zonas para verificar su estado. Compuertas Lógicas AND. Es una puerta lógica que entrega una salida dependiendo de los valores de las entradas. Multiplexor. Los multiplexores son circuitos combinacionales con varias entradas y una única salida de datos, están dotados de entradas de control capaces de seleccionar una, y sólo una, de las entradas de datos para permitir su transmisión desde la entrada seleccionada hacia dicha salida, para nuestro caso utilizamos un multiplexor de 8 a 2 la cual nos controla las áreas y nos emite dos señales, una auditiva y otra visual dependiendo del estado del área monitoreada, si el área está completa se activa las dos señales, de lo contrario solo se habilitara la señal visual. Led. Para nuestro caso son utilizadas para emitir señales tanto de indicación como de monitoreo, es decir una luz que me indica que área se está trabajando u otra luz que me va a monitorear el área que se está trabajando. Switch SPST-Sencillo. Permite al área administrativa revisar el estado de cada una de las áreas que tiene la compañía.

2. Haciendo uso del 555 en modo Astable, diseñe un contador síncrono que avance cada 2 segundos hasta llegar a 9 y al llegar a 5 debe enviar un pulso que hará avanzar otro contador, si se tiene habilitado el interruptor de avance.

Explicación. El circuito está conformado por un 555 como astable, para lo cual el circuito oscila a una frecuencia y ciclo de trabajo configurables mediante resistencias y condensadores externos, con dos contadores de décadas (Decade Counter 74LS90) con salidas BCD en binario, los cuales reciben la señal emitida por el 555 y mueve las 4 salidas para contar en binario de 0 hasta 9, adicionalmente cuenta con un esquema de compuertas lógicas AND y negados en algunas de ellas por un NOT los cuales están conectados a un logicstate o pulsador el cual al ser activado permite el avance del segundo contador, de lo contrario solamente se inicia uno de ellos. Aplicación. Entre las aplicaciones que se puede utilizar este tipo de circuitos tenemos:

   

Contar Objetos y sucesos Medida de Tiempos Medida de frecuencias División de frecuencias y ampliación de periodos.

Para dar una explicación sencilla podemos tomar el primer ítem del listado anterior y lo podemos aplicar en proceso de empaque de un Producto X el cual funcionaria de la siguiente manera: Por una cinta transportadora se desplazan cierta cantidad de productos al llegar al final estos productos se almacenan en un recipiente cuya capacidad es de 10 unidades, al llegar a esta cantidad, el recipiente se cierra dando lugar a otro recipiente y continuar con el ciclo de acuerdo a la cantidad de producción establecida al inicio de esta línea.

3. En un local de distribución de mercancía para almacenes de cadena se tienen tres bodegas en las cuales hay un sensor para indicar que la bodega está llena. Dentro del proceso logístico usted ha sido contratado para que de acuerdo a determinadas condiciones se emitan alertas que faciliten el proceso de distribución y recepción de mercancía. Definamos las bodegas como A, B y C, el sensor como x, por tanto tendremos tres sensores Ax, Bx y Cx. Si por lo menos dos o más sensores se activan se debe enviar una señal que enciende un LED, el cual sirve como referencia para el operario y le permite verificar el estado de la mercancía existente para asegurar que se vaya evacuando y la nueva se almacene de forma adecuada. Teniendo en cuenta la anterior condición, diseñe un circuito lógico a base de compuertas permita obtener la señal de alerta.

Esta salida debe ser conectada a un contador que cada minuto avance hasta llegar a 60, ya que el operador tiene como máximo 60 minutos para verificar el estado de las alertas, al llegar a 60 debe encender otro LED que indica que debe darse prioridad a la revisión y se debe realizar un reporte indicando la razón por la cual no se había hecho la revisión pertinente. Diagrama de Bloque

CIRCUITO

Explicación.

Los 3 switches representan los 3 sensores en las bodegas, cuando una bodega está llena el switch está en ON; las compuerta U5B, U5C, U5D, U6A y U6B sirven para determinar cuándo un par de sensores está activo ((B and C) or (A and B) or (A and C)). la salida de las compuertas se usa para encender un led amarillo que indica que hay 2 bodegas llenas y el operador debe prestar atención, del mismo modo esta señal se usa para cambiar el nivel del reset en los contadores a bajo lo que hace que cuenten normalmente. Hay una compuerta AND U5A que se usa para determinar cuando el conteo ha llegado a 60, esa señal se usa para encender un led rojo que le indica al operador que debe prestar atención inmediatamente, al mismo tiempo esta señal se usa para resetear el 555 de manera que la cuenta para en 60 y no siga contando (si lo hiciera al llevar a 99 pasaría a 00 y el operador podría pensar que aún tiene tiempo cuando ya va en la segunda vuelta). Cuando una de las bodegas se desocupa, la salida de U6B será bajo, le led amarillo se apaga y el nivel del reset en los contadores se establece en 1 haciendo que se pongan mantengan en 0, la salida de U5A será bajo también, el led rojo se apaga y el 555 empieza a generar pulsos de nuevo (pero los contadores siguen en 0 por acción del reset) hasta que otra vez se llenen 2 bodegas y active el ciclo.

CONCLUSIONES

 Se verifico el funcionamiento de los integrados utilizados en el diseño de los circuitos realizados para la solución de los problemas propuestos en esta unidad por medio del simulador proteus.  El uso de los multiplexores que son circuitos combinacionales con varias entradas y una salida de datos, y están dotados de entradas de control capaces de seleccionar una, y sólo una, de las entradas de datos para permitir su transmisión desde la entrada seleccionada a la salida que es única, permitiendo así la optimización de un circuito en cuanto a diseño y costos de fabricación al llevarlo a un entorno real.  Se infiere que a través de los circuitos lógicos podemos realizar tareas de control y administración dependiendo de la necesidad y estos a sus vez son aplicables a circuitos sencillos hasta circuitos complejos industriales como los conocidos PLC.

BIBLIOGRAFIA Electronica-Electronics. (2016). http://electronica-electronics.com. Obtenido de http://electronica-electronics.com/info/LDR-fotoresistencia.html Enrique. (s.f.). http://www.educachip.com. Obtenido de http://www.educachip.com/utilizar-ldr-arduino/ Fredy Tellez. (5 de Mayo de 2016). http://conferencia2.unad.edu.co. Obtenido de http://conferencia2.unad.edu.co/p377balh312/? launcher=false&fcsContent=true&pbMode=normal http://mikitronic.blogspot.com.co. (2016). Obtenido de http://mikitronic.blogspot.com.co/2013/11/contador-digital-7490.html Mohankumar, D. (21 de Marzo de 2010). http://www.ea1uro.com. Obtenido de http://www.ea1uro.com/eb3emd/Controles_automaticos_de_luces.htm Pacheco, E. M. (18 de Octubre de 2012). https://www.youtube.com. Obtenido de https://www.youtube.com/watch?v=P4S_p_6iwVA Sistemas Digitales. (2010). http://sistemasdigitalesuce.blogspot.com.co. Obtenido de http://sistemasdigitalesuce.blogspot.com.co/2013/06/encendido-yapagado-de-un-led-con-una.html Universidad de Valladolid. (Marzo de 2016). http://gco.tel.uva.es. Obtenido de http://gco.tel.uva.es/tutorial_cir/tema2/divisor.htm