Diseo de un Circuito Contador aplicado al Sistema de Seguridad de los Locales con Respecto a su AforoEnviado porPablo Turmero

1. Resumen2. Introduccin3. Fundamento terico4. Objetivos del proyecto5. Equipos, materiales y herramientas utilizados6. Procedimiento7. Mejoras del diseo8. Referencias bibliogrficasResumenEl presenteinformetiene la finalidad de explicar elprocesoque se ha llevado a cabo para eldiseoyconstruccinde un circuito electrnico, el cual bsicamente tiene lafuncinde un contador decimal de 3 dgitos, es decir, dicho contador va a llevar una cuenta secuencial que va desde el nmero 0 hasta el nmero 999. Lo innovador es la adaptacin y el uso que le asignaremos al contador, como la activacin de la cuenta por medio dediodosled LDR que van a servir comosensoresinfrarrojos o pulsadores.Este diseo consta decircuitosintegrados de latecnologaCMOS (C+), una tecnologa como la TTL, oLgicadeTransistora Transistor, componentes que en el transcurso del presente informe voy a detallar con una mayor profundidad; en este caso se ha usado un contador MC14553 y su respectivo decodificador CD4543, adems de sus displays (3) de siete segmentos para la visualizacin de la cuenta, entre otros componentes.Con respecto a la aplicacin en la realidad, este circuito lo deseamos implementar en el rea deseguridad, para ser ms especficos en busca de la mejora yeficaciade lossistemasde seguridad de los locales con respecto a la capacidad mxima permitida por un determinado establecimiento o local comercial, instalando este dispositivo en la puerta de entrada de un local con el fin depodervisualizar la cuenta de las personas que ingresan y supervisando que no exceda la capacidad mxima permitida o aforo de dicho local, con la finalidad de evitar tragedias o desgracias como lo ocurrido en la discoteca "Utopa", solo por nombrar un ejemplar caso muy conocido.IntroduccinEl presentetrabajonace a razn de un trabajo prctico encomendado por el docente del curso deDibujoElectrnico, el Ing. Wilder Romn; el cual consiste en crear, disear y construir unproyectoque involucre netamente el nuestro campo el cual es laelectrnica, esto con el fin de poner a prueba y en prctica lo aprendido en las diferentes sesiones deaprendizajey clases dictadas por el mencionado ingeniero encargado del curso, usando lasherramientasdel dibujo electrnico y todos losmediospertinentes y necesarios para poder llevar a cabo un buen proyecto de fin de curso por motivo del cierre del ciclo acadmico 2011 II.Al hablar de las herramientas de dibujo electrnico me refiero a todos lossoftwareque hemos aprendido a manejar a lo largo deldesarrollode este curso, cabe mencionar losprogramasde dibujo electrnico como elMicrosoftOfficeVisio o el Circuit Maker, solo por mencionar algunos de estos potenciales programas de dibujo electrnico, tambin haremos uso de todo lo aprendido acerca de simbologa puesto que ms adelante podremos apreciargrficosdel circuito contador que estamos desarrollando, adems de losdiagramasde bloque para un mejor entendimiento de losprocesosquedemandala construccin de nuestro circuito. Otro punto, enumerando lo aprendido que pondremos en prctica es la realizacin de un informe deinvestigacinordenado y con unaestructuradefinida y coherente, para que as el lector pueda entender mejor el la idea o mensaje que queremos transmitir, en este caso lautilidaddel proyecto.Ahora para poder sustentar este trabajo, vamos a hacerlo mediante unaexposicinante el saln usando tambin todas las herramientas disponibles como el proyectormultimedia, las diapositivas o unvideotutorial, dependiendo de cadagrupo, labor que aplaudo, puesto que comparto la idea del docente al buscar que podamos ser capaces de sustentar, exponer ante un pblico y defender nuestro proyecto aclarando algunas interrogantes espontneas que pudieran surgir.Esto nos va a ser de gran ayuda para nuestra vida profesional ya que el Per ya est inmerso en este proceso digital y dela globalizacin, adems de exigir profesionales cada vez ms eficientes, actualizados y capacitados en su campo, y qu mejor prctica que sta.Tambin merece mencionarse que hemosestadousando otras herramientas para nuestro aprendizaje, sobre todo y hablando deglobalizacin, lainternet, ya que por medio de sta hemos publicado nuestrosdibujosa modo de prctica y algunos trabajos de investigacin que se nos encomendaba, haciendo as, unaclasemsdidcticay actualizada, acorde con las demandas que rigen y exige laenseanzadecalidad.Regresando a nuestro proyecto, para un mejor entendimiento del proceso de la construccin del contador, tenemos que tener unas nociones y algunos conocimientos previos de electrnica, en el siguiente captulo les dar un alcance, unmarco tericocon lo que se necesita saber para un mejor entendimiento.Fundamento tericoPrimeramente este circuito lo hemos montado sobre un Protoboard, por lo tanto les voy a dar un alcance a groso modo de las caractersticas principales del Protoboard.Aqu les adjunto unafotografadel circuito montado sobre el Protoboard.

III.1.El Protoboard:Se conocen encastellanocomo "placa de prototipos y son esencialmente unas placas agujereadas con conexiones internas dispuestas en hileras, de modo que forman unamatrizde taladros a los que podemos directamente "pinchar" componentes y formar el circuito deseado. Como el nombre indica, se trata de montar prototipos, de forma eventual, nunca permanente, por lo que probamos y volvemos a desmontar los componentes, quedando la protoboard lista para el prximo experimento.Es una especie de tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componentes electrnicos y cables para armar circuitos. Como su nombre lo indica, esta tableta sirve para experimentar con circuitos electrnicos, con lo que se asegura el buen funcionamiento del mismo. Se recomienda hacer las siguientes conexiones a fin de garantizar un ptimo funcionamiento de nuestro circuito.

