mecatronica y electronica digital

5/21/2018 Mecatronica y Electronica Digital

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UNIVERSIDAD TECNOLGICA DEL PERVicerrectorado de Investigacin

TALLER IDE INGENIERA ELECTRNICA

Y MECATRNICA

TINS

INGENIERA ELECTRNICA, INGENIERA MECATRNICA

TEXTOS DE INSTRUCCIN (TINS) / UTP

Lima - Per


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TALLER I DE INGENIERA ELECTRNICA YMECATRNICA

Desarrollo y Edicin : Vicerrectorado de Investigacin

Elaboracin del TINS : Ing. Moiss Leureyros Prez Ing. Jos Andrs Sandoval Valencia

Diseo y Diagramacin : Julia Saldaa Balandra

Soporte acadmico : Instituto de Investigacin

Produccin : Imprenta Grupo IDAT

Tiraje 3 B / 0150 / 2008-II

Queda prohibida cualquier forma de reproduccin, venta, comunicacin pblica ytransformacin de esta obra.


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TALLER I

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El presente material contiene una compilacin de contenidos deobras sobre Electrnica, resmenes de artculos, breves extractos deobras publicadas lcitamente, acompaados de resmenes de lostemas a cargo del profesor; constituye un material auxiliar deenseanza para ser empleado en el desarrollo de las clases ennuestra institucin.

El presente material es de uso exclusivo de los alumnos y docentes

de la Universidad Tecnolgica del Per, preparado para finesdidcticos en aplicacin del Artculo 41 inc. C y el Art. 43 inc. A.,del Decreto Legislativo 822, Ley sobre Derechos de Autor.


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PRESENTACIN

El presente texto elaborado en el marco de desarrollo de la Ingeniera, es unmaterial de ayuda instruccional, en las carreras de Ingeniera Electrnica yMecatrnica para la Asignatura de Taller I de Ingeniera Electrnica yMecatrnica en el segundo ciclo de estudios.

Plasma la iniciativa institucional de innovacin del aprendizaje educativouniversitario que en acelerada continuidad promueve la produccin de materiales

educativos, actualizados en concordancia a las exigencias de estos tiempos.

Esta primera edicin apropiadamente recopilada, de diversas fuentesbibliogrficas, de uso frecuente en la enseanza de Ingeniera Electrnica yMecatrnica; est ordenada en funcin del syllabus de la Asignatura arribamencionada.

La conformacin del texto ha sido posible gracias al esfuerzo y dedicacinacadmica de los Profesores: Ing. Moiss Leureyros Prez y Jos AndrsSandoval Valencia; contiene temas llevados a la prctica mediante experimentosaplicativos:

El primer capitulo: Repaso en instrumentacin de mediciones elctricas; elalumno comprender como elegir adecuadamente el instrumento para realizaruna medicin elctrica, y as mismo, respetar la conexin apropiada delinstrumento a utilizar:

En el segundo captulo: Sensores; conocer la importancia de detectar lasseales fsicas (luz, temperatura, etc.) para poder activar circuitos electrnicos.

En el tercer captulo: Temporizador Timer 555; el alumno conocer comogenerar una onda cuadrada de diferentes frecuencias y la activacin temporizadade un circuito electrnico.

En el cuarto captulo: Implementacin de la etapa de sensado; implementaren forma prctica la etapa de sensado y calibrar adecuadamente el sensor parasu buen funcionamiento.

En el quinto captulo: Elaboracin de circuitos impresos; aprender comoelaborar artesanalmente, pero, con buenos resultados y econmicos circuitosimpresos.


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En el sexto captulo: Registros (Flip Flop); conocer en forma bsica elfuncionamiento de un flip flop y su aplicacin a un circuito en particular.

En el sptimo captulo Circuitos Contadores; conocer diferentes circuitoscontadores, logrando ver sus aplicaciones en los circuitos electrnicos.

En el octavo captulo Circuitos Multiplexores; aprender como dirigir por unasola va una seal a la vez teniendo varias seales entrantes por medio de uncontrol digital.

En el noveno captulo Circuitos Decodificadores y display de siete segmentos;conocer los diferentes tipos de decodificadores, su funcionamiento y la formacomo interconectar con el display de siete segmentos.

En el dcimo captulo Implementacin de la Etapa de control; el alumnoconocer la importancia de un circuito que pueda administrar adecuadamente laactivacin o desactivacin de diferentes cargas.

En el dcimo primer captulo El transistor en corte y saturacin; conocer laforma bsica de poder utilizar el transistor como conmutador para poder activardiferentes cargas.

En el duodcimo captulo Optoacopladores; conocer la forma como protegerlas etapas de un circuito electrnico y a utilizar los diferentes tipos deacopladores pticos.

En el dcimo tercer captulo Circuitos de potencia; el alumno conocer algunoscircuitos tpicos utilizados en la etapa de potencia de un circuito electrnicologrando diferenciar el uso de cada uno de ellos para una determinada aplicacin.

En el dcimo cuarto captulo Fuentes de alimentacin; aprender a elegiradecuadamente el tipo de fuente de alimentacin que debe utilizar paraalimentar una carga determinada.

En el dcimo quinto captulo Puerto paralelo de la computadora; conocer enforma bsica como utilizar el puerto de comunicaciones de la computadora(puerto paralelo) y a reconocer la importancia del circuito interfaz para el equipoque desea activar.


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En el dcimo sexto captulo Motores DC y Motor Paso a Paso; conocer comodiferenciar y reconocer los diferentes tipos de motores (de corriente continua,paso a paso, y servos). Comprender que cada uno de ellos necesita un circuitoespecial de control y de potencia para lograr su funcionamiento.

Finalmente, sean estas ltimas lneas de reconocimiento Institucional a losIngenieros arriba nominados por su tenacidad acadmica en la preparacin del

presente texto.

Vicerrectorado de Investigacin


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NDICE

CAPITULO 1REPASO EN INSTRUMENTACIN DE MEDICIONES ELCTRICAS1.1 RESUMEN DE CONEXIONES DE LOS DISTINTOS INSTRUMENTOS DE

MEDICIN ELECTRNICA.......................................... ............................................ 191.2 EQUIPOS UTILIZADOS EN EL LABORATORIO DE ELECTRNICA GENERAL 20

1.2.1 NI ELVIS............................................................................ ............................ 201.2.2 COMPONENTES DEL SISTEMA DE INSTRUMENTACIN VIRTUAL 221.2.3 CARACTERSTICAS DE LA FUENTE DE VOLTAJE .............................. 28

1.2.4 CARACTERSTICAS DEL GENERADOR DE FUNCIONES.................... 281.2.5 PANEL DEL SOFTWARE DE CONTROL.................................................. 291.2.6 CONECTORES DE SALIDA DEL MULTIMETRO DIGITAL (DMM) ..... 301.2.7 ACTIVACIN DEL MULTIMETRO DIGITAL.......................................... 301.2.8 CARACTERSTICAS DEL MULTIMETRO DIGITAL............................... 311.2.9 CONTROL DE LA FUENTE DE VOLTAJE DC POR SOFTWARE.......... 321.2.10 CONTROL DEL GENERADOR DE FUNCIONES POR SOFTWARE ...... 331.2.11 CARACTERSTICAS DEL GENERADOR DE FUNCIONES.................... 331.2.12 ACTIVACIN DEL OSCILOSCOPIO ......................................................... 341.2.13 CARACTERSTICAS DEL OSCILOSCOPIO...................... ........................ 341.2.14 TRABAJANDO CON EL OSCILOSCOPIO Y EL GENERADOR DE

SEALES ............................................................. ......................................... 35

CAPITULO 2SENSORES2.1 INTRODUCCIN..................................................... ................................................... 372.2 CONVERSOR ANLOGO/DIGITAL ..................................................... ...................2.3 SENSORES ANALGICOS........................................................................ ................ 39

2.3.1 FOTORESISTENCIAS O LDR ...................................................... ............... 402.3.2 EMISIN Y RECEPCIN DE INFRARROJOS........................................... 442.3.3 TERMISTORES............................................................. ................................ 49

2.3.3.1 NTC............. ................................................................ ..................... 502.3.3.2 PTC ...................................................... ............................................ 512.3.3.3 VDR ................................................ ................................................. 522.3.3.4 CIRCUITOS INTEGRADOS (SENSOR DE TEMPERATURA) ... 532.3.3.5 COMPARACIN DE LOS SENSORES DE TEMPERATURA.... 55

2.4 SENSORES DIGITALES........................................................................ ..................... 552.4.1 SWITCH (INTERRUPTOR) Y MICROSWITCH................ ......................... 552.4.2 REED SWITCH .................................................. ........................................... 57

2.5 TRANSISTORES .................................................. ....................................................... 572.5.1 TRANSISTORES NPN.................................................. ................................ 572.5.2 TRANSISTORES PNP................................................... ................................ 582.5.3 TRANSISTORES EN CIRCUITOS DE CONMUTACIN.......................... 592.5.4 POLARIZACIN DE UN TRANSISTOR COMO EMISOR COMN........ 602.5.5 CONEXIN COMO SEGUIDOR EMISIVO.................................... ............ 60

2.5.5.1 CUANDO LA SEAL ES NEGATIVA.......................................... 61


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2.6 EL RELE .................................................................... ................................................ 612.6.1 ANLISIS PARA LA CONEXIN DE UN RELE ...................................... 632.6.2 MONTAJES DARLINGTON.................................................... .................... 632.6.3 OTRO CASO DE CONMUTACIN CON DIFERENTES TENSIONES.... 65

CAPITULO 3TEMPORIZADOR TIMER 5553.1 INTRODUCCIN........................................................... ............................................. 673.2 UTILIZACIN.............................. ................................................................ ............... 683.3 DESCRIPCIN DE LAS PATILLAS O PINES DEL TEMPORIZADOR 555 .......... 683.4 CARACTERSTICAS GENERALES................ .......................................................... 693.5 DIAGRAMA DE BLOQUES INTERNO ............................................................. ....... 703.6 ALGUNAS CONFIGURACIONES BSICAS................................................ ........... 71

