Guia de Laboratorio Fisica Electronica 16 2

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 100414 Física Electrónica UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA GUÍA COMPONENTE PRÁCTICO 100414 – FÍSICA ELECTRÓNICA Wilmer Hernán Gutiérrez Ramos (Director Nacional) Víctor Manuel Bohórquez Guevara Acreditador Facatativá Junio de 2015

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 100414 – Física Electrónica

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

GUÍA COMPONENTE PRÁCTICO

100414 – FÍSICA ELECTRÓNICA

Wilmer Hernán Gutiérrez Ramos

(Director Nacional)

Víctor Manuel Bohórquez Guevara

Acreditador

Facatativá

Junio de 2015

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2. ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO

Esta guía de laboratorio ha sido diseñada con el apoyo de la red de tutores, basada

en las anteriores versiones pero bajo el enfoque de las actividades que se han

planteado para el curso durante el periodo 2015 (16-2), todo material tomado de

fuentes académicas ha sido debidamente referenciado respetando los derechos de

autor.

De acuerdo a la metodología definida para el curso se actualizará la guía para que

pueda contribuir a la comprensión de las temáticas abordadas en cada uno de los

trabajos colaborativos.

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3. ÍNDICE DE CONTENIDO

Introducción ........................................................................................................... 7

Justificación ........................................................................................................... 7

Intencionalidades formativas .................................................................................. 7

Denominación de prácticas .................................................................................... 7

6. DESCRIPCIÓN DE PRÁCTICAS ....................................................................... 9

PRACTICA No. 1 – Naturaleza de la electricidad, reconocimiento de Magnitudes

y Medidas. .......................................................................................................... 9

PRACTICA No. 2 – Ley de Ohm, circuitos serie y paralelo. .............................. 17

PRACTICA No. 3 – Fundamentos de semiconductores (Fuente de alimentación

regulada). ......................................................................................................... 27

PRACTICA No. 4 – Electrónica digital (Circuitos combinacionales y

secuenciales). ................................................................................................... 38

7. FUENTES DOCUMENTALES .......................................................................... 47

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4. LISTADO DE TABLAS

Tabla 1 Elementos para el desarrollo de la práctica 1 .......................................... 14

Tabla 2 Equivalencia de los códigos de colores de resistencias .......................... 18

Tabla 3 Equivalencia de cada banda de las resistencias ..................................... 18

Tabla 4 Elementos para el desarrollo de la práctica 2 .......................................... 23

Tabla 5 Elementos para el desarrollo de la práctica 3 .......................................... 35

Tabla 6 Modos de selección del contador 74LS90 ............................................... 41

Tabla 7 Salidas para cada valor decimal del contador 74LS90 ............................ 41

Tabla 8 Elementos para el desarrollo de la práctica 4 .......................................... 43

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4.1 LISTADO DE GRÁFICOS Y FIGURAS

Fig. 1 Protoboard ................................................................................................. 10

Fig. 2 Multímetro .................................................................................................. 10

Fig. 3 Cable de poder ........................................................................................... 11

Fig. 4 PinOut Fuente ATX .................................................................................... 12

Fig. 5 Circuito Serie.............................................................................................. 13

Fig. 6 Circuito Paralelo ......................................................................................... 13

Fig. 7 Circuito Mixto ............................................................................................. 13

Fig. 8 Resistencias Eléctricas .............................................................................. 17

Fig. 9 Código de colores de resistencias de 4 bandas ......................................... 18

Fig. 10 Ley de OHM ............................................................................................. 19

Fig. 11 Circuito Serie ............................................................................................ 20

Fig. 12 Circuito Paralelo ....................................................................................... 20

Fig. 13 Circuito Sugerido para la implementación del circuito serie ...................... 21

Fig. 14 Aplicación del circuito Paralelo ................................................................. 22

Fig. 15 Aplicación de circuito ................................................................................ 23

Fig. 16 Diagrama descriptivo de un condensador ................................................ 27

Fig. 17 Diodo........................................................................................................ 28

Fig. 18 Transistor ................................................................................................. 28

Fig. 19 El transformador ....................................................................................... 29

Fig. 20 Rectificador de onda completa con dos diodos ........................................ 30

Fig. 21 Semiciclo positivo rectificador con dos diodos .......................................... 31

Fig. 22 Semiciclo negativo rectificador con dos diodos ........................................ 31

Fig. 23 Señal de salida rectificador de onda completa con dos diodos ................. 32

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Fig. 24 Rectificador de onda completa con puente de Graetz .............................. 32

Fig. 25 Aplicación del transistor ........................................................................... 34

Fig. 26 Señal Digital ............................................................................................. 38

Fig. 27 Diagrama compuerta 7400 ....................................................................... 39

Fig. 28 Configuración de contador 74LS90 en modo decimal .............................. 40

Fig. 29 Ejemplo de contador asíncrono ................................................................ 42

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5. CARACTERÍSTICAS GENERALES

Introducción La electrónica ha evolucionado a ritmos

vertiginosos convirtiéndose en herramienta

de muchas organizaciones al generar

impacto en diferentes disciplinas. Esto ha

hecho necesario que muchos profesionales

se familiaricen con sus conceptos y

aplicaciones, a fin de que puedan tomar

decisiones asertivas que propendan por el

crecimiento de la organización y la

optimización de recursos.

Justificación Los profesionales de diferentes áreas

requieren conocimientos en temas

tecnológicos que no pueden limitarse sólo

al manejo de dichas tecnologías, sino a

comprender su funcionamiento y el impacto

que pueden llegar a tener en una

organización. Es por esto que el curso de

Física electrónica centra su metodología en

brindar herramientas al estudiante para que

comprenda la aplicación de las temáticas

del curso en situaciones prácticas

disciplinares de su programa de formación.

Intencionalidades formativas Brindar herramientas al estudiante para

que desde su formación comprenda los

conceptos básicos de electricidad y

electrónica.

Brindar soporte práctico a las actividades

planteadas en los trabajos colaborativos.

Denominación de prácticas Práctica 1: Naturaleza de la electricidad,

reconocimiento de Magnitudes y Medidas.

Práctica 2: Ley de Ohm, circuitos serie y

paralelo.

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Práctica 3: Fundamentos de

semiconductores (Fuente de alimentación

regulada).

Prácticas 4: Electrónica digital (Circuitos

combinacionales y secuenciales)

Número de horas 20

Porcentaje 22%

Curso Evaluado por proyecto SI___ NO_X_

Seguridad industrial Para el desarrollo de las prácticas de laboratorio se debe tener en cuenta que: -La ubicación de equipos e instalaciones eléctricas se encuentren en buen estado. -Los niveles de voltaje aplicados a los equipos correspondan a los estandarizados para los mismos. -Los instrumentos sean empleados correctamente, de acuerdo a la tarea que se esté desarrollando con estos. -Antes de manipular cualquier circuito, debe estar desconectado de la red eléctrica. -Antes de poner en funcionamiento un circuito pida el concepto del tutor para evitar conexiones erróneas que puedan afectar el mismo. -No emplee equipos o herramienta sin documentarse acerca de su uso. -Verifique el estado de los equipos antes de su uso e informe cualquier anomalía que pueda encontrar. -Deje ordenados y des-energizados los equipos al finalizar la práctica.