III.2.El Circuito Integrado MC14553 (Contador):El integrado MC14553 est formado de contadores 74LS90, latches que almacenan lainformacinpor untiempodeterminado y la multiplexacin que controla los display. El pin 1(C1B) y 3(C1B), son las que controlan la oscilacin interna para que se muestre el barrido de los display. La patilla 14(overflow) la cual permite amplia el rango con otro contador MC14553. La patilla 13(reset) pues obviamente sirve para resetear el circuito. La patilla 10(latch enable) funciona como un stop lo que hace es deshabilitar los latches para que sigan cargandodatoscomo resultados se quedan con los dgitos anteriores. La patilla 12(clock) es donde conectamos la frecuencia en este caso proporcionada por el LM555. La patilla 11(disable) deshabilita el clock. El voltaje mximo es 18V.

III.3.El Circuito Integrado CD4543 (Decodificador):El decodificador CD4543 es un circuito lgico que acepta un conjunto de entradas que representan nmeros binarios y que activa solamente la salida que corresponde a dicho dato de entrada. En un decodificador, dependiendo de la combinacin en sus entradas se determina qu nmero binario (combinacin) se presenta a la salida correspondiente a dicho nmero, mientras tanto todas las otras salidas permanecern inactivas Este decodificador sirve para mostrar salidas decimales a entradas binarias. Las entradas pueden estar dadas por cualquier dispositivo que tenga 4 salidas digitales comola computadora, un micro, o Simplemente utilizando switches para conmutar los unos y ceros.

III.4.El oscilador CD4093:Este circuito integrado incluye cuatro compuertas NAND pero de tipo Schmit. Sirve para varias cosas y el trmino slo se refiere a que tiene diferentes niveles para interpretar un "0" y un "1" lgicos (histresis). Eso ayuda a hacer ms estables a los circuitos de deteccin.Puede ser un oscilador pero tambin muchas cosas ms.Este integrado consta de 14 pines, y para ello vamos a usar un potencimetro de 100 kO, esto para poder calibrarlo a la frecuencia de oscilaciones que nos convenga, pero de esto hablaremos ms adelanteEn el siguientediagramapodemos apreciar el encapsulado, es decir, la parte interna de este circuito integrado, el cual si hablamos de su funcionamiento podemos compararlo con un oscilador 555, el cual es un integrado de lafamiliaTTL, muy conocido y usado tambin parafuncionesde este tipo.

Circuito Integrado CMOS, es una compuerta NAND Schmitt Trigger, su voltaje de funcionamiento puede ser de 3V a 15V, el circuito es de los ms fciles de armar, con el potencimetro podemos variar lavelocidadde oscilacin que se produce en RC, si lo deseamos podramos quitar el potencimetro y por medio de la R1 continuara la oscilacin dependiendo delvalordel capacitor yresistenciapodemos variar la frecuencia, en el pin 2 podemos tener elcontrol, cuando recibe un nivel lgico alto (H) se activa y el nivel bajo (L) se detiene la oscilacin, el datasheet da ms especificaciones y utilidades.III.5.El Display VCD de Siete Segmentos:El display que utilizaremos ser realizado con led`s consecutivos utilizando los mismosprincipiosque un display de siete segmentos de nodo comn.Es decir que todos los segmentos estarn conectados al vcd yla tierrase proporcionara a travs del CD4543.

En la siguiente figura semuestracomo conectar el display, tanto el de nodo comn (imagensuperior) como el de ctodo comn (imagen inferior).Note que lasresistenciasdeben ser de 330 ohms y quedan conectadas en serie con cada LED del display. Vea que en el caso del display de nodo comn, el pin comn (cualquiera de ellos) es conectado a Vcc y en el caso del display de ctodo comn, el pin comn (cualquiera de ellos) se conecta atierra(el negativo de la batera).En el display de nodo comn, un segmento se ilumina cuando su pin correspondiente se conecta a tierra (L). En el display de ctodo comn, un segmento se ilumina cuando su pin correspondiente se conecta a Vcc (H).

Objetivos del proyecto Elobjetivoprincipal de este proyecto es poner en prctica nuestras habilidades aprendidas con respecto a los programas de dibujo, puesto que vamos a presentar diferentes grficos o circuitos que hubo que dibujarlos en algn software oprogramaque aprendimos a ejecutar o manejar en el transcurso de este curso, tal como en el Circuit Maker o Visio, tambin vamos a poder observar dibujos hechos en el Proteus, con el fin de poder pasar nuestro circuito desde el diseo en Protoboard a una Placa impresa, por ende resalto la importancia de estos programas o herramientas virtuales que nos van a ayudar en la realizacin de este proyecto, ya sea en un dibujo de un circuito o diagrama electrnico, lasimulacindel mismo para verificar su correcto funcionamiento con el fin de evitar fallas o quemaduras de componentes en la realidad hasta el diseo de las conexiones, pistas y ubicaciones de los distintos componentes que necesita este proyecto al momento de hacer la Placa PCB. Otro objetivo del proyecto es aprender a interpretar los distintos grficos, dibujos, esquemas, circuitos e informacin que demanda la realizacin de este proyecto, puesto que en el transcurso del proceso de investigacin e indagacin de los procesos de diseo y recopilacin de informacin adicional y detallada, principalmente de los datasheet de los diferentes componentes usados en el mismo, nos exiga conocimientos bsicos de electrnica digital, adems nociones bsicas del idiomaIngls, ya que los datasheet u hoja de datos de los integrados y dems componentes estn escritos en ese idioma. Resaltamos tambin la importancia de la puesta en prueba de la capacidad deorganizacinde los diferentesgruposformados, adems de la explicacin y exposicin que va a hacer cada grupo acerca de su proyecto, ya que es una oportunidad de aprender a defender una cierta posicin o sustentar el mensaje que se quiere transmitir durante la exposicin dirigida a un determinado grupo de personas, esto nos acerca ms a la realidad profesional, en la que tenemos que exponer diferentesproyectosy debatir contra las oposiciones manteniendo y defendiendo nuestra idea.Equipos,materialesy herramientas utilizados 1 Potencimetro de 100k.R1. 4 Resistencias de 1k.R2, R12, R13, R14. 2 Resistencias de 6.8k.R3, R4. 7 Resistencias de 330O.R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11. 1 Fotoresistencia LDR. 1 Condensador de 0.001 Uf.C1. 3Transistores2N3906.Q1, Q2, Q3. 1 Circuito integrado CD4093. 1 Circuito integrado MC14553. 1 Circuito integrado CD4543. 3 Displays 7 segmentos de nodo comn LA6960 o MAN6760. 2 Pulsadores N.A.S1, S2. 2 Protoboards. 1 Multmetro. Cables y herramientas diversas.

