LABORATORIO N° 08

LABORATORIO N° 08

1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESION:

•       Implementación de circuitos temporizadores.

•    Implementación de circuitos generadores de clock.

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

2. MARCO TEÓRICO:

3. EVIDENCIA DE TAREAS EN LABORATORIO:

Video

4. OBSERVACIONES:

• 
  

5. CONCLUSIONES

• 
  

6. FOTO GRUPAL

Integrantes:

Laboratorio nº7

LABORATORIO N° 07

TEMPORIZADORES Y GENERADORES
DE RELOJ

1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESION:

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

2. MARCO TEÓRICO:

TEMPORIZADORES Y GENERADORES

DE RELOJ

El circuito integrado 555:
Este circuito se utiliza para activar o desactivar circuitos durante intervalos de tiempo determinados, es decir se usa como temporizador.

El microcircuito 555 es un circuito de tiempo que tiene las siguientes características:

• La corriente máxima de salida es de 200 mA cuando la terminal (3) de salida se encuentra conectada directamente a tierra.
• Los retardos de tiempo de ascenso son idénticos y tienen un valor de 100 nseg.
• La fuente de alimentación puede tener un rango que va desde 4.5 Volts hasta 16 Volts de CD.
• Los  valores de las resistencias R1 y R2 conectadas exteriormente van desde 1 ohms hasta 100kohms para obtener un corrimiento de temperatura 0.5% a 1% de error en la precisión, el calor máximo a utilizarse en la suma de las dos resistencias es de 20 Mohms.
• El valor del capacitor externo contiene únicamente las limitaciones proporocionadas por su fabricante.
• La temperatura máxima que soporta cuando se están soldando sus terminales es de 330 centigrados durante 19 segundos.
• La disipación de potencia o transferencia de energía que se pierde en la terminal de salida por medio de calor es de 600 mW.

555 Monoestable:
Para que nuestro circuito integrado 555 funcione como monoestable debemos conectarlo de la siguiente forma:

En E conectaremos la entrada, normalmente un pulsador, y en S conectaremos la salida, es decir lo que queramos que se active durante el tiempo determinado, o lo que es lo mismo lo que queramos temporalizar. La tensión de alimentación dependerá de la pila.
El tiempo que estará activada la salida se calcula de la siguiente forma:
T=1.1*R*C
Donde R es el valor de las resistencia en ohmios, y C es la capacidad del condensador en Faradios. El tiempo con estos datos lo obtenemos en segundos.
555 Astable:
En este modo, el 555 no tiene estado estable, la salida 3 va cambiando continuamente, independientemente del estado de la entrada 2. El tiempo que estará la salida en alto y bajo dependera de los componentes del circuito.

Contador 74192:

Un contador es un circuito secuencial capaz de realizar un cómputo de los impulsos que recibe en la entrada destinada a tal efecto. Habitualmente, el cómputo se realiza en un código binario.

El SN74LS192 es un contador de décadas Up/Dw en BCD (8421) y es el SN74LS193 es un contador binario de 4 bits Up/Dw. Utiliza entradas separadas de reloj, contador adelante y contador atrás, en el modo de conteo, los circuitos funcionan de forma síncrona. Cambio sincrónico del estado de las salidas con la transición BAJO a ALTO en las entradas de reloj. El funcionamiento síncrono es proporcionado, por tener todos los registros flip-flops simultáneos, de modo que las salidas, cambian juntas según la lógica de control. Este modo de funcionamiento, elimina los picos de conteo de salida que, normalmente se asocian con los contadores asíncronos (ondulación de reloj). Las entradas y salidas son totalmente compatibles con dispositivos TTL, NMOS y CMOS, con un ancho de operatividad de 4,5V a 5,5V.

Circuito integrado 7447

El decodificador integrado 7447 es un circuito lógico que convierte el código binario de entrada en formato BCD a niveles lógicos que permiten activar un display de 7 segmentos en donde la posición de cada barra forma el número decodificado. El símbolo lógico se encuentran en la Ilustración 2.