3.6.1 CIRCUITO MONOESTABLE....................................................................... 713.6.2 CIRCUITO ASTABLE ........................................................... ....................... 723.6.3 GRAFICAS EN MODO ASTABLE (R vs T)................................................ 733.6.4 CIRCUITO ASTABLE CON ONDA SIMTRICA...................................... 753.6.5 TERMINAL DEL RESET................................................................ .............. 753.6.6 MODULACIN DEL ANCHO DE PULSO ................................................. 763.6.7 MODULACIN DEL RETARDO DE PULSO............................................. 763.6.8 IMPLEMENTACIN DE CIRCUITOS CON EL TIMER 555..................... 77

CAPITULO 4IMPLEMENTACIN DE LA ETAPA DE SENSADO4.1 IMPLEMENTACIN DE CIRCUITOS DE SENSADO POR MEDIO DE LUZ

UTILIZANDO EL LDR Y EL TIMER ............................................................... ......... 814.2 IMPLEMENTACIN DE CIRCUITOS DE SENSADO UTILIZANDO SENSORMAGNTICO Y TIMER .............................................................. ............................... 83

CAPITULO 5ELABORACIN DE CIRCUITOS IMPRESOS5.1 SOLDADURA DE ESTAO................... ........................................................... ......... 875.2 LA PLACA VIRGEN.......................................................... ......................................... 875.3 MEDIOS NECESARIOS PARA EL DISEO DE UN CIRCUITO IMPRESO.......... 875.4 NORMAS BSICAS PARA EL DISEO DE CIRCUITOS IMPRESOS.................. 885.5 PROCESO DE REALIZACIN DE LA PLACA........................................................ 895.6 CREACIN DE PLACAS DE CIRCUITO IMPRESO ............................................... 90

5.6.1 MATERIALES......................................... ...................................................... 90

5.6.2 DISEO DE LA PLACA............ ....................................................... ............ 925.6.3 IMPRESIN DEL CIRCUITO............................................................ .......... 935.6.4 PREPARACIN DE LA PLACA.............. .................................................... 945.6.5 PLANCHADO DEL DISEO SOBRE LA PLACA DE COBRE................. 955.6.6 ATAQUE QUMICO DE LA PLACA DE COBRE ...................................... 975.6.7 RECORTE Y PERFORADO DE LA PLACA DE COBRE .......................... 100

CAPITULO 6REGISTROS (FLIP FLOP)6.1 CIRCUITOS BIESTABLES.............................................................. ....................... 1036.2 FLIP FLOP BSICO RS .............................................................. ............................ 103

6.2.1 FLIP FLOP CONTROLADO POR UN PULSO DE RELOJ...................... 104


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6.3 FLIP FLOP CON UN INVERSOR............................................................................ 1056.3.1 FLIP FLOP D ............................................................... .................................. 1066.3.2 FLIP FLOP MASTER SLAVE ............................................................... .... 1076.3.3 FLIP FLOP JK.................. ................................................................ .............. 108

6.4 FLIP FLOP 7474......................................................... .................................................. 1106.4.1 CONFIGURACIN DE PINES DEL FLIP FLOP 74747 ............................. 1106.4.2 CONFIGURACIN BSICA DEL FLIP FLOP 7474 .................................. 1106.4.3 CONFIGURACIN DEL FLIP FLOP CON SETEO Y RESETEO.............. 111

CAPITULO 7CIRCUITOS CONTADORES7.1 CONTADORES DE PROPAGACION......................................................... ............... 1137.2 CONTADOR DE PROPAGACION ASCENDENTE.................................................. 113

7.3 CONTADORES CON NMEROS MOD < 2

N

....................................................... ..... 1157.4 CONTADOR DE PROPAGACIN DESCENDENTE ............................................... 1167.5 CONTADORES ASNCRONOS .............................................................. ................... 1177.6 CONTADORES SINCRNICOS............................................................. ................... 1187.7 CONTADORES MODULO N ....................................................... .............................. 1187.8 CONTADOR EN ANILLO............................................................... ........................... 1217.9 DIVISORES DIGITALES................................................ ............................................ 1237.10 74LS393.......................... ..................................................................... ......................... 1257.11 EL DIVISOR 74LS93.......................... ..................................................................... .... 125

7.11.1 EL DIVISOR POR 16 EN BINARIO............................................................. 1267.11.2 EL DIVISOR POR 8 EN BCD....................................................................... 1287.11.3 EL DIVISOR POR 6 ....................................................................... .............. 1297.11.4 EL DIVISOR POR 9 ....................................................................... .............. 130

7.11.5 EL DIVISOR POR 10 ..................................................................... .............. 1317.11.6 EL DIVISOR POR 12 ............................................................... ..................... 1327.12 EL DIVISOR DECIMAL 74LS90................................. ............................................... 132

7.12.1 EL DIVISOR POR 10 EN BCD..................................................................... 1337.12.2 EL DIVISOR POR 10 EN BCD..................................................................... 1337.12.3 EL DIVISOR POR 2,4, Y 5..................................................... ....................... 1347.12.4 EL DIVISOR POR 2,4,8 Y 9...................................................... .................... 136

CAPITULO 8CIRCUITOS MULTIPLEXORES8.1 INTRODUCCIN.......................................................... .............................................. 1418.2 MULTIPLEXOR BSICO DE 2 ENTRADAS ........................................................... 1428.3 MULTIPLEXOR DE 4 ENTRADAS.................................. ......................................... 142

8.4 DISEANDO EL MULTIPLEXOR .............................................................. .............. 1448.5 DEMULTIPLEXOR...................................................... ............................................... 145

CAPITULO 9CIRCUITOS DECODIFICADORES Y DISPLAY DE 7 SEGMENTOS9.1 DECODIFICADORES ........................................................... ...................................... 151

9.1.1 DECODIFICADOR BCD A 7 SEGMENTOS............................................... 1539.2 LEDS Y DISPLAY DE 7 SEGMENTOS..................................................................... 155

9.2.1 INTRODUCCIN......................................................... ................................. 1559.2.2 DIODO EMISOR DE LUZ .............................................................. .............. 1569.2.3 FUNCIONAMIENTO FSICO DE UN LED........................ ......................... 158


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9.2.4 CONTROL DE UN LED........................................................................... ..... 1609.2.4.1 POR CORRIENTE CONTINUA..................................................... 1609.2.4.2 EN RGIMEN DE IMPULSOS ...................................................... 1609.2.4.3 EN CORRIENTE ALTERNA.......................................................... 161

9.2.5 CARACTERSTICAS DE LOS LED ............................................................ 1639.2.5.1 EFICIENCIA......................... ........................................................... 1639.2.5.2 EFICIENCIA CUANTICA INTERNA............................... ............. 1629.2.5.3 LA DIRECTIVIDAD................... .................................................... 1629.2.5.4 EL EFECTO CRISTALINO............................................................ 1639.2.5.5 LA TENSIN DIRECTA (VF)........................................................ 1649.2.5.6 LA CORRIENTE INVERSA (IR) ................................................... 1649.2.5.7 DISIPACIN DE POTENCIA ................................................... ..... 1649.2.5.8 IDENTIFICACIN............................ .............................................. 164

9.2.5.9 FIABILIDAD DE LOS LEDS............................................... ......... 1659.2.6 FORMATOS Y VARIEDADES DE LOS LED.......................... ................... 1659.2.7 EL DISPLAY DE 7 SEGMENTOS ....................................................... ........ 166

9.2.7.1 PROTECCIN.......................................... ....................................... 168

CAPITULO 10IMPLEMENTACIN DE LA ETAPA DE POTENCIA10.1 INTRODUCCIN.................................................................. ...................................... 17110.2 DISEO DE LA ETAPA DE CONTROL ............................................................. ...... 17110.3 EJEMPLOS .............................................................. ............................................ 171

10.3.1 CONTROL DE POTENCIAS CON RELES.................................................. 17110.3.2 CONTROL DE GRAVES Y AGUDOS.................................. ....................... 17310.3.3 CONTROL DE TEMPERATURA................................................................. 174

10.3.4 CIRCUITO DE CONTROL DE UN SISTEMA DE ALARMA.................... 175

CAPITULO 11EL TRANSISTOR EN CORTE Y SATURACIN11.1 EL TRANSISTOR EN CONMUTACIN................................ ................................... 177

CAPITULO 12OPTOACOPLADORES12.1 DEFINICIN ................................................................... ....................................... 18112.2 VENTAJAS ...................................................... .................................................... 18112.3 CONSTITUCIN............................................................ ............................................. 18112.4 APLICACIONES......................................... ................................................................. 18112.5 CDIGOS COMUNES ...................................................................... .......................... 182

12.6 DATOS DE ALGUNOS OPTOACOPLADORES....................................................... 18212.7 TIPOS ................................................................................ ........................................ 18312.8 ENCAPSULADOS........................ ............................................................... ................ 18512.9 APLICACIN DE UN OPTOACOPLADOR.............................................................. 185

CAPITULO 13CIRCUITOS DE POTENCIA13.1 EL TRANSISTOR DE POTENCIA....................................................................... ...... 189

13.1.1 PRINCIPIOS BSICOS DE FUNCIONAMIENTO ..................................... 19013.1.2 TIEMPOS DE CONMUTACIN....... ........................................................... 19013.1.3 MODOS DE TRABAJO................................................................................. 19113.1.4 EFECTO PRODUCIDO POR CARGA INDUCTIVA. PROTECCIONES... 192


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13.1.5 ATAQUE Y PROTECCIN DEL TRANSISTOR DE POTENCIA............. 19413.2 TIRISTORES...................................................................... .......................................... 198

13.2.1 SCR............................................................................ ..................................... 19813.2.1.1 OPERACIN BSICA DEL SCR............................................ ....... 19813.2.1.2 CARACTERSTICAS Y VALORES NOMINALES DEL SCR..... 19913.2.1.3 APLICACIONES DEL SCR ............................................................ 200

13.2.2 TRIAC.............................................................. .............................................. 20213.2.2.1 FUNCIONAMIENTO Y CARACTERSTICAS ............................. 20213.2.2.2 EJEMPLOS DE APLICACIN....................................................... 204

CAPITULO 14FUENTES DE ALIMENTACIN14.1 REGULADORES INTEGRADOS............................................................... ................ 211

14.1.1 REGULADORES FIJOS...................................... ......................................... 21114.1.2 CARACTERSTICAS DE LAS FUENTES CON REGULADORESINTEGRADOS................................................................................... ............ 213