ProcedimientoEn el presente captulo vamos a detallar todo elprocedimientopaso a paso, explicando a la vez el funcionamiento de cada componente.El contador fotoelctrico que se describe en este proyecto es un circuito que cuenta la cantidad de veces que un objeto opaco se interpone entre un rayo deluzy un sensor ptico, en este caso, las personas, ya que este dispositivo se piensa implementar en las puertas de ingreso a los locales, como ya se mencion anteriormente.El estadode la cuenta se visualiza en tres displays de siete segmentos, permitiendo la cuenta en lnea hasta de 999 objetos.El contador utiliza como sensor un LDR (resistencia dependiente de la luz) o fotocelda. La luz puede provenir de una fuente natural (sol) o artificial (lmparas incandescentes, fluorescentes, de nen, etc.).Cuando la cuenta llega a su tope mximo (999), el circuito la reinicia nuevamente en 0 y enva una seal de sobreflujo que puede utilizarse externamente para ampliar la longitud del conteo a 4 ms dgitos.El circuito tambin proporciona la facilidad de borrar la cuenta (reset) o detenerla (stop) en cualquier momento. No utiliza partes mviles y es extremadamente compacto, gracias a laadopcinde una tcnica digital conocida como mltiplex por divisin de tiempo.Al no existir contacto fsico entre el sensor y el mundo externo, elsistemagarantiza la ausencia de desgaste mecnico y permite contar objetos de cualquier ndole, sin importar su forma o su peso. Esta es una de sus principales ventajas.Los contadores fotoelctricos se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, domsticas e industriales, y sustituyen a los contadores electromecnicos convencionales en numerosas situaciones. Se pueden emplear para contar personas,animalesy objetos como hojas, botellas, latas, cajas, bolsas, etc.VI.1.Diagrama de bloques:El siguiente esquema pertenece al diagrama de bloques de este proyecto, es decir, los procesos por el cual se explica mejor su funcionamiento.El sistema consta, bsicamente, de un sensor de luz (LDR), un conformador de pulsos, un contador BCD de 3 dcadas multiplexado, un decodificador de BCD a siete segmentos y un displays de 3 dgitos.

VI.2.Desarrollo del Proyecto y Grficos:En esta figura se muestra el circuito correspondiente al conformador de pulsos. En condiciones normales, la fuente de luz ilumina la fotocelda y su resistencia es muy baja. Como resultado, la entrada del inversor Schmitt-trigger recibe un alto y su salida es baja.

Cuando se interpone un objeto entre el rayo de luz y la fotocelda, la resistencia de esta ltima aumenta, aplicando un bajo a la entrada del inversor Schmitt-trigger. Como respuesta, la salida del circuito realiza una transicin de bajo a alto, es decir, produce un flanco de subida.Cuando el objeto deja de interrumpir el rayo de luz, la resistencia de la fotocelda disminuye y la salida del inversor se hace nuevamente baja. El resultado neto de este proceso es la emisin de un pulso positivo de voltaje. Este pulso se aplica al contador.Las fotoceldas no responden inmediatamente a los cambios en la intensidad de la luz incidente y, por tanto, generansealeslentas. Esta es la razn por la cual se emplea una compuerta Schmitt-trigger como dispositivo conformador de pulsos.El potencimetro R2 permite ajustar la sensibilidad de la fotocelda de acuerdo a la intensidad de la luz incidente. La resistencia R1 sirve de proteccin, evitando que circule una corriente excesiva cuando el potencimetro est en su posicin de mnima resistencia y la LDR est iluminada.El contador de pulsos es elcoraznde este proyecto. Est desarrollado alrededor de un circuito integrado MC14553. Este chip, consiste de tres contadores BCD conectados en cascada.El primer contador registra, encdigoBCD, las unidades, el segundo las decenas y el tercero las centenas del nmero de pulsos. Por ejemplo, si han ingresado 319 pulsos, en las salidas del primer contador se tendr el cdigo BCD 0011 (3), en las salidas del segundo el cdigo 0001 (1) y en las salidas del tercero el cdigo 1001 (9).Estos tres cdigos se rotan secuencialmente en las salidas del contador MC 14553, apareciendo cada uno durante una pequea fraccin de tiempo (1.6 ms). Esta forma de presentar informacin digital se conoce como mltiplex por divisin de tiempo.Las salidas del contador alimentan un decodificador 4543B, el cual convierte cada cdigo BCD en un cdigo de siete segmentos que excita, secuencialmente, los displays encargados de visualizar las unidades, decenas y centenas de la cuenta.VI.3.Diagrama de conexiones del circuito completo:En la figura adjunta se muestra el diagrama esquemtico completo del contador fotoelctrico. Los pulsos provenientes del conformador se aplican al pin 12 del MC14553. Para que la cuenta ocurra, las lneas MR (reset maestro, pin13) y DIS (inhibidor, pin11) deben estar ambas en bajo.Para iniciar la cuenta a partir de 000 cancelarla en cualquier momento, debe pulsarse el botn de borrado S1 (reset). De este modo, la lnea MR (reset maestro pin 13) del MC14553 recibe un alto y todas las salidas BCD de sus contadores internos se hacen iguales a 0000.Para detener la cuenta y congelarla en el ltimo valor registrado, sin borrarla, debe pulsarse el botn deparoS2 (stop). Cuando esto se hace, la lnea DIS (inhibidor, pin 11) del MC14553 recibe un alto y se inhibe la operacin de los contadores BCD internos.El condensador C1 determina la frecuencia de exploracin, es decir, la rapidez con la cual el MC14553 muestra secuencialmente en sus salidas los cdigos de las unidades, decenas y centenas de la cuenta actual.

