laboratorio NRO 8
TEMPORIZADOR DIGITAL PROGRAMABLE
FASE 2:
CONTADOR DE 0 AL 99
OBJETIVOS:
- COMPROBAR EXPERIMENTALMENTE EL FUNCIONAMIENTO DE CIRCUITOS CONTADORES CON GENERADORES DE CLOCK
- IMPLEMETAR UN CIRCUITO QUE HARA LA CUENTA ASCENDENTE Y DESCENDENTE DEL 0 AL 99
- IMPLEMENTAR EL CIRCUITO PARA QUE SE DETENGA AUTOMATICAMENTE
FUNDAMENTO TEÓRICO
Funcionamiento del Circuito Integrado 555 como Monoestable
En este modo de funcionamiento, la patilla de salida (3) puede encontrarse en 2 estados diferentes:
- Estado estable: o nivel bajo, es decir en la patilla 3 tendremos 0V
- Estado inestable: o nivel alto, es decir en la patilla 3 tendremos tensiones cercanas a la de alimentación (la de la pila).
Por ejemplo si en el circuito tenemos una pila de 9V (voltios), nivel alto será cerca de 9V y nivel bajo será 0V.
Pero...¿como pasa de un estado a otro?.
El circuito sólo saldrá del estado estable (0V) cuando desde la patilla de disparo (la 2) se provoque el cambio a estado inestable (V de alimentación), pero ojo, transcurrido un tiempo, volverá al estado anterior.
Todo esto se puede explicar de esta forma:
Cuando la patilla 2 está en nivel alto, que es su estado normal de reposo, la salida 3 se mantiene a nivel bajo (estado normal de reposo de 3). Si llevamos por un instante la patilla de disparo (2) a nivel bajo (0V), la patilla 3 o salida se pondrá a nivel alto (V alimentación). Transcurrido un tiempo, vuelve la salida vuelve a nivel bajo. Para que vuelva alcanzar el nivel alto necesitamos volver activar la patilla de entrada (2), poniéndola a nivel alto, como ya vimos.
Fíjate en la curva de funcionamiento:
Desactivamos 2 (disparo) y se activa la 3 (salida) durante un tiempo. Solo hace falta desactivar 2 un momento para que se active 3 durante un tiempo. Para activar la salida de nuevo, hace falta desactivar la entrada otra vez.
El tiempo que estará activada la salida dependerá de la resistencia y del condensador que pongamos en el circuito.
Funcionamiento del Circuito Integrado 555 como Astable
En este modo, el 555 no tiene estado estable, la salida 3 va cambiando continuamente entre el nivel bajo y el alto continuamente, independientemente del estado de la entrada (2). El tiempo que estará la salida en alto y bajo dependerá de los componentes del circuito. Aquí tienes la curva de funcionamiento:
Si tuviéramos un led a la salida estaría encendiéndose y apagándose todo el tiempo. Como ves se genera una señal oscilante. El periodo de la curva, es el tiempo que tarda en repetirse un estado determinado, y en este caso será:
T = t1 + t2
t1 y t2 no tienen por que ser el mismo tiempo, aunque el la gráfica del ejemplo es así. Pero como calculamos t1 y t2. Pues nada, igual que antes con una fórmula.
t1 = 0,693 x (R1 + R2) x C
t2 = 0,693 x Rb x C
t1 es el tiempo que estará en estado alto la salida (encendido el led) y t2 es el tiempo que estará en estado bajo la salida (led apagado). Pero....¿Dos resistencias?. Pues sí, en este caso el circuito es con dos resistencias, la Rb será la que nos determine el tiempo que estará la salida desactivada. Vemos el circuito de conexión del 555 como astable:
Otro dato importante con el circuito integrado 555 como astable es la frecuencia. La frecuencia es el número de veces que se repite un periodo en cada segundo. en nuestro caso nos interesa saber cuantas veces se repite cada segundo el encendido y apagado.
F = 1 / T
Como ves es muy fácil, solo hay que dividir entre 1 el Tiempo total del periodo (estado alto y bajo). el valor que nos da la formula será Hertzios o 1/segundos, o lo que es lo mismo las repeticiones por cada segundo.
Veamos un ejemplo de un montaje del 555 como monoestable poniendo a la salida un led. Solo hay que conectar el Led a la salida, y ya tendremos nuestro circuito.
