guia de laboratorio fisica electronica 2016-16-1
TRANSCRIPT
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
1/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS TECNOLOGA E INGENIERA
GUA COMPONENTE PRCTICO
100414 FSICA ELECTRNICA
Wilmer Hernn Gutirrez Ramos
(Director Nacional)
Nstor Javier Rodrguez GarcaAcreditador
FacatativDiciembre de 2015
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
2/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
2. ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO
Esta gua de laboratorio ha sido diseada con el apoyo de la red de tutores,basada en las anteriores versiones pero bajo el enfoque de las actividades que sehan planteado para el curso durante el periodo 2015 (16-2), todo material tomadode fuentes acadmicas ha sido debidamente referenciado respetando losderechos de autor.
De acuerdo a la metodologa definida para el curso se actualizar la gua para quepueda contribuir a la comprensin de las temticas abordadas en cada uno de lostrabajos colaborativos.
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
3/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
3. NDICE DE CONTENIDO
Introduccin ............................................................................................................. 7
Justificacin ............................................................................................................. 7
Intencionalidades formativas ................................................................................... 7
Denominacin de prcticas ..................................................................................... 7
6. DESCRIPCIN DE PRCTICAS ........................................................................ 9
PRACTICA No. 1Naturaleza de la electricidad, reconocimiento de Magnitudesy Medidas. ............................................................................................................ 9
PRACTICA No. 2Ley de Ohm, circuitos serie y paralelo. ............................... 18
PRACTICA No. 3Fundamentos de semiconductores ..................................... 26
PRACTICA No. 4Electrnica digital (Circuitos combinacionales ysecuenciales). .................................................................................................... 32
7. FUENTES DOCUMENTALES ........................................................................... 43
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
4/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
4. LISTADO DE TABLAS
Tabla 1 Elementos para el desarrollo de la prctica 1 ........................................... 14
Tabla 2 Equivalencia de los cdigos de colores de resistencias ........................... 19
Tabla 3 Equivalencia de cada banda de las resistencias ...................................... 19
Tabla 4 Elementos para el desarrollo de la prctica 2 ........................................... 23
Tabla 5 Elementos para el desarrollo de la prctica 3 ........................................... 30
Tabla 6 Modos de seleccin del contador 74LS90 ................................................ 35
Tabla 7 Salidas para cada valor decimal del contador 74LS90 ............................. 36
Tabla 8 Elementos para el desarrollo de la prctica 4 ........................................... 39
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
5/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
4.1 LISTADO DE GRFICOS Y FIGURAS
Fig. 1 Protoboard ................................................................................................... 10
Fig. 2 Multmetro ................................................................................................... 10
Fig. 3 Cable de poder ............................................................................................ 11
Fig. 4 PinOut Fuente ATX ..................................................................................... 12
Fig. 5 Circuito Serie ............................................................................................... 13
Fig. 6 Circuito Paralelo .......................................................................................... 13
Fig. 7 Circuito Mixto ............................................................................................... 14
Fig. 8 Resistencias Elctricas ................................................................................ 18
Fig. 9 Cdigo de colores de resistencias de 4 bandas .......................................... 19
Fig. 10 Ley de OHM .............................................................................................. 20
Fig. 11 Circuito Serie ............................................................................................. 21
Fig. 12 Circuito Paralelo ........................................................................................ 21
Fig. 13 Aplicacin del circuito divisor de voltaje .................................................... 22
Fig. 14 Diagrama descriptivo de un condensador ................................................. 26
Fig. 15 Diodo ......................................................................................................... 27
Fig. 16 Transistor .................................................................................................. 27
Fig. 17 Pinout puerto USB ..................................................................................... 28
Fig. 18 Diagrama de bloques del circuito con optoacoplador ................................ 29
Fig. 19 Seal Digital .............................................................................................. 33
Fig. 20 Diagrama compuerta 7400 ........................................................................ 34
Fig. 21 Configuracin de contador 74LS90 en modo decimal ............................... 35
Fig. 22 Ejemplo de contador asncrono ................................................................. 37
Fig. 23 Implementacin prctica digital 1 .............................................................. 38
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
6/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Fig. 24 Implementacin prctica digital II .............................................................. 38
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
7/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
5. CARACTERSTICAS GENERALES
Introduccin La electrnica ha evolucionado a ritmos
vertiginosos convirtindose en herramientade muchas organizaciones al generarimpacto en diferentes disciplinas. Esto hahecho necesario que muchos profesionalesse familiaricen con sus conceptos yaplicaciones, a fin de que puedan tomardecisiones asertivas que propendan por elcrecimiento de la organizacin y laoptimizacin de recursos.
Justificacin Los profesionales de diferentes reasrequieren conocimientos en temastecnolgicos que no pueden limitarse sloal manejo de dichas tecnologas, sino acomprender su funcionamiento y el impactoque pueden llegar a tener en unaorganizacin. Es por esto que el curso deFsica electrnicacentra su metodologa enbrindar herramientas al estudiante para quecomprenda la aplicacin de las temticasdel curso en situaciones prcticasdisciplinares de su programa de formacin.
Intencionalidades formativas Brindar herramientas al estudiante para quedesde su formacin comprenda losconceptos bsicos de electricidad yelectrnica.
Brindar soporte prctico a las actividadesplanteadas en los trabajos colaborativos.
Denominacin de prcticas Prcti ca 1:Naturaleza de la electricidad,reconocimiento de Magnitudes y Medidas.
Prcti ca 2:Ley de Ohm, circuitos serie yparalelo.
Prcti ca 3:Fundamentos de
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
8/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
semiconductores (Fuente de alimentacinregulada).
Prcti cas 4:Electrnica digital (Circuitoscombinacionales y secuenciales)
Nmero de horas 20
Porcentaje 22%
Curso Evaluado por proyecto SI___ NO_X_
Seguridad industrial Para el desarrollo de las prcticas delaboratorio se debe tener en cuenta que:-La ubicacin de equipos e instalacioneselctricas se encuentren en buen estado.