14.1.3 REGULADORES DE TENSIN NEGATIVA............................................. 21414.1.4 REGULADORES DE TENSIN VARIABLE.............................................. 215

14.1.4.1 EL LM317 ........................................................... ............................. 21614.1.5 AMPLIFICACIN DE LA CORRIENTE DE SALIDA ............................... 218

CAPITULO 15PUERTO PARALELO DE LA COMPUTADORA15.1 INTRODUCCIN.................................................................. ...................................... 22115.2 DESCRIPCIN DEL PUERTO................................................................. .................. 22115.3 DIRECCIONAMIENTO DEL PUERTO .............................................................. ....... 224

15.4 ENVIANDO DATOS POR EL PUERTO PARALELO .............................................. 22515.5 ENVIANDO DATOS POR EL PUERTO DE CONTROL.......................................... 22815.6 RECIBIENDO DATOS POR EL PUERTO PARALELO ........................................... 229

CAPITULO 16MOTORES DC Y MOTOR PASO A PASO16.1 INTRODUCCIN A LOS MOTORES......................................... ............................... 23116.2 MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA (DC)............................................................ 231

16.2.1 COMPONENTES DE UN MOTOR DC........................................................ 23316.2.2 CONTROL DE SENTIDO DE GIRO PARA MOTORES CC ................... 23516.2.3 DRIVER PARA MOTORES.......................................................................... 23816.2.4 APLICACIN PARA EL CONTROL DE MOTORES CC ....................... 23916.2.5 EJEMPLOS DE CIRCUITOS DRIVER PARA UN MOTOR DC ................ 242

16.3 SERVO .................................................................... .................................................... 25316.3.1 COMPONENTES DE UN SERVO................................................................ 25316.3.2 MODO DE TRABAJO DE UN SERVO......................................... ............... 25316.3.3 EJEMPLO DE UN CIRCUITO DRIVER DEL SERVO ............................... 255

16.4 MOTOR PASO A PASO....................... ....................................................................... 25616.4.1 COMPONENTES DE UN MOTOR PASO A PASO .................................... 25716.4.2 TIPOS DE MOTORES PASO A PASO........................................................ 25816.4.3 EJEMPLO DE UN CIRCUITO DRIVER PARA UN MOTOR PAP

BIPOLAR...................................................... ................................................. 26016.4.4 EJEMPLO DE UN CIRCUITO DRIVER PARA UN MOTOR PAP

UNIPOLAR............ ........................................................... ............................. 26016.4.5 SECUENCIAS PARA MANEJAR MOTORES PAP BIPOLARES ............. 261


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TALLER I

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16.4.6 SECUENCIAS PARA MANEJAR MOTORES PAP UNIPOLARES .......... 26116.4.7 RECOMENDACIONES...................................................................... ........... 26516.4.8 CABLEADO EN MOTORES PAP................................................................ 265

16.4.8.1 IDENTIFICANDO LOS CABLES EN EL MOTOR PAPUNIPOLAR............................................................................... 265

16.4.8.2 IDENTIFICANDO LOS CABLES EN EL MOTOR PAPBIPOLAR........................................................................... ....... 267

16.4.9 CONSUMO DE MOTORES PAP................................................ .................. 26816.4.9.1 CONSUMO DE CORRIENTE DE LOS MOTORES PAP ...... 268


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TALLER I

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DISTRIBUCIN TEMTICA

ClaseN

Tema Semana

1

CAPITULO 1:REPASO EN INSTRUMENTACIN DEMEDICIONES ELCTRICAS

1.1 RESUMEN DE CONEXIONES DE LOS DISTINTOSINSTRUMENTOS DE MEDICIN ELECTRNICA

1.2 EQUIPOS UTILIZADOS EN EL LABORATORIO DEELECTRNICA GENERAL

1

2

CAPITULO 2:SENSORES2.1 INTRODUCCIN2.2 CONVERSOR ANLOGO/DIGITAL2.3 SENSORES ANALGICOS2.4 SENSORES DIGITALES2.5 TRANSISTORES2.6 EL RELE

2

3

CAPITULO 3: TEMPORIZADOR TIMER 5553.1 INTRODUCCIN3.2 UTILIZACIN3.3 DESCRIPCIN DE LAS PATILLAS O PINES DEL

TEMPORIZADOR 5553.4 CARACTERSTICAS GENERALES3.5 DIAGRAMA DE BLOQUES INTERNO

3.6 ALGUNAS CONFIGURACIONES BSICAS

3

4

5

CAPITULO 4: IMPLEMENTACIN DE LA ETAPA DESENSADO4.1 IMPLEMENTACIN DE CIRCUITOS DE SENSADO POR

MEDIO DE LUZUTILIZANDO EL LDR Y EL TIMER

4.2 IMPLEMENTACIN DE CIRCUITOS DE SENSADOUTILIZANDO SENSOR MAGNTICO Y TIMER

4 y 5

6

7

CAPITULO 5: ELABORACIN DE CIRCUITOS IMPRESOS5.1 SOLDADURA DE ESTAO5.2 LA PLACA VIRGEN5.3 MEDIOS NECESARIOS PARA EL DISEO DE UN

CIRCUITO IMPRESO5.4 NORMAS BSICAS PARA EL DISEO DE CIRCUITOS

IMPRESOS5.5 PROCESO DE REALIZACIN DE LA PLACA5.6 CREACIN DE PLACAS DE CIRCUITO IMPRESO

6 y 7

8

CAPITULO 6: REGISTROS (FLIP FLOP)6.1 CIRCUITOS BIESTABLES6.2 FLIP FLOP BSICO RS6.3 FLIP FLOP CON UN INVERSOR6.4 FLIP FLOP 7474

8


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TALLER I

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ClaseN

Tema Semana

9

CAPITULO 7:CIRCUITOS CONTADORES7.1 CONTADORES DE PROPAGACION7.2 CONTADOR DE PROPAGACION ASCENDENTE7.3 CONTADORES CON NMEROS MOD < 2N7.4 CONTADOR DE PROPAGACIN DESCENDENTE7.5 CONTADORES ASNCRONOS7.6 CONTADORES SINCRNICOS7.7 CONTADORES MODULO N7.8 CONTADOR EN ANILLO7.9 DIVISORES DIGITALES7.10 74LS3937.11 EL DIVISOR 74LS937.12 EL DIVISOR DECIMAL 74LS90

9

10 E X A M E N P A R C I A L 10

11

CAPITULO 8:CIRCUITOS MULTIPLEXORES8.1 INTRODUCCIN8.2 MULTIPLEXOR BSICO DE 2 ENTRADAS8.3 MULTIPLEXOR DE 4 ENTRADAS8.4 DISEANDO EL MULTIPLEXOR8.5 DEMULTIPLEXOR

CAPITULO 9:CIRCUITOS DECODIFICADORES Y DISPLAYDE 7 SEGMENTOS9.1 DECODIFICADORES9.2 LEDS Y DISPLAY DE 7 SEGMENTOS

11

12

CAPITULO 10:IMPLEMENTACIN DE LA ETAPA DEPOTENCIA10.1 INTRODUCCIN10.2 DISEO DE LA ETAPA DE CONTROL10.3 EJEMPLOSCAPITULO 11:EL TRANSISTOR EN CORTE YSATURACIN11.1 EL TRANSISTOR EN CONMUTACINCAPITULO 12:OPTOACOPLADORES12.1 DEFINICIN12.2 VENTAJAS12.3 CONSTITUCIN12.4 APLICACIONES12.5 CDIGOS COMUNES12.6 DATOS DE ALGUNOS OPTOACOPLADORES12.7 TIPOS12.8 ENCAPSULADOS12.9 APLICACIN DE UN OPTOACOPLADOR

12


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TALLER I

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ClaseN

Tema Semana

13CAPITULO 13:CIRCUITOS DE POTENCIA13.1 EL TRANSISTOR DE POTENCIA13.2 TIRISTORES

13

14 CAPITULO 14:FUENTES DE ALIMENTACIN14.1 REGULADORES INTEGRADOS

14

15

16

CAPITULO 15:PUERTO PARALELO DE LACOMPUTADORA15.1 INTRODUCCIN15.2 DESCRIPCIN DEL PUERTO

15.3 DIRECCIONAMIENTO DEL PUERTO15.4 ENVIANDO DATOS POR EL PUERTO PARALELO15.5 ENVIANDO DATOS POR EL PUERTO DE CONTROL15.6 RECIBIENDO DATOS POR EL PUERTO PARALELO

15 y 16

17

18

CAPITULO 16:MOTORES DC Y MOTOR PASO A PASO16.1 INTRODUCCIN A LOS MOTORES16.2 MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA (DC)16.3 SERVO16.4 MOTOR PASO A PASO

17 y 18

19 E X A M E N F I N A L 19

20 E X A M E N S U S T I T U T O R I O 20


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TALLER I

19

TEMA 1REPASO EN INSTRUMENTACIN DEMEDICIONES ELCTRICAS

1.1 RESUMEN DE CONEXIONES DE LOS DISTINTOSINSTRUMENTOS DE MEDICION ELECTRNICA

VOLTIMETRO: Mide la diferencia de potencial en un componente o dispositivo

electrnico. Se debe conectar en paralelo con el dispositivo en cuestin.

Medicin de voltaje en una

fuente de alimentacin de

corriente continua.

- Seleccionar en elmultmetro si es VDC

VAC a medir.

- Seleccioneapropiadamente la

escala de medicin.

Medicin de la diferencia de potencial en la resistencia, a la derecha se tiene su

diagrama esquemtico

AMPERIMETRO: Mide la intensidad de corriente en un circuito electrnico. Se

conecta en serie al dispositivo en el cual se desea saber la corriente que circula

por l.

+ V1

10V

DC V

5.000 V

R2

1k

R1

1k

+ V1

10V

DC V

5.000 V

R2

1k

R1

1k


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TALLER I

20

Medicin de la corriente elctrica en el circuito electrnico, a la derecha se tiene su

diagrama esquemtico

OHMIMETRO: Mide la resistencia elctrica. El elemento resistivo no debe estar

conectado al circuito de lo contrario se puede incurrir en error en la medicin e

,incluso, daarse el instrumento.