3. EVIDENCIA DE TAREAS EN LABORATORIO:

Video

4. OBSERVACIONES:

• Tenemos que esperar un momento para que el pulsador cambie de estado.
• Tuvimos que reemplazar algunos interruptores del circuito  por pulsadores para hacerlo mas sencillo.
• Cuando unimos el circuito 555 con los contadores comensaba dar una cuenta continua.

5. CONCLUSIONES

• Analizamos y comprobamos el funcionamiento del circuito integrado 555 y los contadores 74192.
• Identificamos el funcionamiento de  los circuitos 555 monoestable y 555 astable.
• Realizamos un circuito utilizando el circuito integrado 555 monoestable, contador 74192 y el decodificador 7447 para hacer un circuito contador continuo.

6. FOTO GRUPAL
Integrantes:
Fabian Puma Maldonado
Ivan Huaman Molina

Laboratorio nº6

LABORATORIO N° 06

CIRCUITOS CONTADORES CON
FLIP FLOPS

1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESION:

• Implementación de circuitos monoestables.
• Implementación de circuitos contadores con Flip Flops JK.
• Utilizar un SIMULADOR para comprobar el comportamiento de los mismos.

2. MARCO TEÓRICO:

CIRCUITOS CONTADORES CON

FLIP FLOPS

Lantch NAND:
La forma de conectarlas es la siguiente se deja libre una de las entradas de cada compuerta, las sobrantes son conectadas independientemente de manera cruzada hacia la salida de la compuerta contraria.
Quedando la conexión de la siguiente manera:

La siguiente tabla muestra el estado inicial del registro básico NAND:

La tabla de verdad del registro básico NAND es la siguiente:

SIGUIENDO LOS DATOS DE LA TABLA PODEMOS RESUMIR QUE: 

• SI SET Y RESET ESTÁN EN ALTO, EL FF MANTIENE SUS SALIDAS EN EL ESTADO ACTUAL. 
• SI RESET RECIBE UN PULSO BAJO, LAS SALIDAS SON FORZADAS A Q = 0 Y /Q = 1 
• SI SET RECIBE UN PULSO BAJO, LAS SALIDAS SON FORZADAS A Q = 1 Y /Q = 0 
• SI LAS DOS ENTRADAS RECIBEN PULSOS BAJOS, LAS SALIDAS SON FORZADAS A Q = 1 Y /Q = 1

Lantch NOR:
Su tabla de verdad con sus salidas son:

EN RESUMEN EL FUNCIONAMIENTO DEL LATCH ES EL SIGUIENTE: 

• LA ENTRADA R ACTIVA (‘1’) REALIZA UN RESET DEL LATCH (PONE LA SALIDA A ‘0’). • LA ENTRADA S ACTIVA (‘1’) REALIZA UN SET DEL LATCH (PONE LA SALIDA A ‘1’ ). 
• SI LAS ENTRADAS ESTÁN DESACTIVADAS (R=0 Y S=0) LA SALIDA DEL LATCH NO CAMBIA (QN=QN-1). 
• SI SE ACTIVAN LAS DOS ENTRADAS (R=1 Y S=1) EL CIRCUITO NO FUNCIONA CORRECTAMENTE (Q=0 Y Q =0).

Flipflop tipo "j-k":
Este cuenta con dos entradas de datos j y k, su función es en principio la misma que el registro básico NAND O NOR, pero la diferencia del registro NAND, que generaría una salida errónea o no deseada.
La tabla de verdad es:

Observando la tabla de verdad observamos los cambios que provoca en sus salidas este ff:

• SI J Y K = 0, NO HAY CAMBIOS EN LAS SALIDAS.
• SI J = 1, Y K = 0, SE FORZAN LAS SALIDAS A Q = 1, /Q = 0 
• SI J = 0, Y K = 1, SE FORZAN LAS SALIDAS A Q = 0, /Q = 1 
• SI J = 1, Y K = 1, LAS SALIDAS CONMUTAN SU ESTADO HACIA EL SIGUIENTE A CADA PULSO DEL RELOJ (TOGGLE) [ 9 ]

3. EVIDENCIA DE TAREAS EN LABORATORIO:

Video

4. OBSERVACIONES:

• Tenemos que esperar un momento para utilizar el pulsador en el circuito del contador.
• Para realizar el circuito donde el contador desciende tenemos que utilizar Q' que en caso contrario del contador ascendente.
• En la simulación no aparecian las letras correspondientes a los numeros a partir del 10-16, por que en la simulacion trabaja en sistema decimal pero en el armado del circuito del laboratorio en sistema hexadecimal.