VI.4.Placa de Circuito Impreso:A continuacin voy a narrar a groso modo los principales pasos que se necesitan para disear una placa impresa. Los principales materiales a utilizar son: Placa baquelita del tamao necesario. Papel fotogrfico. Lija de fierro. Acido frrico. Agua oxigenada. Taladro con broca de 1mm. Cautn.El primer paso es dibujar el proyecto en el Proteus, un programa de dibujo, simulacin y diseo de pistas para placas impresas, luego el dibujo de las pistas hay que imprimirlas en papel fotogrfico. Para plasmar las pistas diseadas e impresas en la placa previamente lijada, hay que planchar ejerciendopresinsobre la parte concobrede la placa hasta observar que la impresin se ha adherido a la placa, una vez hecho esto pasamos al sumergido de la placa en una solucin deaguaoxigenada y cido frrico, despus de unos 10 minutos ya tendremos solo las pistas con cobre pues el cido habr derretido la parte con cobre sobrante.Por ltimo pasamos perforado de la placa en los puntos que sean necesarios para finalizar con el montado de los componentes en la placa para una posterior soldada de los pines de los componentes.

Mejoras del diseo La primera mejora de diseo es construir un prototipo, es decir acoplarle a este circuito una carcasa para un mejormantenimientoy cuidado de nuestra placa impresa, ya sea para una mejor movilizacin para una posterior instalacin de este dispositivo y por una cuestin de conservacin de los componentes usados en este proyecto, adems de aislarlo de la interperie con el fin de evitar alguna descarga elctrica hacia unapersonapor una mala manipulacin o un cortocircuito. Hacer las respectivas coordinaciones para poder implementar este prototipo en los diferentes locales que acojan numerosas personas y que estn ms propensos a cualquier tipo deaccidenteso situaciones que comprometan y pongan enriesgola integridadfsicay lasaludde las personas que asistan a dichos locales o centros de diversin, tales como discotecas, salones de recepciones, clubes, karaokes, etc. Es decir, aquellos locales que necesiten de un sistema de prevencin en caso de algn hecho para poder evitar as que la desgracia sea mayor y evitar prdidas humanas.

Referencias bibliogrficas es.wikipedia.org/wiki/Contador www.hispavila.com/3ds/lecciones/lecc6.htm html.rincondelvago.com/electronica-digital_10.html www.electronicafacil.net/tutoriales/Contadores-digitales.php www.unicrom.com/ElectronicaDigital.asp www.electronica2000.com/digital/contdig.htm www.youtube.com/watch?v=dlhUth5buKw proyectoselectronics.blogspot.com/2008/05/contador-digital.html webs.uvigo.es/mdgomez/LEDG/practicas/practica06.pdf laimbio08.escet.urjc.es/assets/files/docencia/EDI/tema7.pdf

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LUZ INTERMITENTE CONTROLABLE

LUZ INTERMITENTE CONTROLABLE

OBJETIVOSRealizar un circuito que produzca una luz intermitente como aplicacin del circuito integrado 555, permitiendo controlar la frecuencia de parpadeos y la intensidad luminosa del LED mediante el uso de potencimetros.

Ver las variaciones en el LED cuando se realizan cambios en los componentes pasivos (resistencias y capacitores).

MARCO TERICO

Elcircuito integrado 555es de bajo costo y de grandes prestaciones. Inicialmente fue desarrollado por la firmaSignetics. En la actualidad es construido por muchos otros fabricantes. Entre sus aplicaciones principales cabe destacar las demultivibradorestable (dos estados metaestables) y monoestable (un estado estable y otro metaestable), detector de impulsos, etctera.Descripcin de las terminales del Temporizador 555

GND(normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentacin, generalmente tierra. Disparo(normalmente la 2): 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. Salida(normalmente la 3): Aqu veremos el resultado de la operacin deltemporizador, ya sea que est conectado como monostable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje ser el voltaje de alimentacin (Vcc) menos 1.7 Voltios. Reset(normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida a nivel bajo. Si por algn motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee". Control de voltaje(normalmente la 5): Cuando eltemporizadorse utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la prctica como Vcc -1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios). As es posible modificar los tiempos en que la salida est en alto o en bajo independiente del diseo (establecido por los resistores ycondensadoresconectados externamente al 555).. Umbral(normalmente la 6): Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida a nivel bajo. Descarga(normalmente la 7): Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por eltemporizadorpara su funcionamiento. V+(normalmente la 8): Tambin llamado Vcc, alimentacin, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentacin que va de 4.5 voltios hasta 18 voltios (mximo). Hay versiones militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios.MATERIALESResistencias:1 de 220 , 1 K.Potencimetro:1 de 50 K, 1 de 1 K.Capacitores:Electroltico: 10 F/16V.Diodo: 1 LED.Fuente: Una batera de 4-9V DC.Circuito integrado: NE55N

PROCEDIMIENTOArmar el circuito mostrado enla figura:

GRFICOS E IMGENES

CONCLUSIONES

La utilizacin de un potencimetro nos permite poder controlar de manera efectiva la frecuencia con la que parpadea el LED, lo cual no se seria posible si se utilizase resistencias comunes, el segundo potencimetro nos permite regular la intensidad del brillo del LED.

La frecuencia de los pulsos producidos por el temporizador, depende de los valores de las resistencias R1 y R2 y del capacitor C1. A mayores valores de los resistores y del capacitor, menor es la frecuencia de los pulsos. De otro lado, los valores mnimos de R1, R2 y C1, dan la ms alta frecuencia de pulsos.

No se debe olvidar poner la resistencia que protege al LED, de lo contrario el mismo se daara, es importante localizar correctamente cada uno de los pines que intervienen, ntese que el pin numero cinco no es usado.

LUZ INTERMITENTE

LUZ INTERMITENTEOBJETIVOSRealizar un circuito que produzca una luz intermitente como aplicacin del circuito integrado 555 y componentes pasivos.

Ver las variaciones en el LED cuando se realizan cambios en los componentes pasivos (resistencias y capacitores).

MARCO TERICOUn reloj, como se usa el trmino en electrnica digital, no significa que sea un dispositivo que diga la hora. Se refiere a un circuito que emite una serie continua de pulsos, cuya frecuencia se puede variar desde menos de 1 por segundo a ms de un milln por segundo.El esquema muestra un temporizador (Timer) 555 conectado como reloj. Este circuito, como vera, no tiene seal de entrada, y en este sentido opera como un oscilador; un dispositivo el cual genera su propia seal.