Diagrama esquemtico de conexin del

Ohmmetro

1.2 EQUIPOS UTILIZADOS EN EL LABORATORIO DEELECTRONICA GENERAL

1.2.1 NI ELVISAbreviacin de las palabras en Ingles "National Instruments Educational

Laboratory Virtual Instrumentation Suite", Conjunto de instrumentos virtuales de

laboratorio educacional desarrollado por la Empresa National Instruments. NI

ELVIS, es un entorno de diseo y creacin de prototipos basado en LabVIEW

para laboratorios en universidades de ingeniera y ciencias en general.

+ V1

10V

DC A

5.000mA

R2

1k

R1

1k


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Consola de Trabajo

NI ELVIS combina instrumentosvirtuales basados en LabVIEW, un

dispositivo de adquisicin de datos

(DAQ) multifuncin, una tarjeta de

prototipos y una estacin de trabajo

especialmente diseados para formar el

conjunto de herramientas que se utiliza

en todos los laboratorios universitarios.

Al estar basado en LabVIEW y contener

capacidades completas de adquisicin de

datos y creacin de prototipos, este

sistema es perfecto para un curso acadmico, que puede variar desde clases denivel bsico hasta la realizacin de un proyecto fin de carrera.

NI ELVISes una plataforma abierta que se basa en el entorno estndar industrialLabVIEW y dispositivos de adquisicin de datos. Basndose en LabVIEW, se

han diseado los instrumentos virtuales ms usados en un laboratorio acadmico:

osciloscopio, generador de funciones, multmetro digital, e instrumentos

especiales como un analizador de seal digital, analizador de corriente-tensin,

etc.


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1.2.2 COMPONENTES DEL SISTEMA DE INSTRUMENTACINVIRTUAL

- Hardware(1) Computadora (PC)(2) Tarjeta de adquisicin de datos (DAQ), incluida en la PC(3) Consola de Trabajo, Unidad de acondicionamiento de seales(4) Protoboard(5) Cable de comunicaciones, entre la consola y PC

- Software(6) Lenguaje de Programacin (LabVIEW)(7) Software de Instrumentacin Virtual

DESCRIPCIN DEL PANEL FRONTAL


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DESCRIPCIN DE LA CONSOLA DE TRABAJO

Switch general, energiza la consola de trabajo


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Switch secundario, habilita el funcionamiento de los equipos incorporados

PROTOBOARD

El Protoboard es usado para implementacin de circuitos elctricos y/o

electrnicos de tipo prototipo o de prueba.


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Como se muestra en el grfico, el protoboard se encuentra incorporado en el

medio de una tarjeta.


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DESCRIPCION DE LA TARJETA QUE INCLUYE EL PROTOBOARD

En el grfico se puede apreciar la distribucin y ubicacin de los terminales de

las entradas y salidas de los equipos que incorpora la consola del NI ELVIS.

Cabe resaltar que las salidas del multmetro y osciloscopio tambin se

encuentran en el panel de control dando la posibilidad de elegir cualquiera de

ellas y no las dos juntas a la vez.

Los conectores de tipo BNC y Bananas no se encuentran conectadas a un

equipo en particular (fuente DC o generador). Dichos conectores pueden ser

conectados a cualquier equipo segn sea la necesidad del caso y la practicidad

que requiera.

Los LEDs indicadores de las fuentes (7) encienden todas a la vez, si una de ellas

no lo esta cuando se encienda el equipo, entonces, significara que el fusible de

dicha fuente esta deteriorada.


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DISTRIBUCION DE COLUMNAS

- A los extremos del protoboard se encuentra dos columnas(3M).- Cada columna esta aplicada al tipo de seales que puede

manejar (anloga y digital).

- Cada columna es independiente de la otra, solo estarninterconectada los puntos que sean comunes, por ejemplo,

las tierras y la fuente de 5 VDC.

- Cada columna se encuentra interconectada (color rojo) porfilas, como muestra el grfico de la izquierda.

- Dicha fila esta asociada a la indicacin impresa que tiene allado, por ejemplo, si al lado de la fila indica +5 se referir

que cualquiera de los contactos de dicha fila correspondenal voltaje indicado.

- Si se requiere utilizar las bananas con cualquiera de lasfuentes DC, entonces, ce conectara un cable tipo puente a

la fuente deseada (banana A al positivo de la fuente y

banana B al Ground).

- Tambin se puede conectarse las bananas al generador defunciones, se deja al criterio del usuario. Los conectores

BNC tienen la misma aplicacin.


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1.2.3 CARACTERISTICAS DE LAS FUENTES DE VOLTAJE

NOTA :Tener mucho cuidado en el manejo de las fuentes DC, pues son muy susceptibles. Evitarel cortocircuito y tener en cuenta el mximo de corriente que se puede obtener con cada una deellas.

1.2.4 CARACTERISTICAS DEL GENERADOR DE FUNCIONES


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1.2.5 PANEL DEL SOFTWARE DE CONTROL

- Manualmente no se puede manejar todos los equipos que incorpora el NIELVIS.

- Por el panel del software de control, pueden manejarse todos los equipos.- La primera opcin nos da la posibilidad de configurar y verificar la

conexin del software con el hardware.

- Para activar el equipo deseado site el cursor del mouse y presione elbotn derecho.


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1.2.6 CONECTORES DE SALIDA DEL MULTIMETRO DIGITAL(DMM )

1.2.7 ACTIVACION DEL MULTIMETRO DIGITAL


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1.2.8 CARACTERISTICAS DEL MULTIMETRO DIGITAL


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1.2.9 CONTROL DE LA FUENTE DE VOLTAJE DC POR SOFTWARE


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1.2.10 CONTROL DEL GENERADOR DE FUNCIONES PORSOFTWARE

1.2.11 CARACTERISTICAS DEL GENERADOR DE FUNCIONES


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1.2.12 ACTIVACION DEL OSCILOSCOPIO

1.2.13 CARACTERISTICAS DEL OSCILOSCOPIO


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1.2.14 TRABAJANDO CON EL OSCILOSCOPIO Y EL GENERADORDE SEALES

- Seleccione el canal A (CHANNEL A) en el osciloscopio, OSC, ypresione (click) en el boton ON.

- Setee la fuente (Source) del trigger en el osciloscopio a FGENFUNC_OUT (Generador de funciones) y clickee en el boton MEAS(Medidas).


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- Seleccione la onda cuadrada en el generador (FGEN) y ajuste lafrecuencia y amplitud a un valor deseado, observe la onda y sus medidas

en el osciloscopio.

- Setee el control de frecuencia (Frecuency - Coarse) a 50 Hz, en elgenerador .

- Ajuste finamente la frecuencia con el control fino (Frecuency - Fine) a 5Hz. Obtenga la medida de los parametros de la onda en el osciloscopio

(OSC).


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TEMA 2

SENSORES

2.1 INTRODUCCION

Un sensor es un dispositivoque absorbe energa de unsistema y, transformndola, lacede a otro sistema en formade diferente energa.

Existe una gran variedad desensores en el mercado de loscuales se puede disponer, lossensores pueden ser de dostipos, analgicos y digitales.

Los sensores digitales son aquellos que frente a un estmulo pueden cambiar deestado ya sea de cero a uno o de uno a cero (hablando en trminos de lgicadigital) en este caso no existen estados intermedios y los valores de tensin quese obtienen son nicamente dos, 5V y 0V (o valores muy prximos).


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Ahora bien, como los sensores comnmente sern utilizados con circuitoslgicos, y ms si se trata de robtica en cuyo caso posiblemente que se incluyaun microcontrolador, habr que ver cmo trabajar con los sensores analgicos.Existen circuitos integrados llamados Conversores Analgico/Digital(Conversores A/D o CAD) que transforman la seal analgica en seal digital, y,

por supuesto, tambin estn los Conversores Digital/Analgico (ConversoresD/A o CDA), que hacen el proceso inverso.

2.2 CONVERSOR ANALOGO/DIGITAL

No se trata de dar una leccin completa de conversores de este tipo, es slo para

ilustrar y poder entender de qu se trata. Los conversores de tipo Anlogo/Digitalse pueden seleccionar entre otras cosas, de acuerdo a la cantidad de bits desalida.

Un Conversor A/D de 3 bits dispone de una entrada analgica y 3 terminales desalida Digitales, es decir que combinando las salidas puede tomar 8 posiblesvalores binarios segn el nivel de tensin en su entrada. por aquello de 2n esdecir que tendrs valores entre 000 y 111, veamos como se corresponden estosvalores con los niveles de tensin.

Entrada

Analgica Salida Digital

0 V 000

0.625 V 001

1.25 V 010

1.875 V 011

2.5 V 100

3.125 V 101

3.75 V 110

4.375 V 111

Aqu puede ver una imagen representativa de un Conversor A/D, en ella seindican en la salida dos terminales muy utilizados MSB y LSB...


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MSBes el dgito binario (bit) ms significativo y LSBes el dgito binario (bit)menos significativo (en nuestro ejemplo, para la combinacin de salida 110,MSB = 1 y LSB = 0).

Este circuito se usara en caso se desee decodificar una seal analgica y usarlacomo si fuera digital, por ejemplo en el caso de una fotocelda, esta vara suresistencia segn la iluminacin que recibe, por lo tanto es un sensor de tipoanalgico.

Aparte de los Conversores A/D, se tiene la posibilidad de usar el ingenio paraque una seal analgica tome dos estados y as resolver algun problema. Por

ejemplo, usando una compuerta Schmitt Trigger (CD40106). Las compuertas deeste tipo tienen la ventaja de cambiar el estado de su salida en un determinadoumbral de tensin de entrada, razn por la cual son muy utilizados para estatarea.

Sensores Analgicos- Fotoresistencias o LDR's.- Emisores y Receptores Infrarrojos.- Termistores.

Sensores Digitales- Switchs (Interruptores) y microswitchs.- Sensores Magnticos.

2.3 SENSORES ANALGICOS


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2.3.1 FOTORESISTENCIAS O LDR

El LRD (Light Dependent Resistor) es quizs una de las ms utilizadas en lossistemas sensores para robtica compiten a gran escala con los fototransistores.

