INSTITUTO TECNOLOGICO DE MATAMOROS

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS

CURSO INTERSEMESTRAL:

TALLER DE PRÁCTICAS DE ELECTRONICA BASICA

INSTRUCTORES:

CITLALIN AURELIA ORTIZ HERMOSILLO

HECTOR HERNANDEZ MARTINEZ

Instituto Tecnológico de Matamoros Taller de Practicas de Electrónica Básica.

FECHA DE REALIZACIÓN: 20 JUNIO AL 1 JULIO DE 2011

HORARIO: DE 8:00 A.M. A 11:00 A.M.

DURACIÓN: 30 HORAS

LUGAR: TALLER DE ELECTRÓNICA.

ESTRUCTURA DEL CURSO

1. NOMBRE DEL CURSO.Taller de prácticas de electrónica básica

2. OBJETIVO DEL CURSO.Fortalecer la unión entra la teoría y práctica educativa.

3. CONTENIDO SINTÉTICO DEL CURSO. PRACTICA No.1 Semáforo

PRACTICA No.2 Alarma 1

PRACTICA No.3 Alarma 2

PRACTICA No.4 micro robot 3

PRACTICA No.5 micro robot 7

PRACTICA No.6 herbie

PRACTICA No.7 micro robot18

http://www.electronica2000.com

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4. A QUIEN VA DIRIGIDO.A docentes de ciencias básicas, electrónica y mecatrónica.

5. DURACIÓN.30 horas

6. INSTRUMENTACIÓN DIDÁCTICA O CARTA DESCRIPTIVA.

El taller constara de 7 prácticas que deberán llevarse a cabo en el término del mismo. El

participante distinguirá dispositivos electrónicos, leerá diagramas, construirá circuitos de forma

física y verificara resultados.

7. IMPACTO ESPERADO.Deseamos que los maestros que tomen el curso adquieran el gusto por la práctica dentro del

aula y así transmitir eso gusto para sus asignaturas, con la idea de que involucren a sus

alumnos en actividades y actividades prácticas con el uso de la tecnología.

8. MATERIAL DIDÁCTICO Y DE APOYO.El taller se llevara a cabo en el taller de electrónica para apoyarse con material del mismo

como son:

Dispositivos electrónicos.

Protoboard.

Fuente de alimentación.

Instrumentos de medición.

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INDICE DE PRÁCTICAS

Pág.

No.1 Semáforo………………………………………………………………………..……. 4

No.2 Micro robot 3……………………………………………………………………….. 11

No.3 Alarma luminosa…………………………………………………………………… 12

No.4 Alarma de aproximación…………………………………………….……………. 14

No.5 micro robot 7……………………………………………………………...………. 16

No.6 Herbie……………………………………………………………….……………… 19

No.7 Micro robot18…………………………………………………….………………… 21

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SEMAFORO

Las aplicaciones más comunes del C.I. 555 es como elemento temporizador. Aunque combinándolo

con otros elementos se usa como generador se señales, modulador, contador entre otros usos:

Temporizador de precisión.

Generador de pulsos.

Temporazidor secuencial.

Generador de retardos de tiempo.

Pulsos con modulación.

En general el C.I LM 555 es un controlador altamente estable capaz de producir retardos de tiempo u

oscilación bastante exactos. En el modo de operación de retardos de tiempo, el tiempo es

precisamente controlado por una resistencia y un condensador externo. En el modo de operación

astable como oscilador, la frecuencia y el ciclo de trabajo son controlados con precisión por dos

resistencias externas y un condensador.

En el circuito implementado diga si está operando en modo astable o monoestable y justifique.

De acuerdo con la hoja de especificación del circuito LM 555, en el modo de operación astable la

frecuencia de trabajo está controlada por dos resistencias y un condensador. De acuerdo con la figura

del montaje, las dos resistencias R1 de 6.8K, R2 de 82K y el condensador C1 de 10 μF son los

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elementos que componen el funcionamiento astable del integrado. En este modo se genera un pulso

continuo controlado por las dos resistencias y el condensador. La siguiente figura ilustra el

comportamiento del pulso en modo astable:

¿Qué tipo de señal es la que sale del pin 3 del C.I. 555?.

