3er Laboratorio

Laboratorio de Circuitos Digitales

Laboratorio N° 3

SENSORES Y ACTUADORES DIGITALES

Objetivos de la sesión:

-Conocer como es que funcionan de los sensores digitales.

-Conocer el funcionamiento de los actuadores digitales.

Marco Teórico:

Sensor:

Un sensor es todo aquello que tiene una propiedad sensible a una magnitud del medio, y al variar esta magnitud también varía con cierta intensidad la propiedad, es decir, manifiesta la presencia de dicha magnitud, y también su medida.Un sensor en la industria es un objeto capaz de variar una propiedad ante magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas con un transductor en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: intensidad lumínica, temperatura, distancia, aceleración, inclinación, presión, desplazamiento, fuerza, torsión, humedad, movimiento, etc. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica , etc.

Actuador:

Un actuador electrónico es un dispositivo electrónico que responde a la señal de un sensor realizando una acción este dispositivo necesita una alimentación de voltaje y una señal que le diga cuando encender.

En este laboratorio se usaron los siguientes instrumentos para realizar la demostracion de como actuan estos sensores o actuadores:

Para la alimentación de los circuitos siguientes se uso la mesa ERFI :

Sistema de entrenamiento para electrónica digital:

Cablesillos:

Los siguientes sensores:

Sensor de humedad:

Sensor de sonido:

Sensor de Proximidad PIR

Sensor táctil

Sensor Joystick

Sensor de Proximidad Infrarojo

Y los siguientes actuadores:

Modulo Rele

BUZZER

Circuitos Integrados:

Compuerta AND:

Compuerta OR:

Compuerta NAND:

Compuerta NOR:

Compuerta NOT:

Observaciones:

-Se apreció al usar los diferentes sensores que tienen distintas entradas ya sea para analogica o digital, 5 voltios, GND, etc.

-Algunos sensores tiene lógica inversa ya que se apagan al detectar una señal.

-Se observo que los sensores funcionan solo con 5 voltios.

Conclusiones:

-Se concluye que los diferentes tipos de sensores nos dan una salida digital en HIGH O EN LOW (0/1).

-Se concluye que los diferentes sensores funcionan cada uno con distintos tipos de magnitudes.

-Se concluye que cuando un sensor tiene una logica inversa se tiene que interpretar los datos de manera inversa.


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2do Laboratorio

Laboratorio de Circuitos Digitales

Simplificación e Implementación de Circuitos Lógicos 

Laboratorio N° 1

Objetivos:

●        Simplificar funciones lógicas utilizando Mapas de Karnaugh.

●        Utilizar software para simplificación y simulación de funciones

●        Implementar y probar funciones lógicas.

Marco Teórico:

Las tablas de verdad:

La lógica binaria es la que trabaja con variables binarias y operaciones lógicas del Álgebra de Boole. Así, las variables sólo toman dos valores discretos: V (verdadero) y F (falso); aunque estos dos valores lógicos también se pueden decir como sí y no, o como 1 y 0 respectivamente.

En la lógica binaria vemos representado mediante dígitos utilizando unicamente los valores 0 y 1, números que de por sí no tienen un valor numérico de tipo Real, sino más bien de tipo discreto, es decir, 0 y 1 representan distintos estados del objeto de estudio, por ejemplo, a la hora de poder desarrollar un circuito digital.

Generalmente, el estado lógico 0 representa que el circuito est abierto, y el estado lógico 1 representa que el circuito estará cerrado. Mediante la combinación de estos valores, es posible generar una serie de datos que se pueden convertir en cualquier código utilizando la normativa aplicable en cada caso.

A continuación se podrán observar dos ejemplos de las tablas.

 Existen tablas para cada compuerta:

Para la compuerta AND

Para la compuerta OR:

Para la compuerta NOT:

Para la compuerta NAND:

Para la compuerta NOR:

Para la compuerta XOR:

Implementación para el laboratorio:

-Fuente de poder (MESA ERFI).

-Sistema de Entrenamiento para electrónica.

-Cablesillos:

Problema a solucionar:

RESOLVER el problema para automatizar el RIEGO de una planta.

