Montajes Prácticos                                   INDICE DE LA OBRA COMPLETACapítulo 1: MONTAJES PRACTICOS             ...
Editorial - Editorial - Editorial - Editorial                                                                             ...
ICA-001:              S UMADOR - R ESTADOR B INARIO                      U N P ROYECTO D IDÁCTICO     Realizar operaciones...
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ICA-003:            I NDICADOR DE B ATERÍA B AJA    Este circuito es muy útil sobre todo cuando se quie-      sea de 6V, 9...
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I NDICADOR        DE   B ATERÍA B AJA                                                                                   si...
K ITS    DE   M ONTAJES E LECTRÓNICOS                                                                          genera una ...
ICA-004:            M ANDO B IMANUAL    El circuito que se muestra a continuación tiene una      tiempo no se ha activado ...
K ITS   DE    M ONTAJES E LECTRÓNICOS   Figura 2mente abierto, el acciona-                                 Figura 3miento ...
M ANDO B IMANUAL                                                                                        que el otro botón ...
ICA-005:               T IMBRE A UTOMÁTICO                       PARA N EGOCIO    Existe una gran cantidad de negocios com...
T IMBRE A UTOMÁTICO                 PARA    N EGOCIOmador también se tienenreservados 2 pares de bor- Figura 3nes, uno par...
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ICA-006:             G ENERADOR DE R AMPA POR DAC     Se propone el diseño de un circuito que genera una        rruptores,...
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G ENERADOR         DE   R AMPA     POR   DAC                                                              se realiza por m...
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ICA-007:            T ERMÓMETRO E LECTRÓNICO    En muchas ocasiones, por curiosidad o por necesi-dad, se requiere saber cu...
K ITS   DE   M ONTAJES E LECTRÓNICOSque de acuerdo a la cantidadde voltaje que se le haga lle-gar, enciende o apaga unaser...
T ERMÓMETRO E LECTRÓNICO                                                                                      Lo último qu...
Coleccion de-circuitos II
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Coleccion de-circuitos II

  1. 1. Montajes Prácticos INDICE DE LA OBRA COMPLETACapítulo 1: MONTAJES PRACTICOS Amplificador para auriculares..........................................................74 Compuerta NAND a transistores ....................................................75ICA-001: Sumador-restador binario. Un proyecto didáctico.............3 Intermitente de potencia...................................................................75ICA-002: Probador de continuidad de cableado de Conversor D/A.................................................................................76computadoras .....................................................................................7 Oscilador de banda ancha ................................................................76ICA-003: Indicador de batería baja .................................................11 Oscilador controlado por tensión (VCO).........................................77ICA-004: Mando bimanual..............................................................15 Peamplificador multipropósito.........................................................77ICA-005: Timbre automático para negocio .....................................18 Mezclador de audio económico .......................................................78ICA-006: Generador de rampa por DAC.........................................21 Oscilador para órgano electrónico ...................................................78ICA-007: Termómetro electrónico...................................................25 Generador de forma de onda cuadrada ............................................79ICA-008: Silbato electrónico para perros ........................................28 Fuente de 12V + 12Vcon protección contra cortocircuitos .............79ICA-009: Dimmer de 12V para el tablero del auto..........................30 Amplificador para micrófono ..........................................................80ICA-010: Protección magnética para puertas y ventanas ................33 Fuente de referencia.........................................................................80ATR-001/002: Quark Pro 2 Cargador universal de PICs y Interruptor electrónico de potencia ..................................................81memorias EEPROM.........................................................................36 Modulador infrarrojo para control remoto.......................................81ICA-AMEC: Amplificador de audio de 20W con ecualizador........41 Sensor de temperatura de amplio espectro.......................................82KIT-001/R-006/R: Programador sencillo de PICs Oscilador con compuertas CMOS ...................................................82Opcional: Entrenador de PICs .........................................................44 Amplificador sencillo de 1W...........................................................83KIT-004/24: Programador portátil de EEPROM Sensor de luz de potencia - fotodetector..........................................83memorias 24/25 x 04........................................................................49 Vúmetro para bocina (parlante) .......................................................84KIT-0005/R: Microtransmisor espía de FM....................................57 Otro indicador de señal de audio .....................................................84KIT-0007/R: Cargador automático de batería para el auto ..............62 Luxómetro, medidor de luz..............................................................85 Amplificador de audio de 2 transistores ..........................................85 Ajuste de velocidad de motores .......................................................86Capítulo 2: COLECCION DE CIRCUITOS Adaptador TTL/CMOS....................................................................86PRACTICOS Vúmetro para pequeña señal............................................................87 Amplificador integrado de 2,5W ....................................................87Indicador de potencia transistorizado .............................................67 Termómetro Electrónico...................................................................88Fuente sencilla de 2A ajustable........................................................68 Protección para transistores de potencia..........................................88Mezclador multipropósito...............................................................68 Amplificador para autorradio...........................................................89Amplificador transistorizado multipropósito.................................69 Interruptor digital al tacto ................................................................89Oscilador para limpiaparabrisas.......................................................69 Punta Lógica para el auto.................................................................90Amplificador integrado de 4W ........................................................70 Generador de AT cuadriplicador de tensión.....................................90Amplificador con fuente simétrica para instrumentación................70 Sencillo amplificador de audio ........................................................91Generador de funciones 8038 ..........................................................71 Amplificador de video .....................................................................91Oscilador para atracción de peces....................................................71 Preamplificador para micrófono ......................................................92Mezclador de audio con FET...........................................................72 Otro generador de funciones integrado............................................92Otro amplificador para instrumentación ..........................................72 Juego de luces de salón de baja tensión...........................................93Amplificador de ganancia elevada...................................................73 Mini radio AM .................................................................................93Amplificador transistorizado para intercomunicador ......................73 Voltímetro con indicación sonora.....................................................94Distorsionador para guitarra eléctrica..............................................74 Generador de señales con TTL ........................................................94 2 CLUB SABER ELECTRONICA
