LABORATORIO NRO. 9

PROYECTO TEMPORIZADOR REGRESIVO

1.       CAPACIDAD TERMINAL

• Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.
• Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.
• Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.

2.       MARCO TEÓRICO:

El contador, como lo dice su propio nombre tiene una característica común, el cual es de contar de mayor a menor o de menor a mayor, según como esté conectado o como le haya dado la función de hacerlo.

El que nosotros hemos realizado es básicamente un contador descendente, su función básica será proporcionar un numero establecido en el display con los DIP switch que se pusieron en el armado en físico, en caso de hacerlo descender se hace uso de un pulsador, el cual realiza una regresión automática, pero esa regresiones  es como un bucle infinito, ya que no tiene nada que lo haga detener automáticamente, es por eso que en ese caso implementamos compuertas OR para que la condición de detenerse, es que la salida directa al display sea “cero”.

Eso demuestra que cuando el contador llega a “00” se detendrá automáticamente, y si se quiere realizar de nuevo el conteo, se hace uso nuevamente de los DIP switch para establecer un numero prefijado, y al momento de descenderlo, presionar el pulsador para iniciar la cuenta regresiva la cual se detendrá cuando llegue a “00”. En este circuito aparte de realizar el conteo ascendente y descendente, se implementó un “led” y un “buzzer”, los cuales funcionan cuando el contador se detiene en el número “00” y se activan gradualmente por 3 segundos establecidos por un oscilador monoestable.

3.       MATERIALES:

• Resistencias
• DIP switch (para el armado en físico)
• Condensadores
• Display de 7 segmentos de ánodo común
• Chips (555/74192/7473/7432/7447)
• Alimentación DC 5V
• Cables UTP
• Led
• Buzzer

4.       SIMULACIÓN EN PROTEUS:

• Primeramente, realizamos el circuito

• Segundo introducimos los números en los displays

• Ponemos en marcha la cuenta regresiva hasta cero

• El buzzer se activa junto al led

5.       VIDEO EXPLICATIVO:

6.       OBSERVACIONES:

• Se observo que al momento de realizar las pruebas en Proteus, se pudo apreciar que todo funcionaba correctamente, pero al momento de hacer la prueba en físico se vio que no todo funciona de igual forma que en el simulador, se tuvo que variar muchas cosas.

• Se aprecio que cuando se realiza las conexiones con los cables UTP se debe de alimenta los microchips para que así tenga el funcionamiento adecuado, ya que en el simulador es diferente.
• Pudimos observar que para que el display tenga un funcionamiento sin que sufra daños, es mejor conectar una resistencia en el común para cada uno de los leds del display.

7.       CONCLUSIONES:

• En conclusión, se debe hacer la debida simulación y probar el funcionamiento adecuado en el simulador Proteus, como también en la conexión física hecha.

• Se concluye que el hecho de usar compuertas OR, ayudó a determinar que el contador finalizará en cero cuando este acabará el conteo descendente, sino el conteo descendente volvería a repetir una y otra vez como un bucle.

• Se usó dos salidas, simulando el funcionamiento de un horno microondas, estas fueron un led y un zumbador, los cuales solo se activaban cuando el conteo regresivo llegase a cero.

• En conclusión, El 555 es un integrado sumamente versátil, pudiendo ser configurado para trabajar en un rango muy amplio de frecuencias y configurado correctamente, puede trabajar con ciclos de trabajo de casi 0% al 100%.

• Se concluye que se l logró utilizar los conocimientos anteriores (como fue el del anterior laboratorio que hicimos que fuera con un solo display), para lograr el funcionamiento óptimo del temporizador ascendente y descendente.

• En conclusión, una de las grandes aplicaciones del 555, debido a que puede manejar 200 mA de salida, es la de generar tonos audibles, tal como una sirena.

• Se concluye que de esta manera me siento muy agradecido y satisfecho de por lograr el circuito establecido y cumplir los requisitos del docente; pero lo más importante es lograr diseñarlo, familiarizarnos con todos los componentes que los conforman el circuito, y también el trabajo en grupo con mis compañeros es una experiencia maravillosa gracias a que nos apoyamos para hacer el respectivo proyecto de contador descendente con dos display y efectuando un sonido de 3 segundos al término del conteo.