-Los niveles de voltaje aplicados a losequipos correspondan a los estandarizadospara los mismos.-Los instrumentos sean empleadoscorrectamente, de acuerdo a la tarea quese est desarrollando con estos.-Antes de manipular cualquier circuito, debeestar desconectado de la red elctrica.-Antes de poner en funcionamiento uncircuito pida el concepto del tutor paraevitar conexiones errneas que puedan
afectar el mismo.-No emplee equipos o herramienta sindocumentarse acerca de su uso.-Verifique el estado de los equipos antes desu uso e informe cualquier anomala quepueda encontrar.-Deje ordenados y des-energizados losequipos al finalizar la prctica.
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
9/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
6. DESCRIPCIN DE PRCTICAS
PRACTICA No. 1 Naturaleza de la electricidad, reconocimiento deMagnitudes y Medidas.
Tipo de practicaPresencial X Autodirigida RemotaOtra Cul
Porcentaje de evaluacin 5.5%Horas de la practica 4Temticas de la prctica Fundamentos de electricidad
Reconocimiento de instrumentos yelementos de laboratorio.
Medidas de voltaje, continuidad y anlisiscircuitos bsicos.
Intencionalidadesformativas
Brindar herramientas al estudiante para elreconocimiento del funcionamiento de herramientases instrumentos bsicos en electrnica.
Comprobar las medidas de diferentes magnitudessobre dispositivos reales.
Fundamentacin Terica
Se describirn a continuacin algunos aspectos bsicos y de funcionamiento delos principales equipos empleados en laboratorios de electrnica: el protoboard otabla de prototipos y el multmetro. En las prcticas de laboratorio del curso sedesarrollarn las destrezas necesarias para el buen uso de cada uno ellos.
El Protoboard
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
10/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Fig. 1 Protob oard
Es un dispositivo que permite ensamblar circuitos electrnicos sin uso desoldadura. Hace una conexin rpida y fcil y es ideal para trabajar circuitospequeos o de prueba.
En cada orificio se puede alojar el terminal de un componente o un cable. Peroantes de trabajar con l, se deben conocer cules orificios estn interconectados.Generalmente las conexiones son por columnas y en las secciones laterales porfilas. Con ayuda del tutor vamos a reconocer estas conexiones internas.
El Multmetro
Fig . 2 Mu ltmetro
Es un instrumento muy til en el laboratorio. Permite realizar mediciones de varias
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
11/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
magnitudes de inters, como: el voltaje, la resistencia, la corriente, lacapacitancia, la frecuencia, etc. tanto en seales continuas como alternas. Sedebe tener mucho cuidado durante su uso, ya que dependiendo del tipo demagnitud que se quiere medir, debemos seleccionar la escala adecuada, la
ubicacin de los terminales de medicin y la forma de medir (puede ser en serie oen paralelo con el elemento).
Descripcin de la practica
Uso del multmetro (medid as de vo ltaje)
Inicialmente se deber identificar el funcionamiento del multmetro, para estovamos a hacer uso de una fuente de alimentacin ATX de un PC.
Identifique el funcionamiento del multmetro, determine la forma correcta de medir
voltaje, corriente y resistencia, tenga en cuenta e tipo de multmetro identificadolas escalas y posicin de acuerdo al tipo de medida.
a. Qu representa la medida de continuidad en un conductor y de queformas puedo tomarla haciendo uso del multmetro?
Verifique la continuidad en el cable de alimentacin de la fuente.
Fig. 3 Cable de po der
b. Qu sucede si mido el voltaje AC en la escala DC del multmetro?, realicela medida del voltaje entregado por la toma de alimentacin en la escalaadecuada.
Energice la fuente de alimentacin y con ayuda del tutor identifique elvoltaje de StandBy haciendo uso del multmetro. Tenga en cuenta elsiguiente Diagrama.
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
12/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Fig. 4 PinOut Fuente ATX(Imagen tomada dehttp://www.helpwithpcs.com/hardware/img/power-supply/atx-psu-pinouts.gif)
c. Es necesario que un equipo est encendido para poder realizar la medidadel voltaje de StandBy?
Encienda la fuente de alimentacin haciendo un puente entre el pinPS_ON y tierra.
d. Qu funcin cumple la tierra en un circuito?
Compruebe el voltaje para el conector molex de 4 pines y en el Atx de 20pines o 24, dependiendo la fuente de alimentacin con que cuente.
e. Qu tipo de voltaje mido a la salida de la fuente de alimentacin y por qurazn hay diferentes valores del mismo?
f. Podemos afirmar que la fuente de alimentacin de un PC es dual? quimplica esto?.
g. Qu dispositivos integrara en el computador para alimentarlos con estetipo de fuente de alimentacin?
Con figu racin en serie y Paralelo
Realice el montaje del siguiente circuito:
http://www.helpwithpcs.com/hardware/img/power-supply/atx-psu-pinouts.gifhttp://www.helpwithpcs.com/hardware/img/power-supply/atx-psu-pinouts.gifhttp://www.helpwithpcs.com/hardware/img/power-supply/atx-psu-pinouts.gifhttp://www.helpwithpcs.com/hardware/img/power-supply/atx-psu-pinouts.gif -
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
13/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Fig. 5 Circuito Serie
Compare el comportamiento de las lmparas L1, L2 y L3 al hacer la conexin dela siguiente forma:
h. Qu ocurre si cambio una de las lmparas anteriores por un cable?
Fig. 6 Circuito Paralelo
i. Cal de los dos circuitos (a) o(b )est adecuadamente conectado? Cales la razn por la cual es correcto o no el circuito? Qu pasara alimplementar el circuito que no es correcto?
Implemente el circuito que est diseado adecuadamente.
j. Establezca las caractersticas de un circuito serie y paralelo.
Realice el montaje del siguiente circuito:
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
14/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Fig. 7 Circuito Mixt o
k. Qu diferencia se observa en este ltimo circuito con respecto a los dosanteriores y a que se deben dichas diferencias?
Recursos a utilizar en la prctica (Equipos / instrumentos)
Elemento Cant idad
Protoboard 1Multmetro 1Fuente de alimentacin ATX 1Bombillos de 12V 3Cables 1 metroResistencia de valor 1
Tabla 1 Elemen tos para el des arroll o d e la prctic a 1
Software a utilizar en la prctica u otro tipo de requerimiento para eldesarrollo de la prctica
Para el desarrollo de la prctica puede apoyar el desarrollo de loscuestionamientos mediante el uso de Circui rMaker el cual puede descargar en elentorno de aprendizaje prctico.