  2. 2. Editorial - Editorial - Editorial - Editorial MontajesNº 3Director de la Colección Club Saber ElectrónicaIng. Horacio D. Vallejo PrácticosJefe de RedacciónPablo M. DoderoClub Saber Electrónica es una publicación de Estamos próximos a cumplir 18 años de edición ininterrumpida de laSaber Internacional SA de CV de México y revista Saber Electrónica en español y es, para nosotros, un motivo deEditorial Quark SRL de Argentina orgullo. A lo largo de los años, hemos publicado varias revistas y colec-Editor Responsable en Argentina y México:Ing. Horacio D. Vallejo ciones tales como “El Mundo de la Electrónica, Circuitos Integrados, Elec-Administración Argentina: trónica en Acción, Los Especiales de Saber Electrónica, etc.” Actualmen-Teresa C. JaraAdministración México: te, además de Saber Electrónica, publicamos “Saber Service y MontajesPatricia Rivero Rivero (destinada a técnicos reparadores), el Periódico del Club (una publicaciónComercio Exterior Argentina:Hilda Jara muy económica con el formato de un diario con amplio contenido prácti-Comercio Exterior México:Margarita Rivero Rivero co) y esta revista (una edición especial que, mes a mes, trata temas dis-Director Club Saber Electrónica: tintos, al mejor estilo de los Especiales de Saber Electrónica que en Méxi-Luis LeguizamónResponsable de Atención al Lector: co llegaban editados por Editorial Televisa).Alejandro A. Vallejo Queremos aclarar que cada publicación es diferente y está orientadaCoordinador InternacionalJosé María Nieves a públicos distintos, mientras Saber Electrónica es la obra de su tipo dePublicidadArgentina: 4301-8804 - México: 5839-5277 mayor penetración en América, la revista del Club Saber Electrónica tra-Staff ta temas específicos que sólo interesan a un sector y, por lo tanto, su co-Victor Ramón Rivero Rivero locación en el mercado es en menor cantidad (y su precio es más alto).Ismael Cervantes de AndaOlga Vargas Pero este ejemplar es, quizá, “una excepción a la regla”...Natalia Ferrer Los circuitos prácticos son siempre útiles y deben estar presente enCarla LanzaValeria Marino la biblioteca o banco de trabajo de todo amante de la electrónica, es porDiego Pezoa eso que en este ejemplar incluimos una amplia biblioteca de proyectos yGastón NavarroFernando Ducach una buena cantidad de kits que el lector pueda armar, comprando losAreas de Apoyo componentes en cualquier tienda o adquiriendo los kits (paquete que in-Catalina Jara cluye instructivo, placa de circuito impreso y componentes, sin gabinete,Teresa DucachDiego Bougliet cables, ni transformador de poder), ya sea armados o para armar. EnFernando FloresClaudio Gorgoretti este tomo se reproducen distintos kits prácticos que fueron publicados enPaula Vidal Saber Electrónica y que puede conseguir en cualquiera de nuestros dis-Raúl Romero tribuidores (vea en nuestra web: www.webelectronica.com.ar el repre-Internet: www.webelectronica.com.arWeb Manager: Luis Leguizamón sentante más cerca de su localidad, tenemos más de 100 distribuidores en 12 países de América Latina). En Argentina puede conseguirlos enClub Saber Electrónica. Fecha de publicación: Marzo de Editorial Quark SRL, Herrera 761, (1295) Buenos Aires, tel.: (005411)2005. Publicación mensual editada y publicada por EditorialQuark, Herrera 761 (1295) Capital Federal, Argentina 4301-8804, mail: ateclien@webelectronica.com.ar. En México puede con-(005411-43018804), en conjunto con Saber Internacional SA seguirlos en Cerrada Moctezuma Nº 2, esquina Av. de los Maestros, Co-de CV, Av. Moctezuma Nº 2, Col. Sta. Agueda, Ecatepec