5. CONCLUSIONES

• Comprobamos y verificamos si cumplian las tablas de verdad de los latch NAND, latch NOR y FLIP FLOP JK.
• Analizamos e implementamos circuitos con los conectores flipflop jk.
• Realizamos un sistema de conteo con el circuito flip flop jk de forma ascendente y descendente.

6. FOTO GRUPAL
Integrantes:
Fabian Puma Maldonado
Ivan Huaman Molina

Lab 05 Circuitos Sumadores y Decodificadores

LABORATORIO N° 05
Circuitos Sumadores y Decodificadores

Circuitos Sumadores y Decodificadores

1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESION:

• Implementación de circuitos de aritmética binaria usando C.I.: Sumadores y restadores.
• Implementación de circuitos decodificadores y displays de 7 segmentos.
• Utilizar un SIMULADOR para comprobar el comportamiento de los mismos.

2. MARCO TEÓRICO:

Sumador

En electrónica un sumador es un circuito lógico que calcula la operación suma. En los computadores modernos se encuentra en lo que se denomina Unidad aritmético lógica (ALU). Generalmente realizan las operaciones aritméticas en código binario
decimal o BCD exceso 3, por regla general los sumadores emplean el sistema binario. En los casos en los que se esté empleando un complemento a dos para representar números negativos el sumador se convertirá en un sumador- substractor (Adder-subtracter).

El sumador binario completo de n bits se basa en el sumador binario completo de 1 bit.

El sumador que se muestra suma dos número binarios de 4 bits cada uno.

A = A3A2A1A0 y B = B3B2B1B0, entonces
la suma será S = Cout3S3S2S1S0

El bit menos significativo en los dos sumandos A y B es Ao y Bo y el bit más significativo es A3 y B3.

La suma se inicia en el sumador completo 0 (el inferior) con las suma de Ao y Bo, si esta suma tuviese acarreo (Cout=1) este pasaría al sumador 1, y así sucesivamente hasta llegar al sumador 3 en la parte superior del gráfico.

Si el sumador superior tiene acarreo (“1”), éste se refleja en la suma al lado izquierdo de la sumatoria final.

El acarreo entrante inferior no se conecta.

Decodificador

Un decodificador  es un circuito combinacional, cuya función es inversa a la del codificador, esto es, convierte un código binario de entrada (natural, BCD, etc.) de N bits de entrada y M líneas de salida (N puede ser cualquier entero y M es un entero menor o igual a 2N), tales que cada línea de salida será activada para una sola de las combinaciones posibles de entrada. Estos circuitos, normalmente, se suelen encontrar como decodificador / demultiplexor. Esto es debido a que un demultiplexor puede comportarse como un decodificador.

Si por ejemplo tenemos un decodificador de 2 entradas con 22=4 salidas, su funcionamiento sería el que se indica en la siguiente tabla, donde se ha considerado que las salidas se activen con un “uno” lógico:

El decodificador BCD a 7 segmentos. Este tipo de decodificador acepta código BCD en sus entradas y proporciona salidas capaces de excitar de 7 segmentos para indicar un dígito decimal. El display está formado por un conjunto de 7 leds conectados en un punto  común en su salida. Cuando la salida es común en los ánodos, el display es llamado de ánodo común y por el contrario, sí la salida es común en los cátodos, llamamos al display de cátodo común. En el display de cátodo común, una señal alta encenderá el segmento excitado por la señal. La alimentación de cierta combinación de leds, dará una imagen visual de un dígito de 0 a 9.

  figura representativa

3. EVIDENCIA DE TAREAS EN LABORATORIO:

Video

4. OBSERVACIONES:

• Verificar que los componentes a usar estén en buen estado.
• Usar el cable USB adecuado y en buen estado.
• Se debe conocer los numeros decimales en base binaria.