Seguridad Industrial
Para el desarrollo de las prcticas de laboratorio se debe tener en cuenta que:
-La ubicacin de equipos e instalaciones elctricas se encuentren en buenestado.
-Los niveles de voltaje aplicados a los equipos correspondan a los estandarizados
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
15/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
para los mismos.
-Los instrumentos sean empleados correctamente, de acuerdo a la tarea que seest desarrollando con estos.
-Antes de manipular cualquier circuito, debe estar desconectado de la redelctrica.
-Antes de poner en funcionamiento un circuito pida el concepto del tutor paraevitar conexiones errneas que puedan afectar el mismo.
-No emplee equipos o herramienta sin documentarse acerca de su uso.
-Verifique el estado de los equipos antes de su uso e informe cualquier anomalaque pueda encontrar.
-Deje ordenados y des-energizados los equipos al finalizar la prctica.
Metodologa
Para el desarrollo de la prctica el estudiante debe tener conocimientos bsicosen unidades de medida de magnitudes elctricas.
Forma de trabajo: La prctica de laboratorio est diseada para que losestudiantes de forma colaborativa resuelvan los cuestionamientos planteadospara el desarrollo de la misma, planteen conclusiones y busquen la aprehensindel conocimiento a travs de la interaccin con elementos que pueden conseguir
fcilmente y sobre los cuales se hace evidente la aplicabilidad de las temticasdel curso.
Procedimiento:Para el desarrollo de la prctica es muy importante:
-Realizar el reconocimiento de la gua de la actividad.
-Solicitar apoyo al tutor de laboratorio para comprender la forma adecuada derealizar cada una de las medidas solicitadas.
-Realizar cada una de las medidas e ir analizando los resultados de acuerdo a loobservado.
-Soportar el anlisis en las leyes de circuitos elctricos.
Sistema de Evaluacin
Las prcticas de laboratorios sern evaluadas por el tutor de laboratorio asignadoen cada CEAD de acuerdo al desempeo en el desarrollo de las experiencias
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
16/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
prcticas y la calidad de los informes entregados teniendo en cuenta la rbrica deevaluacin.
La totalidad de las prcticas sern evaluadas sobre 110 puntos y la calificacinser enviada por la red de tutores del curso.
Informe o productos a entregar
Informe en formato IEEE en el que responda los cuestionamientos establecidospara la prctica y evidencie la realizacin de la misma.
Del siguiente enlace puede descargar el formato para presentar el informe.
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.doc
Tenga en cuenta que es muy importante incluir anlisis de resultados y
conclusiones ya que a travs de estos evidencia lo aprendido en el desarrollo dela prctica.
Rbrica de evaluacin
Aspectos evaluados
Criterios de desempeo de la actividad individualPP/
mximaValoracin alta Valoracin media Valoracin baja
Estructura del
informe
El documento presenta
una excelente estructura
conforme a las normas
IEEE.
El informe no
presenta orden aunque
es presentado en el
formato solicitado..
El informe no presenta
orden ni se estructura
conforme a las normas
IEEE.7
(Hasta 7 puntos) (Hasta 3 puntos) (Hasta 0 puntos)
Redaccin y
ortografa
La redaccin y la
ortografa son excelentes
Hay errores de
ortografa o de
redaccin
El documento presenta
deficiencias en redaccin
y errores ortogrficos 5
(Hasta 5 puntos) (Hasta 2 puntos) (Hasta 0 puntos)
Fines del trabajo
Se realiz la prctica
siguiendo las
indicaciones de la gua y
las orientaciones dadaspor el tutor de
laboratorio.
No se realiz la
totalidad de la prctica
o se omitieron las
recomendacionesdadas para un ptimo
desarrollo de la
misma.
No realiz la prctica o se
omitieron en su totalidad
las recomendaciones
dadas por el tutor.8
(Hasta 8 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)
Respondi
adecuadamente las
preguntas y analiz de
No respondi
adecuadamente la
totalidad de las
No responde las
preguntas ni presenta un
adecuado anlisis a las
9
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.dochttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.dochttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.doc -
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
17/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
forma asertiva los
resultados de la prctica.
preguntas o el anlisis
presentado no es
claro.
prcticas.
(Hasta 9 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)
TOTAL PUNTAJE DEL TRABAJO COLABORATIVO 29
Retroalimentacin
La retroalimentacin de la prctica ser dada por el tutor de laboratorio asignadoen cada CEAD de acuerdo a las fechas establecidas para la misma teniendo encuenta la rbrica de evaluacin propuesta.
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
18/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
PRACTICA No. 2 Ley de Ohm, circuitos serie y paralelo.
Tipo de practica
Presencial X Autodirigida RemotaOtra Cul
Porcentaje de evaluacin 5.5%Horas de la practica 4Temticas de la prctica Anlisis de circuitos serie y paralelo.
Comprobacin del funcionamiento de laresistencia elctrica.
Intencionalidades
formativas
Brindar herramientas para que el estudiante est en
capacidad de reconocer las resistencias elctricas.Motivar el reconocimiento de aplicaciones prcticasen las que el estudiante pueda ver la aplicacin delos circuitos serie y paralelo.
Fundamentacin Terica
Resistencias Elctricas
Los resistores o resistencias elctricas son los elementos de mayor empleo en elramo de la electrnica. Su funcin es controlar o limitar la corriente que fluye atravs de un circuito elctrico, presentando oposicin al paso de la corrienteelctrica.
Segn su funcionamiento se pueden clasificar en Resistores Fijos y Resistoresvariables, siendo los fijos con composicin de carbono los ms empleados.
Fig . 8 Resis ten cias Elct ric as
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
19/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Cdigo de colores para resistencias:el cdigo de colores ms empleado pararesistores, se compone de cuatro franjas de color, que se leen de izquierda aderecha, estando el resistor en la forma que lo muestra la figura, siendogeneralmente la cuarta franja dorada o plateada. Mediante la correcta
interpretacin de este cdigo, podemos conocer el valor en ohmios del resistor.Ejemplo:
COLORES:Naranja, Rojo, Amarillo, Oro.
Fig. 9 Cdigo de colo res de resistencias de 4 bandas
Cul es el valo r en ohm ios de es te res is tor?