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6. DESCRIPCIÓN DE PRÁCTICAS

PRACTICA No. 1 – Naturaleza de la electricidad, reconocimiento de

Magnitudes y Medidas.

Tipo de practica

Presencial X Autodirigida Remota

Otra ¿Cuál

Porcentaje de evaluación 5.5%

Horas de la practica 4

Temáticas de la práctica Fundamentos de electricidad

Reconocimiento de instrumentos y elementos de laboratorio.

Medidas de voltaje, continuidad y análisis circuitos básicos.

Intencionalidades formativas

Brindar herramientas al estudiante para el

reconocimiento del funcionamiento de herramientas

es instrumentos básicos en electrónica.

Comprobar las medidas de diferentes magnitudes

sobre dispositivos reales.

Fundamentación Teórica

Se describirán a continuación algunos aspectos básicos y de funcionamiento de

los principales equipos empleados en laboratorios de electrónica: el protoboard

o tabla de prototipos y el multímetro. En las prácticas de laboratorio del curso se

desarrollarán las destrezas necesarias para el buen uso de cada uno ellos.

El Protoboard

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Fig. 1 Protoboard

Es un dispositivo que permite ensamblar circuitos electrónicos sin uso de

soldadura. Hace una conexión rápida y fácil y es ideal para trabajar circuitos

pequeños o de prueba.

En cada orificio se puede alojar el terminal de un componente o un cable. Pero

antes de trabajar con él, se deben conocer cuáles orificios están

interconectados. Generalmente las conexiones son por columnas y en las

secciones laterales por filas. Con ayuda del tutor vamos a reconocer estas

conexiones internas.

El Multímetro

Fig. 2 Multímetro

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Es un instrumento muy útil en el laboratorio. Permite realizar mediciones de

varias magnitudes de interés, como: el voltaje, la resistencia, la corriente, la

capacitancia, la frecuencia, etc. tanto en señales continuas como alternas. Se

debe tener mucho cuidado durante su uso, ya que dependiendo del tipo de

magnitud que se quiere medir, debemos seleccionar la escala adecuada, la

ubicación de los terminales de medición y la forma de medir (puede ser en serie

o en paralelo con el elemento).

Descripción de la practica

Uso del multímetro (medidas de voltaje)

Inicialmente se deberá identificar el funcionamiento del multímetro, para esto

vamos a hacer uso de una fuente de alimentación ATX de un PC.

Identifique el funcionamiento del multímetro, determine la forma correcta de medir

voltaje, corriente y resistencia, tenga en cuenta e tipo de multímetro identificado

las escalas y posición de acuerdo al tipo de medida.

a. ¿Para qué sirve realizar una medida de continuidad en un conductor y bajo

qué condiciones debo hacerla?

Verifique la continuidad en el cable de alimentación de la fuente.

Fig. 3 Cable de poder

b. ¿Qué diferencia hay entre un voltaje AC y uno DC?, realice la medida del

voltaje entregado por la toma de alimentación.

Energice la fuente de alimentación y con ayuda del tutor identifique el

voltaje de StandBy haciendo uso del multímetro. Tenga en cuenta el

siguiente Diagrama.

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Fig. 4 PinOut Fuente ATX

(Imagen tomada de http://www.helpwithpcs.com/hardware/img/power-supply/atx-psu-pinouts.gif)

c. ¿Qué función cumple el voltaje de StandBy y en que otros dispositivos se

hace evidente?

Encienda la fuente de alimentación haciendo un puente entre el pin PS_ON

y tierra.

d. ¿Qué función cumple la tierra en un circuito?

Compruebe el voltaje para el conector molex de 4 pines ey en el Atx de 20

pines o 24, dependiendo la fuente de alimentación con que cuente.

e. ¿En los conectores de salida de la fuente estoy midiendo un voltaje AC o

DC?

f. ¿Para qué puede ser útil un voltaje negativo en la fuente de alimentación?

g. ¿Qué tipo de dispositivos podría conectar a esta fuente de alimentación?

Configuración en serie y Paralelo

Realice el montaje del siguiente circuito:

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Fig. 5 Circuito Serie

Compare el comportamiento de las lámparas L1 y L2 al hacer la conexión de la

siguiente forma:

Fig. 6 Circuito Paralelo

h. A qué se debe la diferencia en el comportamiento de las lámparas.

i. Establezca las características de un circuito serie y paralelo.

Realice el montaje del siguiente circuito:

Fig. 7 Circuito Mixto

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j. ¿Qué diferencia se observa en este último circuito con respecto a los dos

anteriores y a que se deben dichas diferencias?

Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos)

Elemento Cantidad

Protoboard 1

Multímetro 1

Fuente de alimentación ATX 1

Bombillos de 12V 3

Cables 1 metro

Tabla 1 Elementos para el desarrollo de la práctica 1

Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el

desarrollo de la práctica

Para el desarrollo de la práctica puede apoyar el desarrollo de los

cuestionamientos mediante el uso de CircuirMaker el cual puede descargar en

el entorno de aprendizaje práctico.

Seguridad Industrial

Para el desarrollo de las prácticas de laboratorio se debe tener en cuenta que:

-La ubicación de equipos e instalaciones eléctricas se encuentren en buen estado.

-Los niveles de voltaje aplicados a los equipos correspondan a los estandarizados

para los mismos.

-Los instrumentos sean empleados correctamente, de acuerdo a la tarea que se

esté desarrollando con estos.

-Antes de manipular cualquier circuito, debe estar desconectado de la red

eléctrica.

-Antes de poner en funcionamiento un circuito pida el concepto del tutor para

evitar conexiones erróneas que puedan afectar el mismo.

-No emplee equipos o herramienta sin documentarse acerca de su uso.

-Verifique el estado de los equipos antes de su uso e informe cualquier anomalía

que pueda encontrar.

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-Deje ordenados y des-energizados los equipos al finalizar la práctica.

Metodología

Para el desarrollo de la práctica el estudiante debe tener conocimientos básicos en unidades de medida de magnitudes eléctricas.

Forma de trabajo: La práctica de laboratorio está diseñada para que los estudiantes de forma colaborativa resuelvan los cuestionamientos planteados para el desarrollo de la misma, planteen conclusiones y busquen la aprehensión del conocimiento a través de la interacción con elementos que pueden conseguir fácilmente y sobre los cuales se hace evidente la aplicabilidad de las temáticas del curso. Procedimiento: Para el desarrollo de la práctica es muy importante:

-Realizar el reconocimiento de la guía de la actividad.

-Solicitar apoyo al tutor de laboratorio para comprender la forma adecuada de

realizar cada una de las medidas solicitadas.

-Realizar cada una de las medidas e ir analizando los resultados de acuerdo a lo

observado.

-Soportar el análisis en las leyes de circuitos eléctricos.

