ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERIAS 302526 – CAD para Electrónica

Hoja de Ruta

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Fase Práctica Individual

Guía de Componente Práctico

Introducción

El componente práctico del curso CAD para Electrónica está orientado hacia la adquisición de conocimiento a

través del saber hacer. Para ello se cuenta con 12 horas de dedicación por parte del estudiante apoyadas con el

docente del Centro al cual se encuentre inscrito.

Para ello se proponen 3 encuentros para realizar 6 prácticas:

1er. Encuentro: Practica 1, Practica 2

2do. Encuentro: Practica 3, Practica 4

3er. Encuentro: Practica 5, Práctica 6

Para cada encuentro el estudiante debe revisar los temas a trabajar y documentarse con el fin de dar solución a

las actividades propuestas. El tutor de apoyo orientará al estudiante sobre los conceptos teóricos y sobre el

montaje de los componentes para su respectivo funcionamiento.

Objetivos

Generar conocimiento en el estudiante a partir de la simulación por medio del manejo de software de

diseño.

Realizar montajes básicos en electrónica que den al estudiante pericia en los conceptos básicos.

Comprobar el funcionamiento de las simulaciones a través de la práctica y la experimentación.

Practica No. 1. Circuitos AC/DC

Objetivos

Reconocer los elementos propios de la simulación por computadora para el diseño de circuitos AC/DC.

Comprobar por medio de mediciones los cálculos matemáticos en la simulación.

Medir la desviación de valores entre un circuito simulado y uno implementado.

Materiales

Software de Simulación

Fuente de voltaje regulada

Multímetro

Resistencias

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Procedimiento

Realizar los cálculos teóricos para el circuito que se presenta en la figura 1. Allí se debe calcular el valor de voltaje

de cada resistencia, la corriente total, la caída de voltaje en (a), (b) y (c), y las corrientes que circulan en R1, R3,

R8 y R10.

Figura 1. Circuito mixto

Fuente: Autor

Las resistencias impares (R1, R3, R5…) tienen un valor de 1300Ω y las resistencias pares (R2, R4, R6 …) un valor

de 670Ω. La tensión (B1) del circuito es de 9,5V.

Practica No. 2. Circuito RC

Objetivos

Identificar las características teóricas de un circuito RC.

Calcular el tiempo de carga del condensador.

Comparar los valores teóricos, simulados y los reales.

Materiales

Software de Simulación

Fuente de voltaje regulada

Multímetro

Osciloscopio

Resistencias

Condensadores

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Pulsador

Procedimiento

Con base al circuito de la figura 2, realizar los cálculos, el estudiante elige los valores de R1, R2 y C1 para un

voltaje B1 = 24 voltios. Calcular el valor de la corriente de la fuente de voltaje al momento de cerrar el circuito,

calcular el tiempo de carga del condensador C1.

Figura 2. Circuito RC

Fuente: Autor

Realizar la simulación y comprobar los valores calculados, modificar los valores de C1 y R2, diligenciar la

siguiente tabla con los valores obtenidos de tiempo de carga y corriente del circuito:

R1 R2 C1 t(sg) I(A)

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Realizar el montaje físico, comprobar los valores calculados de forma teórica. Variar los valores de C1 y

diligenciar una nueva tabla para los valores experimentales, adjuntar imágenes tomadas del osciloscopio con la

carga del condensador.

Practica No. 3. Circuito RLC

Objetivos

Identificar las características teóricas de un circuito RLC en AC.

Calcular el tiempo de carga del condensador.

Comparar los valores teóricos, simulados y los reales.

Materiales

Software de Simulación

Fuente de voltaje regulada

Multímetro

Osciloscopio

Resistencias

Condensadores

Pulsador

Procedimiento

Con base al circuito de la figura 3 calcular el valor de la corriente de la fuente de voltaje al momento de cerrar

el circuito, calcular el tiempo de carga del condensador C1.

Figura 3. Circuito RLC

Fuente: Autor

Realizar la simulación y comprobar los valores calculados, modificar los valores de L1, C1 y R2, diligenciar la

siguiente tabla con los valores obtenidos de tiempo de carga y corriente del circuito:

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L1 R2 C1 t(sg) I(A)

Realizar el montaje físico, comprobar los valores calculados de forma teórica. Variar los valores de C1 y

diligenciar una nueva tabla para los valores experimentales, adjuntar imágenes tomadas del osciloscopio con la

carga del condensador.