Recordemos el cdigo de colores para resistencias:
Negro: 0 Amarillo: 4 Gris: 8Caf: 1 Verde: 5 Blanco: 9Rojo: 2 Azul: 6 Dorado: 5%Naranja:3 Violeta: 7 Plateado:10%
Tabla 2 Equivalencia de los cdigos de color es de resistencias
1 Banda : 1er Dgito2 Banda : 2 Dgito3 Banda : # de ceros4 Banda : Tolerancia
Tabla 3 Equiv alencia de c ada banda de las resistencias
Analizando las bandas de la resistencia dada:
1 Banda: Naranja, por tanto el primer dgito es 3
2 Banda: Rojo, por tanto el Segundo dgito es 2
3 Banda: Amarillo, por tanto el factor multiplicador es x10000 o el nmero deceros es (0000).
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
20/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
4 Banda: Dorado, por tanto el primer dgito es 5%
El valor nominal del resistor es de 320000o 320kcon una tolerancia de 5%.
El Valor de tolerancia nos indica el rango en el cual debe encontrarse el resistor.
As el 5% 320k es16k, por tanto podemos considerar:
320k -16 k
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
21/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
de la siguiente manera:
En un circuito cerrado o malla, las cadas de tensin totales son iguales a la
tensin total que se aplica en el circuito.
Circuito Serie:Un circuito serie es aquel en el que todos sus componentes estnconectados de forma tal que slo hay un camino para la circulacin de la corrienteelctrica.
Fig. 11 Circuito Serie
En el circuito serie la corriente elctrica (I) es la misma en todas las partes delcircuito, es decir, que la corriente que fluye por R1, recorre R2, R3 y R4 y es iguala la corriente elctrica que suministra la fuente de alimentacin.
Circuito Paralelo: En un circuito paralelo dos o ms componentes estnconectados a los terminales de la misma fuente de voltaje. Podemos definir cada
terminal como un nodo del circuito y decir entonces que en un circuito paralelotodos sus elementos estn conectados al mismo par de nodos.
Fig. 12 Circuito Paralelo
El voltaje entre el par de terminales de un circuito paralelo es uno slo y es igualal voltaje de la fuente de alimentacin.
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
22/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Descripcin de la practica
Aplicacin del divisor de voltaje
Fig. 13 Apl icacin del circui to d ivisor d e voltaje
Partiendo del circuito anterior, disee un divisor de voltaje donde una de lasresistencias sea fija y la otra sea una fotorresistencia y al estar alimentado con5V, si est de noche encienda un LED conectado al voltaje de salida y si es de
da ste permanezca apagado.
Tenga en cuenta que debe definir si usar el circuito (a) o (b) de acuerdo a lascondiciones de diseo.
a. Determine la posicin del LED.b. Mida el valor de la fotorresistencia en condiciones de luz y oscuridad y
determine el valor al que debe ajustarse el potencimetro.c. Mida la corriente en el circuito teniendo en cuenta condiciones extremas de
luz u oscuridad.
d. Adjunte evidencia del funcionamiento del circuito.
Recursos a utilizar en la prctica (Equipos / instrumentos)
Elemento Cant idad
Protoboard 1Multmetro 1
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
23/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Fuente de alimentacin de5V a 12V
1
Cables 1 metroFotorresistencia 1
Potencimetro 10k 1LED 1
Tabla 4 Elemen tos para el des arroll o d e la prctic a 2
Software a utilizar en la prctica u otro tipo de requerimiento para eldesarrollo de la prctica
Para el desarrollo de la prctica puede apoyar el desarrollo de loscuestionamientos mediante el uso de Circui rMaker el cual puede descargar en elentorno de aprendizaje prctico.
Seguridad Industrial
Para el desarrollo de las prcticas de laboratorio se debe tener en cuenta que:
-La ubicacin de equipos e instalaciones elctricas se encuentren en buenestado.
-Los niveles de voltaje aplicados a los equipos correspondan a los estandarizadospara los mismos.
-Los instrumentos sean empleados correctamente, de acuerdo a la tarea que se
est desarrollando con estos.
-Antes de manipular cualquier circuito, debe estar desconectado de la redelctrica.
-Antes de poner en funcionamiento un circuito pida el concepto del tutor paraevitar conexiones errneas que puedan afectar el mismo.
-No emplee equipos o herramienta sin documentarse acerca de su uso.
-Verifique el estado de los equipos antes de su uso e informe cualquier anomala
que pueda encontrar.
-Deje ordenados y des-energizados los equipos al finalizar la prctica.
Metodologa
Para el desarrollo de la prctica el estudiante debe tener conocimientos bsicosen unidades de medida de magnitudes elctricas y manejo bsico del multmetro.
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
24/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Forma de trabajo: La prctica de laboratorio est diseada para que losestudiantes de forma colaborativa resuelvan los cuestionamientos planteadospara el desarrollo de la misma, planteen conclusiones y busquen la aprehensindel conocimiento a travs de la interaccin con elementos que pueden conseguir
fcilmente y sobre los cuales se hace evidente la aplicabilidad de las temticasdel curso.
Procedimiento:Para el desarrollo de la prctica es muy importante:
-Realizar el reconocimiento de la gua de la actividad.
-Solicitar apoyo al tutor de laboratorio para comprender la forma adecuada derealizar cada una de las medidas solicitadas.
-Realizar cada una de las medidas e ir analizando los resultados de acuerdo a lo
observado.
-Soportar el anlisis en las leyes de circuitos elctricos.
Sistema de Evaluacin
Las prcticas de laboratorios sern evaluadas por el tutor de laboratorio asignadoen cada CEAD de acuerdo al desempeo en el desarrollo de las experienciasprcticas y la calidad de los informes entregados teniendo en cuenta la rbrica deevaluacin.
La totalidad de las prcticas sern evaluadas sobre 110 puntos y la calificacinser enviada por la red de tutores del curso.
Informe o productos a entregar
Informe en formato IEEE en el que responda los cuestionamientos establecidospara la prctica y evidencie la realizacin de la misma.
Del siguiente enlace puede descargar el formato para presentar el informe.
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.doc
Tenga en cuenta que es muy importante incluir anlisis de resultados yconclusiones ya que a travs de estos evidencia lo aprendido en el desarrollo dela prctica.