Sistema de Evaluación

Las prácticas de laboratorios serán evaluadas por el tutor de laboratorio asignado

en cada CEAD de acuerdo al desempeño en el desarrollo de las experiencias

prácticas y la calidad de los informes entregados teniendo en cuenta la rúbrica de

evaluación.

La totalidad de las prácticas serán evaluadas sobre 110 puntos y la calificación

será enviada por la red de tutores del curso.

Informe o productos a entregar

Informe en formato IEEE en el que responda los cuestionamientos establecidos

para la práctica y evidencie la realización de la misma.

Del siguiente enlace puede descargar el formato para presentar el informe.

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.doc

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Tenga en cuenta que es muy importante incluir análisis de resultados y

conclusiones ya que a través de estos evidencia lo aprendido en el desarrollo de

la práctica.

Rúbrica de evaluación

Aspectos evaluados

Criterios de desempeño de la actividad individual PP/

máxima Valoración alta Valoración media Valoración baja

Estructura del

informe

El documento presenta

una excelente estructura

conforme a las normas

IEEE.

El informe no

presenta orden

aunque es presentado

en el formato

solicitado..

El informe no presenta

orden ni se estructura

conforme a las normas

IEEE. 7

(Hasta 7 puntos) (Hasta 3 puntos) (Hasta 0 puntos)

Redacción y

ortografía

La redacción y la

ortografía son excelentes

Hay errores de

ortografía o de

redacción

El documento presenta

deficiencias en redacción

y errores ortográficos 5

(Hasta 5 puntos) (Hasta 2 puntos) (Hasta 0 puntos)

Fines del trabajo

Se realizó la práctica

siguiendo las

indicaciones de la guía y

las orientaciones dadas

por el tutor de

laboratorio.

No se realizó la

totalidad de la

práctica o se

omitieron las

recomendaciones

dadas para un óptimo

desarrollo de la

misma.

No realizó la práctica o

se omitieron en su

totalidad las

recomendaciones dadas

por el tutor.

8

(Hasta 8 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)

Respondió

adecuadamente las

preguntas y analizó de

forma asertiva los

resultados de la práctica.

No respondió

adecuadamente la

totalidad de las

preguntas o el análisis

presentado no es

claro.

No responde las

preguntas ni presenta un

adecuado análisis a las

prácticas. 9

(Hasta 9 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)

TOTAL PUNTAJE DEL TRABAJO COLABORATIVO 29

Retroalimentación

La retroalimentación de la práctica será dada por el tutor de laboratorio asignado

en cada CEAD de acuerdo a las fechas establecidas para la misma teniendo en

cuenta la rúbrica de evaluación propuesta.

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PRACTICA No. 2 – Ley de Ohm, circuitos serie y paralelo.

Tipo de practica

Presencial X Autodirigida Remota

Otra ¿Cuál

Porcentaje de evaluación 5.5%

Horas de la practica 4

Temáticas de la práctica Análisis de circuitos serie y paralelo.

Comprobación del funcionamiento de la resistencia eléctrica.

Intencionalidades formativas

Brindar herramientas para que el estudiante esté en

capacidad de reconocer las resistencias eléctricas.

Motivar el reconocimiento de aplicaciones prácticas

en las que el estudiante pueda ver la aplicación de

los circuitos serie y paralelo.

Fundamentación Teórica

Resistencias Eléctricas

Los resistores o resistencias eléctricas son los elementos de mayor empleo en el

ramo de la electrónica. Su función es controlar o limitar la corriente que fluye a

través de un circuito eléctrico, presentando oposición al paso de la corriente

eléctrica.

Según su funcionamiento se pueden clasificar en Resistores Fijos y Resistores

variables, siendo los fijos con composición de carbono los más empleados.

Fig. 8 Resistencias Eléctricas

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Código de colores para resistencias: el código de colores más empleado para

resistores, se compone de cuatro franjas de color, que se leen de izquierda a

derecha, estando el resistor en la forma que lo muestra la figura, siendo

generalmente la cuarta franja dorada o plateada. Mediante la correcta

interpretación de este código, podemos conocer el valor en ohmios del resistor.

Ejemplo:

COLORES: Naranja, Rojo, Amarillo, Oro.

Fig. 9 Código de colores de resistencias de 4 bandas

¿Cuál es el valor en ohmios de este resistor?

Recordemos el código de colores para resistencias:

Negro: 0 Amarillo: 4 Gris: 8 Café: 1 Verde: 5 Blanco: 9 Rojo: 2 Azul: 6 Dorado: 5%

Naranja: 3 Violeta: 7 Plateado: 10%

Tabla 2 Equivalencia de los códigos de colores de resistencias

1ª Banda : 1er Dígito 2ª Banda : 2ª Dígito 3ª Banda : # de ceros 4ª Banda : Tolerancia

Tabla 3 Equivalencia de cada banda de las resistencias

Analizando las bandas de la resistencia dada:

1ª Banda: Naranja, por tanto el primer dígito es 3

2ª Banda: Rojo, por tanto el Segundo dígito es 2

3ª Banda: Amarillo, por tanto el factor multiplicador es x10000 o el número de

ceros es (0000).

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4ª Banda: Dorado, por tanto el primer dígito es 5%

El valor nominal del resistor es de 320000Ω o 320kΩ con una tolerancia de 5%. El Valor de tolerancia nos indica el rango en el cual debe encontrarse el resistor. Así el 5% 320kΩ es16 kΩ, por tanto podemos considerar:

320kΩ -16 kΩ <Valor real del resistor < 320kΩ +16 kΩ Es decir que el valor real del resistor está entre 304kΩ y 336kΩ.

Ley de Ohm

La Ley de Ohm establece una relación entre las tres magnitudes eléctricas

fundamentales y se enuncia de la siguiente manera:

Fig. 10 Ley de OHM

𝑉 = 𝐼 ∗ 𝑅

𝐼 =𝑉

𝑅

𝑅 =𝑉

𝐼

El físico alemán Gustav Robert Kirchhoff fue uno de los pioneros en el análisis

de los circuitos eléctricos. A mediados del siglo XIX, propuso dos leyes que

llevan su nombre y que facilitan la comprensión del comportamiento de voltajes

y corrientes en circuitos eléctricos.

a. Primera Ley de Kirchhoff: Ley de Corrientes. La suma de todas las

corrientes eléctricas que llegan a un nodo, es igual a la suma de todas las

corrientes eléctricas que salen de él.

∑ 𝐼𝑙𝑙𝑒𝑔𝑎𝑛 𝑛𝑜𝑑𝑜 = ∑ 𝐼𝑠𝑎𝑙𝑒𝑛 𝑛𝑜𝑑𝑜

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b. Segunda Ley de Kirchhoff: Ley de Voltajes. Esta ley se puede enunciar

de la siguiente manera:

En un circuito cerrado o malla, las caídas de tensión totales son iguales a la

tensión total que se aplica en el circuito.

Circuito Serie: Un circuito serie es aquel en el que todos sus componentes están

conectados de forma tal que sólo hay un camino para la circulación de la corriente

eléctrica.