De acuerdo con la hoja de especificación del C.I. 555, el pin 3 es el pin de salida, es decir, el pin que

genera el resultado de la operación del temporizador. Cuando la salida es alta, el voltaje de salida

será el voltaje de alimentación (VCC) menos 1.7 voltios. Por lo tanto, la señal que sale del pin 3 del

C.I. es una señal digital.

LISTA DE COMPONENETES

Fuente: Batería 9V DC.

Resistencias: R1 (6.8 KΩ), R2 (33, 82 y 100 KΩ) y R3 (220 Ω).

Condensadores: C1 (10 y 100 μF).

Diodos LEDs.

Circuito integrado: LM 555.

DIAGRAMA

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DIBUJO PICTORICO

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Que pasa si cambia los elementos R1, R2 y el condensador; averigüe para el circuito implementado el periodo de oscilación y compare valor teórico con el real; realice la ecuación en Excel para calcular con diferentes valores y grafique la señal.

La variación de los elementos R1, R2 y C1 en el circuito implementado hace que el período de

oscilación sea mas corto o mas largo dependiendo de los valores de estos tres elementos, veamos:

Consideremos R1 = 6.8KΩ, R2 =82 KΩ y C1 = 10 μF

El período de oscilación está dado por la siguiente expresión:

TT = 0.693 (R1 + 2R2) C1

Entonces:

TT = 0.693 [6800Ω + 2(82000Ω)] 1 x 10-5 F

TT = 1.183644 Segundos.

En esta consideración, el período de oscilación real fue el siguiente:

TE = Tiempo Encendido + Tiempo Apagado

TE = 0.6 Segundos + 0.5 Segundos

TE = 1.1 Segundos.

Lo que indica que el valor real (1.1 Segundos) se ajusta con casi la misma exactitud al valor teórico

(1.183644 Segundos).

Consideremos R1 = 6.8KΩ, R2 =82 KΩ y C1 = 100 μF8

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TT = 0.693 [6800Ω + 2(82000Ω)] 1 x 10-4 F

TT = 11,83644 Segundos.

En esta consideración, el período de oscilación real fue el siguiente:

TE = Tiempo Encendido + Tiempo Apagado

TE = 5.5 Segundos + 4.5 Segundos

TE = 10 Segundos.

Lo que indica que el valor real (10 Segundos) se ajusta con un valor muy aproximado al valor teórico

(11,83644 Segundos)

Consideremos R1 = 6.8KΩ, R2 =33 KΩ y C1 = 10 μF

TT = 0.693 [6800Ω + 2(33000Ω)] 1 x 10-5 F

TT = 0.504504 Segundos.

Consideremos R1 = 6.8KΩ, R2 =33 KΩ y C1 = 100 μF

TT = 0.693 [6800Ω + 2(33000Ω)] 1 x 10-4 F

TT = 5.04504 Segundos

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Consideremos R1 = 6.8KΩ, R2 =100 KΩ y C1 = 10 μFTT = 0.693 [6800Ω + 2(100000Ω)] 1 x 10-5 F

TT = 1.433124 Segundos

Consideremos R1 = 6.8KΩ, R2 =100 KΩ y C1 = 100 μFTT = 0.693 [6800Ω + 2(100000Ω)] 1 x 10-4 F

TT = 14.33124 Segundos

Mida el voltaje que hay en el diodo led.

Cuando el diodo LED está encendido, el voltaje medido fue de 1.93 Voltios. Cuando el diodo LED

está apagado, el voltaje medido fue de 378 milivoltios. Lo anterior, se observa en la siguiente figura:

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MICRO ROBOT 3

Para los más novatos y para que se animen a construir pequeños robot, aquí está el micro robot 3

LISTA DE COMPONENTES

Semiconductores:

Q1: C945 (NTE85)

Resistores:LDR1: fotorresistencia pequeña.

VR1: 5KΩ (potenciómetro)

Otros:B1: 2 batería de 1.5 voltios.

M1: Motor pequeño de 3 voltios, puedes usar los de los carros a control remoto.

FUNCIONAMIENTO: Cuando la foto celda está recibiendo luz Q1 conducirá y el motor inicia su

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funcionamiento, si cubres la foto celda, el motor dejará de funcionar. VR1 sirve para ajustar el

puntode disparo de la fotocelda.