Rbrica de evaluacin
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.dochttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.dochttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.doc -
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
25/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Aspectos evaluados
Criterios de desempeo de la actividad individualPP/
mximaValoracin alta Valoracin media Valoracin baja
Estructura del
informe
El documento presenta
una excelente estructura
conforme a las normas
IEEE.
El informe no
presenta orden aunque
es presentado en el
formato solicitado.
El informe no presenta
orden ni se estructura
conforme a las normas
IEEE.5
(Hasta 5 puntos) (Hasta 2 puntos) (Hasta 0 puntos)
Redaccin y
ortografa
La redaccin y la
ortografa son excelentes
Hay errores de
ortografa o de
redaccin
El documento presenta
deficiencias en redaccin
y errores ortogrficos 5
(Hasta 5 puntos) (Hasta 2 puntos) (Hasta 0 puntos)
Fines del trabajo
Se realiz la prctica
siguiendo las
indicaciones de la gua y
las orientaciones dadas
por el tutor de
laboratorio.
No se realiz la
totalidad de la prctica
o se omitieron las
recomendaciones
dadas para un ptimo
desarrollo de la
misma.
No realiz la prctica o seomitieron en su totalidad
las recomendaciones
dadas por el tutor.8
(Hasta 8 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)
Respondi
adecuadamente las
preguntas y analiz de
forma asertiva los
resultados de la prctica.
No respondi
adecuadamente la
totalidad de las
preguntas o el anlisis
presentado no es
claro.
No responde las
preguntas ni presenta un
adecuado anlisis a las
prcticas.9
(Hasta 9 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)
TOTAL PUNTAJE DEL TRABAJO COLABORATIVO 27
Retroalimentacin
La retroalimentacin de la prctica ser dada por el tutor de laboratorio asignadoen cada CEAD de acuerdo a las fechas establecidas para la misma teniendo encuenta la rbrica de evaluacin propuesta.
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
26/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
PRACTICA No. 3 Fundamentos de semiconductores
Tipo de practicaPresencial X Autodirigida Remota
Otra Cul
Porcentaje de evaluacin 5.5%Horas de la practica 4Temticas de la prctica Semiconductores.
Construccin de fuente de alimentacinregulada.
Intencionalidadesformativas
Comprender la importancia de los semiconductoresen los dispositivos electrnicos.
Motivar el uso de componentes que en cada etapade la fuente de alimentacin contribuyan a adecuarla seal que a su salida ser DC.
Fundamentacin Terica
Condensadores o Capacitores: Un condensador es un elemento pasivo quetiene la particularidad de almacenar carga elctrica.
Los condensadores estn formados por dos superficies metlicas conductorasllamadas armaduras, las cules se hallan separadas por un medio aislantedenominado dielctrico. Este dielctrico puede ser aire, cermica, papel o mica.
Fig. 14 Diagrama descr ip t ivo de u n co ndensador
Un condensador se suele utilizar bsicamente para eliminar la componentecontinua de una seal elctrica, como filtro o para almacenar tensin en undeterminado momento (como batera temporal) y cederla posteriormente.
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
27/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
El Diodo:El elemento semiconductor ms sencillo y de los ms utilizados en laelectrnica es el diodo. Est constituido por la unin de un material semiconductortipo N y otro tipo P. Su representacin se muestra en la siguiente figura.
Fig. 15 Diodo
El diodo idealmente se comporta como un interruptor, es decir, puede actuarcomo un corto o interruptor cerrado o como un circuito abierto dependiendo de supolarizacin. Debido a esto se suelen utilizar ampliamente como rectificadores deseales, aunque no es su nica aplicacin.
El transistor: El impacto del transistor en la electrnica ha sido enorme, puesadems de iniciar la industria multimillonaria de los semiconductores, ha sido elprecursor de otros inventos como son los circuitos integrados, los dispositivosoptoelectrnicos y los microprocesadores.
Fig. 16 Transisto r
Es un dispositivo semiconductor de tres capas, dos de material P y una dematerial N o dos de material N y una de material P. Para cualquiera de los casosel transistor tiene tres pines denominados emisor, base y colector.
Este dispositivo se puede emplear para muchas aplicaciones, pero se destacacomo amplificador, como conmutador, en sistemas digitales y como adaptador deimpedancias.
Descripcin de la practica
Tenga en cuenta que el circuito diseado en la prctica anterior se emplearcomo referencia para la implementacin de los circuitos propuestos en esta
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
28/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
prctica.
Luz alimentada por puerto USB
Disee un circuito que permita ser conectado al puerto USB de un computador y
controlado por una fotorresistencia, y si es de noche encienda un LED quepermita iluminar una determinada zona.
Tenga en cuenta que:
- El circuito no puede consumir ms de 500mA.- El voltaje de alimentacin es de 5V.- Antes de conectar el circuito al puerto USB del computador debe probarlo
con una fuente de alimentacin de 5V.- Debe garantizar que la luz producida por el circuito no termine afectando la
fotorresistencia, haciendo que se genere un ciclo de encendido y apagado.- El circuito debe ser explicado en su totalidad, evidenciando el papel decada uno de los elementos.
Tome com o referencia la siguiente imagen:
Fig. 17 Pinout pu erto USB
Tomado de:http://pinouts.ru/visual/USB.jpg
Donde los pines que va a utilizar son los correspondientes a USB Vcc y USBGround.
a. Verifique el voltaje entregado por el puerto USB haciendo uso de unafuente de alimntacin como un cargador de celular para simular el puertodel PC.
b. Conecte el circuito a una fuente de alimentacin de 5V (puede ser elcargador de un celular) y verifique su funcionamiento.
c. Por qu razn es necesario controlar la corriente entregada por el puerto
http://pinouts.ru/visual/USB.jpghttp://pinouts.ru/visual/USB.jpghttp://pinouts.ru/visual/USB.jpghttp://pinouts.ru/visual/USB.jpg -
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
29/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
USB.d. Este tipo de circuitos podran llegar a generar un dao en el PC, explique
cmo.
Control de apertura de persiana controlada por una fotorresistencia
Disee un circuito, que haciendo uso de una fotocelda, permita abrir la persianade una ventana con el accionar de un motor. Tenga en cuenta que la nicacondicin es abrir la persiana, por lo que puede ser cerrada manualmente.