Fig. 11 Circuito Serie

En el circuito serie la corriente eléctrica (I) es la misma en todas las partes del

circuito, es decir, que la corriente que fluye por R1, recorre R2, R3 y R4 y es igual

a la corriente eléctrica que suministra la fuente de alimentación.

Circuito Paralelo: En un circuito paralelo dos o más componentes están

conectados a los terminales de la misma fuente de voltaje. Podemos definir cada

terminal como un nodo del circuito y decir entonces que en un circuito paralelo

todos sus elementos están conectados al mismo par de nodos.

Fig. 12 Circuito Paralelo

El voltaje entre el par de terminales de un circuito paralelo es uno sólo y es igual

al voltaje de la fuente de alimentación.

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Descripción de la practica

Aplicación del divisor de voltaje

a. Mida el potenciómetro y determine la forma adecuada de realizar la conexión del mismo.

b. Diseñe un circuito serie que comportándose como un divisor de voltaje y con una fuente de alimentación de 5V esté en capacidad de entregar voltajes de 0.2V, 0.3V y 0.4V en diferentes puntos del mismo.

c. Tenga en cuenta que los valores de las resistencias las deben elegir a su conveniencia, sabiendo que sin importar dichos valores, la corriente máxima consumida por el circuito debe ser menor a 500mA.

d. Realice los cálculos y el montaje del circuito demostrando que se cumplen las condiciones de diseño midiendo los valores de voltaje en cada uno de los nodos definidos y la corriente total del circuito (Tenga en cuenta que de no encontrar la resistencia comercial puede emplear combinaciones de resistencias en serie y paralelo o el potenciómetro para cumplir las condiciones de diseño).

Fig. 13 Circuito Sugerido para la implementación del circuito serie

e. Establezca el código de colores para las resistencias elegidas.

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f. ¿En qué tipo de aplicación podría emplear este circuito?.

g. ¿Qué condiciones se deben cumplir para garantizar que en un circuito serie

el voltaje en todas las resistencias sea el mismo?

h. Si se desea obtener niveles de voltaje de 2V, 3V y 4V bajo las mismas

condiciones anteriores, ¿Qué valores de resistencia debo elegir? ¿Cúal es

el código de colores para estas resistencias?.

Aplicación del circuito Paralelo

Realice el montaje del siguiente circuito teniendo en cuenta que todos los LED

deben ser del mismo color y asegúrese de medir las resistencias antes de

realizar el montaje.

Fig. 14 Aplicación del circuito Paralelo

i. ¿Cuál es el comportamiento de los diodos?, ¿A qué se debe este

comportamiento?

j. ¿Si invierto la polaridad de uno de los diodos cómo se ve afectado el

circuito?

k. ¿En que aplicación puedo emplear un circuito como este?

Aplicación de circuito convencional

Realice el montaje del siguiente circuito, tenga en cuenta que L1 es una

lámpara.

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Fig. 15 Aplicación de circuito

l. ¿En qué aplicación puede ser usado este circuito?, verifique el

funcionamiento del mismo.

Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos)

Elemento Cantidad

Protoboard 1

Multímetro 1

Fuente de alimentación de

5V a 12V

1

Bombillos de 12V 1

Cables 1 metro

Resistencia de 100Ω 1

Resistencia de 330Ω 1

Resistencia de 1kΩ 1

Resistencia de 10kΩ 1

Resistencias de diferente

Valor de acuerdo al diseño.

8

Potenciómetro de 10kΩ 1

LED del mismo color 4

Interruptor combinado (pueden reemplazarlos por cables

haciendo adecuadamente las

conexiones)

2

Tabla 4 Elementos para el desarrollo de la práctica 2

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Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el

desarrollo de la práctica

Para el desarrollo de la práctica puede apoyar el desarrollo de los

cuestionamientos mediante el uso de CircuirMaker el cual puede descargar en

el entorno de aprendizaje práctico.

Seguridad Industrial

Para el desarrollo de las prácticas de laboratorio se debe tener en cuenta que:

-La ubicación de equipos e instalaciones eléctricas se encuentren en buen estado.

-Los niveles de voltaje aplicados a los equipos correspondan a los estandarizados

para los mismos.

-Los instrumentos sean empleados correctamente, de acuerdo a la tarea que se

esté desarrollando con estos.

-Antes de manipular cualquier circuito, debe estar desconectado de la red

eléctrica.

-Antes de poner en funcionamiento un circuito pida el concepto del tutor para

evitar conexiones erróneas que puedan afectar el mismo.

-No emplee equipos o herramienta sin documentarse acerca de su uso.

-Verifique el estado de los equipos antes de su uso e informe cualquier anomalía

que pueda encontrar.

-Deje ordenados y des-energizados los equipos al finalizar la práctica.

Metodología

Para el desarrollo de la práctica el estudiante debe tener conocimientos básicos en unidades de medida de magnitudes eléctricas y manejo básico del multímetro.

Forma de trabajo: La práctica de laboratorio está diseñada para que los estudiantes de forma colaborativa resuelvan los cuestionamientos planteados para el desarrollo de la misma, planteen conclusiones y busquen la aprehensión del conocimiento a través de la interacción con elementos que pueden conseguir fácilmente y sobre los cuales se hace evidente la aplicabilidad de las temáticas del curso. Procedimiento: Para el desarrollo de la práctica es muy importante:

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-Realizar el reconocimiento de la guía de la actividad.

-Solicitar apoyo al tutor de laboratorio para comprender la forma adecuada de

realizar cada una de las medidas solicitadas.

-Realizar cada una de las medidas e ir analizando los resultados de acuerdo a lo

observado.

-Soportar el análisis en las leyes de circuitos eléctricos.

Sistema de Evaluación

Las prácticas de laboratorios serán evaluadas por el tutor de laboratorio asignado

en cada CEAD de acuerdo al desempeño en el desarrollo de las experiencias

prácticas y la calidad de los informes entregados teniendo en cuenta la rúbrica de

evaluación.

La totalidad de las prácticas serán evaluadas sobre 110 puntos y la calificación

será enviada por la red de tutores del curso.

Informe o productos a entregar

Informe en formato IEEE en el que responda los cuestionamientos establecidos

para la práctica y evidencie la realización de la misma.

Del siguiente enlace puede descargar el formato para presentar el informe.

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.doc

Tenga en cuenta que es muy importante incluir análisis de resultados y

conclusiones ya que a través de estos evidencia lo aprendido en el desarrollo de

la práctica.

Rúbrica de evaluación

Aspectos evaluados

Criterios de desempeño de la actividad individual PP/

máxima Valoración alta Valoración media Valoración baja

Estructura del

informe

El documento presenta

una excelente estructura

conforme a las normas

IEEE.

El informe no

presenta orden

aunque es presentado

en el formato

solicitado.