Formas fsicas del LDR Curvacaracterstica

Los materiales que intervienen en su construccin son Sulfuro de Cadmio,utilizado como elemento sensible a las radiaciones visibles y sulfuro de plomo seemplean en las LDR que trabajan en el margen de las radiaciones infrarrojas.Estos materiales se colocan en encapsulados de vidrio o resina.

Su uso mas comun se encuentra en apertura y cierre de puertas, movimiento yparo de cintas transportadoras, ascensores, contadores, alarmas, control deiluminacin, etc.

Los LDR's son resistores que varan su valor de acuerdo a la intensidad de la luz,razn por la cual se trata de un sensor analgico, es decir que siempre tomavalores distintos, no podras tomar un valor lgico 1 0 como en lgica digital,

pero nos la podemos arreglar con un par de trucos.

La fotocelda (LDR) en total oscuridad puede llegar a tomar valores del orden delos Mega ohmios, y a plena iluminacin toma valores aproximados de losOhmios Kilo Ohmios. Lo que se puede hacer, es un arreglo entre la fotoceldaal polo (-) y una resistencia fija al polo (+), de esa manera el punto de uninentre estos dos componentes podr tomar dos valores segn la variacin delLDR, seal que se puede utilizar como salida del sensor, este tipo de circuito esconocido como divisor de tensin.


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El tema es que la seal an sigue siendo analgica, y para convertirla en seal

digital podramos utilizar un disparador Schmitt como el CD40106 que tiene 6disparadores inversores en su interior, y nos quedara averiguar las caractersticasde la fotocelda y la tensin de disparo del Schmitt y as seleccionar el nivel detensin al que quieres trabajar, lo cual podras hacerlo con un potencimetro enlugar de la resistencia de 10k.

Con el potencimetro P1 puedes seleccionar la sensibilidad a tu gusto, bueno,con alguna que otra limitacin. Si deseas realizar los clculos para averiguar latensin en el punto medio, lo puedes hacer del siguiente modo:

V = LDR * (Vcc/(LDR+R1))

As sabrs el nivel de tensin en distintas situaciones.

Esta no es la nica forma, tambin puede darse el caso opuesto.


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Todo depende de la forma en que deseas trabajar, en el caso anterior la seallgica obtenida a plena iluminacin es "1", mientras que en esta ltima es "0".

Ahora bien, teniendo un poco de conocimiento de compuertas lgicas tambinpuedes adoptar este circuito:

La lgica de funcionamiento es "0" a plena iluminacin, aunque la puedesregular con R2.

Existe otra posibilidad aun mas interesante y recomendada, se trata de utilizar unamplificador operacional con la intencin de no afectar al divisor de tensin.


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Aqu el AO. se conect como seguidor de tensin, observa la realimentacinnegativa (conexin de la salida con la entrada inversora, esta conexin es

conocida como configuracin buffer (adaptador o seguidor de tensin), es decir,amplificamos un poco la seal para evitar prdidas y as no obtener resultadosinesperados. Respecto al operacional utilizado, bien puede ser el LM741, elLM833 que es un doble operacional, o el LM324 que posee 4 operacionales ensu interior, hay muchos de los cuales puedes elegir.

Todava hay mas, y es que puedes usar un transistor en corte y saturacin paraactivar un rel por ejemplo, veamos eso.

En este caso, la salida del divisor de tensin est en el cursor del potencimetro,al iluminar la fotocelda se alimenta la base del transistor y este pasa a plenasaturacin. La sensibilidad del circuito se ajusta con P1. Aqu se aplican losconceptos necesarios para configurar al transistor para que trabaje en modo cortey saturacin.


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En este esquema puedes ver los transistores en Darlington (2 transistoresconectados en cascada), es con la idea de aumentar la ganancia del circuito yobtener un corte ms profundo en el divisor de tensin, el tema es que con esteltimo circuito el rel se mantiene inactivo siempre que haya iluminacin en laLDR, y cuando esta iluminacin se interrumpe, se acciona el rel.

2.3.2 EMISIN Y RECEPCIN DE INFRARROJOS.

De los tipos de sensores que ms llaman la atencin, se destacan los sensores deluz, y entre ellos los conocidos Infrarrojos, y a ellos le dedicaremos este artculo.

Para hacer una breve descripcin de lo que es una radiacin infrarroja, imagnatela luz del sol, pues esta contiene todas las bandas de colores con las cuales secompone la luz blanca (conocido como espectro de emisin de luz), ahora, en losextremos del espectro se encuentra la radiacin infrarroja (IR) y la ultravioleta(UV), ambas son imposibles de ver, es decir son invisibles, pero estn presentesy nosotros las vamos a poner en evidencia.

En micro robtica tanto como en robtica, se hace uso de este tipo de emisin de

luz (en especial la infrarroja) con la intencin de detectar obstculos sin que unode nuestros modelos tome contacto fsico con el mismo. En algunos casos unavez establecida la comunicacin entre emisor y receptor, es posible realizar unatransmisin de datos, por ejemplo el control remoto de TV, radio, etc.

Existen encapsulados que traen incorporado en su interior tanto al emisor comoreceptor. De todos ellos, el ms conocido es el CNY70, que cuenta con 4 pines,dos para el Diodo IR y dos para el Fototransistor (transistor sensible a la luz).


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Pero, nosotros podemos conseguir algunos, en especial de las disqueteras viejas,en donde te encontrars con algunos de estos tipos:

Para estos dispositivos podras usar el siguiente circuito, que da buenosresultados, en la salida puedes agregarle un LED con su respectiva resistencia de220 150.

Veamos otros, que hay ms: Pensaba comenzar con algn emisor de IR, peroantes necesitas un receptor, como emisor (en nuestras primeras pruebas) puedesutilizar el control de tu TV, pero no te preocupes que luego haremos el nuestro.

Los materiales que necesitaremos son muy fciles de conseguir: Busca un viejomouse, el Control Remoto de tu TV, un integrado CD40106 y ya podemoscomenzar.

Al desmontar tu mouse, te encontrars con 4 diodos IR y 4 fotodiodos, aunqueen algunos te dars con 2 fototransistores (por lo general son negros) y slo 2 IR,como los de la imagen, que ms, un par de microswitchs, y una que otra cositams, pero que ya no son de mucha importancia.


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En este caso en la segunda imagen los que tienen una marca rosada son losfotodiodos, y los que tienen una marca negra los emisores IR, y en la primerafoto, los blancos son los IR's y los negros los fototransistores.

Ahora nos toca desmontarlos con mucho cuidado, para no daarlos. En lasiguiente imagen, tienes los receptores de IR, nota que agregu uno ms, el delmedio, lo saqu de un viejo video-juego, y los que estn de ambos lados son delos mouses anteriores. Notars que el fototransistor negro tiene 3 terminales, deellos, el del medio es el emisor y los otros dos son los colectores delfototransistor, en realidad son dos fototransistores encapsulados en uno solo conel emisor comn.

Antes de que empieces a preguntar, tambin tom una imagen de los LED'semisores de IR, para que luego no tengamos problemas al hacer nuestrosexperimentos. Bien, los dos pequeines son de los Mouses y el otro, lo consegude una casa de electrnica, que ms, no poda ser de otra forma.


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Ahora que ya disponemos de todos los materiales, podemos comenzar connuestro primer circuito de prueba, que es el de un simple receptor, aqu tienes elesquema del circuito.

Este circuito te debe parecer familiar, y as es, lo vimos con los LDR, y nodifiere mucho de los que ya conocemos, bien, este es el receptor, y para saber sirealmente recibe la seal le colocaremos un LED, y enviaremos la seal con elControl del TV, as.


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Resulta que en la prueba que acabamos de hacer, nuestro LED parpadea.

Lo que ocurre es que los controles emiten una seal codificada, y eso es lo queestamos viendo, es mas la emisin debe tener una frecuencia aproximada a los 38kHz (KiloHertz, es decir 38000 pulsos por segundo) que es la frecuencia quedeben detectar la mayora de los receptores o fotodiodos, aunque no voy a entraren clculos.

El CD4011

Este integrado

contiene 4operadoresNAND en suinterior, de loscuales dos sern utilizados para hacer un multivibrador que cumpla con lascaractersticas indicadas, el esquema del circuito se muestra en el grfico.

Se debe establecer un pequeo filtro en la fuente de alimentacin de todo elcircuito, es por eso que se agreg un capacitor de 0.1uf. Puedes disminuir elvalor de R4 para darle mayor intensidad al IR. igual que antes, con R2 puedesregular la frecuencia del circuito.

El CD40106

Este Integrado posee 6compuertas inversoras, del tipoSchmith Trigger, de las cualesutilizaremos slo 2, ymontaremos un circuito similar alanterior, es ms el circuito es el

mismo, slo cambian los operadores utilizados, observa.

Si bien los mouses traen sus emisoresinfrarrojos, es de suponer que alcanzanla frecuencia indicada, pero paramayor sorpresa, es que traen en sucircuito, un Cristal de Cuarzocilndrico que suele ser de 4 Khz,como el de la siguiente imagen, y sirecapitulamos, usando multivibradores con compuertas lgicas y Cristales deCuarzo llegamos al circuito mostrado.


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Que tambin, obviamente, funciona perfecto. Aqu, los capacitores que van alcristal son de 27 pf y en la prctica, utilic un preset (resistencia variable) de2,2M.

En todos los casos, es bueno hacer estas prcticas utilizando en la salida de lososciladores un transistor como el 2N2222, que es un transistor de batalla, elcircuito para este transistor y el IR lo puedes ver en la siguiente imagen.

2.3.3 TERMISTORES

Un termistor es un dispositivo semiconductor que se comporta como unaresistencia variable con la temperatura. Tiene un coeficiente de temperatura altoy que puede ser negativo Termistor NTC (Negative Temperature Coefficient).(es el ms comn) o positivo PTC.En ocasiones, la resistencia de un termistor

NTC, a temperatura ambiente, puede disminuir hasta un 6% por cada 1 C que seeleve la temperatura.

Los termistores se componen de una mezcla de xidos de metales, como Mg,Mn, Co, Cu, Fe, Uranio. Su rango de resistencia va de 0.5 Ohms a 75 Ohms, yestn disponibles en una gran variedad de formas y tamaos.

Termistores y su curva de respuesta.


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Aplicaciones.-Son extremadamente tiles en aplicaciones de medicin y controlen especial en el rango mas bajo de temperaturas de 100C a 300C.