Se sugiere el siguiente diagrama de bloques:
Fig. 18 Diagrama de bloques del ci rcu i to con optoacoplador
e. Realice el montaje del circuito optoacoplador y verifique sufuncionamiento.
f. Qu elementos componen al optoacoplador y qu funcin cumplen?g. Cmo puedo conectar un pequeo motor a la salida del optoacoplador?h. Qu diferencia hay entre un pulsador NA y uno NC?i. Podra emplear un pulsador para controlar la apertura de la persiana?
j. Implemente el circuito de control de apertura de la persiana.k. Cmo se detendra el motor al finalizar la apertura de la persiana?l. Integre todos los componentes del circuito y muestre el funcionamiento del
sistema.Recursos a utilizar en la prctica (Equipos / instrumentos)
Elemento Cant idadProtoboard 1Multmetro 1Fuente de alimentacin 1LED 1Cables 1 metroFotorresistencia 1
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
30/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Optoacoplador 1Resistencias de diferentevalor de acuerdo al diseo.
2
Potencimetro de 10k 1
Diodos rectificadores 1Motor DC de bajo consumo 1Pulsador NA 1Pulsador NC 1
Tabla 5 Elemen tos para el des arroll o d e la prctic a 3
Software a utilizar en la prctica u otro tipo de requerimiento para eldesarrollo de la prctica
Para el desarrollo de la prctica puede apoyar el desarrollo de loscuestionamientos mediante el uso de Circui rMaker el cual puede descargar en elentorno de aprendizaje prctico.
Seguridad Industrial
Para el desarrollo de las prcticas de laboratorio se debe tener en cuenta que:
-La ubicacin de equipos e instalaciones elctricas se encuentren en buenestado.
-Los niveles de voltaje aplicados a los equipos correspondan a los estandarizadospara los mismos.
-Los instrumentos sean empleados correctamente, de acuerdo a la tarea que seest desarrollando con estos.
-Antes de manipular cualquier circuito, debe estar desconectado de la redelctrica.
-Antes de poner en funcionamiento un circuito pida el concepto del tutor paraevitar conexiones errneas que puedan afectar el mismo.
-No emplee equipos o herramienta sin documentarse acerca de su uso.
-Verifique el estado de los equipos antes de su uso e informe cualquier anomalaque pueda encontrar.
-Deje ordenados y des-energizados los equipos al finalizar la prctica.
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
31/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Metodologa
Para el desarrollo de la prctica el estudiante debe tener conocimientos bsicosen unidades de medida de magnitudes elctricas, manejo bsico del multmetro yconceptos bsicos sobre el funcionamiento de dispositivos semiconductores
como diodos y transistores.
Forma de trabajo: La prctica de laboratorio est diseada para que losestudiantes de forma colaborativa resuelvan los cuestionamientos planteadospara el desarrollo de la misma, planteen conclusiones y busquen la aprehensindel conocimiento a travs de la interaccin con elementos que pueden conseguirfcilmente y sobre los cuales se hace evidente la aplicabilidad de las temticasdel curso.
Procedimiento:Para el desarrollo de la prctica es muy importante:
-Realizar el reconocimiento de la gua de la actividad.
-Solicitar apoyo al tutor de laboratorio para comprender la forma adecuada derealizar cada una de las medidas solicitadas.
-Realizar cada una de las medidas e ir analizando los resultados de acuerdo a loobservado.
-Soportar el anlisis en las leyes de circuitos elctricos.
Sistema de Evaluacin
Las prcticas de laboratorios sern evaluadas por el tutor de laboratorio asignadoen cada CEAD de acuerdo al desempeo en el desarrollo de las experienciasprcticas y la calidad de los informes entregados teniendo en cuenta la rbrica deevaluacin.
La totalidad de las prcticas sern evaluadas sobre 110 puntos y la calificacinser enviada por la red de tutores del curso.
Informe o productos a entregar
Informe en formato IEEE en el que responda los cuestionamientos establecidospara la prctica y evidencie la realizacin de la misma.
Del siguiente enlace puede descargar el formato para presentar el informe.
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.doc
Tenga en cuenta que es muy importante incluir anlisis de resultados y
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.dochttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.dochttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.doc -
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
32/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
conclusiones ya que a travs de estos evidencia lo aprendido en el desarrollo dela prctica.
Rbrica de evaluacin
Aspectos evaluados
Criterios de desempeo de la actividad individualPP/
mximaValoracin alta Valoracin media Valoracin baja
Estructura del
informe
El documento presenta
una excelente estructura
conforme a las normas
IEEE.
El informe no
presenta orden aunque
es presentado en el
formato solicitado..
El informe no presenta
orden ni se estructura
conforme a las normas
IEEE.5
(Hasta 5 puntos) (Hasta 2 puntos) (Hasta 0 puntos)
Redaccin yortografa
La redaccin y la
ortografa son excelentes
Hay errores de
ortografa o de
redaccin
El documento presenta
deficiencias en redaccin
y errores ortogrficos 5
(Hasta 5 puntos) (Hasta 2 puntos) (Hasta 0 puntos)
Fines del trabajo
Se realiz la prctica
siguiendo las
indicaciones de la gua y
las orientaciones dadas
por el tutor de
laboratorio.
No se realiz la
totalidad de la prctica
o se omitieron las
recomendaciones
dadas para un ptimo
desarrollo de la
misma.
No realiz la prctica o se
omitieron en su totalidad
las recomendaciones
dadas por el tutor.8
(Hasta 8 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)
Respondi
adecuadamente las
preguntas y analiz de
forma asertiva los
resultados de la prctica.
No respondi
adecuadamente la
totalidad de las
preguntas o el anlisis
presentado no es
claro.
No responde las
preguntas ni presenta un
adecuado anlisis a las
prcticas.9
(Hasta 9 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)
TOTAL PUNTAJE DEL TRABAJO COLABORATIVO 27
Retroalimentacin
La retroalimentacin de la prctica ser dada por el tutor de laboratorio asignadoen cada CEAD de acuerdo a las fechas establecidas para la misma teniendo encuenta la rbrica de evaluacin propuesta.
PRACTICA No. 4 Electrnica digital (Circuitos combinacionales ysecuenciales).