El informe no presenta

orden ni se estructura

conforme a las normas

IEEE. 5

(Hasta 5 puntos) (Hasta 2 puntos) (Hasta 0 puntos)

Page 26: Guia de Laboratorio Fisica Electronica 16 2

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 100414 – Física Electrónica

Redacción y

ortografía

La redacción y la

ortografía son excelentes

Hay errores de

ortografía o de

redacción

El documento presenta

deficiencias en redacción

y errores ortográficos 5

(Hasta 5 puntos) (Hasta 2 puntos) (Hasta 0 puntos)

Fines del trabajo

Se realizó la práctica

siguiendo las

indicaciones de la guía y

las orientaciones dadas

por el tutor de

laboratorio.

No se realizó la

totalidad de la

práctica o se

omitieron las

recomendaciones

dadas para un óptimo

desarrollo de la

misma.

No realizó la práctica o

se omitieron en su

totalidad las

recomendaciones dadas

por el tutor.

8

(Hasta 8 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)

Respondió

adecuadamente las

preguntas y analizó de

forma asertiva los

resultados de la práctica.

No respondió

adecuadamente la

totalidad de las

preguntas o el análisis

presentado no es

claro.

No responde las

preguntas ni presenta un

adecuado análisis a las

prácticas. 9

(Hasta 9 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)

TOTAL PUNTAJE DEL TRABAJO COLABORATIVO 27

Retroalimentación

La retroalimentación de la práctica será dada por el tutor de laboratorio asignado

en cada CEAD de acuerdo a las fechas establecidas para la misma teniendo en

cuenta la rúbrica de evaluación propuesta.

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PRACTICA No. 3 – Fundamentos de semiconductores (Fuente de alimentación regulada).

Tipo de practica

Presencial X Autodirigida Remota

Otra ¿Cuál

Porcentaje de evaluación 5.5%

Horas de la practica 4

Temáticas de la práctica Semiconductores.

Construcción de fuente de alimentación regulada.

Intencionalidades formativas

Comprender la importancia de los semiconductores

en los dispositivos electrónicos.

Motivar el uso de componentes que en cada etapa

de la fuente de alimentación contribuyan a adecuar

la señal que a su salida será DC.

Fundamentación Teórica

Condensadores o Capacitores: Un condensador es un elemento pasivo que

tiene la particularidad de almacenar carga eléctrica.

Los condensadores están formados por dos superficies metálicas conductoras

llamadas armaduras, las cuáles se hallan separadas por un medio aislante

denominado dieléctrico. Este dieléctrico puede ser aire, cerámica, papel o mica.

Fig. 16 Diagrama descriptivo de un condensador

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Un condensador se suele utilizar básicamente para eliminar la componente

continua de una señal eléctrica, como filtro o para almacenar tensión en un

determinado momento (como batería temporal) y cederla posteriormente.

El Diodo: El elemento semiconductor más sencillo y de los más utilizados en la

electrónica es el diodo. Está constituido por la unión de un material semiconductor

tipo N y otro tipo P. Su representación se muestra en la siguiente figura.

Fig. 17 Diodo

El diodo idealmente se comporta como un interruptor, es decir, puede actuar como

un corto o interruptor cerrado o como un circuito abierto dependiendo de su

polarización. Debido a esto se suelen utilizar ampliamente como rectificadores de

señales, aunque no es su única aplicación.

El transistor: El impacto del transistor en la electrónica ha sido enorme, pues

además de iniciar la industria multimillonaria de los semiconductores, ha sido el

precursor de otros inventos como son los circuitos integrados, los dispositivos

optoelectrónicos y los microprocesadores.

Fig. 18 Transistor

Es un dispositivo semiconductor de tres capas, dos de material P y una de material

N o dos de material N y una de material P. Para cualquiera de los casos el

transistor tiene tres pines denominados emisor, base y colector.

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Este dispositivo se puede emplear para muchas aplicaciones, pero se destaca

como amplificador, como conmutador, en sistemas digitales y como adaptador de

impedancias.

El transformador: El transformador básico consta de dos bobinas eléctricamente

aisladas y enrolladas sobre un núcleo común.

Fig. 19 El transformador

La energía se transfiere de una bobina a otra por medio de acoplamiento

magnético. La bobina que recibe la energía de la fuente de c.a se llama devanado

primario. La que proporciona energía a una carga a se llama devanado

secundario.

El núcleo de los transformadores se hace con un material magnético usualmente

acero laminado. Algunas bobinas se arrollan sencillamente sobre formas huecas

no magnéticas (por ejemplo, de cartón o de plástico), de manera que el material

del núcleo sea en realidad el aire.

Si se supone que el transformador opera en condiciones ideales, la transferencia

de la energía de un voltaje a otro no va acompañada por perdidas.

El voltaje en las bobinas de un transformador es directamente proporcional al

número de vueltas (o espiras) de cada una de ellas. Esta relación se expresa por

la fórmula:

𝑉𝑝

𝑉𝑠=

𝑁𝑝

𝑁𝑠

En la que :

Vp = voltaje en la bobina del primario

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Vs = voltaje en la bobina del secundario

Np = número de vueltas en la bobina del primario

Ns = número de vueltas en la bobina del primario

El cociente Vp / Vs se llama relación de voltaje ( RV ), el cociente Np / Ns se

denomina relación de vueltas ( RN ). Al sustituir estas cantidades en la ecuación

obtenemos la fórmula equivalente :

RV = RN

Una relación de voltaje de 1:4 significa que por cada voltio del primario del

transformador, en el secundario hay 4 voltios. Cuando el voltaje del secundario

es mayor que el voltaje del primario, al transformador se le llama elevador.

Una relación de voltaje de 4:1 significa que por cada 4V del primario, el secundario

hay sólo 1V. Cuando el voltaje del secundario es menor que el primario, al

transformador se le llama reductor.

En electrónica los transformadores se emplean principalmente para disminuir el

valor de voltaje en las fuentes reguladas.

Rectificador de onda completa: El sistema de rectificación de onda completa

utiliza dos diodos, un transformador con TAP central y dos salidas de voltaje. De

esta manera podemos tener dos alimentaciones independientes y conseguir un

efecto mejorado en el proceso.

El circuito que se usa como rectificador de onda completa es el siguiente:

Fig. 20 Rectificador de onda completa con dos diodos

La diferencia con este montaje radica en el aprovechamiento de dos tensiones de

entrada Vi1 y Vi2 que son de igual amplitud pero desfasadas 180º. Ahora

consideremos el semiciclo positivo de la señal Vi1, negativo en Vi2, en el

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secundario del transformador. Durante este semiciclo el D1 queda polarizado

directamente y el D2 de forma inversa. Esto se refleja en una corriente de carga

y una señal de voltaje VRL como la de la entrada al diodo D1. Sobre el D2

tendremos un comportamiento de circuito abierto.

A continuación se muestra el circuito equivalente en dicho semiciclo.

Fig. 21 Semiciclo positivo rectificador con dos diodos

Cuando llega el semiciclo negativo al D1, positivo en el D2, este queda polarizado

en forma inversa pero el D2 se polariza directamente, ocasionando nuevamente

una corriente de carga y un voltaje VRL como la señal de entrada a D2.

A continuación se muestra el circuito equivalente para este semiciclo.