DIAGRAMA

ALARMA LUMINOSA

Esta alarma se activa cuando el haz de luz sobre la fotocelda es interrumpido (puedes usar la luz de

una bombilla de linterna a la cual se le hará una fuente para que permanezca encendida, esta puede

ser de 3 voltios, no importa si es alterna o directa).

Cuando la fotocelda esta recibiendo luz, presenta baja resistencia, bloqueando así el voltaje positivo

que le proporciona R4 al terminal 4 del IC 555, manteniendo al multivibrador desactivado y la bocina

no suena, cuando la fotocelda deja de recibir luz,

su resistencia aumenta en fracción de segundos, lo que hace que le llegue el voltaje positivo al

terminal antes mencionado, lo que activa la alarma.

NOTA: La fotocelda no debe de recibir otra luz que no sea la que le sirve para activarse.

LISTA DE COMPONENTESCapacitores:

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C1: .1 µF.

Resistores:R1: 100K (pot)

R2: 1K

R3: 47K

R4: 100K

R5. 27 ohmios

R6: 220 ohmios

Semiconductores:IC1: 555

TR1: 2N3055, C1060 ò C1226

D1: 1N4002

Otros:Bocina de 8 á 16 ohmios

1 fotocelda(fotoresistencia)

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ALARMA DE APROXIMACION

El sensor puede ser un pedazo de metal, este se conectará al circuito con cable coaxial, el blindaje

del coaxial se conectará a una malla ( formando una especie de antena parabólica rectangular ),

estas partes formarán una especie de capacitor.

La malla debe conectarse a tierra física para que sea mayor el área de detección. También lo puedes

hacer tal como se muestra el sensor en el circuito.

Lista de componentesCapacitores:C1: 1 pF. 25V

C2: 47 nF. 25V.

C3: 100 µF. 25V.

Resistores:14

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P1: 100k

R1: 3.9K

R2: 47K (pot.)

R3: 47K

R4: 180 ohmios

R5. 47K

R6: 1K

Semiconductores:IC1: 741

Q1: MPF102

Q2-Q3: BC548 Z1: 2.7V 400 mW.

DIAGRAMA

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MICROROBOT 7

Apenas se usaron 2 transistores 2N3904, 2 resistores, 2 fotoceldas, y 2 mini motores como los de la

imagen que funcionan desde 1.5 a 3 voltios y para hacer la cola, la suma de 5 capacitores, para un

total de 3300 µF. El cuerpo del alacrán está formado por un capacitor de 2200 µF. y el portabaterías

de una pistola laser de juguete, la base para las patas la desarrollamos con el alambre de cobre de

cable coaxial. Está pensado para usarlo con una celda solar de 3 o 4.8 voltios, pero de momento lo

operamos con 2 pilas alcalinas de 1.5 tipo botón AG13.

FUNCIONAMIENTO: Este alacrán sigue a la luz, aunque detecta varios niveles y, dependiendo del

nivel, puede caminar rápido o despacio y en total oscuridad, se detiene. Espero que les guste u lo

ensamblen para seguir practicando con este tipo de robots y especialmente en el desarrollo de

insectos; pueden darle forma de mosquito, araña, libélula, etc.

Si lo desean pueden usar una parte del diagrama, o sea, 1 transistor, 1 resistor, 1 fotocelda y el juego

de capacitores, pueden usar el motor vibrador de un teléfono celular o biper.

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Lista de componentes

Capacitores:C1: 5 capacitores que sumen 3300 µF. 16 voltios para que forme la cola.

Semiconductores:

Q1, Q2: 2N3904

Resistores:R1, R4: 1.2KΩ

R2, R3: Fotoceldas pequeñas (fotorresistencias)

Otros:SW1: Interruptor de 1 polos 1 posición.

B1: 2 baterías alcalinas de 1.5 voltios tipo botón AG13.

MT1, MT2: Motores pequeñs de 3 o 6 voltios, (puedes usar los del carros a control remoto).

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HERBIE

Otra característica de este robot es que cuando alguna de las antenas topa en un ostáculo también puede retroceder durante varios segundos. El tiempo de inversión puede cambiarse en este se ha usado un resistor de 2M2 y un capacitor de 3,3 uF, esto le dará un tiempo de in versión de unos 5 segundos. Usando un capacitor de un valor más alto más alto, 6,8 uF) por ejemplo, o de un resistor de mayor valor, por ejemplo, 3M3, estos cambios permitirán un tiempo mayor de duración en el retroceso.