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
33/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Tipo de practicaPresencial X Autodirigida RemotaOtra Cul
Porcentaje de evaluacin 5.5%Horas de la practica 4Temticas de la prctica Circuitos combinacionales y secuenciales.
Aplicacin de los circuitos contadores.Intencionalidadesformativas
El estudiante realice una aplicacin prctica en ellaboratorio, donde pueda evidenciar elfuncionamiento de un circuito digital que integrediversos componentes.
Brindar herramientas conceptuales para que desdeel programa cursado por el estudiante pueda adquirirbases tericas para la construccin de solucionesbasadas en circuitos electrnicos a problemasinherentes a sus disciplinas.
Fundamentacin Terica
Sistema Digital
Un sistema digital es una combinacin de dispositivos diseado para manipularcantidades fsicas o informacin que estn representadas en forma digital; esdecir, que solo puedan tomar valores discretos. Estas seales discretas seencuentran en todos los sistemas digitales, como las computadoras ycalculadoras, equipos de audio y video y numerosos dispositivos electrnicos.
Fig . 19 Seal Dig it al
Compuertas Lgicas:Las compuertas lgicas son circuitos integrados,construidos con diodos, transistores y resistencias, que conectados de ciertamanera hacen que la salida del circuito sea el resultado de una operacin lgica
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
34/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
bsica ( como la AND, OR, NOT, etc. ) sobre la entrada.
Fig. 20 Diagrama comp uerta 7400
Por medio de las compuertas lgicas se pueden implementar sistemas digitalesque tengan aplicaciones sencillas pero importantes para el funcionamiento de losdiversos equipos electrnicos.
Este es el caso de los Circuitos Lgicos Combinacionales, es decir, aquelloscircuitos construidos a partir de la combinacin de compuertas lgicas. Entre losms interesantes se encuentran: los circuitos aritmticos, los comparadores, loscodificadores y decodificadores, los multiplexores y los demultiplexores.
CONTADORES DIGITALES
Podemos definir un contador digital, como aquel sistema electrnico capaz derealizar el cmputo de los impulsos que recibe la entrada destinada para talefecto, indicando dicho conteo en un cdigo binario previamente elegido.Generalmente se tiene la opcin de visualizar el conteo mediante dispositivoscomo displays de siete segmentos.
Los contadores pueden ser asncronos sncronos. Los primeros tienen unretardo de respuesta, contrario con lo que sucede en los contadores sncronos.
Dependiendo del tipo de aplicacin para la cual se emplea el contador se eligeuno u otro. Por ejemplo, si se necesita que el conteo se est comparando encada instante con un nmero preestablecido, el tiempo de retardo adquiere granimportancia, por lo tanto el contador sncrono es la opcin ms conveniente.
Contador decimal
Generalmente, nos interesa conocer el nmero de pulsos que el contador lleva
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
35/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
en algn instante en concreto o durante todo momento. Esta informacin resultacomplicada de obtener directamente de un contador binario, ya que lo mscomn es el manejo de cifras decimales.
Para obtener un contador que proporcione esta informacin decimal, sedispone de un elemento base, que se denomina dcada. Una dcada es launidad encargada de obtener un conteo de 0 a 9 unidades y es capaz de activarotra dcada, que contar las decenas, y as sucesivamente. Es evidente quecada dcada debe reinicializar al iniciar la siguiente. La salida puede ser llevadaa un decodificador BCD-7segmentos para visualizar los dgitos de las cifrasdecimales.
La siguiente figura muestra la conexin y los modos de seleccin de la dcadaintegrada o circuito integrado 74LS90.
Fig. 21 Configuracin de con tador 74LS90 en mod o decimal
ENTRADAS SALIDASMR1 MR2 MS1 MS2 Q0 Q1 Q2 Q3H H L X L L L LH H X L L L L LX X H H H L L H
L X L X CONTADORX L X L CONTADORL X X L CONTADORX L L X CONTADORTabla 6 Modos de seleccin del contador 74LS90
En la tabla de modos de seleccin se observa que para tres combinaciones enlas variables de entrada, las salidas permanecen en unos niveles fijos
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
36/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
predeterminados, independientemente de la entrada de impulsos a travs CKA;sin embargo hay cuatro combinaciones para las cuales el chip se comportacomo contador llevando la secuencia BCD como lo muestra siguiente tabla.
ContadorSALIDAS
Q0 Q1 Q2 Q30 L L L L1 H L L L2 L H L L3 H H L L4 L L H L5 H L H L6 L H H L7 H H H L
8 L L L H9 H L L HTabla 7 Sal idas para cada valor decim al del contado r 74LS90
A cada impulso de la entrada, las salidas van cambiando segn unasecuencia que, una vez llegue a su ltima combinacin, volver a repetirsesucesivamente mientras vayan llegando impulsos a la entrada CKA. Este casoconcreto se llama una dcada, dado que el nmero de estados posibles ensus salidas es un mltiplo de 10.
Si se conectan varias dcadas en cascada, de tal manera que la salida de mayorpeso acte sobre la entrada de la dcada siguiente, aumentar la capacidad del
circuito y se podr contar hasta 100, es decir de 0 a 99.
A continuacin se presenta un ejemplo de un contador ascendente asncrono.
En la imagen se evidencia que V2 es la seal de control que permite incrementarel contador a medida que se generan los diferentes pulsos.
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
37/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Fig. 22 Ejemplo d e con tado r asnc ron o
Descripcin de la practica
1. En una empresa se tiene un mecanismo de comunicacin en el cual hay 4reas donde a ciertas horas del da se enciende un LED indicando que seva a reportar una de las reas. Este reporte consiste en un led y una sealauditiva, donde el LED indica que el rea seleccionada se va a reportar y laseal auditiva que se ha concluido la meta establecida para ese momento,si slo se enciende el LED y la seal Auditiva no se activa es porque antienen tareas pendientes.
Realice el diseo de la solucin.
a. Qu tipo de circuito permitir cumplir con los requerimientos de diseo?.b. Cmo se puede implementar el selector de rea?c. Qu tipo de multiplexor puede emplear en el circuito?d. Realice la implementacin de la solucin de acuerdo al diagrama de
bloques presentando en la siguiente figura.
