informe

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRÓNICA

CURSO: LABORATORIO 2 DE SISTEMAS DIGITALES

TEMA: ASTABLES Y MONOSTABLES

INTEGRANTES:

DIONICIO ANTUNEZ GRECIA MELISSA 1223210181 CAMONES CADILLO DANIEL EDISON 1223220357 CUMAPA ROQUE MILAGROS ERIKA 1123220181

2014-BLABORATORIO 2 - ASTABLES Y MONOESTABLES

LABORATORIO#2 DE SISTEMAS DIGITALES

I. OBJETIVOS:

1. OBJETIVOS GENERALES:

Analizar e implementar los diversos circuitos astables y monoastables,utilizando dispositivos integrados TTL y CMOS.

La visualización del funcionamiento de cada una de los circuitos generadores son implementaciones utilizando diodos leds en las salidas.

Implementar circuitos básicos con IC TTL y CMOS. Adquiri destreza para el montaje y cableado de circuitos digitales en el

protoboard y/o en circuito impreso. Que el estudiante aprenda utilizar los principios básicos para el análisis

de circuitos digitales secuenciales mediante simulaciones y que tenga la capacidad de realizar la detección de fallos ,corregirlos y comprobar su buen funcionamiento.

2. OBJETIVOS: ESPECIFICOS:

Para cada circuito generador de pulsos implementar con circuitosintegrados IC 556(doble IC 555).buscar las referencias correspondientes en los manuales adecuados.

Se implementara como entradas lógicas pulsadores y como salidas lógicas leds.

Implementar cada circuito en protoboard, analizar su funcionamiento y luego comprobar el funcionamiento de cada uno de ellos.

II.MARCO TEORICO:

ASTABLES Y MONOASTABLES

1. Astables:

Un circuito Astable es aquel que al activarlo arroja en su salida un uno lógico y un cero lógico alternandose de manera oscilante, es decir: Uno, cero, uno, cero, uno, cero...

Un circuito Astable no requiere de un pulsador, basta con que este conectado y este comienza a trabajar inmediatamente, veamos lo en un diagrama de Tiempo:

Fig. 1: diagrama de yiempo de un circuito astable.

Ahora, este es un poco más fácil, básicamente lo conectas y trabaja, lo desconectas y deja de trabajar, en el diagrama de tiempo vemos la línea azul que representa la entrada, cuando esta es de 5V la salida responde con una frecuencia que va de 0V a 5V y viceversa, esa frecuencia esta definida por la fórmula:

f = 1 / ( 0.693 * C * (R1 + 2 * R2) )donde:

f :es frecuencia C :es el capacitor

En este caso hay 2 resistencias R1 y R2.En la siguiente imagen se ven las Resistencias [R1] y [R2] ambas de 100K mientras que se ve el Capacitor [C] de 100microFaradios. Estos valores mencionados son los que tienen que ir cambiandopara ir cambiando la frecuencia, lo demás solo es de armar como se ve en la imagen.

Fig. 2:circuito astable.2. Monoestable:

Un circuito Monoestable es aquel que recibe un pequeño pulso para activarse, al activarse arroja un uno lógico en su salida durante cierto tiempo.Si lo vemos en un diagrama de tiempo podremos entenderlo mejor:

Fig. 3:diagrama de tiempo de un circuito monoastable.

Como pueden ver en el diagrama, la salida del cirtuito Monoestable (línea azul) es de 0V (Cero lógico), cuando se presiona el pulsador (línea roja) este pasa de 5V a 0V por un instante, en ese instante, el circuito Monoestable se activa mostrando 5V (uno lógico) en su salida durante aprox. 4 segundos, luego se ve que pasa de nuevo a 0V dejándolo todo como en un principio, es entonces cuando se vuelve a presionar el pulsador y vuelve a pasar exactamente lo mismo.

El tiempo que el circuito Monoestable mantiene un 1 lógico en la salida, esta determinado por las siguiente fórmula:

T = 1.1 * (R * C)

Donde :T : es el tiempo en segundosR : es la resistenciaC : es la capacitancia.

Pueden ver en la imagen que los elementos que intervienen en la fórmula son [R] y [C] estos son los que tienen que alterar para lograr el tiempo deseado. Solo necesitan un IC 555 unas resistencias, capacitores, una breadboard, un LED y una fuente de 5V, el pulsador (si no tienen) lo pueden simular metiendo y sacando un alambre de algún agujero de la breadBoard que valla a tierra.

Fig. 4:circuito monoastable.