Ventajas.- Su coeficiente de temperatura de resistencia es muy elevado, ynegativo, lo cual lo convierte en un transductor ideal, por ejemplo un termistortipo A entre las temperaturas de 100 a 400C puede variar su resistenciadesde10 MOhms a 1 Ohm-cm.

Desventajas.-Los termistores son fuertemente no lineales por lo que requierende circuitos adicionales para obtener respuestas lineales. La respuesta del sensores ms rpida cuanto mayor es la corriente que circula por el, por eso, lostermistores no se emplean en mediciones de temperatura mayores a 200C.

2.3.3.1 NTC

Es un componente, al igual que la PTC, que varia su resistencia en funcin de latemperatura. As, cuando reciben una temperatura mayor que la de ambiente,disminuye su valor hmico y cuando es menor que la de ambiente, aumenta.

Smbolo de la NTC Aspecto fsico real de una NTC

Suelen construirse con xido de hierro, de cromo, de manganeso, de cobalto o denquel.

El encapsulado de este tipo de resistencia depender de la aplicacin que se levaya a dar. Por ello nos encontramos NTC de disco, de varilla, moldeado,lenteja, con rosca para chasis...

Los fabricantes identifican los valores de los NTC mediante dos procedimientos:serigrafiado directo en el cuerpo de la resistencia, y mediante bandas de colores,semejante a las resistencias y siguiendo su mismo cdigo, teniendo en cuenta queel primer color es el que est mas cercano a las patillas del componente segun seobserva en la figura. Su curva caracterstica se realiza entre dos parmetros, laresistencia y la temperatura.


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Sus aplicaciones mas importantes son: medidas, regulacin y alarmas detemperatura, regulacin de la temperatura en procesos de elaboracin,termostatos, compensacin de parmetros de funcionamiento en aparatoselectrnicos (radio, TV...).

Curva caracterstica NTC

2.3.3.2 PTC

En este componente un aumento de temperatura se corresponde con un aumentode resistencia. Se fabrican con titanato de bario. Sus aplicaciones msimportantes son: en motores para evitar que se quemen sus bobinas, en alarmas,en TV y en automviles (temperatura del agua).

El concepto de los encapsulados de las PTC se rige por los mismos criterios que

una NTC, siendo sus aspectos muy parecidos.

Su curva caracterstica se realiza entre dos parmetros, la resistencia y latemperatura.

La identificacin de los valores de estos dispositivos se realiza mediante franjasde colores en el cuerpo de los mismos que hacen referencia a un determinadotipo. Para deducir sus caractersticas se recurre a los catlogos de los fabricantes.Los mrgenes de utilizacin de las NTC y PTC estan limitados a valores detemperatura que no sobrepasan los 400C.


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Smbolo de la PTC Aspecto fsico real de una PTC

Curva caracterstica PTC

2.3.3.3 VDR

La propiedad que caracteriza esta resistencia consiste en que disminuye su valor

hmico cuando aumenta bruscamente la tensin. De esta forma bajo impulsos detensin se comporta casi como un cortocircuito y cuando cesa el impulso poseeuna alta resistividad. Sus aplicaciones aprovechan esta propiedad y se usan

bsicamente para proteger contactos mviles de contactores, rels, interruptores,ya que la sobre intensidad que se produce en los accionamientos disipa suenerga en el varistor (o VDR) que se encuentra en paralelo con ellos, evitandoas el deterioro de los mismos, adems, como proteccin contra sobre tensiones yestabilizacin de tensiones, adaptacin a aparatos de medida.


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Smbolo de la VDR Aspecto fsico real de una VDR

Se utilizan en su construccin carburo de silicio, xido de zinc, y xido detitanio.

Curva caracterstica de la VDR

2.3.3.4 CIRCUITOS INTEGRADOS (SENSOR DE TEMPERATURA)

Se encuentran en el mercado circuitos integrados de estado slido que son muyadecuados para medir temperaturas. En particular estos circuitos son muy tiles

para medir temperaturas cuando se usa un sistema de toma de datos conectado enuna computadora. Estos circuitos, por lo general tienen tres patas: tierra,alimentacin (Vc entre 5 15V) y una salida, similar a como se muestra en elesquema. Estos circuitos producen una seal muy lineal y calibrada. Por logeneral producen ente 1 y 10 mV/K. Existen integrados con calibraciones paradiversos sistemas de unidades. El rango usual de este termmetro estatpicamente entre los -10C y 120C


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El LM35 es un sensor de temperatura con una precisin calibrada de 1C y unrango que abarca desde -55 a +150C.

El sensor se presenta en diferentes encapsulados pero el ms comn es el TO-92de igual forma que un tpico transistor con 3 patas, dos de ellas para alimentarloy la tercera nos entrega un valor de tensin proporcional a la temperatura medida

por el dispositivo.

Con el LM35 sobre la mesa, las patillas hacia nosotros y las letras delencapsulado hacia arriba tenemos que, de izquierda a derecha, los pines son:VCC - Vout - GND.

La salida es lineal y equivale a 10mV/C por lo tanto:

+1500mV = 150C +250mV = 25C -550mV = -55C

Funcionamiento:Para hacernos un termmetro lo nico que necesitamos es unvoltmetro bien calibrado y en la escala correcta para que nos muestre el voltaje

equivalente a temperatura. El LM35 funciona en el rango de alimentacincomprendido entre 4 y 30 voltios.

Podemos conectarlo a un conversor Analgico/Digital y tratar la medidadigitalmente, almacenarla o procesarla con un Microcontrolador o similar.

Usos: El sensor de temperatura puede usarse para compensar un dispositivo demedida sensible a la temperatura ambiente, refrigerar partes delicadas del robot o

bien para loggear temperaturas en el transcurso de un trayecto de exploracin.


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2.3.3.5 COMPARACION DE LOS SENSORES DE TEMPERATURA

RTD Termistor Sensor de IC Termopar

Ventajas

Ms estable.Ms preciso.Ms lineal quelos Termopares.

Alto rendimientoRpidoMedida de doshilos

Ms linealMs altorendimientoEconmico

AutoalimentadoRobustoEconmicoAmplia variedadde formas fsicasAmplia gama detemperaturas

Desventajas

Caro.Lento.

Precisa fuente dealimentacin.Pequeo cambiode resistencia.Medida de 4 hilosAutocalentable

No lineal.Rango de

temperaturalimitado.Frgil.Precisa de fuentede alimentacin.Autocalentable

Limitado a< 250 C

Precisa fuente dealimentacinLentoAutocalentableConfiguracioneslimitadas

No linealBaja tensin

Precisa referenciaMenos estableMenos sensible

2.4 SENSORES DIGITALES

2.4.1 SWITCH (INTERRUPTOR) Y MICROSWITCH

Aunque parezca mentira, los Switchs son muy utilizados como dispositivossensores, por ejemplo, si deseas que un modelo realice una determinada accincuando choque con algn obstculo recurres a ellos, al margen del tipo deinterruptor que quieras utilizar, el circuito bsico ser siempre el mismo, UNDIVISOR DE TENSIN.

A pesar de que los interruptores son sensores de tipo lgico (por trabajar conniveles 0 y 1) es mejor acondicionar los niveles de tensin para ellos, es por esoque inclu el CD40106. Debo aclarar que el circuito anterior presenta un pequeoinconveniente, y es que al activarse se pueden producir rebotes elctricos, esdecir, cuando crees haber enviado un 1 lgico en realidad enviaste varios, escomo si se los hubiera presionado varias veces.


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Agregndole un pequeo condensador, como los de 0.1uf, puedes evitar esos

rebotes. Claro que segn el tipo de seal que tu modelo necesite, ya sea 0 o 1 teservir el circuito anterior o el siguiente:

En fin, el tema es que hay muchos modelos de este interruptor, pero los msutilizados en microbtica son los Bumpers, ya sean comerciales o, que ms da,los tuyos propios y originales.

Veamos algunos ejemplos.


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Los dos primeros son comerciales, y los dos de abajo son arreglos paraimplementarlos como sensores tipo bigote de gato.

2.4.2 REED SWITCH

Los switch magnticos responden al campo magntico al que son expuestos.Existen switch magnticos normalmente abiertos y normalmente cerrados. Alentrar en contacto con el campo magntico de un imn el switch normalmenteabierto se cierra, es decir, opuesto a la posicin inicial.

REED es un tipo de switch, dentro del cual existe un gas inerte, generalmente,

nitrgeno seco para evitar la corrosin de los contactos.

2.5 TRANSISTORES

Los transistores tienen aplicacin en muchsimos circuitos, por lo general sonutilizados en procesos de amplificacin de seales (las que veremos ahora) ytambin en circuitos de conmutacin a ellos le dedicaremos un lugar especial.

2.5.1 TRANSISTORES NPN

En este ejercicio puedes utilizar uno de los dos transistores que se indican en lasiguiente tabla, los dos son del tipo NPN con su respectiva disposicin determinales.


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El circuito que analizaremos ser el siguiente.

Cuando acciones S1 llegar una cierta cantidad de corriente a la base deltransistor, esta controlar la cantidad de corriente que pasa del Colector alEmisor, lo cual puedes notar en el brillo de los LED's.

Este es el famoso proceso de AMPLIFICACIN.

Como puedes imaginar, a mayor corriente de base mayor corriente de colector.Prueba cambiar R2.

2.5.2 TRANSISTORES PNP

Aqu utilizaremos uno de los dos transistores que se encuentran en el siguientecuadro.


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En estos transistores, para obtener el mismo efecto que el anterior, su basedeber ser ligeramente negativa. Observa que en este esquema tanto los LED'scomo la fuente fueron invertidos.

Nuevamente la corriente de base controla la corriente de colector para producir elefecto de AMPLIFICACIN.

2.5.3 TRANSISTORES EN CIRCUITOS DE CONMUTACIN

Muchas veces se presenta la difcil situacin de manejar corrientes o tensionesms grandes que las que entrega un circuito digital, y entonces nos disponemosal uso de transistores, el tema es hacer que estos trabajen en modo corte ysaturacin sin estados intermedios, es decir que cambien su estado de plenaconduccin a un profundo corte, y eso es lo que veremos en este pequeotutorial.