Para los interruptores parachoques ( bumberswitches ) se utilizaron dos interruptores de final de carrera conectados en paralelo.

Para la alimentación se usaron 6 baterías recargables de 250 mAh. Para darle más velocidad se puede utilizar una batería de 9 V. La colocación de las baterías en la parte de atrás le da estabilidad.

La construcción es muy fácil. Para el montaje de los servos y el circuito puede usarse plexiglás de 8 mm. de espesor (1 / 3 de pulgada). Asegúrese de que los servos queden bien alineados.

Solo necesitas un poco de paciencia para llevar a cabo el ensamble de este robot, no es difícil y te agradaran los resultados. A continuación una pequeña descripción de cómo trabaja:

La mitad superior del 74HC14 (pines 8-13) invierten la señal proveniente del capacitor de 3,3 uF. La salida, o sea los pines 8, 10 y 12 se conectan a la entrada de la mitad inferior (pines 1-6).

El LM386 es un OPAM (amplificador Operacional). Este compara la señal del voltaje del pin 2 con la señal del pin 3.

También mide la salida (pines 8-10-12) y la salida 2-4-6. Si la señal en los pines 8-10-12 es alta, entonces 2-4-6 debe ser baja.Cuando el robot tropieza con algo, el capacitor de 3,3, se descargará, esto es = inversa o retroceso. Este capacitor será cargado por el resistor de 2M2, esta acción tomará algún tiempo, por lo que todavía sigue siendo inversa. Luego el robot dará marcha hacia adelante.

LISTA DE COMPONENTES

Capacitores:C1: 3.30 µF. electrolíticoResistores:

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VR1: 100 KΩ minipot.R1: 2.2 MΩSemiconductoresIC1: LM386IC2: 74HC14D1, D2: SFH205, pueden sustituirlos por foto diodos o bien, leds rojos normalesOtrosSW1: interruptor de 1 polo una posición para encendido y apagadoB1: batería de 9 voltios1 clip para la batería de 9 voltios.

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MICROROBOT 18

En este caso se trata de un seguidor de luz, está diseñado con el 555 como el cerebro, por así

decirlo, ya que basado en los pulsos generados por este y de acuerdo a grado de luz que afecte a las

fotorresistencias o fotoceldas, componente que actúa como sensor, podrá girar o seguir hacia

adelante.

Es muy sensible ya que con una mínima sombra pueden detenerse los motores y luego, de haber la

luz suficiente, este iniciará su marcha hacia adelante.

Como dijimos al principio, el cerebro es el popular LM555, NE555, etc. el cual generará los pulsos

necesarios cuando el resistor dependiente de la luz (Light Dependent Resistor - LDR), sea afectado,

VR1 y VR2 se encarga del ajuste del largo de los pulsos con la ayuda de C1 y C2. D1 y D2, son

diodos emisores de luz (LEDs) para darle un aspecto visual más interesante a nuestro seguidor de

luz.

NOTA: Si deseas el comportamiento inverso, entonces coloca los resistores R2 y R7 entre el positivo

y los pines 2 del los 555, y las fotoceldas entre los pines 2 y el negativo.

Lista de componentes

Capacitores:

C1, C2: Entre 10 y 100 µF. electrolítico

Resistores:

VR1, VR2: 100 KΩ minipot.

R2, R3, R7, R8: 10 KΩ

R4, R9: 1 K Ω

R5, R10: 330 Ω

LDR1, LDR2: Fotorresistencias (LDR, fotoceldas) comunes

SemiconductoresIC1, IC2: LM555, NE555, 7555

D1, D2: Leds del color que gustes

OtrosSW1: interruptor de 1 polo una posición

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B1: batería de 9 voltios

1 clip para la batería de 9 voltios.

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BIBLIOGRAFIA

http://www.electronica2000.com/alarmas/alarma1.htm

http://www.electronica2000.com/alarmas/alarmas2.htm

http://www.electronica2000.com/robotica/micro_robot7.htm

http://www.electronica2000.com/robotica/herbie_retroceso.htm

http://www.electronica2000.com/robotica/micro_robot3.htm

http://www.electronica2000.com/robotica/minirobot18.htm

http://juanfmunoz.wordpress.com/2008/08/04/practica-1-aplicacion-del-circuito-integrado-555-

semaforo/

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