5. CONCLUSIONES

• Se implementó circuitos de aritmética binaria (sumadores, retadores,) satisfactoriamente logrando observar su funcionamiento.
• Se logró implementar circuitos decodificadores y displays de 7 segmentos probando cada uno de los segmentos y a la misma vez formando números decimales (del 1 al 9).
• Se utilizo un simulador antes de instalar y ver el comportamiento de cada uno de estos para evitar problemas en la conexión.

6. FOTO GRUPAL:

Integrantes.-

• Gustavo Quispe Yanqui
• Luz Sanchez Tunquipa
• Fabian Puma Maldonado

Lab 04 Proyecto de Automatización y seguridad electrónica

LABORATORIO N° 04
Proyecto de Automatización y seguridad electrónica 

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El problema seria la falta de una seguridad  eficaz y alerta  en un hogar como en caso de posibles robos e incendios inesperados.

2. OBJETIVOS

• Mejorar la seguridad en nuestros hogares para evitar posibles robos.
• Proponer un sistema de alerta para estar atentos ante un posible incendio y tomar medidas del caso.
• Plantear y ejecutar soluciones para problemas de seguridad en nuestros hogares.

3. MARCO TEÓRICO:

En nuestro circuito:
A= Sensor magnético: 1 abierto(separado); 0 junto.
B= Sensor de flama: 1 si hay fuego; 0 no hay fuego.
CONDICIONES

• Cuando haya fuego se encienda el led y buzzer.
• Cuando el sensor magnético este separado (abierta la puerta) suena el buzzer y se enciende el led, pero cuando no(puerta cerrada) no se enciende ni el led ni el buzzer.  

Elaboración de la Tabla de verdad

 Deducción de la Ecuación lógica
y= B+A

4. procedimiento 

Primero energizaremos nuestras compuertas (NOT y OR), comenzaremos conectando el sensor magnético con una resistencia de 100 kΩ después conectamos positivo y negativo, conectamos en el pin 1 de la compuerta OR. Luego conectamos nuestro sensor de flama con sus debidas entradas GND, VCC Y OD. La salida OD del sensor de flama lo conectamos en el pin 1 de la compuerta OR para que el LED no se encienda cuando el sensor no detecte nada. Y de la compuerta NOT conectamos a la compuerta OR y en la salida del pin conectamos en otro punto del protoboard con una resistencia para el LED y buzzer y cerramos el circuito.

5. Implementación física del circuito y demostración de funcionamiento.

7.vIDEO

8. OBSERVACIONES:

• Debemos tener cuidado con el número de código de las puertas que usamos.
• Al conectar el sensor magnético, el diodo led y el buzzer debemos de colocarlo con resistencias en el caso de usar más voltaje del permitido, para evitar posibles daños en estos.
• Tener en cuenta la polaridad de el diodo led y las entradas de los sensores, verificar que sean las correctas.

9. CONCLUSIONES

• Se planteo soluciones para mejorar la seguridad en nuestros hogares y se ejecutó correctamente.
• Mejoramos la seguridad en su totalidad de nuestros hogares para así evitar robos.
• Proporcionamos un sistema eficaz de alerta para que nos avise ante un incendio.

10. FOTO GRUPAL:

Lab 03 Sensores y actuadores digitales

LABORATORIO N° 03
Sensores y actuadores digitales

1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESION:

• Conocer el funcionamiento de los Sensores digitales.
• Conocer el funcionamiento de los Actuadores digitales.
• Diseñar un sistema de Automatización.