Los transistores a utilizar en estos casos deben tener la suficiente ganancia paraque la onda cuadrada, aplicada en su entrada (Base), no sufra ninguna

deformacin en la salida (Colector o Emisor), o sea que conserve perfectasimetra y sus flancos ascendente y descendente se mantengan bien verticales.

La corriente mxima que puede circular de colector a emisor est limitada por latensin de polarizacin de Base y el Resistor o la carga del colector.


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2.5.4 POLARIZACIN DE UN TRANSISTOR NPN COMO EMISORCOMN

En este caso el emisor est conectado a masa, se dice que este Terminal escomn a la seal de base y de colector. El utilizado en este caso un BC547 yestos son algunos de sus datos:

Tensin Base-Colector (VCBO) = 50 V Corriente de Colector (Ic) = 100mA = 0,1A

Cuando la base de Q1 se polariza positivamente, ste conduce la mxima

corriente, que le permite Rc.

Rc es la resistencia de carga, que bien podra ser un LED, un rel, etc.

Ic= E/R = 12V / 2200 = 0,0054 = 5,4 mA

Ib= E/R = 12V / 10000 = 0,0012 = 1,2 mA

Es decir la corriente total de Emisor es 6,6mA.

2.5.5 CONEXIN COMO SEGUIDOR EMISIVO:

En esta situacin se toma la seal de salida desde el Emisor donde se encuentrala Resistencia de carga, observa que este esquema comparado al anterior tiene lamisma fase de salida que la de entrada.


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Tambin hay casos en que necesitas que el transistor est conduciendopermanentemente (estado de saturacin) y que pase al corte ante la presencia de

un pulso elctrico, esto sera lo inverso de lo visto anteriormente, para lograresto, los circuitos anteriores quedan como estn y slo se reemplazan lostransistores por los complementarios, o sea donde hay un NPN se conecta unPNP.

2.5.5.1 CUANDO LA SEAL ES NEGATIVA

En ocasiones se da el caso en que las seales lgicas recibidas sean negativas ode nivel bajo, para entonces se puede utilizar un transistor PNP, por ejemplo: elBC557, que es complementario del BC547, para conseguir los mismosresultados. En la siguiente figura se representa esta condicin, es decir, unacoplamiento con transistor PNP.

2.6 EL REL

Todo circuito que construyas y te permita encender un LED tambin te permitirencender cualquier aparato elctrico de casa, como una lmpara por ejemplo, yeso es justamente lo que haremos ahora, en el siguiente grfico tienes un rel de5 terminales.


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B1 y B2 son los terminales de alimentacin de la bobina, cuando circulecorriente por ellos el rel se activar cambiando de posicin su interruptorinterno y el terminal Cse conectar con el terminal NA.

Veamos ahora un circuito de aplicacin.

La seal que le des enla entrada por elextremo (+) pasara

por R1 a la base deQ1 que es untransistor NPN y este

pasar a conduciraccionando el rel,D1 esta paracompensar lainduccin de la

bobina, R2 mantieneel transistor en cortecuando no existe seal alguna por la entrada, su valor es igual al de R1 de 2,7k o

puede ser de 2k2 si Q1 es del tipo BC548 o BC337, el rel utilizado debe seracorde a la alimentacin del circuito, en este caso de 12V, puedes utilizar uno de6V y entonces alimentar al circuito con 6V.


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Para conectar la lmpara al circuito hazlo del siguiente modo:

2.6.1 ANLISIS PARA LA CONEXIN DE UN RELE

El diodo en paralelo con la bobina

del rel cumple la funcin deabsorber las tensiones que segeneran en todos los circuitosinductivos.

Si la bobina del rel tiene 50 ohmde resistencia y funciona a 12 V,

puedes calcular el consumo decorriente que tiene el rel, para assaber que transistor utilizar:

Ic= E/R = 12V / 50 = 0,24 = 240 mA

Con este resultado no se puede utilizar el BC547, cuya corriente mxima es de100mA, pero si lo puede hacer un BC337, es conveniente no superar el 50% dela corriente que entregan los transistores.

Ahora bien, si la seal que se aplique a la base del transistor tiene la suficienteamplitud (tensin) y suficiente intensidad (corriente), no habr dificultad y lacorriente de base tambin ser suficiente para saturar el transistor, que conmutaren forma efectiva el rel.

2.6.2 MONTAJES DARLINGTON

En esta conexin se utiliza un BC337 (NPN) el cual si soporta los 240mA que senecesitaba anteriormente, pero adems un transistor de baja potencia como elBC547 (NPN).


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En este tipo de montajes, hay que lograr previamente una ganancia en corriente yesta corriente aplicarla a la base del BC337, esta es la finalidad del montaje enDarlington.

En este circuito el Transistor BC337 es el que recibe la carga del rel y el BC547solamente soporta la corriente de base del BC337, adems la ganancia semultiplica sin cargar la salida del componente que entrega la seal, ya que ahorala corriente que drena el 547 es tomada de la misma fuente y aplicada a la basedel 337. De este modo la resistencia de base del 547 puede ser elevada ya que

necesitamos una corriente mucho menor en la misma.

En el siguiente grfico se describe cmo lograr la conmutacin de un rel con untransistor de salidaNPN. Incluso utilizando tensiones diferentes.


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En esta situacin como vemos es necesario agregar un transistor de bajapotencia, ya que la corriente que debe manejar es la de base.

Con la entrada en "1":El BC547 conduce y enva a masa la base del BC337 deeste modo se mantiene el corte.

Con la entrada en "0":El 547 pasa al corte y su colector queda "abierto", ahoras se polariza la base del 337, conmutando el rel.

2.6.3 OTRO CASO DE CONMUTACIN CON DIFERENTESTENSIONES.

Suponiendo que el consumo de un rel sea 200mA.

Para los clculos de polarizacin siempre se debe tomar el menor Beta-B-(hfe)que indiquen los manuales de los transistores, o sea que si dice 100 a 300,tomamos 100. Veamos que corriente de base se necesita de acuerdo a estosdatos:

Ib= Ic / hfe = 200mA / 100 = 2mA

Donde:

Ib= Intensidad de Base (en mA) Ic= Intensidad de Colector Ic = Ie hfe= Ganancia


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Ahora veamos que valor de resistencia de base es necesario para lograr 2mA conuna fuente de 5V, que es la salida que entrega el separador del ejemplo

R= E / I = 5V / 0,002A = 2500 ohm(un valor normalizado es 2k2)

Hay circuitos mas complejos todava, pero creo que puede servir de algo tener unpoco de conocimiento de estas formas de conexin


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TEMA 3TEMPORIZADOR TIMER 555

3.1 INTRODUCCION

El temporizador 555 fue introducido al mercado en el ao 1971, (hace ms de 30

aos) por la empresa Signetics Corporation con el nombre: SE555/NE555 y fue

llamado "The IC Time Machine" (el Circuito integrado mquina del tiempo"),

que en esos momentos era el nico integrado de su tipo disponible.

Este Circuito Integrado (C.I.) es para los experimentadores y aficionados un

dispositivo barato con el cual pueden hacer muchos proyectos. Este temporizador

es tan verstil que se puede utilizar para generar una seal en Frecuencia

Modulada (F.M.)

Es uno de los Circuitos Integrados ms famosos, de los ms utilizados. Segn el

tipo de fabricante recibe una designacin distinta tal como TLC555, LMC555,

uA555, NE555C, MC1455, NE555, LM555, etc. aunque se lo conoce como "el555"y ya todos saben de que se est hablando.

Respecto al formato o encapsulado, puede ser circular metlico, hasta los SMD(Dispositivo de Montaje Superficial), pasando por los DIL de 8 y 14 patillas.

Existen versiones de bajo consumo con el mismo patillaje y versiones dobles, es

decir que contienen 2 circuitos iguales en su interior, que comparten los

terminales de alimentacin y se conocen con la designacin genrica de 556,

observa la siguiente imagen.


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3.2 UTILIZACIN

Este circuito es un "Timer de precisin", en sus orgenes se present como un

circuito de retardos de precisin, pero pronto se le encontraron otras aplicaciones

tales como: Osciladores astables, generadores de rampas, temporizadores

secuenciales, etc., consiguindose unas temporizaciones muy estables frente a

variaciones de tensin de alimentacin y de temperatura.

3.3 DESCRIPCIN DE LAS PATILLAS O PINES DEL

TEMPORIZADOR 555

1 - Tierra o masa.2 - Disparo: Es en esta patilla, 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 alimentacin. Este pulso debe ser de corta duracin, pues si se

mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedar en alto hasta que la

entrada de disparo pase a alto otra vez.

3 - Salida:Aqu veremos el resultado de la operacin del temporizador, yasea que este conectado como monostable, astable u otro. Cuando la salida

es alta, el voltaje ser el voltaje de aplicacin (Vcc) menos 1.7 Voltios.

Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la

patilla # 4 (reset).

4 - Reset:Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla desalida # 3 a nivel bajo. Si por algn motivo esta patilla no se utiliza hay

que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee".

5 - Control de voltaje: Cuando el temporizador se utiliza en el modo decontrolador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde

Vcc (en la practica como Vcc -1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios).

As es posible modificar los tiempos en que la patilla # 3 esta en alto o en

bajo independiente del diseo (establecido por las resistencias ycondensadores conectados externamente al 555). El voltaje aplicado a la

patilla # 5 puede variar entre un 45 y un 90 % de Vcc en la configuracin

monostable. Cuando se utiliza la configuracin astable, el voltaje puede

variar desde 1.7 voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje en esta patilla

en la configuracin astable causar la frecuencia original del astable sea

modulada en frecuencia (FM). Si esta patilla no se utiliza, se recomienda

ponerle un condensador de 0.01uF para evitar las interferencias.

6 - Umbral:Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y seutiliza para poner la salida (Pin # 3) a nivel bajo.


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7 - Descarga: Utilizado para descargar con efectividad el condensadorexterno utilizado por el temporizador para su funcionamiento.

8 - V+: Tambin llamado Vcc, es el pin donde se conecta el voltaje dealimentacin que va de 4.5 voltios hasta 16 voltios (mximo). Hay

versiones militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios.