deMorelos, México (005255-58395277), con Certificado de Lici- lonia Santa Agueda, Ecatepec de Morelos, tel.: (005255) 5839-5277,tud del título (en trámite). Distribución en México: REI SAde CV. Distribución en Argentina: Capital: Carlos Cancella- mail: ventas@webelectronica.com.ar.ro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 - Interior: Por último, queremos comentarle que el próximo tomo de esta revistaDistribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. –Distribución en Uruguay: Rodesol SA Ciudadela 1416 – está destinado a la reparación de reproductores de CD y que, si Ud. loMontevideo, 901-1184 – La Editorial no se responsabiliza por desea, puede suscribirsre a esta obra llamando en Argentina al teléfonoel contenido de las notas firmadas. Todos los productos omarcas que se mencionan son a los efectos de prestar un ser- (011) 4301-8804 y en México a LADA SIN COSTO 01800 00 55 800.vicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra par-te. Está prohibida la reproducción total o parcial del materialcontenido en esta revista, así como la industrialización y/ocomercialización de los aparatos o ideas que aparecen en losmencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvomediante autorización por escrito de la Editorial. Ing. Horacio D. VallejoRevista Club Saber Electrónica, ISSN: 1668-6004 Obra Completa Club Saber Electrónica ISBN Nº: 987-1116-42-X
  3. 3. ICA-001: S UMADOR - R ESTADOR B INARIO U N P ROYECTO D IDÁCTICO Realizar operaciones aritméticas es una de las fun- Complemento de n Complemento de (n-1)ciones primordiales de las calculadoras electrónicas,por lo que en esta ocasión observaremos la forma de De lo dicho anteriormente y si consideramos la ba-utilizar un mismo circuito digital para obtener el resul- se numérica que empleamos de manera natural (basetado de una suma o de una resta. El proyecto que pre- 10), se tienen los complementos de 10 y 9 para núme-sentamos a continuación puede ser utilizado para ros decimales, mientras que para una base binaria (base“aprender” a manejar las técnicas digitales y sirve co- 2) los complementos serán de 2 y 1.mo base para otros proyectos más elaborados. Partiendo del conocimiento que para realizar opera- ciones en los sistemas digitales los números deben estar expresados en base binaria, es oportuno mencionar que se emplea el complemento a 2 por ser éste el que menos complicaciones presenta. Para realizar un complemento a 2 de un número en base binaria, matemáticamente se expresa como: na – b donde: a = Número de bits del valor binario. n = Base binaria (2). b = Número binario a complementar. Así por ejemplo, para encontrar el complemento a 2 Las sumas no implican mayor problema, ya que los de 1010(2), se tiene lo siguiente:sistemas electrónicos operan de la misma manera queun ser humano, por ejemplo para sumar los números(decimales) de un solo dígito, 8 y 4 se tendrá como re- a = Nº de bits del valor binario = 4.sultado un 2 y como acarreo un 1, para formar el resul- n = Base binaria = 2.tado cuyo valor es el 12. b = Número binario a complementar = 1010(2). Para la operación de las restas, todos estamos acos-tumbrados desde los estudios primarios a utilizar el Luego el complemento a 2 será:concepto de “préstamo”, el cual en los sistemas electró- 24(10) – 1010(2) = 16(10) – 1010(2) = 1111(2) – 1010(2) = 0110(2)nicos es muy difícil llevarlo a cabo, por lo que la ope-ración aritmética de la resta se implanta mediante unmétodo algo más complicado para el razonamiento y Siendo el valor 0110(2) el correspondiente “com-consiste en realizar un complemento al sustraendo para plemento a 2 de 1010(2)”posteriormente utilizar la operación de la suma comoestamos habitualmente a realizarla, y de esta manera Otro método más sencillo para complementar a 2 unobtener el resultado de la resta (si Ud. no sabe cómo se número binario es reemplazar los 1 por los 0 y los 0 porresta en sistema binario, le aconsejamos leer bibliogra- los 1, y por último sumar un 1, por ejemplo, para el mis-fía apropiada). mo número binario anterior el complemento a dos será: 1010(2) ⇒ al cambiar los 1 por los 0 y los 0 por los 1 se tiene 0101(2) El Complemento de un Número El complemento es empleado básicamente, en los A este valor numérico se le suma un 1 quedando elmicroprocesadores de las computadoras con el fin de complemento a 2 como sigue:simplificar tanto las operaciones de sustracción, así co-mo también en ciertas manipulaciones lógicas que de 0101(2)los valores numéricos tienen que hacerse, debe tomarse + 0001(2)en cuenta que para cada sistema de base “n” existen dostipos de complemento: 0110(2) CLUB SABER ELECTRÓNICA 3