Se desea hacer un circuito de riego automático como el mostrado en la figura. El circuito deberá accionar la bomba en las siguientes condiciones:

• El circuito accionará la bomba solamente cuando la tierra esté seca, pero antes debe comprobar  las siguientes condiciones:
• Para evitar que la bomba se estropee por funcionar en vacío, nunca se accionará la bomba cuando el depósito de agua esté vacío.
• Si hay restricciones en el riego (época de verano), sólo se podrá regar de noche. En el resto del año (si no hay restricciones) se podrá regar de día y de noche (si la tierra está seca).
• 

V	S	D	R	S
0	0	0	0	0
0	0	0	1	0
0	0	1	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	0	1
0	1	0	1	1
0	1	1	0	1
0	1	1	1	0
1	0	0	0	0
1	0	0	1	0
1	0	1	0	0
1	0	1	1	0
1	1	0	0	0
1	1	0	1	0
1	1	1	0	0
1	1	1	1	0

Simplificación mediante software online (32x8.com):

Simulación del problema lógico en Proteus.

Dificultades:

-En la simulación en proteus las entradas tenían otro orden que provoco confusión al momento de hacer la simulación física del problema propuesto.

Conclusiones:

-Se logro simplificar funciones lógicas.

-Se logro aprender el software de simplificación de funciones lógicas.

-Se logro aprender el uso del software de simulación para circuitos lógicos.

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1er Laboratorio

Laboratorio de Circuitos Digitales

Laboratorio N° 1

PUERTAS Y FUNCIONES LÓGICAS

Objetivos: 

-Conocer las principales puertas lógicas,  la simbología de estas y sus combinaciones.

-Comprobar la tabla de verdad con las puertas lógicas y sus combinaciones.

-Aprender a reconocer las puertas lógicas AND, NAND, OR, NOR, NOT.

-Aprender a utilizar un simulador para comprobar el comportamiento de los puertas lógicas.

Procedimiento de aprendizaje:

Las compuertas lógicas:

La lógica binaria es la que trabaja con variables binarias y operaciones lógicas del Álgebra de Boole. Así, las variables sólo toman dos valores discretos: V (verdadero) y F (falso); aunque estos dos valores lógicos también se pueden decir como sí y no, o como 1 y 0 respectivamente.

En la lógica binaria vemos representado mediante dígitos utilizando únicamente los valores 0 y 1, números que de por sí no tienen un valor numérico de tipo Real, sino más bien de tipo discreto, es decir, 0 y 1 representan distintos estados del objeto de estudio, por ejemplo, a la hora de poder desarrollar un circuito digital.

Generalmente, el estado lógico 0 representa que el circuito este abierto, y el estado lógico 1 representa que el circuito estará cerrado. Mediante la combinación de estos valores, es posible generar una serie de datos que se pueden convertir en cualquier código utilizando la normativa aplicable en cada caso.

A continuación se podrán observar dos ejemplos de las tablas.

Problema:

RESOLVER el siguiente problema utilizando lógica digital.

ENCENDIDO DE UN GRUPO ELECTRÓGENO

Para poner en marcha un motor se requiere tres interruptores (a, b y c) de tal forma que el funcionamiento del mismo se produzca únicamente en las siguientes condiciones:

• Cuando estén cerrados A y B y no lo esté C.
• Cuando estén cerrados B y C y no lo esté A.
• Cuando estén cerrados los tres interruptores simultáneamente.

Utilizamos la tabla de verdad para el encendido de un grupo electrógeno:

A	B	C	SALIDA
0	0	0	0
0	0	1	0
0	1	0	0
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	1	0
1	1	0	1
1	1	1	1

Donde nos da una salida: 

Y la ecuación simplificada mediante mapa de Karnaugh:

La salida es:   A.B + B.C

Ahora veamos las diferentes simbologias según la norma correspondiente:

En este laboratorio se presentaron algunas dificultades:

-Algunas puertas lógicas no se lograron entender a la perfección.

-Ponerse en coordinación con los compañeros de grupo para el armado del laboratorio.

Para mejorar este laboratorio (observaciones):

-Se tendría que complementar la información dada en este laboratorio con mas información de libros o vídeos de la web.

Conclusiones:

-Se logro conocer las principales puertas lógicas,  la simbología de estas y sus combinaciones.
-Se comprobó la tabla de verdad con las puertas lógicas y sus combinaciones.
-Se aprendió a reconocer las puertas lógicas AND, NAND, OR, NOR, NOT.
-Se aprendió a utilizar un simulador para comprobar el comportamiento de los puertas lógicas.

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