3.4 CARACTERSTICAS GENERALES

El circuito puede alimentarse con tensin continuacomprendida entre 5 y 16voltios, aunque hay versiones militares que admiten tensiones de alimentacinhasta 18Voltios. Si se alimenta a 5V es compatible con la familia TTL.

La corriente de salida mximapuede ser de hasta 200mA,muy elevada para uncircuito integrado, permitiendo excitar directamente rels y otros circuitos de alto

consumo sin necesidad de utilizar componentes adicionales. La estabilidad en

frecuencia es de 0,005% por C.

Necesita un nmero mnimo de componentes exteriores, la frecuencia de

oscilacin se controla con dos resistencias y un condensador. Cuando funciona

como monoestable el retardo se determina con los valores de una resistencia y de

un condensador.

VCC 5V 10V 15V Notas

Mx. Frecuencia 500 KHz 2 MHzVara con elfabricante yencapsulado

VC: Rango de Frec. + / - 25% + / - 25% + / - 25% Rango lineal

VCRango de Frec. + / - 90% + / - 90% + / - 90% Mxima desviacin

VCNivel de Voltaje (centro) 3.3V 6.6V 10.0V Nominal

VCRango de Voltaje

Error de frecuencia (astable) ~ 5% ~ 5% ~ 5%Temperatura de

25C

Error de temporizacin (mono) ~ 1% ~ 1% ~ 1%Temperatura de

25C

Mximo valor de: Ra + Rb 3.4M 6.2M 10MMnimo valor de: Ra 5K 5K 5KMnimo valor de: Rb 3K 3K 3KReset VH / VL (pin 4) >0.4 / < 0.3 >0.4 / < 0.3 >0.4 / < 0.3

Corriente de salida (pin 3) ~ 200mA ~ 200mA ~ 200mA


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3.5 DIAGRAMA DE BLOQUES INTERNO

El funcionamiento y las posibilidades de este circuito se pueden comprender

estudiando el diagrama de bloques. Bsicamente se compone de dos

amplificadores operacionales montados como comparadores, un circuito

biestable del tipo RS del que se utiliza su salida negada, un buffer de salida

inversor que puede entregar o absorber una corriente de 200mA. y un transistor

que se utiliza para descarga del condensador de temporizacin.

Una red de tres resistencias iguales fija los niveles de referencia en la entrada

inversora del primer operacional, y en la no inversora del segundo operacional, a2/3 y 1/3 respectivamente de la tensin de alimentacin.

Cuando la tensin en el terminal umbral (THRESHOLD) supera los 2/3 de la

tensin de alimentacin, su salida pasa a nivel lgico "1", que se aplica a la

entrada R del biestable, con lo cual su salida negada, la utilizada en este caso,

pasa a nivel "1", saturando el transistor y comenzando la descarga del

condensador, al mismo tiempo, la salida del 555 pasa a nivel "0".

Pasemos ahora al otro amplificador operacional, si la tensin aplicada a la

entrada inversora, terminal de disparo (TRIGGER), desciende por debajo de 1/3


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de la tensin de alimentacin, la salida de ste operacional pasa a nivel alto, quese aplica al terminal de entrada S del biestable RS, con lo que su salida se pone a

nivel bajo, el transisor de descarga deja de conducir y la salida del 555 pasa a

nivel lgico alto.

La gama de aplicaciones del circuito se incrementa, pues se dispone de un

terminal de reset, activo nivel bajo, que se puede utilizar para poner a nivel

bajo la salida del 555 en cualquier momento.

3.6 ALGUNAS CONFIGURACIONES BASICAS

3.6.1 CIRCUITO MONOESTABLE

La salida del circuito es inicialmente cero, el transistor est saturado y no permite

la carga del condensador C1. Pero al pulsar SW1 se aplica una tensin baja en el

terminal de disparo TRIGGER, que hace que el biestable RS cambie y en la

salida aparezca un nivel alto. El transistor deja de conducir y permite que el

condensador C1 se cargue a travs de la resistencia R1. Cuando la tensin en el

condensador supera los 2/3 de la tensin de alimentacin, el biestable cambia de

estado y la salida vuelve a nivel cero.

R2 esta entre 1K y 3,3 M, el valor mnimo de C1 es de 500pf.


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3.6.2 CIRCUITO ASTABLE

Cuando se conecta la alimentacin, el condensador est descargando y la salida

del 555 pasa a nivel alto hasta que el condensador, que se va cargando, alcanza

los 2/3 de la tensin de alimentacin, con esto la salida del biestable RS pasa a

nivel "1", y la salida del 555 a cero y el condensador C1 comienza a descargarsea travs de la resistencia RB. Cuando la tensin en el condensador C1 llega a 1/3

de la alimentacin, comienza de nuevo a cargarse, y as sucesivamente mientras

se mantenga la alimentacin.

RA toma valores entre 1K y 10M, RB < RA


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3.6.3 GRAFICAS EN MODO ASTABLE (R vs T)

(1 SEGUNDO A 1000 SEGUNDOS)


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(1 Hz a 1 KHz)

(1 KHz a 1 MHz)


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3.6.4 CIRCUITO ASTABLE CON ONDA SIMTRICAEn este circuito astable se muestra como puede obtenerse una onda simtrica; el

modo de hacerlo es que el condensador tarde el mismo tiempo en cargarse que en

descargarse, los caminos de carga y descarga deben ser iguales y se separan con

dos diodos. El condensador C2 evita fluctuaciones de tensin en la entrada de

control.

3.6.5 TERMINAL DE RESETEl terminal de reset puede conectarse directamente al positivo o bien mantener el

nivel alto por medio de una resistencia, por ejemplo de 2K2. Al actuar sobre el

pulsador, la salida del 555 pasa nivel bajo directamente. Es como poner el

integrado en un estado de reposo.


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3.6.6 MODULACIN DEL ANCHO DE PULSO

Aplicando una seal de nivel variable a la entrada de CONTROL el pulso de

salida aumenta de ancho al aumentar el nivel de esa tensin.

3.6.7 MODULACIN DEL RETARDO DE PULSO

Aqu el pulso de salida aparece con mayor o menor retardo segn aumente o

disminuya la tensin aplicada al terminal de control.


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3.6.8 IMPLEMENTACION DE CIRCUITOS CON EL TIMER 555


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MODULACION POR ANCHO DE PULSO CON TIMER 555

CONTROL DE CARGA (LAMPARA) CON UN ASTABLEUTILIZANDO RELAY


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CONTROL DE CARGA (MOTOR DC) CON UN MONOASTABLEUTILIZANDO RELAY


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TEMA 4IMPLEMENTACION DE LA ETAPA DE SENSADO

4.1 IMPLEMENTACION DE CIRCUITOS DE SENSADO DE LUZ

UTILIZANDO EL LDR Y TIMER

El grfico muestra la conexin para la deteccin de oscuridad (sombra).

Bsicamente se trabaja con el PIN 4 del TIMER 555, el cual corresponde alreseteo del TIMER.

- Cuando el PIN 4se encuentra conectado a tierra, entonces, no funcionaelTIMER.

- Cuando el PIN 4 se encuentra conectado a Vcc, entonces, funciona elTIMER.

El circuito se encuentra trabajando en el modo ASTABLE.Se utiliza el LDRpara que conecte y desconecte a tierr a(GND) el PIN 4.


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Cuando le incide LUZ al LDR, su resistencia interna es bajacon respecto aRV1 y R4, en este caso el PIN 4estar conectado perennemente a tierr a(GND), por lo que, el circuito estar inacti vo.

- Cuando no incide LUZ al LDR, su resistencia interna es alta (aumenta)con respecto a RV1 y R4, en este caso el PIN 4estar conectado a Vcc, porlo que, el circuito se activar.

El Potencimetro RV1 sirve para calibrar la activacin (sensado), para quetrabaje adecuadamente como divisor de tensin junto con el LDR y obtener elvoltaje idneo en el PN 4.

La resistencia R4 sirve de proteccin de cortocircuito en el PIN 4, puedecambiarse por un valor de 10 K.

La salida se obtendr como se sabe por el PIN 3 del TIMER y solo entregarapulsos cuando se active el circuito.

NOTA: Se entiende por circuito activo cuando existe salida de pul sos en lasalida del TIMER. Circuito desactivocuando en la salida del PIN 3 no existapul sos (vol taje cero).

El grfico muestra la conexin para la deteccin de luz.


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Ahora en este circuito se utiliza el LDRpara que conecte y desconecte a Vcc elPIN 4.

- Cuando le incide LUZ al LDR, su resistencia interna es bajacon respecto aRV2 y R5, en este caso el PIN 4 estar conectado a Vcc, por lo que, elcircuito estar activado.

- Cuando no incide LUZ al LDR, su resistencia interna es alta (aumenta)con respecto a RV2 y R5, en este caso el PIN 4estar conectado a tierr a(GND), por lo que, el circuito se desacti va.

RV2 sirve para la calibracin del sensado de luz, depender del valor ohmico del

LDR.

4.2 IMPLEMENTACION DE CIRCUITOS DE SENSADO

UTILIZANDO SENSOR MAGNETICO Y TIMER

ACTIVACION del TIMER cuando el sensor magntico esta DESACTI VADO.

- Cuando el PIN 4se encuentra conectado a tierra, entonces, no funcionaelTIMER.


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Cuando el PIN 4 se encuentra conectado a Vcc, entonces, funciona elTIMER.

El grfico adjunto esta conformado por un TIMER configurado en modoASTABLE y un sensor magntico de tipo normalmente abierto.

El sensor magntico consta de dos partes, de ti po emisor y receptor. El emisores bsicamente un potente imn el cual constantemente genera un campomagntico por lo que no necesita de cables y el receptor es un tipo de switchnormalmente abierto que se activa por medio de un campo magntico.

- Cuando se acerca un campo magntico (I mn) al sensor este se cierra(activa). Al cerrarse (acti varse) el switch magnticocon lleva a que el PIN 4se conecte directamente a TIERRA (GND) desactivando el TIMER.

- Cuando se aleja el campo magnti co (Imn) del sensor este se abre(desactiva). Al abrirse (desactivarse) el swi tch magntico abre la conexina tierra y el el PIN 4 se queda a travs de la resistencia R4 conectado a Vcc(activndose el TIMER).

- Observar que la resistencia R4 es fija de 10ky no necesita calibrarse, estaresistencia es obligatoria.

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