8. FOTO DE LOS INTEGRANTES:

Integrantes - Vladimir Anco - Ruben Lastreros - Romario Millones

LABORATORIO NRO. 8

CONTADOR REGRESIVO

1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESIÓN

• Implementación de circuitos temporizadores.
• Implementación de circuitos generadores de clock.
• Implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock.

2. Marco teórico

Contadores

Un contador es un circuito en el que sus salidas siguen una secuencia fija que cuando acaba vuelve a empezar, o circuitos que reciben sus datos en forma serial ordenados en distintos intervalos de tiempo

Contador creciente básico

El bit i de un contador cambia cuando todos los menos significativos valen 1:

• Ti=Q0∙Q1∙…∙Qi‐1

Para hacerlo de forma iterativa:

Contadores crecientes en serie

Si conecto n celdas como la anterior: Problema: el retraso se acumula.

Contador Creciente paralelo

Sustituyo las puertas AND por puertas de i entradas para cada bit: Problema: crece el tamaño de las puertas.

Contador decreciente

Basta tomar las salidas negadas en vez de las naturales.

Contador reversible

Usar las dos posibilidades, y elegir con un Multiplexor:

Circuito secuencial

Un circuito cuya salida depende no solo de la combinación de entrada, sino también de la historia de las entradas anteriores se denomina Circuito Secuencial. Es decir aquellos circuitos en que el contenido de los elementos de memoria sólo puede cambiar en presencia de un pulso del reloj. Entre pulso y pulso de reloj, la información de entrada puede cambiar y realizarse operaciones lógicas en el circuito combinacional, pero no hay cambio en la información contenida en las células de memoria.

Clasificación de los circuitos secuenciales

Los circuitos secuenciales se clasifican de acuerdo a la manera como manejan el tiempo:

• Circuitos secuenciales sincrónicos
• Circuitos secuenciales asíncronos

Circuitos secuenciales sincrónicos

En un circuito secuencial asíncrono, los cambios de estado ocurren al ritmo natural marcado por los retardos asociados a las compuertas lógicas utilizadas en su implementación, es decir, estos circuitos no usan elementos especiales de memoria, pues se sirven de los retardos propios (tiempos de propagación) de las compuertas lógicas usados en ellos. Esta manera de operar puede ocasionar algunos problemas de funcionamiento, ya que estos retardos naturales no están bajo el control del diseñador y además no son idénticos en cada compuerta lógica.

Circuitos secuenciales asincrónicos

Los circuitos secuenciales síncronos, sólo permiten un cambio de estado en los instantes marcados por una señal de sincronismo de tipo oscilatorio denominada reloj. Con ésto se pueden evitar los problemas que tienen los circuitos asíncronos originados por cambios de estado no uniformes en todo el circuito.

3. Tareas realizadas

Simulación en el proteus

• Circuito    contador DESCENDENTE    conectado a un circuito DECODIFICADOR    y un DISPLAY de 7 segmentos. Compruebe    su funcionamiento experimentalmente. Utilice el Entrenador como ayuda inicial.

• OSCILADOR ASTABLE, el contador, el decodificador y el display de 7 segmentos para que la cuenta sea continua(de9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,9,8......)

• Circuito para que empiece a descontar desde un número prefijado y cuando llegue a cero, se detenga la cuenta y de un aviso sonoro de 3 segundos.
  

  

  
  

  

  
  

  

  
  

  

  
  

  
  

  
  

  
  

4. 
   

   Vídeo
   

5. Observaciones

• Se logró observar que en el módulo que se nos proporcionó por el profesor, logramos elaborar mejor nuestro circuito contador, gracias a que el módulo tiene sistema anti rebote, si hubiésemos usado un Protoboard simple, al circuito debíamos agregar un latch o sino un timer 555.
• Se apreció que para conectar el decodificador al display hay una manera de hacerlo, siendo necesario colocar 7 resistencias, pero por motivos prácticos, también es aceptable colocar una sola resistencia general con un valor de 330 ohm, todo ello para limitar el exceso de corriente, pero en nuestro caso no fue utilizado porque el protoboard utilizado ya tenía anti reboté.