Fig. 22 Semiciclo negativo rectificador con dos diodos

Podemos concluir que el D1 rectifica la parte positiva de la señal y el D2 la parte

negativa. La señal definitiva sobre la carga será la suma de las dos señales.

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Fig. 23 Señal de salida rectificador de onda completa con dos diodos

Rectificador de onda completa con puente de Graetz: La ventaja de este

montaje es que no requiere de transformador con TAP central pero requiere de

cuatro diodos que se pueden montar por separado o encapsulados en un solo

puente rectificador. El circuito a implementar y la señal de salida son las

siguientes:

Fig. 24 Rectificador de onda completa con puente de Graetz

Es importante observar con gran cuidado las rutas de conducción y no-conducción

durante cada semiciclo de la señal de entrada.

Durante el semiciclo positivo de la señal de entrada tenemos que los diodos D1 y

D3 quedan polarizados en forma directa entrando en conducción y los diodos D2

y D4 quedan polarizados inversamente ocasionando que el Vm quede sobre la

resistencia de carga.

Durante el semiciclo negativo los diodos D2 y D4 quedarán polarizados

directamente, mientras que los diodos D1 y D3 estarán en forma inversa, pero de

todas maneras el voltaje sobre la carga será Vm.

Este es el tipo de rectificación más utilizado en fuentes de alimentación de voltaje

continuo.

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Descripción de la practica

Fuente de alimentación

a. Mida el voltaje rms a la entrada y salida de un transformador reductor.

Si cuenta con un osciloscopio mida el voltaje Pico a la salida del

transformador y compruebe la relación entre el voltaje pico y rms.

b. Teniendo en cuenta el tipo de transformado con que cuente monte un

rectificador de onda completa. ¿Mida el voltaje de salida y explique qué

sucede?

c. A la salida del rectificador coloque condensadores de diferentes valores

con ayuda del tutor teniendo cuidado de colocarlos en la polaridad

correcta. ¿Qué cambio percibe en la señal de salida?

d. Realice el diseño de un circuito en el que un diodo actúe como elemento

de protección.

e. Diseñe una fuente de alimentación que cumpla con las siguientes

características:

f. Voltaje de alimentación: 120 Vac ( ac: corriente alterna ) y 60 Hertz

g. Rectificador a emplear: cualquiera de las opciones estudiadas en el

curso.

h. Debe incluir una etapa de filtrado y otra de regulación.

i. Voltaje de salida: puede ser cualquier valor entre 3.5 Vdc y 10 Vdc

( dc: corriente continua o corriente directa )

j. Destaque cada una de las etapas de la fuente de alimentación.

k. Coloque a la salida de la fuente de alimentación un diodo que se

comporte como elemento de protección.

Aplicación del transistor

l. Mida la resistencia en la fotorresistencia en diferentes condiciones de

luminosidad.

Realice el montaje del siguiente circuito:

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Fig. 25 Aplicación del transistor

m. Verifique el funcionamiento del circuito y describa el papel que

desempeña cada uno de los componentes. Tenga en cuenta que se

puede calcular el valor de la resistencia variable (potenciómetro)

midiendo con el multímetro el valor de resistencia máximo y mínimo

para la fotorresistencia y empleando la siguiente relación.

𝑅𝑣 = √𝑅𝑚𝑎𝑥 ∗ 𝑅𝑚𝑖𝑛

Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos)

Elemento Cantidad

Protoboard 1

Multímetro 1

Fuente de alimentación 1

LED 1

Cables 1 metro

Resistencia de 1kΩ 1

Resistencia de 470Ω 1

Resistencias de diferente

valor de acuerdo al diseño.

2

Potenciómetro de 10kΩ 1

Diodos rectificadores 5

Transformador 1

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Condensadores polarizados

de diferentes valores.

3

Diodo Zener 1

Transistor NPN (2N2222) 1

Tabla 5 Elementos para el desarrollo de la práctica 3

Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el

desarrollo de la práctica

Para el desarrollo de la práctica puede apoyar el desarrollo de los

cuestionamientos mediante el uso de CircuirMaker el cual puede descargar en

el entorno de aprendizaje práctico.

Seguridad Industrial

Para el desarrollo de las prácticas de laboratorio se debe tener en cuenta que:

-La ubicación de equipos e instalaciones eléctricas se encuentren en buen estado.

-Los niveles de voltaje aplicados a los equipos correspondan a los estandarizados

para los mismos.

-Los instrumentos sean empleados correctamente, de acuerdo a la tarea que se

esté desarrollando con estos.

-Antes de manipular cualquier circuito, debe estar desconectado de la red

eléctrica.

-Antes de poner en funcionamiento un circuito pida el concepto del tutor para

evitar conexiones erróneas que puedan afectar el mismo.

-No emplee equipos o herramienta sin documentarse acerca de su uso.

-Verifique el estado de los equipos antes de su uso e informe cualquier anomalía

que pueda encontrar.

-Deje ordenados y des-energizados los equipos al finalizar la práctica.

Metodología

Para el desarrollo de la práctica el estudiante debe tener conocimientos básicos en unidades de medida de magnitudes eléctricas, manejo básico del multímetro y conceptos básicos sobre el funcionamiento de dispositivos semiconductores como diodos y transistores.

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Forma de trabajo: La práctica de laboratorio está diseñada para que los estudiantes de forma colaborativa resuelvan los cuestionamientos planteados para el desarrollo de la misma, planteen conclusiones y busquen la aprehensión del conocimiento a través de la interacción con elementos que pueden conseguir fácilmente y sobre los cuales se hace evidente la aplicabilidad de las temáticas del curso. Procedimiento: Para el desarrollo de la práctica es muy importante:

-Realizar el reconocimiento de la guía de la actividad.

-Solicitar apoyo al tutor de laboratorio para comprender la forma adecuada de

realizar cada una de las medidas solicitadas.

-Realizar cada una de las medidas e ir analizando los resultados de acuerdo a lo

observado.

-Soportar el análisis en las leyes de circuitos eléctricos.

Sistema de Evaluación

Las prácticas de laboratorios serán evaluadas por el tutor de laboratorio asignado

en cada CEAD de acuerdo al desempeño en el desarrollo de las experiencias

prácticas y la calidad de los informes entregados teniendo en cuenta la rúbrica de

evaluación.

La totalidad de las prácticas serán evaluadas sobre 110 puntos y la calificación

será enviada por la red de tutores del curso.

Informe o productos a entregar

Informe en formato IEEE en el que responda los cuestionamientos establecidos

para la práctica y evidencie la realización de la misma.

Del siguiente enlace puede descargar el formato para presentar el informe.

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.doc

Tenga en cuenta que es muy importante incluir análisis de resultados y

conclusiones ya que a través de estos evidencia lo aprendido en el desarrollo de

la práctica.

Rúbrica de evaluación

Aspectos evaluados Criterios de desempeño de la actividad individual

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Valoración alta Valoración media Valoración baja PP/

máxima

Estructura del

informe

El documento presenta

una excelente estructura

conforme a las normas

IEEE.

El informe no

presenta orden

aunque es presentado

en el formato

solicitado..