En este caso te hemos cambiado un poco el esquema para que te acostumbres a verlo de diferentes formas, pero si te das cuenta es exactamente igual. El 555, en este caso, ponemos las patillas un poco diferentes, pero siguen siendo las mismas. El led lo hemos conectado sin resistencia en serie, y como ves hemos conectado un oscilador para ver la onda que se generaría a la salida. La pila serían dos pilas en serie, por lo que sería como una sola pila a la que se suman las dos tensiones. Pero si te fijas un poco es todo exactamente igual.
Si calculas los tiempos y la frecuencia del circuito te saldrán los siguientes datos:
t1 = 1.02 segundos
t2 = 0,569 segundo
T = 1,6 segundos
F = 0, 625 Hz (cada 0,625 segundos se repite un ciclo de encendido y apagado del led)
Es muy normal encontrar la R2 como un potenciometro (resistencia variable), de este modo podemos cambiar los tiempos del circuito solo moviendo el potenciómetro.
MATERIALES
IMPLEMENTACIÓN
CONCLUSIONES:
Funcionamiento del Circuito Integrado 555 como Monoestable
En este modo de funcionamiento, la patilla de salida (3) puede encontrarse en 2 estados diferentes:
- Estado estable: o nivel bajo, es decir en la patilla 3 tendremos 0V
- Estado inestable: o nivel alto, es decir en la patilla 3 tendremos tensiones cercanas a la de alimentación (la de la pila).
Por ejemplo si en el circuito tenemos una pila de 9V (voltios), nivel alto será cerca de 9V y nivel bajo será 0V.
Pero...¿como pasa de un estado a otro?.
El circuito sólo saldrá del estado estable (0V) cuando desde la patilla de disparo (la 2) se provoque el cambio a estado inestable (V de alimentación), pero ojo, transcurrido un tiempo, volverá al estado anterior.
Todo esto se puede explicar de esta forma:
Cuando la patilla 2 está en nivel alto, que es su estado normal de reposo, la salida 3 se mantiene a nivel bajo (estado normal de reposo de 3). Si llevamos por un instante la patilla de disparo (2) a nivel bajo (0V), la patilla 3 o salida se pondrá a nivel alto (V alimentación). Transcurrido un tiempo, vuelve la salida vuelve a nivel bajo. Para que vuelva alcanzar el nivel alto necesitamos volver activar la patilla de entrada (2), poniéndola a nivel alto, como ya vimos.
Fíjate en la curva de funcionamiento:
Desactivamos 2 (disparo) y se activa la 3 (salida) durante un tiempo. Solo hace falta desactivar 2 un momento para que se active 3 durante un tiempo. Para activar la salida de nuevo, hace falta desactivar la entrada otra vez.
El tiempo que estará activada la salida dependerá de la resistencia y del condensador que pongamos en el circuito.
Funcionamiento del Circuito Integrado 555 como Astable
En este modo, el 555 no tiene estado estable, la salida 3 va cambiando continuamente entre el nivel bajo y el alto continuamente, independientemente del estado de la entrada (2). El tiempo que estará la salida en alto y bajo dependerá de los componentes del circuito. Aquí tienes la curva de funcionamiento:
Si tuviéramos un led a la salida estaría encendiéndose y apagándose todo el tiempo. Como ves se genera una señal oscilante. El periodo de la curva, es el tiempo que tarda en repetirse un estado determinado, y en este caso será:
T = t1 + t2
t1 y t2 no tienen por que ser el mismo tiempo, aunque el la gráfica del ejemplo es así. Pero como calculamos t1 y t2. Pues nada, igual que antes con una fórmula.
t1 = 0,693 x (R1 + R2) x C
t2 = 0,693 x Rb x C
t1 es el tiempo que estará en estado alto la salida (encendido el led) y t2 es el tiempo que estará en estado bajo la salida (led apagado). Pero....¿Dos resistencias?. Pues sí, en este caso el circuito es con dos resistencias, la Rb será la que nos determine el tiempo que estará la salida desactivada. Vemos el circuito de conexión del 555 como astable:
Otro dato importante con el circuito integrado 555 como astable es la frecuencia. La frecuencia es el número de veces que se repite un periodo en cada segundo. en nuestro caso nos interesa saber cuantas veces se repite cada segundo el encendido y apagado.