MATERIALESFuente: Una batera de 4-9V DC.Resistencias:1 de 220 , 1 de 50 K, 1 K.Capacitores:Electroltico: 10 F/16V.Diodo: 1 LED.Circuito Integrado: NE555NPROCEDIMIENTOArmar el circuito mostrado en la figura:

GRFICOS E IMGENES

CONCLUSIONES

La frecuencia de los pulsos producidos por el temporizador, depende de los valores de las resistencias R1 y R2 y del capacitor C1. A mayores valores de los resistores y del capacitor, menor es la frecuencia de los pulsos. De otro lado, los valores mnimos de R1, R2 y C1, dan la ms alta frecuencia de pulsos.

Debe tenerse en cuenta que la numeracin de los pines del circuito integrado son importantes y que se debe tomar en cuenta el sentido en el que se coloca el mismo. Se recomienda realizar un ordenado del cableado para evitar problemas.Informe 555Rate This

El circuito integrado 555 es sin dudas el mas conocido en el mundo de la electrnica desde su invencin en 1971 por signetics, desde ese entonces se lo ha utilizado en infinidad de aplicaciones desde las mas sencillas hasta sistema de control industrial.Actualmente en 2015 casi todas las grandes empresas de circuitos integrados lo fabrican en grandes cantidades tanto en tecnologa bipolar como CMOSAlgunas de estas empresas son;SigneticsNE555

FairchilduA555

NationalinstrumentsLM555

TexasinstrumentsSN72555

ExarXR555

RCACA555

Philips/SilvaniaECG955

HarrisHA1755

MotorolaMC1455

ToshibaTA7555

Abajo se ve su descripcin de pines,diagrama interno y caracteristicas elctricas

Caractersticastcnicas

TEMPERATURA DE FUNCIONAMIENTO-55C A +125C

VOLTAJE DE ALIMENTACIN4.5V A 18V

MXIMA DISIPACIN DE POTENCIA760MW

CONSUMO DE CORRIENTE-(5V SIN CARGA)3MA A 6MA

MXIMO VOLTAJE DE SALIDA EN BAJO (5V)0,35V

MNIMO VOLTAJE EN ALTO (5V)2,75V

MXIMA CORRIENTE DE SALIDA200MA

GND (1): es el polo negativo de la alimentacin, generalmente tierra (masa).Disparo (2): Es donde se establece el inicio del tiempo de retardo si el 555 es configurado como monoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando esta patilla tiene menos 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.Salida (3): Aqu veremos el resultado de la operacin del temporizador, ya sea que est conectado como monoestable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje ser el voltaje de alimentacin (Vcc) menos 1.7 V. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla de reinicio (normalmente la 4).Reset (4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida a nivel bajo. Si por algn motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a alimentacin para evitar que el temporizador se reinicie.Control de voltaje (5): Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la prctica como Vcc -1.7 V) hasta casi 0 V (aprox. 2 V menos). As es posible modificar los tiempos. Puede tambin configurarse para, por ejemplo, generar pulsos en rampa.Umbral (6): Es una entrada a un comparador interno que se utiliza para poner la salida a nivel bajo.Descarga (7): Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.Voltaje de alimentacin (VCC) (8): es la patilla donde se conecta el voltaje de alimentacin que va de 4.5 V hasta 18V.Con unos pocos componentes externos se convierte en generador de trenes de pulsos, temporizador y otras aplicaciones muy tilesModo astable

En el modo astable , generador de pulsos, generador de reloj o simplemente reloj solamente se necesitan solamente 2 resistencias y un capacitor para lograr estos pulsos en su patilla 3La formula para calcular la frecuencia es la siguienteF= 1/0.693*(R1+2R2)*C1Luego el Duty Cicle o ciclo til de la seal se calculaD% = R1+R2/R1+2R2*100Modo monoestable

En esta configuracin es la mas sencilla, genera un pulso nico activado con un nivel bajo en la patilla 2 cuya duracin depende de R1 y C1La formula para calcular este tiempo es la siguienteT = 1.1*R1*C1Modo modulacin de pulsos

En este caso el 555 se comporta comoastable generando un tren de pulsos pero controlada su frecuencia mediante un voltaje variable en la patilla 5 (control) esta seal desplaza la posicin de los pulsos gracias al cambio del valor de referencia a travs de la patilla 5Este modo de conexin es de gran importancia ya que podemos controlar la frecuencia de oscilacin por medio de una seal externa variable

Conclusiones

Con larealizacindel trabajo practico aprendimos a utilizar el CI555 con laconexin monoestable. El tiempo en el que cambia el estado se puede determinar variando el valor de la resistencia y elcapacitor. Tambien aprendimos que si la carga va a +Vcc el estado en el cual comienza el circuito va a ser 1 y si se coloca la carga a Masa (tierra) el estado en el cual comienza va a ser 0.

Temporizador 555El 555 es un circuito integrado cuya funcin principal es producir pulsos de temporizacin con precisin, entre sus funciones secundarias estn la de oscilador, divisor de frecuencia, modulador o generador.Este circuito integrado incorpora dentro de si, dos comparadores de voltaje, un flip flop, una etapa de salida de corriente, un divisor de voltaje por resistor y un transistor de descarga. Dependiendo de como se interconecten estas funciones utilizando componentes externos es posible conseguir que dicho circuito realiza un gran numero de funciones tales como la del multivibrador astable y la del circuito monoestable.

El 555 tiene diversas aplicaciones, como: Control de sistemas secuenciales, divisor de frecuencias, modulacin por ancho de pulso, generacin de tiempos de retraso, repeticin de pulsos, etc.

Funcionamiento:Se alimenta de una fuente externa conectada entre sus terminales 8 (+Vcc) y 1(GND) tierra; el voltaje de la fuente va desde los 5 voltios hasta 15 voltios de corriente continua, la misma fuente se conecta a un circuito pasivo RC, que proporciona por medio de la descarga de su capacitor una seal de voltaje que esta en funcin del tiempo, esta seal de tensin es de 1/3 de Vcc y se compara contra el voltaje aplicado externamente sobre la terminal 2 (TRIGGER) que es la entrada de un comparador.