  4. 4. K ITS DE M ONTAJES E LECTRÓNICOS Tabla 1 Una vez que sabemos qué es un complemento y có- valor del operando 2 tal cual en caso de una suma. Elmo se realiza, pasemos a revisar cuál es el algoritmo a medio para escoger la operación aritmética ya sea de laseguirse para una sustracción con complemento a 2 de suma o la resta de los operandos 1 y 2, es por la interac-números binarios. Dada una resta como la siguiente: ción del bit de control, el cual tiene que fijarse en 0 ló- gico para que se realice una suma entre los operandos 1 Minuendo y 2, por otra parte si el bit de control se ubica en la po- – Sustraendo sición de 1 lógico, el ejercicio resultante entre los ope- Residuo randos 1 y 2 será la de una resta. Una vez que las compuertas del circuito IC1 entre- 1) Debemos obtener el complemento a 2 del Sus- gan un resultado, éste se hace llegar a otro sumadortraendo. completo (IC2, 74LS83), en donde si el bit de control 2) Hay que sumar el Minuendo con el valor del Sus- se encuentra en 1 lógico se complementa a 2 el operan-traendo complementado a 2. do 2 (sustraendo), ya que se le sumará un 1 al valor que 3) Se debe verificar el resultado del paso (2) y de entreguen las compuertas OR-exclusiva (recuerde queacuerdo con el acarreo final tome una de las siguientes de- previamente estas compuertas cambiaron los 1 por loscisiones. 0 y los 0 por los 1), y por último el resultado del com- 3.1 - Si se presenta un acarreo final, descártelo y tome plemento a 2 se hace llegar al sumador completo delel valor de la operación como el residuo de la resta. circuito IC3 para que se realice la suma del operando 1 3.2 - Si no se presenta un acarreo final, tome el com- (minuendo) y operando 2 complementado a 2 (sus-plemento a 2 del valor resultante de la operación como el traendo).residuo de la resta y agrégele un signo negativo. Por otra parte, si el bit de control se encuentra en 0 Por ejemplo, restar los valores: lógico (operación de suma), el valor de los bits del ope- rando 2 no sufren alteración alguna; por lo que a los bits 1101(2) - 1011(2) = (1310 – 1110). entregados por las compuertas OR-exclusiva se le su- mará un valor de 0 en el circuito IC2, pasando a reali- Para saber cómo se hace, vea la tabla 1: zar una suma normal de los operandos 1 y 2 por medio Siguiendo el algoritmo anterior, se tiene un acarreo del circuito IC3.al final, por lo que el resultado de la resta es 0010(2). En la figura 2 se muestra la placa de circuito impre- so, la cual posee varios puentes en la parte superior, con el objeto de no emplear una placa doble faz o tener que El Circuito Propuesto realizar un diseño más complejo. En la figura 1 se puede observar el circuito propues- Por último, en la figura 3 se puede apreciar una vis-to para nuestro proyecto. ta del prototipo montado sobre un experimentador digi- Para realizar las operaciones aritméticas de suma y tal.resta de dos números de 4 bits por medio de un circui-to electrónico, se utiliza un dipswitch para fijar los va- Lista de Materialeslores correspondientes de los operandos 1 y 2 (operan- IC1 - 74LS86 - Circuito integradodo 1 = minuendo bits A1-A4, operando 2 = sustraendo IC2, IC3 - 74LS83 - Cicuitos integradosB1-B4). RS1 a RS4 - 390Ω Los 4 bits correspondientes al operando 1 se hacen RA1 a RA4 - 390Ωllegar de manera directa a un sumador completo RB1 a RB4 - 390Ω(74LS83) cuya identificación es IC3, mientras que los R-CONTROL - 390Ω4 bits que conforman al operando 2 primero se hacen R-ACARREO - 390Ωpasar por una compuerta OR-exclusiva (IC1, 74LS86) D1 a D4 - Leds de 5 mmcada uno de ellos, la función que tiene el circuito IC1 Varioses la de cambiar los 0 por los 1 y los 1 por los 0 en ca- Dipswitch, placa de circuito impreso, cables, fuen-so de que se tenga que hacer una resta, o dejar pasar el te de alimentación, estaño, etc. 4 CLUB SABER ELECTRÓNICA