F = 1 / T
Como ves es muy fácil, solo hay que dividir entre 1 el Tiempo total del periodo (estado alto y bajo). el valor que nos da la formula será Hertzios o 1/segundos, o lo que es lo mismo las repeticiones por cada segundo.
Veamos un ejemplo de un montaje del 555 como monoestable poniendo a la salida un led. Solo hay que conectar el Led a la salida, y ya tendremos nuestro circuito.
En este caso te hemos cambiado un poco el esquema para que te acostumbres a verlo de diferentes formas, pero si te das cuenta es exactamente igual. El 555, en este caso, ponemos las patillas un poco diferentes, pero siguen siendo las mismas. El led lo hemos conectado sin resistencia en serie, y como ves hemos conectado un oscilador para ver la onda que se generaría a la salida. La pila serían dos pilas en serie, por lo que sería como una sola pila a la que se suman las dos tensiones. Pero si te fijas un poco es todo exactamente igual.
Si calculas los tiempos y la frecuencia del circuito te saldrán los siguientes datos:
t1 = 1.02 segundos
t2 = 0,569 segundo
T = 1,6 segundos
F = 0, 625 Hz (cada 0,625 segundos se repite un ciclo de encendido y apagado del led)
Es muy normal encontrar la R2 como un potenciometro (resistencia variable), de este modo podemos cambiar los tiempos del circuito solo moviendo el potenciómetro.
MATERIALES
En este segundo proyecto del curso de circuitos digitales se
debía realizar un contador con los materiales indicados, para poder practicar
la creación y funcionamiento de un contador básico.
A continuación se darán a conocer los instrumentos que se
utilizaron para realizar este segundo proyecto.
1. Protoward :
Se requirió el protoward para realizar el
armado de este contador a realizar.
Imagen 1: protoward.
2. Cablecillos:
Se requirieron para conectar las entradas y
salidas de los circuitos integrados al display y viceversa.
Imagen 2: cablecillos.
3. Generador de clock 7473:
Este chip es el encargado de enviar los
pulsos, ya que reemplaza a un pulsador, es una manera más automatizada de
realizar el contador.
Imagen 3: 7473.
4. Flip flop 7476:
Este chip se encarga de memorizar los pulsos para
que de esta manera cambie el alumbrado de los segmentos del display y así tener
una cuenta ordenada.
Imagen 4: 7476.
5. Display:
En este aparato se observaran los números
que se quieren, se observara la cuenta regresiva y las pausas. Este aparato es
muy utilizado en varios dispositivos para dar a conocer los dígitos que se
deseen.
Imagen 5: Display.
6. Chip 7447:
Este chip nos ayudó ya que es un
decodificador que funciona con un display para 7 segmentes.
Imagen 6: 7447.
7. Chip 555:
Se encargó de mandar señales a los chips
74192, este chip hacia funcionar la cuenta regresiva.
Imagen 7: 555
Proceso del
proyecto:
Los componentes para realizar
este contador ya han sido mencionado, para el armado de este primero se deberá
conectar el display a su decodificador, para comprobar que este bien se prueban
los displays. Luego se procede a conectar el chip 74192 a los decodificadores,
y también dos entradas a estos chips, junto con estas entradas se colocara el
chip 555 unido al 7473 con una entrada, tal como se observa en la imagen. Este circuito
es para crear una cuenta regresiva, pausarla, colocar el número que queramos y
realizar esta cuenta como se desea, este proyecto nos a enseñado a localizar fácilmente
las parte importantes para un contador.
Imagen 8: Circuito armado.
PROCEDIMIENTOS
IMPLEMENTACIÓN
OBSERVACIONES:
- Se tuvo problemas para el armado del contador.
- Se armó el circuito por partes para comprobar el correcto funcionamiento.
- Se quemaron algunos chips al probar este circuito.
- Este tipo de contador se utiliza en varios dispositivos electrónicos.
- Este contador es muy útil para realizar cuentas regresivas, un ejemplo son los microondas.
- El circuito tiene dos partes, una es solo para que ls número aumenten o disminuyan y la otra es con el chip 555, esta parte es la encargada de realizar la cuenta regresiva presionando un botón.
- Se comprendió mejor el uso y la identificación de los chips usados para realizar este circuito.
- Mandado, Enrique (1996)Sistemas electrónicos digitales. México D.F. : Alfaomega
- Hermosa A (2004) Electrónica Digital Fundamental. España: Marcombo
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