La terminal 6 (THRESHOLD) se ofrece como la entrada de otro comparador, en la cual se compara a 2/3 de la Vcc contra la amplitud de seal externa que le sirve de disparo.

La terminal 5(CONTROL VOLTAGE) se dispone para producir modulacin por anchura de pulsos, la descarga del condensador exterior se hace por medio de la terminal 7 (DISCHARGE), se descarga cuando el transistor (NPN) T1, se encuentra en saturacin, se puede descargar prematuramente el capacitor por medio de la polarizacin del transistor (PNP) T2.

Se dispone de la base de T2 en la terminal 4 (RESET) del circuito integrado 555, si no se desea descargar antes de que se termine el periodo, esta terminal debe conectarse directamente a Vcc, con esto se logra mantener cortado al transistor T2 de otro modo se puede poner a cero la salida involuntariamente, aun cuando no se desee.

La salida esta provista en la terminal (3) del microcircuito y es adems la salida de un amplificador de corriente (buffer), este hecho le da ms versatilidad al circuito de tiempo 555, ya que la corriente mxima que se puede obtener cuando la terminal (3) sea conecta directamente al nivel de tierra es de 200 mA.

La salida del comparador "A" y la salida del comparador "B" estn conectadas al Reset y Set del FF tipo SR respectivamente, la salida del FF-SR acta como seal de entrada para el amplificador de corriente (Buffer), mientras que en la terminal 6 el nivel de tensin sea ms pequeo que el nivel de voltaje contra el que se compara la entrada Reset del FF-SR no se activar, por otra parte mientras que el nivel de tensin presente en la terminal 2 sea ms grande que el nivel de tensin contra el que se compara la entrada Set del FF-SR no se activar.Circuito astable bsico:Si se usa en este modo el circuito su principal caracterstica es una forma de onda rectangular a la salida, en la cual el ancho de la onda puede ser manejado con los valores de ciertos elementos en el diseo.

Para esto debemos aplicar las siguientes formulas:

TA = 0.693 * (R1+R2) * C1TB = 0.693 * (R2*C1)

Donde TA es el tiempo del nivel alto de la seal y TB es el tiempo del nivel bajo de la seal.Estos tiempo dependen de los valores de R1 y R2. Recordemos que el periodo es = 1/f.

La frecuencia con que la seal de salida oscila est dada por la frmula: f = 1/(0.693 * C1 * (R1 + 2 * R2))

Circuito monoestable:En este caso el timmer 555 en su modo monoestable funcionar como un circuito de un tiro. Dentro del 555 hay un transistor que mantiene a C1 descargado inicialmente. Cuando un pulso negativo de disparo se aplica a terminal 2, el flip-flop interno se setea, lo que quita el corto de C1 y esto causa una salida alta (un high) en el terminal 3 (el terminal de salida).

La salida a travs del capacitor aumenta exponencialmente con la constante de tiempo:

t = R1 * C1

Cuando el voltaje a travs de C1 iguala dos tercios de Vcc el comparador interno del 555 se resetea el flip-flop, que entonces descarga el capacitor C1 rpidamente y lleva al terminal de salida a su estado bajo (low). El circuito e activado con un impulso de entrada que va en direccin negativa cuando el nivel llega a un tercio de Vcc. Una vez disparado, el circuito permanece en ese estado hasta que pasa el tiempo de seteo, aun si se vuelve a disparar el circuito.

La duracin del estado alto (high) es dada por la ecuacin:T= 1.1 * (R1*C1)

El intervalo es independiente del voltaje de Vcc. Cuando el terminal reset no se usa, debe atarse alto para evitar disparos espontneos o falsos.

Informe N2 Astables

Introduccin Terica

Este siguiente trabajo prctico tiene el objetivo de aprender a utilizar el integrado CI555, es un dispositivo de alta estabilidad diseado para construir retardos de tiempo y osciladores.Posee terminales adicionales que permites dispararlo y resetearlo. Tanto el tiempo de retardo como la frecuencia de oscilacin son determinadas por componentes externos, capacitor y resistor.El CI555 es un integrado que incorpora dentro de s dos comparadores de voltaje, un flip flop, una etapa de salida de corriente, divisor de voltaje resistor y un transistor de descarga. Dependiendo de cmo se interconecten estas funciones utilizando componentes externos es posible conseguir que dicho circuito realice un gran nmero de funciones tales como:Un Multivibrador Astable, el cual se caracteriza por una salida con forma de onda cuadrada contina de ancho que se puede fijar segn el diseo del circuito.Otro tipo es el Multivibrador monoestable en el cual el circuito en este caso entrega un pulso de ancho que se puede modificar segn los componentes.Tambin existe otro circuito integrado que se compone de dos temporizadores en una misma unidad, el 556 de 14 pines y el poco conocido 558 que integra cuatro 555 y tiene 16 pines.

Desarrollo de la practica

1) Calculamos las resistencias y el capacitor para un astable usando el integrado CI 555 para una frecuencia de 1kHz y un ciclo de trabajo de 40% y verificamos su correcto funcionamiento.

5) Precisamos un ciclo de trabajo de 40% con una frecuencia de 1khz, pero al realizar las mediciones pudimos observar que l mismo da con error.

Frecuencia: 1khz 877.2Hz = 122,8HzTiene un error de 122.8hz para la frecuencia

Ciclo de trabajo: 59,6% - 40% = 19,6%Tiene un error de 19.6% para el ciclo de trabajo

6) Realizamos una variacin de tensin en funcin de Vcc. Podemos corroborar como cambia la seal al variar la tensin:

Aqu coloco un video en el cual podemos apreciar mejor lo explicado anteriormente.

8)Re-calculamoslos valores para 1Hz, colocamos a la salida un led y verificamos su frecuencia.