6. Conclusiones

• Se concluye que en el diseño de nuestro circuito síncrono pudimos verificar etapas asíncronas.
• En conclusión, en la simulación del circuito debemos evitar que las etapas tengan un desorden en el conexionado porque eso evitaría detectar posibles fallas rápidamente.
• Se concluye que, mediante esta práctica de laboratorio, se ha conocido y practicado el manejo en el protoboard, que es indispensable para probar el funcionamiento de los circuitos combinados, secuenciales y para el desarrollo de un contador digital (binario y decimal).
• En conclusión, el desarrollo del contador digital (binario y decimal), decodificadores y resistencias para los segmentos del display ha permitido visualizar una aplicación importante de los circuitos en la vida cotidiana.
• Se concluye que haciendo más implementaciones de (flipflop, display y decodificadores) al circuito podríamos tener un gran proyecto que sea viable para la calle.
• Concluimos que se aprendio que el conteo es síncrono y la carga asíncrona y que el display es un componente electrónico que muestra información visual.
• En conclusión, aprendimos que los contadores 74192 son contadores que pueden contar de manera ascendente y descendente, y para poder detener el conteo se debe conectar del TCD a donde MR(reset) con un inversor y también se le puede implementar una alarma al momento de descender como la última simulación hecha en nuestro laboratorio.

7. Referencias

• Millman, Jacob. Microelectronics, 1979.
• Díaz Calvo, Julio. Electrónica Digital. La Habana: Editorial Pueblo y Educación, 1989.
• Muñoz Merino, Elías. Circuitos Electrónicos Digitales II La Habana: Editorial Pueblo y Educación, 1980.
• Personales.unican (6/10/2018), Registrosycontadores, recuperado de: http://personales.unican.es/manzanom/Planantiguo/EDigitalI/CONTG5.pdf

8. Foto de integrantes

   

   Integrantes - Vladimir Anco - Ruben Lastreros - Romario Millones

LABORATORIO NRO. 7

TEMPORIZADORES Y GENERADORES DE RELOJ

COMPETENCIA ESPECÍFICA DE LA SESIÓN

• Implementación de circuitos temporizadores.
• Implementación de circuitos generadores de clock.
• Implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock

A) MARCO TEÓRICO

¿Qué es un Circuito Integrado?

Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip, es un circuito electrónico complejo en forma de una pastilla pequeña de material semiconductor, encapsulado o envasado en una sola pieza. Esta pieza es una carcasa de la que salen unas patillas que servirán para conectar el circuito integrado al circuito.

El Circuito Integrado 555

Este circuito integrado se utiliza para activar o desactivar circuitos durante intervalos de tiempo determinados, es decir se usa como temporizador. Para ello, lo combinaremos con otros componentes cuyas características y forma de conexión en el circuito, determinarán la duración de los intervalos de tiempo del 555, y si estos intervalos se repitan continuamente o no.

Ejemplos para los que podemos usar el 555 son: luces intermitentes, regular el tiempo que tarda en apagarse una luz, ajustar el tiempo en una tostadora, etc.

1.Oscilador Monoestable (Temporizador):

Un temporizador es aquel sistema de un dispositivo eléctrico que es capaz de regular de forma automática la conexión y desconexión después de haberse programado un tiempo. El circuito temporizador tiene el mismo funcionamiento, pero con la diferencia de que el circuito es capaz de controlar señales (0 o 1) en intervalos de tiempo establecidos por componentes electrónicos, como por ejemplo con el “NE555P” es posible establecer estos tiempos con valores de resistencias y capacitores que aplicados correctamente son capaces de dar un tiempo casi exacto.

2. Oscilador Astables (Generadores de Clock):

De la misma manera se basa los “Generadores de clock “en los que el tiempo de conexión y desconexión entran en un bucle (se repiten indefinidamente) en los cuales solo se es posible calcular la frecuencia y periodo, y que de la misma manera que un temporizador se puede controlar la frecuencia con los componentes electrónicos adecuados.