Practica No. 4. Circuito Digital

Objetivos

Generar la función a partir de un circuito dado.

Generar la tabla de verdad que representa al circuito presentado.

Comprobar de forma simulada y en el montaje físico el funcionamiento del circuito.

Materiales

Software de Simulación

Fuente de voltaje regulada

Multímetro

Compuertas lógicas

Resistencias

Leds

Procedimiento

Implementando los conocimientos en el diseño de circuitos digitales básicos, el estudiante encontrará de forma

teórica la función del sistema de la figura 4. Debe representar la tabla de verdad de la función, por medio del

software de simulación comprobará los estados de las variables y la tabla de verdad.

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Figura 4. Circuito Digital

Fuente: Autor

Implementar la función con compuertas digitales lógicas en un circuito físico donde se evalúen los estados de

las variables, a la salida de cada compuerta And se colocarán Led´s para comprobar el funcionamiento parcial

de la función. Comprobar todos los estados de la tabla de verdad, adjuntar fotografías del procedimiento.

Practica No. 5. Circuito temporizador

Objetivos

Reconocer el funcionamiento del circuito temporizador.

Realizar los cálculos matemáticos para el tiempo de ciclo del temporizador.

Comprobar el funcionamiento del circuito.

Acoplar la señal para el funcionamiento de un dispositivo de mayor consumo.

Materiales

Software de Simulación

Fuente de voltaje regulada

Multímetro

Osciloscopio

Circuito temporizador digital 555

Resistencias

Condensadores

Transistores

Motor DC

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Procedimiento

Realizar los cálculos matemáticos para el circuito temporizador 555 para un tiempo de carga alto de 100ms y

un tiempo bajo de 700ms.

Realizar la simulación por medio del software de diseño, comprobar los tiempos calculados, modificar los

valores hasta llegar al máximo tiempo admisible por el circuito integrado.

Figura 5. Circuito temporizador

Fuente: www.voltagecurrent.info

Realizar el montaje del circuito temporizador 555, en la salida se debe conectar un motor DC, para ello es

preciso el uso de un transistor BJT que permita el paso de la corriente que necesita el motor.

Practica No. 6. Modelamiento matemático

Objetivos

Profundizar en el manejo del software y en las operaciones básicas para el modelamiento matemático

a través de un software específico.

Materiales

Software de Simulación

Procedimiento

Realizar los siguientes ejercicios:

1. Compruebe los valores para las siguientes funciones por medio de MatLab:

a. Área de un triángulo =(𝑏𝑎𝑠𝑒∗𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎)

2

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b. Ecuación de segundo grado =−𝑏±√𝑏2−4𝑎𝑐

2𝑎

2. Almacenar la matriz:

𝑚1 = 3 2 −4

−6 2 85 3 4

a. Calcular la traspuesta de la matriz y almacenarla en m2.

b. m3=m1*m2

3. Generar dos vectores v1 y v2 con 4 elementos cada uno.

a. Comparar cual vector tiene elementos mayores, el resultado se almacena en v3 donde el

mayor elemento de v1 contra v2, en v3 se almacena con un 1, si no es mayor un 0.

4. Representar la gráfica 3D de la función

𝑦 =𝑠𝑒𝑛𝑜√𝑥2 + 𝑦

(𝑥2 + 𝑦2)

5. Realizar un programa que permita el cálculo de la ley de Ohm, el usuario ingresará dos valores

cualesquiera y entregará el faltante.

Recursos

Software de simulación:

Proteus (www.LabCenter.com)

Multisim (https://lumen.ni.com/nicif/us/gb_evalmultisim/content.xhtml)

LiveWire (http://www.new-wave-concepts.com/pr/livewire.html)

CircuitLab Online (www.circuitlab.com)

Simulador de circuitos digitales (http://www.tourdigital.net/SimuladorTTLconEscenarios.htm)

Simuladores para Linux (http://proyectopinguino.blogspot.com/2009/02/simuladores-de-circuitos-

electricos-y.html)

MatLab (https://www.mathworks.com/programs/trials/trial_request.html)

Octave (http://www.gnu.org/software/octave/)

Virtual Electronik (www.virtual-electronik.com/), componentes electrónicos.