  5. 5. S UMADOR - R ESTADOR B INARIO Nota: Para todos los proyectos, el pre- cio sugerido del kit no incluye gabine- te, accesorios, cables ni transformado- res de poder. Figura 1 CLUB SABER ELECTRÓNICA 5
  6. 6. K ITS DE M ONTAJES E LECTRÓNICOS Figura 3Ficha Técnica del Kit:Nombre del Kit:Sumador - Resta-dor BinarioClave:ICA-001Tipo:EducativoPrecio sugerido de la placa decircuito impreso: Argentina: $7,México: $ 30 M.N. Otros Paí-ses: U$S 5Precio sugerido del kit para ar-mar: Argentina: $20, México:$80 M.N. Otros Países: U$S 10Precio sugerido del kit armado:Argentina: $ 28, México: $140M.N. Otros Países: U$S 15 Figura 2 6 CLUB SABER ELECTRÓNICA
  7. 7. ICA-002: P ROBADOR DE C ONTINUIDAD DE C ABLEADOS DE C OMPUTADORAS A las personas que se dedican a mantener, reparar de cables, utilizando los adaptadores correspondientes.o instalar equipos de control electrónico o de comuni- Se trata de un equipo de prueba muy sencillo y econó-caciones, les resulta de mucha utilidad conocer el esta- mico, que lógicamente no está capacitado para realizardo en que se encuentra el cableado de interconexión de pruebas de respuesta en frecuencia ni diafonía, por lolos equipos, máxime cuando se trata de una red ya sea tanto, no caracteriza la categoría de la conexión.telefónica o de comunicación entre computadoras (in- En la figura 1 se muestra la manera en que puede sertranet), o simplemente cuando se tenga un alambre utilizado el probador de continuidad, de dicha figura seconductor de cobre que una dos equipos diferentes. En observa que el cableado a verificar puede ser de unaesta nota brindamos una solución práctica y confiable. Red LAN o Telefónico, y de acuerdo a esto último será la roseta sobre la cual se conectará el plug correspon- diente en el cable de prueba, que a su vez se conecta con el dispositivo probador de continuidad. Al otro ex- tremo del cableado a verificar, se tendrá que insertar un plug debidamente puenteado que tiene la función de unir los hilos del par al que le será probada la continui- dad. Como una recomendación muy importante se tiene que mencionar que las pruebas se tienen que realizar sobre cables desconectados, y que no estén sometidos a tensión alguna. Este probador de continuidad puede ser útil, tanto para pruebas básicas como profesionales por su trans- El circuito descripto en este artículo es de mucha portabilidad y facilidad de uso, como ejemplo se puedeutilidad para verificar, que tanto el cableado como los emplear en colegios y pequeñas empresas en donde unconectores, se encuentren en perfectas condiciones de aparato más complejo no se usaría frecuentemente.operación. Para este propósito se recomienda utilizar la peque- DISEÑO DEL CIRCUITOña herramienta de bolsillo llamada “probador de conti- Este probador de continuidad basa su operación ennuidad de cableados” (principalmente tipo UTP), el un circuito integrado temporizador NE555 (IC1) el cualcual puede realizar pruebas secuenciales de continuidad opera de manera astable, generando una señal cuadraday cruces sobre cada hilo conductor, y que puede em- con una frecuencia de aproximadamente 1Hz, esta señalplearse también para pruebas similares sobre otros tipos se inyecta a la entrada de reloj de un circuito contador Figura 1 CLUB SABER ELECTRÓNICA 7