III. MATERIALES: Circuito integrados IC 555, 556 y TTL y CMOS

Fig #5 timer fig#6 TTL

Protoboard y pulsador

Fig#8 ProtobardFig#7 pulsador

Cables de conexión

Resistencias de distintos valores

Fig#9 resistencia Diodos Led’s

Fig#10 leds Condensadores electrolíticos

Fig#11 condensadores

PROCEDIMIENTO E IMPLEMENTACION:

CIRCUITO 1

1. Implementar el circuito mostrado en la Figura 1. Analice su funcionamiento para valores de:

a) RA= 100Kohm RB= 100 Kohm C1= 4.7 uF b) RA= 100Kohm RB= 120 Kohm C1= 10 uFc) RA= 220Kohm RB= 167 Kohm C1= 16 uF

Fig#12 circuito1

R4

DC7

Q3

GN

D1

VC

C8

TR2

TH6

CV5

U1

NE555

C1

4.7uF

RB100kohm

RA

100kohm

RL

100kohm

V5V

CT

10n

FIg#13 circuito en fisico

Determinar para cada caso los valores teóricos y experimentales: a. Tiempo de carga (Tc)

b. Tiempo de descarga (Td)

c. Periodo (T)

d. Frecuencia (f)

e. Ciclo de trabajo (DC(%))

RA= 100Kohm RB= 100 Kohm C1= 4.7 uF

a) T carga=0.693 (200K ) (4.7x 10−6 )T carga=0.65

b) T descarga=0.693 (100K ) (4.7 x 10−6 )T descarga=0.32

c) Periodo=0.97

d) ciclo de trabajo=0.650.97

x100 ciclo de trabajo=67.01%

RA= 100Kohm RB= 120 Kohm C1= 10 uF

e) T carga=0.693 (220K ) (10 x10−6 )T carga=1.52

f) T descarga=0.693 (120K ) (4.7 x 10−6 )T descarga=0.83

g) Periodo=2.35

h) ciclo de trabajo=1.522.35

x100

ciclo de trabajo=64.68%

RA= 220Kohm RB= 167 Kohm C1= 16 uF

i) T carga=0.693 (387K ) (16 x 10−6 )T carga=4.29

j) T descarga=0.693 (167K ) (16 x10−6 )T descarga=1.85

k) Periodo=6 .14

l) c iclo de trabajo=4 .296 .14

x100

ciclo de trabajo=69 .86%

CIRCUITO 2

2. Implementar el circuito de la figura y analice su funcionamiento. Con las resistencias y condensadores indicados hallar:

a) Tiempo de carga (Tc)Tc=0 .693× (RA+RB )C 1

b) Tiempo de descarga (Td)Td=0 .693×RB×C

c) Periodo (T)

T=1f

d) Frecuencia (f)1 .44

(RA+2 RB)×C 1e) Ciclo de trabajo (DC%)

DC=TdT

a) RA= 100K Ω RB=100KΩ C1=4.7uf

Fig#14 circuito monoestable

FIG#15

En este caso el timer 555 en su modo monoestable funcionará 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 hi Fig #4 gh) en el terminal 3 (el terminal de salida). La salida a través del capacitor aumenta exponencialmente con la constante de tiempo:

t = R1 * C1

Cuando el voltaje a través de C1 iguala dos tercios de Vcc el comparador interno del 555 se resetea el flip-flop, que entonces descarga el capacitor C1 rápidamente y lleva al terminal

de salida a su estado bajo (low). El circuito e activado con un impulso de entrada que va en dirección 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 duración del estado alto (high) es dada por la ecuación:

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 espontáneos o falsos.Teniendo la ecuación tendremos el T(tiempo) en que el estado este en alto experimental y teóricamente:

a) RA=100 KΩ RB=100 KΩ c1=4.7uf

VALOR TEORICO VALOR EXPERIMENTAL

Tc 0 .65 s 0.5sTd 0 .3257 s 0.3sT 0 .979 s 0.8sf 1 .021Hz 1.25HzDC 33 .3% 37%

TABLA#1

b) RA=100KΩ RB=120KΩ C1=10uf


Tc 1 .52 s 1.2sTd 0 .83 s 0.7sT 2 .36 s 1.9f 0 .42Hz 0.53HzDC 35% 36.8%

TABLA#2

c) RA=220KΩ RB=167KΩ C1=22uf


Tc 5 .9 s 7.5s

Td 2 .55 s 3.5sT 8 .46 s 11sf 0 .118Hz 0.09HzDC 30% 31.8%

TABLA#3

CIRCUITO 3

SIMULACION EN PROTEUS

Fig #16 – Simulación monoestable

Fig #17 – Circuito implementado

TABLA #4 – TIEMPO TEORICO Y TIEMPO EXPERIMENTAL

RESISTENCIA CONDENSADOR TIEMPO TEORICO TIEMPO EXPERIMENTAL

120 Kohm 4.7 uF 0.62 (s) 1.2 (s)

120 Kohm 10 uF 1.32 (s) 1.9 (s)100 Kohm 10 uF 1.1 (s) 1.8 (s)

CALCULO DEL TIEMPO TEORICO

Según la siguiente fórmula:

T=1 .1∗R1∗C

Tiempo 1; cuando R1= 120 Kohm y C = 4.7 uF

T=1 .1∗120000∗4 .7∗10−6

T=0 .62 segundos

Tiempo 2; cuando R1= 120 Kohm y C = 10 uF

T=1 .1∗120000∗10∗10−6

T=1 .32 segundos


T=1 .1∗100000∗10∗10−6

T=1 .1 segundos

CIRCUITO 4 - A

Simulación en proteus – Circuito Astable

Fig #18 – Simulación

AST5

AST4

-T6

+T8

RTRG12

RCC3

CX1

RX2

MR9

Q 10

Q 11

OSC 13

U1

4047

D1

LED-YELLOWD2

LED-YELLOW

R1

100

R2

100

R410k

C1100pF

U1(OSC)+5v

Fig #19 – Implementación

TABLA # 5 - TIEMPO TEORICO Y TIEMPO EXPERIMENTAL

RESISTENCIA CONDENSADOR TIEMPO TEORICO TIEMPO EXPERIMENTAL

47 Kohm 10 uF 1.04 s 1.9 s20Kohm 10 uF 0.44 s 1.0 s39 Kohm 47 uF 4.06 s 5.0 s



T=2 .22∗R1∗C


T=2 .22∗47∗103∗10∗10−6

T=1 .04 segundos


T=2 .2∗20∗103∗10∗10−6

T=0 .44 segundos


T=2 .2∗39∗103∗47∗10−6

T=4 .06 s e gundos

CIRCUITO 4 – B

Simulación en Proteus – Circuito Monoestable por flancos de bajada

Fig #20 - Simulación

Fig # 21 – Implementacion


RESISTENCIA CONDENSADOR TIEMPO TEORICO

TIEMPO EXPERIMENTAL

47 Kohm 10 uF 1.16 segundos 1.8 segundos

AST5

AST4

-T6

+T8

RTRG12

RCC3

CX1

RX2

MR9

Q10

Q11

OSC13

U1

4047

D1

LED-YELLOWD2

LED-YELLOW

R1

100

R2

100

U1(+T)+5v

R310k

C1

10u

20Kohm 10 uF 0.49 segundos 0.60 segundos39 Kohm 47 uF 4.54 segundos 5.6 segundos



T=2 .48∗R1∗C


T=2 .48∗47∗103∗10∗10−6

T=1 .16 segundos


T=2 .48∗20∗103∗10∗10−6

T=0 .49 segundos


T=2 .48∗39∗103∗47∗10−6

T=4 .54 segundos

Simulación en proteus – Circuito Astable

Fig #22 – Simulación

AST5

AST4

-T6

+T8

RTRG12

RCC3

CX1

RX2

MR9

Q10

Q11

OSC13

U1

4047

D1

LED-YELLOWD2

LED-YELLOW

R1

100

R2

100

+5v

U1(-T)

R310k

C110u

Fig #23 – Implementación


RESISTENCIA CONDENSADOR TIEMPO TEORICO

TIEMPO EXPERIMENTAL

47 Kohm 10 uF 1.16 segundos 1.8 segundos20Kohm 10 uF 0.49 segundos 0.60 segundos39 Kohm 47 uF 4.54 segundos 5.6 segundos



T=2 .48∗R1∗C


T=2 .48∗47∗103∗10∗10−6

T=1 .16 segundos


T=2 .48∗20∗103∗10∗10−6

T=0 .49 segundos


T=2 .48∗39∗103∗47∗10−6

T=4 .54 segundos

CIRCUITO 5

Implementar el circuito de la Figura , y analice su funcionamiento.

Fig#24 sirena electrónica

FIG#25:CIRCUITO EN FISICO

Analizando el funcionamiento del circuito vemos que es una sirena electrónicaautomática, empleado por el circuito integrado LM556 (doble 555) como Astable.

Los capacitores electrolíticos en paralelo junto a los demás componentes externos son los responsables de establecer el intervalo de tiempo en las oscilaciones de la sirena; los otros componentes establecen la tonalidad de la sirena (parte osciladora de alta frecuencia del LM556).El transistor TIP31C tiene como función la de dar potencia al altavoz de 8Ohm para que suene la sirena con un volumen moderado y suficiente para aplicaciones menores.

CIRCUITO 6

El siguiente circuito es una alarma, en el cual la señal de entrada provoca el disparo de la alarma. Esta seguirá activada aunque la señal de entrada que origino el disparo desaparezca.

Fig #27: circuito a implementar.

1) Si sensor=0⇒alarma=1

2) Si sensor=1⇒alarma=0

FIG#28: CIRCUITO EN FISICO

CONCLUSIONES:

El capacitador y la resistencia son directamente proporcionales con el tiempo. Vemos que en lo teórico no coincide con lo experimental, ya sea por falla de

medición del tiempo o por el porcentaje de tolerancia. Podemos hacer una sirena más potente, poniendo un adaptar o

complementando con un amplificador de audio a la potencia que deseemos, por ejemplo 25W.

El 556 es un doble timer 555 Notamos la importancia de los astables en la seguridad El circuito N°6 es un equivalente al circuito N°5, pero este último utiliza flip flop

para su funcionamiento.

1

23

U1:A

4011

5

64

U1:B

4011

8

910

U1:C

4011

12

1311

U1:D

4011

C1100n

R2100k

R1

10k

R310k

R4

1000k

C2

100n

V5V

ALARMA

SPEAKER

informe

Documents

Transcript of informe