2. MARCO TEÓRICO:

Sensores 

Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, pH, etc. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad o un sensor capacitivo), una tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como en un fototransistor), etc.
Los sensores se pueden clasificar en función de los datos de salida en: Digitales y Analógicos
Y dentro de los sensores digitales, estos nos pueden dar una señal digital simple con dos estados como una salida de contacto libre de tensión o una salida en bus digital.
a. Sensor de Agua (lluvia)

b. Sensor de Flama (fuego)

c. Sensor de sonido

d. Sensor de Proximidad

 e. Sensor de Gas

 f. Sensor magnético

 g. Módulo Relé de potencia

Actuadores 
Un actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre elemento externo. Este recibe la orden de un regulador, controlador o en nuestro caso un Arduino y en función a ella genera la orden para activar un elemento final de control como, por ejemplo, una válvula.
Existen varios tipos de actuadores como son:Electrónicos, Hidráulicos, Neumáticos, Eléctricos, Motores y Bombas.
3. EVIDENCIA DE TAREAS EN LABORATORIO:

Video

Planteamiento del problema

A= Sensor magnético: 1 abierto(separado); 0 junto.

B= Sensor de flama: 1 si hay fuego; 0 no hay fuego.

CONDICIONES

• Cuando haya fuego se encienda el led y buzzer.
• Cuando el sensor magnético este separado (abierta la puerta) suena el buzzer y se enciende el led, pero cuando no(puerta cerrada) no se enciende ni el led ni el buzzer.  

Elaboración de la Tabla de verdad

 Deducción de la Ecuación lógica
y= B+A
 Simulación del circuito

4. OBSERVACIONES:

• Tuvimos que calibrar el sensor de sonido ya que era muy sensible.
• Para usar el sensor  magnético usamos una resistencia para evitar que se queme o se malogre.
• No pudimos probar el sensor de gas ya que no contábamos con una fuente de gas.

5. CONCLUSIONES

• Logramos conocer el funcionamiento de cada uno de los sensores digitales más básicos como por ejemplo sensor de sonido, flama, proximidad, gas, etc.
• Experimentamos el funcionamiento de los actuadores digitales en este caso los leds del entrenador.
• Creamos un sistema de automatización en base a un problema de seguridad, buscando la forma de solucionar los posibles problemas.
 

6. FOTO GRUPAL:

LABORATORIO NRO. 2

LABORATORIO N° 02
Simplificación e Implementación de
Circuitos Lógicos

1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESION:

• Simplificar funciones lógicas utilizando Mapas de Karnaugh.
• Implementar y probar funciones lógicas.
• Conocer las principales Familias lógicas: TTL y CMOS

2. MARCO TEÓRICO:
 NAND

Para la compuerta NAND, cuando las dos entradas estén en estado alto la salida estará en estado bajo. Como resultado de la negación de una AND.

Operación

Q= (A.B)

Tabla de verdad y símbolo

NOR

En la compuerta NOR, cuando las dos entradas estén estado bajo la salida estará en estado alto. Esencialmente una OR negada.

Operación

Q= (A+B)

Tabla de verdad y símbolo

 XOR

La compuerta XOR Su salida estará en estado bajo cuando las dos entradas se encuentren en estado bajo o alto. Al mismo tiempo podemos observar que entradas iguales es cero y diferentes es uno.

Operación

Q= A.B+A.B

Tabla de verdad y símbolo

XNOR

Su salida de hecho estará en estado bajo cuando una de las dos entradas se encuentre en estado alto. Igualmente, la salida de una XOR negada.

Operación

Q=A.B+A.B

Tabla de verdad y símbolo

3. EVIDENCIA DE TAREAS EN LABORATORIO:

Video

4. OBSERVACIONES:

• Debemos de entender el problema para poder realizar nuestra tabla de verdad.
• Al no tener una puerta or de 3 patas tuvimos q conectar 1 a tierra.
• Primero debemos simular el circuito por razones de seguridad y cuidado del material.

5. CONCLUSIONES

• Simplificamos funciones logicas con el mapa de Karnaugh.
• Conocimos las funciones de las proncipales familias logicas.
• Probamos las funciones logicas.
• Dimos solucion ah un determinado problema utilizando las familias logicas. 

6. FOTO GRUPAL: