fase5_10_electrÓnica digital

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD -

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

– ECBTI –

Curso: Electrónica Digital

Grupo 243004_10

Actividad: Fase 5

Implementación Física del diseño

Presentado al tutor:

CARLOS AUGUSTO FAJARDO

Realizado por:

RICARDO MOLINA GIL

CRISTIAN ALEXANDER SAAVEDRA

LEIDY PAOLA BUITRAGO

KENIS HANS ESTRADA

Diciembre 02 de 2015

2

Electrónica Digital. Fase 5. – Implementación física del diseño - Grupo 203042_10

INTRODUCCION

En esta fase realizaremos la implementación física del proyecto que hemos venido

construyendo durante el desarrollo del curso, a partir de un conjunto de elementos electrónicos,

procedimientos y conexiones que nos permitirán evidenciar el óptimo y eficaz funcionamiento

de la maquina completa. Siguiendo las indicaciones de la guía de actividades del curso, se nos

pide que una vez finalizado el proceso de diseño, debemos implementarlo físicamente. Para

llevar a cabo lo anterior, es necesario que mediante un bosquejo mostremos los diferentes

circuitos integrados, resistencias, Displays, leds, pulsadores, temporizadores, etc., que se han

empleado para dicha implementación.

Básicamente, con esta fase lo que se pretende es dar una noción del funcionamiento real de los

dos contadores que permiten visualizar tanto el número de botellas que ingresan a una canasta,

como los segundos transcurridos entre cada botella. Teniendo en cuenta lo anterior, nos

basamos en una técnica de trabajo en equipo, con la cual logramos la construcción y montaje

del circuito utilizando herramientas y elementos que nos permitieron satisfacer los

requerimientos del diseño y complementar las simulaciones de fases anteriores.

Finalmente, como última implicación de la fase, debemos evidenciar todo el proceso que se

vio involucrado en el montaje de los contadores, detallándolo y mostrando paso a paso la

manera en la que conseguimos la aplicación teórica sobre un mecanismo de aprendizaje

practico, como lo es la Protoboard.

Una vez montado el circuito físicamente, debemos comprobar su correcto funcionamiento. Con

el fin de darlo a conocer y ratificar la viabilidad de su aplicación, recurriremos a la elaboración

de un video, en el que a modo de tutorial, serán descritas cada una de las utilidades generadas

por éste, a partir de su estructura y componentes.

3


OBJETIVOS

Con la realización del presente trabajo pretendemos obtener los siguientes objetivos:

Implementar físicamente un proyecto basado en el diseño de dos contadores que

permiten visualizar tanto el número de botellas que ingresan a una canasta, como los

segundos transcurridos entre cada botella.

Adquirir destrezas y habilidades para la puesta en marcha de circuitos digitales.

Conocer y manejar las estructuras de diseño lógico aplicado a circuitos digitales.

Conocer arquitectura y características de las compuertas lógicas.

Dominar herramientas de análisis, diseño e implementación para circuitos digitales.

Terminar con el desarrollo y puesta en marcha del proceso del sistema contador de

botellas.

_____________________________________________

__________________

4


MATERIAL Y EQUIPO NECESARIO

Cabe resaltar, que existen elementos que durante las simulaciones digitales no fue necesario

emplearlos, pero que durante la implementación física es indispensable contar con ellos.

Teniendo en cuenta lo anterior, para llevar a cabo el montaje del circuito que hemos venido

construyendo a lo largo del curso, empleamos lo siguiente:

1 BreadBoard

Fuente de alimentación de voltaje Vcc: Para nuestro caso en particular, y con el fin de

evitar un gasto más, empleamos un cargador de 5v.

14 Compuertas lógicas caracterizadas de la siguiente manera:

1 XOR 74LS86 (2 entradas (x4))

3 OR 74LS32 (2 entradas (x4))

1 NAND 74LS00 (2 entradas (x4))

1 NOT 74LS04 (X6)

2 AND 74LS08 (2 entradas (x4))

2 Compuertas Secuenciales para Contador Asíncrono 74LS393 (Contador

Binario de 4 bits (x2))

4 Compuertas Combinacionales para Decodificadores 74LS47 (BCD a 7

Segmentos)

4 Displays 7 segmentos

4 leds

Un pulsador

Circuito temporizador basado en el 555

12 Resistencias para la conexión de los leds y los Displays

Cableado de colores para realizar las respectivas conexiones

5


PROCESO DE DISEÑO

El proceso que implicó la implementación física de los dos contadores que permiten visualizar

tanto el número de botellas que ingresan a una canasta, como los segundos transcurridos entre

cada botella, se describe a continuación:

Primero que todo, el objetivo de esta fase de trabajo colaborativo es que una vez finalizado el

proceso de diseño, debemos implementarlo físicamente. Para llevar a cabo lo anterior, debimos

emplear además de las compuertas mencionadas y descritas en las fases colaborativas

anteriores, 2 Compuertas Secuenciales para Contador Asíncrono 74LS393 (Contador Binario

de 4 bits (x2)) usadas como reemplazo de la compuerta 74LS490, ya que esta última no se

encontraba dentro del mercado para poder adquirirla.

En cuanto a la compuerta secuencial para Contador Asíncrono 74LS393, se puede decir que

ésta es un Circuito Integrado TTL, descrito como un contador binario doble de cuatro ventanas,

en donde cada mitad funciona como un divisor binario Modulo – 16 con las tres últimas etapas

activadas en forma de onda. Se dice que tanto en la LS390 y la LS393, los flip flop son

provocados por una transición de alto a bajo en sus insumos CP. Cada medio de cada tipo de

circuito tiene una entrada de reinicio maestro que responde a una señal alta al forzar a las cuatro

salidas para el estado bajo.

Las especificaciones de este tipo de compuerta, se relacionan a continuación:

Es una versión doble de las compuertas LS290 y LS293

Tiene relojes separados que permiten división entre 2, 2.5 y 5

Posee asíncrono individual claros para cada contador

Típico Max frecuencia de 50 MHz

6


Contiene diodos de entrada clamp para minimizar los efectos de terminación de alta

velocidad

Maneja un voltaje de 6 v

Tiene un Encapsulado DIP

Posee 14 pines

Al conectar estas compuertas como complemento de las demás, se hicieron algunos cambios

en cuanto al diseño de los contadores, pues al sustituir la compuerta 74LS490 por la 74LS393,

se presentaron algunas obstrucciones, ya que la primera tenía 16 pines y fue reemplazada por

una que poseía tan solo 14. De esta forma, el diseño final del circuito antes de ser implementado

físicamente, quedó de la siguiente manera:

FINALIZACIÓN PROCESO DE DISEÑO

Simulación

Con base en el diseño anterior, se realizó la implementación física del circuito.

Primero que todo, adquirimos los materiales requeridos:

Posterior a esto, iniciamos con el montaje del circuito. Inicialmente, sobre la Protoboard lo

primero que se conectó fueron los Displays 7 segmentos para visualizar tanto el conteo de

botellas como los segundos transcurridos entre ellas. Luego, se conectaron los leds que nos

permitirían indicar los cuatro estados del sistema. Las conexiones que se hicieron tanto para

los Displays como para los leds, se implementaron cada uno junto a una resistencia en serie

equivalente a 220 ohmios, con el fin de evitar que estos se quemaran por exceso de corriente.

Una vez establecido este cableado, se les dio una entrada a VCC y su salida se conectó a

GND. Lo anterior se hizo siguiendo la estructura del diseño simulado, así:

9


Una vez comprobado el óptimo estado de los Displays y los leds, procedimos a implementar

las compuertas lógicas teniendo en cuenta el orden establecido para éstas en el simulador

digital. Después de que fueron conectadas al Protoboard, se realizó la conexión que le

permitiría a cada una de ellas estar ligada a una entrada de voltaje VCC y a un posicionamiento

en GND.

_____________________________________________

__________________

10


Una vez implementado el cableado básico para cada una de las compuertas, procedimos a

conectarlas con los leds y los Displays 7 segmentos.

11


Posterior a esto, conectamos el pulsador a los contadores para simular el sensor réflex. Dicho

pulsador manejaba una frecuencia equivalente a 1Hz, es decir, emitía 1 pulso por segundo.

Cabe resaltar que para que esta conexión fuera efectiva debimos colocar una resistencia de

Pull-down equivalente a 1 K ohmio.

Finalmente, conectamos el temporizador basado en el 555. Su implementación llevó implicada

el uso de una resistencia equivalente a 1 K Ohmio y un capacitor de 400 uF.

De esta forma logramos la implementación física del circuito que diseñamos a lo largo del

curso, obteniendo como resultado el siguiente montaje:

12


IMPLEMENTACIÓN FINAL

13


Adicionalmente, a continuación ponemos un vínculo alojado en la plataforma

YouTube, donde hacemos la explicación y mostramos el funcionamiento del circuito.

Ver el en siguiente link:

https://www.youtube.com/watch?v=v9s1ncOV3lk&feature=youtu.be

_____________________________________________

__________________



14


CONCLUSIONES

Una vez finalizado el proceso de diseño, se realizó la implementación física del

proyecto que construimos durante el desarrollo del curso, a partir de un conjunto de

elementos electrónicos, procedimientos y conexiones que nos permitieron evidenciar el

óptimo y eficaz funcionamiento del sistema.

La puesta en práctica de nuestros conocimientos, nos permitieron no solo emitir una

noción del funcionamiento real de los dos contadores, sino que también nos dieron la

oportunidad de conocer más a fondo el entorno de la electrónica, ya que son muchas

las cuestiones e implicaciones que ésta acarrea cuando nos relacionamos directamente

con ella desde una perspectiva más tangible.

Logramos que los dos contadores diseñados, simulados e implementados físicamente

permitieran visualizar tanto el número de botellas que ingresan a una canasta, como los

segundos transcurridos entre cada botella, de acuerdo a las condiciones establecidas en

la guía de actividades y reflejando su funcionamiento a través de los 4 leds indicadores.

Nos basamos en una técnica de trabajo en equipo, con la cual logramos la construcción

y montaje del circuito utilizando herramientas y elementos que nos permitieron

satisfacer los requerimientos del diseño y complementar las simulaciones de fases

anteriores, obteniendo como resultado la gratificante experiencia de poner en práctica

los conceptos teóricos correspondientes a la temática tratada en este trabajo, lo cual nos

llevó a cumplir con los objetivos trazados para esta unidad.

Evidenciamos por medio de un video todo el proceso que se vio involucrado en el

montaje de los contadores, detallándolo y mostrando paso a paso la manera en la que

conseguimos el funcionamiento del sistema, con el fin de darlo a conocer y ratificar la

viabilidad de su aplicación a partir de la estructura y componentes implementados.

_____________________________________________

__________________

15


BIBLIOGRAFÍA

Electrónica Unicrom. (2013). Temporizador 555. Distribución de Patillas. Consultado

el 30 de Noviembre de 2015 de http://www.unicrom.com/TUT_555.ASP

Ramírez, Fj. (2012). Resistencia pull-up y pull-down. Consultado el 30 de Noviembre

de 2015 de http://www.tuelectronica.es/tutoriales/electronica/resistencia-pull-up-y-

pull-down.html

Sánchez, María. (2010). Comunidad Internacional de Electrónicos. Temporizador 555.

Consultado el 29 de Noviembre de 2015 de

http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/555.htm

Tavera, Luis Enrique. (2014). Configurar 555 para salida a 1Hz. Consultado el 1 de

Diciembre de 2015 de http://www.foroselectronica.es/f53/configurar-555-salida-1hz-

2hz-1129.html

Tuto – electro. (2011). Resistencias para conectar un led. Consultado el 30 de

Noviembre de 2015 de http://www.tutoelectro.com/tutoriales/electronica-

basica/%C2%BFque-resistencia-utilizar-al-usar-un-led/

_____________________________________________

__________________

http://www.unicrom.com/TUT_555.ASP

http://www.tuelectronica.es/tutoriales/electronica/resistencia-pull-up-y-pull-down.html

http://www.tuelectronica.es/tutoriales/electronica/resistencia-pull-up-y-pull-down.html

http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/555.htm

http://www.foroselectronica.es/f53/configurar-555-salida-1hz-2hz-1129.html

http://www.foroselectronica.es/f53/configurar-555-salida-1hz-2hz-1129.html

http://www.tutoelectro.com/tutoriales/electronica-basica/%C2%BFque-resistencia-utilizar-al-usar-un-led/

http://www.tutoelectro.com/tutoriales/electronica-basica/%C2%BFque-resistencia-utilizar-al-usar-un-led/

fase5_10_electrÓnica digital

Education