B) TAREAS REALIZADAS EN LABORATORIO

1.       RECONOCIMIENTO DE CONCEPTOS Y CHIP DE PRUEBA

Primeramente, se tuvo que identificar los conceptos de estable e inestable, así como el funcionamiento de un biestable, monoestable y astable

MONOESTABLE: Este posee un estado estable hasta el momento en el que recibe un pulso externo el cual hace que este cambie de estado y se mantenga por un periodo de tiempo, con en “ NE555P “ este periodo de varia dependiendo de los valores de sus resistencias y condensador.

Tiempo del cambio de estado

ASTABLE: En este caso no se puede identificar en que estado esta ya que sus estados varían en cada tiempo determinado pasando de estado en estado, en el caso del chip “NE555P” la frecuencia del cambio de estados depende de los valores de las resistencias y el condensador.

Formula para hallar la frecuencia y el periodo

2.       SIMULACION EN EL PROTEUS

1. Simulación de oscilador con el C.I. NE555 en modo astable

2. Simulación de oscilador con el C.I. NE555 en modo MONOESTABLE

Modificamos los valores de R1 y C1 hasta obtener un tiempo de salida de aprox. 5 segundos y los valores que se puso fueron R1=1K y C1=43 µF

3. Simulación e implementación del circuito contador ASCENDENTE conectado a un circuito DECODIFICADOR y un DISPLAY de 7 segmentos.

A) Cuando la carga esté en 1 podremos iniciar a contar o descontar los números

B) Cuando la carga y el contador están en 1, automáticamente empieza a contar cada vez que pulsemos el contador

C) Cuando la carga y el descontador están en 1, automáticamente empieza a descontar cada vez que pulsemos el descontador

D) Cuando el reset está en 1el numero automáticamente se regresa al número cero.

3.       SIMULACION EN FISICO

1. Astable

2. Monoestable

3. Contador ASCENDENTE conectado a un circuito DECODIFICADOR y un DISPLAY de 7 segmentos

C) Vídeo explicativo:

 D) Observaciones

• Se pudo observar que el integrado 555 funciona en dos modos los cuales son el astable y el monoestable lo cual lo convierte en un temporizador y un generador de señales.
• Se observó que al momento de realizar el armado en físico se es posible reemplazar el valor del primer condensador con un valor cercano.
• Se logró observar que en el módulo que se nos proporcionó por el profesor, logramos elaborar mejor nuestro circuito contador, gracias a que el módulo tiene sistema anti rebote, si hubiésemos usado un Protoboard simple, al circuito debíamos agregar un latch o sino un timer 555.
• Se apreció que para conectar el decodificador al display es necesario colocar 7 resistencias, es decir, una por cada led del display, pero por motivos prácticos, también es aceptable colocar una sola resistencia general con un valor de 330 ohm.

E) Conclusiones

• Se concluye que cuando se realiza el armado tanto en estado monoestable y astable, es importante determinar el período de la señal del circuito, el cual puede ser hallado con fórmulas matemáticas, distintas para cada uno de estos.

• En conclusión, en el estado monoestable, para poder incrementar el tiempo en que permanezca en estado lógico 1, es necesario aumentar el valor de la resistencia o el del capacitor, ya que el tiempo o período es directamente proporcional a estos valores.

• Concluimos que los generadores de reloj son una de las herramientas esenciales al momento de querer hacer un circuito con una secuencia programable ya que estos ofrecen un periodo el cual no va varía sin un cambio externo.
• Se concluyó que algunos circuitos integrados son capaces de programarse con valores de los dispositivos que lo componen como son el integrado 555.

F) BIBLIOGRAFÍA Y WEBGRAFÍA RECOMENDADA

• Floyd, Thomas (2006) Fundamentos de sistemas digitales.  Madrid.: Pearson Educación (621.381/F59/2006) Disponible Base de Datos Pearson

• Mandado, Enrique (1996) Sistemas electrónicos digitales.  México D.F.: Alfaomega. (621.381D/M22/1996)

• Morris Mano, M. (1986) Lógica digital y diseño de computadoras.  México D.F.:  Prentice Hall (621.381D/M86L)

• Tocci, Ronald (2007) Sistemas digitales: Principios y aplicaciones.  México D.F.: Pearson Educación. (621.381D/T65/2007) Disponible Base de Datos Pearson

G) Foto de los integrantes.

Integrantes: - Anco Zapana Vladimir - Lasteros Cuestas Rubén - Millones Riveros Romario