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
38/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Fig. 23 Implem entac in prctic a digit al 1
2. Haciendo uso del 555 y eligiendo el tipo de circuito adecuado, disee uncontador sncrono que avance cada 2 segundos hasta llegar a 9 y al llegara 5 debe enviar un pulso que har avanzar otro contador si se tienehabilitado el interruptor de avance.
e. Evidencie el proceso de diseo del contador. Y explique el porqu deldiseo empleado.
f. Qu contador puedo usar para el diseo (referencia y modo defuncionamiento)?
g. Evidencie el proceso de diseo del habilitador de conteo.
Tenga en cuenta el siguiente diagrama de bloques para el diseo.
Fig. 24 Impl emen tacin prctic a digi tal II
Recursos a utilizar en la prctica (Equipos / instrumentos)
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
39/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
Elemento Cant idad
Protoboard 1Multmetro 1
Fuente de alimentacin 1Multiplexor de acuerdo aldiseo.
1
Cables 1 metroLM555 1Resistencias de acuerdo aldiseo.
---
Condensadores de acuerdoal diseo.
---
74LS47 174LS08 1Display nodo comn 2LED 5Contador de acuerdo aldiseo.
2
Tabla 8 Elemen tos para el des arrol lo d e la prctic a 4
Software a utilizar en la prctica u otro tipo de requerimiento para eldesarrollo de la prctica
Para el desarrollo de la prctica puede apoyar el desarrollo de loscuestionamientos mediante el uso de Circui rMaker el cual puede descargar en elentorno de aprendizaje prctico.
Seguridad Industrial
Para el desarrollo de las prcticas de laboratorio se debe tener en cuenta que:
-La ubicacin de equipos e instalaciones elctricas se encuentren en buenestado.
-Los niveles de voltaje aplicados a los equipos correspondan a los estandarizadospara los mismos.
-Los instrumentos sean empleados correctamente, de acuerdo a la tarea que seest desarrollando con estos.
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
40/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
-Antes de manipular cualquier circuito, debe estar desconectado de la redelctrica.
-Antes de poner en funcionamiento un circuito pida el concepto del tutor paraevitar conexiones errneas que puedan afectar el mismo.
-No emplee equipos o herramienta sin documentarse acerca de su uso.
-Verifique el estado de los equipos antes de su uso e informe cualquier anomalaque pueda encontrar.
-Deje ordenados y des-energizados los equipos al finalizar la prctica.
Metodologa
Para el desarrollo de la prctica el estudiante debe tener conocimientos bsicos
en unidades de medida de magnitudes elctricas y manejo bsico del multmetro.
Forma de trabajo: La prctica de laboratorio est diseada para que losestudiantes de forma colaborativa resuelvan los cuestionamientos planteadospara el desarrollo de la misma, planteen conclusiones y busquen la aprehensindel conocimiento a travs de la interaccin con elementos que pueden conseguirfcilmente y sobre los cuales se hace evidente la aplicabilidad de las temticasdel curso.
Procedimiento:Para el desarrollo de la prctica es muy importante:
-Realizar el reconocimiento de la gua de la actividad.-Solicitar apoyo al tutor de laboratorio para comprender la forma adecuada derealizar cada una de las medidas solicitadas.
-Realizar cada una de las medidas e ir analizando los resultados de acuerdo a loobservado.
-Soportar el anlisis en las leyes de circuitos elctricos.
Sistema de Evaluacin
Las prcticas de laboratorios sern evaluadas por el tutor de laboratorio asignadoen cada CEAD de acuerdo al desempeo en el desarrollo de las experienciasprcticas y la calidad de los informes entregados teniendo en cuenta la rbrica deevaluacin.
La totalidad de las prcticas sern evaluadas sobre 110 puntos y la calificacin
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
41/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
ser enviada por la red de tutores del curso.
Informe o productos a entregar
Informe en formato IEEE en el que responda los cuestionamientos establecidos
para la prctica y evidencie la realizacin de la misma.
Del siguiente enlace puede descargar el formato para presentar el informe.
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.doc
Tenga en cuenta que es muy importante incluir anlisis de resultados yconclusiones ya que a travs de estos evidencia lo aprendido en el desarrollo dela prctica.
Rbrica de evaluacin
Aspectos evaluados
Criterios de desempeo de la actividad individualPP/
mximaValoracin alta Valoracin media Valoracin baja
Estructura del
informe
El documento presenta
una excelente estructura
conforme a las normas
IEEE.
El informe no
presenta orden aunque
es presentado en el
formato solicitado..
El informe no presenta
orden ni se estructura
conforme a las normas
IEEE.5
(Hasta 5 puntos) (Hasta 2 puntos) (Hasta 0 puntos)
Redaccin y
ortografa
La redaccin y la
ortografa son excelentes
Hay errores de
ortografa o deredaccin
El documento presenta
deficiencias en redacciny errores ortogrficos 5
(Hasta 5 puntos) (Hasta 2 puntos) (Hasta 0 puntos)
Fines del trabajo
Se realiz la prctica
siguiendo las
indicaciones de la gua y
las orientaciones dadas
por el tutor de
laboratorio.
No se realiz la
totalidad de la prctica
o se omitieron las
recomendaciones
dadas para un ptimo
desarrollo de la
misma.
No realiz la prctica o se
omitieron en su totalidad
las recomendaciones
dadas por el tutor.8
(Hasta 8 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)
Respondi
adecuadamente las
preguntas y analiz de
forma asertiva los
resultados de la prctica.
No respondi
adecuadamente la
totalidad de las
preguntas o el anlisis
presentado no es
claro.
No responde las
preguntas ni presenta un
adecuado anlisis a las
prcticas.
9
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.dochttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.dochttp://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.doc -
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
42/43
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIAGUIA COMPONENTE PRCTICO DEL CURSO: 100414Fsica Electrnica
(Hasta 9 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)
TOTAL PUNTAJE DEL TRABAJO COLABORATIVO 27
Retroalimentacin
La retroalimentacin de la prctica ser dada por el tutor de laboratorio asignadoen cada CEAD de acuerdo a las fechas establecidas para la misma teniendo encuenta la rbrica de evaluacin propuesta.
-
7/25/2019 Guia de Laboratorio Fisica Electronica 2016-16-1
43/43