El informe no presenta

orden ni se estructura

conforme a las normas

IEEE. 5

(Hasta 5 puntos) (Hasta 2 puntos) (Hasta 0 puntos)

Redacción y

ortografía

La redacción y la

ortografía son excelentes

Hay errores de

ortografía o de

redacción

El documento presenta

deficiencias en redacción

y errores ortográficos 5

(Hasta 5 puntos) (Hasta 2 puntos) (Hasta 0 puntos)

Fines del trabajo

Se realizó la práctica

siguiendo las

indicaciones de la guía y

las orientaciones dadas

por el tutor de

laboratorio.

No se realizó la

totalidad de la

práctica o se

omitieron las

recomendaciones

dadas para un óptimo

desarrollo de la

misma.

No realizó la práctica o

se omitieron en su

totalidad las

recomendaciones dadas

por el tutor.

8

(Hasta 8 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)

Respondió

adecuadamente las

preguntas y analizó de

forma asertiva los

resultados de la práctica.

No respondió

adecuadamente la

totalidad de las

preguntas o el análisis

presentado no es

claro.

No responde las

preguntas ni presenta un

adecuado análisis a las

prácticas. 9

(Hasta 9 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)

TOTAL PUNTAJE DEL TRABAJO COLABORATIVO 27

Retroalimentación

La retroalimentación de la práctica será dada por el tutor de laboratorio asignado

en cada CEAD de acuerdo a las fechas establecidas para la misma teniendo en

cuenta la rúbrica de evaluación propuesta.

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PRACTICA No. 4 – Electrónica digital (Circuitos combinacionales y secuenciales).

Tipo de practica

Presencial X Autodirigida Remota

Otra ¿Cuál

Porcentaje de evaluación 5.5%

Horas de la practica 4

Temáticas de la práctica Circuitos combinacionales y secuenciales.

Aplicación de los circuitos contadores.

Intencionalidades formativas

El estudiante realice una aplicación práctica en el

laboratorio, donde pueda evidenciar el

funcionamiento de un circuito digital que integre

diversos componentes.

Brindar herramientas conceptuales para que desde

el programa cursado por el estudiante pueda adquirir

bases teóricas para la construcción de soluciones

basadas en circuitos electrónicos a problemas

inherentes a sus disciplinas.

Fundamentación Teórica

Sistema Digital

Un sistema digital es una combinación de dispositivos diseñado para manipular

cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital; es

decir, que solo puedan tomar valores discretos. Estas señales discretas se

encuentran en todos los sistemas digitales, como las computadoras y

calculadoras, equipos de audio y video y numerosos dispositivos electrónicos.

Fig. 26 Señal Digital

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Compuertas Lógicas: Las compuertas lógicas son circuitos integrados,

construidos con diodos, transistores y resistencias, que conectados de cierta

manera hacen que la salida del circuito sea el resultado de una operación lógica

básica ( como la AND, OR, NOT, etc. ) sobre la entrada.

Fig. 27 Diagrama compuerta 7400

Por medio de las compuertas lógicas se pueden implementar sistemas digitales

que tengan aplicaciones sencillas pero importantes para el funcionamiento de

los diversos equipos electrónicos.

Este es el caso de los Circuitos Lógicos Combinacionales, es decir, aquellos

circuitos construidos a partir de la “combinación” de compuertas lógicas. Entre

los más interesantes se encuentran: los circuitos aritméticos, los comparadores,

los codificadores y decodificadores, los multiplexores y los demultiplexores.

CONTADORES DIGITALES

Podemos definir un contador digital, como aquel sistema electrónico capaz de

realizar el cómputo de los impulsos que recibe la entrada destinada para tal

efecto, indicando dicho conteo en un código binario previamente elegido.

Generalmente se tiene la opción de visualizar el conteo mediante dispositivos

como displays de siete segmentos.

Los contadores pueden ser asíncronos ó síncronos. Los primeros tienen un retardo de respuesta, contrario con lo que sucede en los contadores síncronos. Dependiendo del tipo de aplicación para la cual se emplea el contador se elige uno u otro. Por ejemplo, si se necesita que el conteo se esté comparando en cada instante con un número preestablecido, el tiempo de retardo adquiere gran importancia, por lo tanto el contador síncrono es la opción más conveniente.

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Contador decimal

Generalmente, nos interesa conocer el número de pulsos que el contador lleva

en algún instante en concreto o durante todo momento. Esta información resulta

complicada de obtener directamente de un contador binario, ya que lo más

común es el manejo de cifras decimales.

Para obtener un contador que proporcione esta información decimal, se

dispone de un elemento base, que se denomina década. Una década es la

unidad encargada de obtener un conteo de 0 a 9 unidades y es capaz de activar

otra década, que contará las decenas, y así sucesivamente. Es evidente que

cada década debe reinicializar al iniciar la siguiente. La salida puede ser llevada

a un decodificador BCD-7segmentos para visualizar los dígitos de las cifras

decimales.

La siguiente figura muestra la conexión y los modos de selección de la década integrada o circuito integrado 74LS90.

Fig. 28 Configuración de contador 74LS90 en modo decimal

ENTRADAS SALIDAS MR1 MR2 MS1 MS2 Q0 Q1 Q2 Q3

H H L X L L L L H H X L L L L L

X X H H H L L H

L X L X CONTADOR X L X L CONTADOR

L X X L CONTADOR

X L L X CONTADOR

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Tabla 6 Modos de selección del contador 74LS90

En la tabla de modos de selección se observa que para tres combinaciones en las variables de entrada, las salidas permanecen en unos niveles fijos predeterminados, independientemente de la entrada de impulsos a través CKA;

sin embargo hay cuatro combinaciones para las cuales el chip se comporta como contador llevando la secuencia BCD como lo muestra siguiente tabla.

Contador

SALIDAS Q0 Q1 Q2 Q3

0 L L L L

1 H L L L

2 L H L L

3 H H L L

4 L L H L

5 H L H L

6 L H H L

7 H H H L

8 L L L H 9 H L L H

Tabla 7 Salidas para cada valor decimal del contador 74LS90

A cada impulso de la entrada, las salidas van cambiando según una secuencia que, una vez llegue a su última combinación, volverá a repetirse sucesivamente mientras vayan llegando impulsos a la entrada CKA. Este caso concreto se llama

una década, dado que el número de estados posibles en sus salidas es un múltiplo de 10.

Si se conectan varias décadas en cascada, de tal manera que la salida de mayor

peso actúe sobre la entrada de la década siguiente, aumentará la capacidad del

circuito y se podrá contar hasta 100, es decir de 0 a 99.

A continuación se presenta un ejemplo de un contador ascendente asíncrono.

En la imagen se evidencia que V2 es la señal de control que permite incrementar el contador a medida que se generan los diferentes pulsos.