Aquunvdeo:

Formulas:

f= 1,44/(Ra+2.Rb).C D= Rb/ Ra+2.Rb D=Rb/Ra+2.Rbf.[(Ra+2.Rb).C] D.(Ra+2.Rb)=Rb D.(Ra+2.Rb)=RbRa+2.Rb= 1,44/f.C R=(Rb/D)-2.Rb

---------------------------------------------------------------------------------

1)Datos: F=1Hz Duty=40%=0,4 C=0,1uF

Ra+2.Rb= 1,44/ (1Hz.0,1uF)Ra+2.Rb=14,4Hz

Rb= D.(Ra+2.Rb) Ra=(Rb/D)-2.RbRb=0,4.14,4K Ra=(5,76K /0,4)-2.5,76KRb=5,76K Ra=14,4K-11,52KValor utilizado: 5,6K Ra=2,88K Valor utilizado: 2,7K VerificacinD=5,7K/2,7K +2.5,7K f=1,44/(2,7K +2.5,7K).0,1uFD=0,4042 aprox 40% f= 1021,27KHz

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7) Datos: F=1KHz Duty=40%=0,4 C=0,1uFRa+2.Rb= 1,44/ (1Hz.10uF)Ra+2.Rb=144K

Rb= D.(Ra+2.Rb) Ra=(Rb/D)-2.RbRb=0,4.144 Ra=(57,6K/0,4)-2.57,6KRb=57,6K Ra=144K-115,2KValor utilizado: 56K Ra=28,8K Valor utilizado: 27K VerificacinD=56K/27K +2.56K f=1,44/(27K +2.56K).10uFD=0,4028 aprox 40% f= 1,03Hz---------------------------------------------------------------------------------

Datos: F=10Hz Duty=40%=0,4 C=10uFRa+2.Rb= 1,44/ (10Hz.10uF)Ra+2.Rb=14,4KHz

Rb= D.(Ra+2.Rb) Ra=(Rb/D)-2.RbRb=0,4.14,4K Ra=(5,76K/0,4)-2.5,76KRb=5,76K Ra=14,4K-11,52KValor utilizado: 5,6K Ra=2,88K Valor utilizado: 2,7K --------------------------------------------------------------------------------

Datos: F=100Hz Duty=40%=0,4 C=0,1uFRa+2.Rb= 1,44/ (100Hz.10uF)Ra+2.Rb=144KHz

Rb= D.(Ra+2.Rb) Ra=(Rb/D)-2.RbRb=0,4.14,4K Ra=(5,76K/0,4)-2.57,6KRb=57,6K Ra=14,4K-11,52KValor utilizado: 56K Ra=28,8K Valor utilizado: 27K

---------------------------------------------------------------------------------

Datos: F=10KHz Duty=40%=0,4 C=0,1uFRa+2.Rb= 1,44/ (10KHz.0,1uF)Ra+2.Rb=1,44KHz

Rb= D.(Ra+2.Rb) Ra=(Rb/D)-2.RbRb=0,4.1,44K Ra=(560/0,4)-2.560 Rb=576 Ra=1,4K-1,12KValor utilizado: 560 Ra=280 Valor utilizado: 270 ------------------------------------------------------------------------------9) Otros tipos de osciladores digitales:

El 74HC04. En los dispositivos CMOS se puede considerar que el cambio de estado lgico sucede cuando el voltaje a la entrada es la mitad de la tensin de alimentacin. Suelen disponer de una etapa de proteccin en la entrada como se muestra en la Figura 1. Como puede observarse en esta figura, dicha etapa incluye resistencias de un valor desconocido (aunque en general van a ser de pequeo valor). Por esta razn conviene elegir una resistencia R1 no muy pequea en el oscilador de relajacin de la Figura 2 y as asegurar un funcionamiento que dependa fundamentalmente de los elementos R1, R2 y C. En este caso, y para R1 = 10R2, la onda obtenida es prcticamente simtrica y la frecuencia de oscilacin puede aproximarse por la siguiente ecuacin:

f = 1/2,194R.C = 1/0,2194R.C

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Otro puede ser el integrado 4518 es un contador BCD, que, en este caso, acta como divisor de frecuencias.Dependiendo de sus conexiones, podemos obtener un factor u otro, lo que puede ser til si nuestro oscilador nos genera una frecuencia muy alta o distinta de la que precisamos para una aplicacin concreta. En nuestro diseo vamos a conectar este 4518 de la forma indicada en la Figura 1 (sin olvidar de colocar un condensador entre la alimentacin y tierra).

Esquemtico del NE555

Conclusiones

Aprendimos que este circuito puede trabajar hasta como un mnimo de 2,2v (se puede comprobar en el video), en caso de disminuir la tensin, no alcanzara para poder graficar la seal.

Tambin pudimos detectar error al realizar la practica al fijarse con el osciloscopio la frecuencia no es la misma a la calculada con las resistencias debido a que las resistencias tienen un margen de error. Otro factor es debido a que las resistencias calculadas no se venden exactamente segn su valor calculado, sino que las mismas poseen una aproximacin. En el caso de querer realizar una medicin ms precisa se debera utilizar en vez de una resistencia un potencimetro multi-vueltas.

LECCION 4 CIRCUITOS RECTIFICADORES MONOFASICOSRECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA

Para este caso VDP= VFDy en la resistencia: VRP= VFP:

Para una fuente de 60Hz en la resistencia la seal de voltaje tiene una frecuencia de 120Hz.Estos circuitos se aplican en alimentacin de motores DC, pero no dan seales adecuadas para alimentacin de circuitos electrnicos, se aade un condensador como filtro.