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Fig. 29 Ejemplo de contador asíncrono

Descripción de la practica

a. Investigue y realice el montaje del optoacoplador y demuestre su

funcionamiento.

b. ¿En qué tipo de aplicaciones puedo evidenciar el uso del optoacoplador?

c. Diseñe un circuito que haciendo uso de una sensor permita contar hasta 9

cuantos elementos ingresan a una bodega, además que haciendo uso de

un interruptor permita parar el conteo así ingresen más elementos, esto

con el objetivo de que el jefe de bodega permita ingresar insumos que no

deberán ser contados y que al llegar a 9 encienda un indicador para

mostrar que se reiniciará el conteo.

Tenga en cuenta el siguiente diagrama de bloques para el diseño y vaya

realizando el montaje como se indica en los siguientes ítems.

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d. Realice el montaje del circuito habilitador o enable. ¿Qué función cumple

dentro del diseño?.

e. ¿Qué elementos componen el visualizador de conteo?, realice el montaje

y explique su funcionamiento.

f. Realice el montaje del indicador de fin de conteo y explique su

funcionamiento.

g. Teniendo en cuenta el diagrama de bloques, de los componentes digitales

¿Cuáles puedo considerar combinacionales y cuales secuenciales y por

qué?

h. Realice el montaje del contador explique su funcionamiento (Tenga en

cuenta el datasheet del circuito empleado), por facilidad se recomienda el

74LS90 pero puede emplear el que desee (Datasheet 74LS90).

i. ¿Puedo considerar este contador como síncrono o asíncrono?¿Por qué?

j. ¿En qué aplicaciones prácticas puedo usar este circuito?

Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos)

Elemento Cantidad

Protoboard 1

Multímetro 1

Fuente de alimentación 1

Optoacoplador 1

Cables 1 metro

Resistencia de 330Ω 1

Resistencia de 1kΩ 1

Resistencia de 10kΩ 1

74LS47 1

74LS08 1

Display ánodo común 1

LED 2

Tabla 8 Elementos para el desarrollo de la práctica 4

Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el

desarrollo de la práctica

Para el desarrollo de la práctica puede apoyar el desarrollo de los

cuestionamientos mediante el uso de CircuirMaker el cual puede descargar en

el entorno de aprendizaje práctico.

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Seguridad Industrial

Para el desarrollo de las prácticas de laboratorio se debe tener en cuenta que:

-La ubicación de equipos e instalaciones eléctricas se encuentren en buen estado.

-Los niveles de voltaje aplicados a los equipos correspondan a los estandarizados

para los mismos.

-Los instrumentos sean empleados correctamente, de acuerdo a la tarea que se

esté desarrollando con estos.

-Antes de manipular cualquier circuito, debe estar desconectado de la red

eléctrica.

-Antes de poner en funcionamiento un circuito pida el concepto del tutor para

evitar conexiones erróneas que puedan afectar el mismo.

-No emplee equipos o herramienta sin documentarse acerca de su uso.

-Verifique el estado de los equipos antes de su uso e informe cualquier anomalía

que pueda encontrar.

-Deje ordenados y des-energizados los equipos al finalizar la práctica.

Metodología

Para el desarrollo de la práctica el estudiante debe tener conocimientos básicos en unidades de medida de magnitudes eléctricas y manejo básico del multímetro.

Forma de trabajo: La práctica de laboratorio está diseñada para que los estudiantes de forma colaborativa resuelvan los cuestionamientos planteados para el desarrollo de la misma, planteen conclusiones y busquen la aprehensión del conocimiento a través de la interacción con elementos que pueden conseguir fácilmente y sobre los cuales se hace evidente la aplicabilidad de las temáticas del curso. Procedimiento: Para el desarrollo de la práctica es muy importante:

-Realizar el reconocimiento de la guía de la actividad.

-Solicitar apoyo al tutor de laboratorio para comprender la forma adecuada de

realizar cada una de las medidas solicitadas.

-Realizar cada una de las medidas e ir analizando los resultados de acuerdo a lo

observado.

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-Soportar el análisis en las leyes de circuitos eléctricos.

Sistema de Evaluación

Las prácticas de laboratorios serán evaluadas por el tutor de laboratorio asignado

en cada CEAD de acuerdo al desempeño en el desarrollo de las experiencias

prácticas y la calidad de los informes entregados teniendo en cuenta la rúbrica de

evaluación.

La totalidad de las prácticas serán evaluadas sobre 110 puntos y la calificación

será enviada por la red de tutores del curso.

Informe o productos a entregar

Informe en formato IEEE en el que responda los cuestionamientos establecidos

para la práctica y evidencie la realización de la misma.

Del siguiente enlace puede descargar el formato para presentar el informe.

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100414/AVAs_2014-2/Paper_IEEE.doc

Tenga en cuenta que es muy importante incluir análisis de resultados y

conclusiones ya que a través de estos evidencia lo aprendido en el desarrollo de

la práctica.

Rúbrica de evaluación

Aspectos evaluados

Criterios de desempeño de la actividad individual PP/

máxima Valoración alta Valoración media Valoración baja

Estructura del

informe

El documento presenta

una excelente estructura

conforme a las normas

IEEE.

El informe no

presenta orden

aunque es presentado

en el formato

solicitado..

El informe no presenta

orden ni se estructura

conforme a las normas

IEEE. 5

(Hasta 5 puntos) (Hasta 2 puntos) (Hasta 0 puntos)

Redacción y

ortografía

La redacción y la

ortografía son excelentes

Hay errores de

ortografía o de

redacción

El documento presenta

deficiencias en redacción

y errores ortográficos 5

(Hasta 5 puntos) (Hasta 2 puntos) (Hasta 0 puntos)

Fines del trabajo

Se realizó la práctica

siguiendo las

indicaciones de la guía y

las orientaciones dadas

No se realizó la

totalidad de la

práctica o se

omitieron las

No realizó la práctica o

se omitieron en su

totalidad las

8

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por el tutor de

laboratorio.

recomendaciones

dadas para un óptimo

desarrollo de la

misma.

recomendaciones dadas

por el tutor.

(Hasta 8 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)

Respondió

adecuadamente las

preguntas y analizó de

forma asertiva los

resultados de la práctica.

No respondió

adecuadamente la

totalidad de las

preguntas o el análisis

presentado no es

claro.

No responde las

preguntas ni presenta un

adecuado análisis a las

prácticas. 9

(Hasta 9 puntos) (Hasta 4 puntos) (Hasta 0 puntos)

TOTAL PUNTAJE DEL TRABAJO COLABORATIVO 27

Retroalimentación

La retroalimentación de la práctica será dada por el tutor de laboratorio asignado

en cada CEAD de acuerdo a las fechas establecidas para la misma teniendo en

cuenta la rúbrica de evaluación propuesta.

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7. FUENTES DOCUMENTALES

Floyd, T. L. (2000). Fundamentos de sistemas digitales. Madrid: Prentice Hall.

Hermosa Donate, A. (1999). Principios de electricidad y electrónica. México D.F.:

Marcombo.

Malvino, A. P. (2000). Principios de Electrónica. España: McGRAW-HILL.

Téllez Acuña, F. R. (2008). Módulo Física Electrónica. Colombia: UNAD.

Tokheim, R. (2011). Electrónica Digital Principios y Aplicaciones. España:

McGRAW-HILL.