La seal obtenida es la siguiente:Rectificador media ondaRectificador onda completa

El circuito como filtro se llama fuente DC o adaptador AC-DC.CIRCUITOS CON VARIOS DIODOSEn electrnica se usan circuitos con varios diodos para realizar operaciones lgicas y para conmutar el flujo de corriente entre varios circuitos. El anlisis se basa en determinar cual diodo o diodos conducen en cada instante de tiempo y de ah determinar las corrientes y voltajes del circuito. Se van a analizar dos casos elementales:a)En este circuito conduce el diodo que recibe el voltaje ms positivo; si VF2> VF1conduce D2.VRmayor entre VF1y VF2.Ejemplo: Si VF1= 8v y VF2= 5v, R = 100Conduce el diodo D1 y VR= 7.3v8v

Para el diodo D2: VD2= VB- VC= 5v - 7.3v = -2.3v indica que el diodo D2 est en inverso y no conduce.El anlisis se puede aplicar para ms de 2 diodos con el resultado conduce el que reciba mayor voltaje y todos los dems quedan en inverso.b)Aqu conduce el diodo que reciba el voltaje ms negativo y el(los) otro(s) diodo(s) quedan en inverso. En este caso VR= -(mayor de VF1y VF2)Ejemplo: VF1= 15v VF2= 30v R = 1kPor la polaridad de las fuentes VA= -15v y VB= -30v, como el ms negativo es VB, conduce el diodo D2.VRVB= -VF2= -30v

Para el diodo D1: VD1= VC- VA= (-30v) - (-15v) = -15v por lo tanto est en inverso.

Introduccin tericaUn astable es un circuito que no posee ningn estado estable, sino que conmuta entre 2 estados, convirtindose en un oscilador.

En esta prctica utilizaremos el circuito integrado 555:

El circuito integrado 555 es un dispositivo de 8 terminales altamente estable utilizado para la generacin de seales de pulsos.

Est constituido por comparadores lineales, flip-flops, transistor de descarga y excitador de salida.

Los intervalos de tiempo y la frecuencia se pueden configurar mediante el uso de resistencias y capacitores. Nosotros fijaremos el valor del capacitor y calcularemos el de la resistencia, ya que hay ms variedad de valores de resistencias que se pueden encontrar en los comercios, que de capacitores.

Posee un terminal de disparo (Trigger) y otro de RESET.

Desarrollo de la prctica1) Calculamos los valores de resistencias y capacitor para obtener del astable CI 555 una frecuencia de 1 KHz y un ciclo de trabajo de 40 %.

Salida del CI 555. Verificacin del funcionamiento. (Imagen 01)

Seal de carga y descarga del capacitor. (Imagen 02)

5) Nuestros valores deseados son: f = 1 KHz D = 40 % Nuestros valores medidos son: f = 892 Hz D = 58,6 % Por lo tanto el error es de: f = 108 Hz D = 18,6 %

(Imagen 01)

6)Variamosla frecuencia en funcin de Vcc y pudimos observar como cambi la seal:

Con 4,5 V. (Imagen 03)

Con 2,5 V. (Imagen 04)

9) Cuando se ejerce presin mecnica en caras opuestas de uno de estos cristales , debidamente tallados, se producen cargas elctricas de polaridad opuesta en sus caras.Si se invierte el sentido del par de fuerzas ejercido sobre el cristal, observamos que tambin se invierten las polaridades de las cargas generadas y, si hacemos variar alternativamente el sentido de la presin ejercida sobre el cristal, en las caras de ste, se genera mecnicamente un voltaje de corriente alterna.

Armado y funcionamiento del circuito

Frmulas:

1) f = 1,44 / (Ra+2Rb) . C

f . (Ra+2Rb) = 1,44 / C

Ra + 2Rb = 1,44 / C . f

2) D = Rb / (Ra + 2Rb)

D . (Ra + 2Rb) = Rb

3) D = Rb / (Ra + 2Rb)

D . (Ra + 2Rb) = Rb

Ra + 2Rb = Rb / D

Ra = Rb / D - 2Rb------------------------------------------------------------------------------------------------------------Datos: f = 1KHz D = 40 % C = 0,1uF

1) Ra + 2Rb = 1,44 / C . f

Ra + 2Rb = 14400

2) Rb = D . (Ra + 2Rb)

Rb = 5,76 K (5K6 Valor comercial)

3) Ra = Rb / D - 2Rb

Ra = 2,88 K (2,7 K Valor comercial)

Verificacin:

D = Rb / Ra + 2Rb

D = 0,4042

f = 1,44 / (Ra + 2Rb) . C

f = 1,02 KHz------------------------------------------------------------------------------------------------------------Datos: f = 1 Hz D = 40 % C = 10 uF

1) Ra + 2Rb = 1,44 / C . f

Ra + 2Rb = 144 K

2) Rb = D . Ra + 2Rb

Rb = 57,6 K (56 K Valor comercial)

3) Ra = Rb / D - 2Rb

Ra = 28,8 K

Verificacin:

f = 1,44 / (Ra + 2Rb) . C

f = 1,035 Hz

D = Rb / Ra + 2Rb

D = 0,4028------------------------------------------------------------------------------------------------------------Datos: f = 10 Hz D = 40 % C = 10 uF

1) Ra + 2Rb = 1,44 / C . f

Ra + 2 Rb = 14,4 K

2) Rb = D . (Ra + 2Rb)

Rb = 5,76 K (5K6 Valor comercial)

3) Ra = Rb / D - 2Rb

Ra = 2,88 K (2K7 Valor comercial)------------------------------------------------------------------------------------------------------------Datos: f = 100 Hz D = 40 % C = 0,1 uF

1) Ra + 2Rb = 1,44 / C . f

Ra + 2Rb = 144 K

2) Rb = D . (Ra + 2Rb)

Rb = 57,6 K (56 K Valor comercial)

3) Ra = Rb / D - 2Rb

Ra = 28,8 K (27 K Valor comercial)------------------------------------------------------------------------------------------------------------Datos: f = 10 KHz D = 40 % C = 0,1 uF

1) Ra + 2Rb = 1,44 / C . f

Ra + 2Rb = 1,44 K

2) Rb = D . (Ra + 2Rb)

Rb = 576 (560 Valor comercial)

3) Ra = Rb / D - 2Rb

Ra = 280 (270 Valor comercial)

Esquemtico del NE555 en modo astable

Placa del NE555en modo astable

ConclusionesEn esta prctica aprendimos el funcionamiento del integrado NE555 en modo astable. Con el mismo logramos conseguir frecuencias variando los valores calculados de resistencia y capacitor; as logramos ver el error de las resistencias debido a su tolerancia. ste error se puede solucionar colocando potencimetros o potencimetros multivueltas los cuales permiten ajustar el valor de R con mayor precisin.Luego en el punto 6 comprobamos que el integrado funciona hasta con 2.5 V.