  8. 8. K ITS DE M ONTAJES E LECTRÓNICOS Figura 2síncrono de 4 bits, que tiene la matrícula 74LS190 Vista del Probador armado en un(IC2), y se encuentra configurado para que a cada pul- experimentador digitalso de reloj se incremente el valor del conteo, este cir-cuito comienza desde el valor binario 0000(2) y una vezque llega al valor de 1111(2), nuevamente vuelve a po-sicionarse en el valor binario de 0000(2), para iniciarotra operación de conteo. La velocidad con la que serealiza todo este proceso de conteo está determinadapor el valor de la frecuencia que genera el circuito tem-porizador, en la figura 2 se muestra el circuito esquemá-tico y en la figura 3 la fuente de alimentación. La información que entrega el circuito contador(IC2) se hace llegar a un decodificador de BCD a deci-mal que tiene la matrícula 74LS145 (IC3) y que de meras terminales de salida del contador, inciden en losacuerdo a la combinación binaria que presente en sus bornes del conector del cableado que será analizado,terminales de entrada, será accionada la salida corres- que como máximo deberá tener 4 pares de hilos. Al otropondiente. Por ejemplo, si el circuito contador exhibe el extremo del cableado se utilizará un conector previa-dato 0010(2), a la salida del circuito decodificador se mente configurado para que la información regrese ha-activará la salida correspondiente con el valor 2(10). cia el circuito y encienda un led que corresponderá a ca- Las salidas activas son indicadas en el IC3 por me- da par de hilos del cableado (si es que éstos no se en-dio de un estado lógico en bajo (0 Volts). cuentran fracturados). Debe observarse que los leds se- Del contador IC3sólo se utilizarán lasprimeras cuatro salidas(0,1,2,3) las cuales se-rán activadas una a lavez y de manera ascen-dente, y cuando el con-tador active la salida 4será reposicionado a suvalor inicial activandola salida 0, por lo que seobservará el siguienteconteo: 0-1-2-3-0-1-2-3-0-1-2-3........ y así su-cesivamente. Las 4 pri- Figura 3 8 CLUB SABER ELECTRÓNICA
  9. 9. P ROBADOR DE C ONTINUIDAD DE C ABLEADOS DE C OMPUTADORAS LM7805) se man- tiene fijo el valor de voltaje a 5 VCD pa- ra energizar los dis- positivos TTL. En la figura 4 se puede apreciar la placa de circuito impreso para nues- tro probador. Figura 4 Nota: El cable utilizado en una red es del llamado UTP (Uns- hielded Twisted Pair) categoría 5, el cual consta de 8 hi- los conductores de cobre agrupados en 4 pares, Este cable se encuentra nor- mado por los apéndices 36 (para cables) y 40 (para co- nectores) de la norma EIA/TIA TSB. El cable UTP es el que más altas especificaciones presenta en cuanto a niveles de ancho de banda y desempeño, mientras que el límite de su longitud permitida es de 99 metros. Para utilizar este cable con el objeto de instalar una Ficha Técnica del Kit Nombre del Kit: Probador de Continuidad de Cableados Clave: ICA-002 Tipo:rán encendidos uno a la vez utilizando una frecuencia Instrumento Portátilde 1Hz, por lo que si los hilos del cableado se encuen- Precio sugerido de la placa de circuito impre-tran en perfecto estado, se observará el encendido se- so: Argentina: $ 5, México: $ 30 M.N., Otroscuencial correspondiente a los pares del cableado, Países: U$S 4 .mientras que por otra parte si un led no enciende, los hi-los del par correspondiente tienen problemas, y por úl- Precio sugerido del kit para armar: Argentina:timo si encienden más de un led a la vez significa que $18, México: $ 110 M.N., Otros Países: U$S 9los hilos se encuentran cruzados. Precio sugerido del kit armado: Argentina: Este circuito funciona con una batería de 9 VCD, $ 26, México: $170 M.N., Otros Países: U$S 12cuyo voltaje a través de un circuito regulador (IC4 CLUB SABER ELECTRÓNICA 9
  10. 10. K ITS DE M ONTAJES E LECTRÓNICOSred, se tiene que hacer uso de los conectores RJ45, te- IC2 - 74LS190 ó 74LS191 – Circuito Integradoniendo en cada uno de sus contactos el reflejo de los hi- IC3 - 74LS145 – Circuito Integradolos del cable UTP, de acuerdo a lo mostrado en las figu- IC4 - LM7805 - Circuito Integradoras 5 y 6 (vea las tablas 1 y 2 para saber el esquema de R1 - 12kΩconexiones). R2 – 15kΩ El conector puenteado que aparece en la figura 5, R3 - 390Wtiene la función de unir los hilos del par de acuerdo a la C1 - 0.01 m F - Cerámicoconfiguración de cableado que se esté empleando (Cru- C2 - 33mF x 10 VCD - Electrolíticozado o Directo), por lo tanto este conector debe tener fí- C3 - 0.33mF - Cerámicosicamente unidos los contactos correspondientes (figu- C4 - 0.01mF - Cerámicora 5 ó 6), y de esta manera se tenga el retorno de la in- L1 a L4 – LEDS de 5mm color rojoformación al dispositivo probador de continuidad. Varios: Conector RJ45 ó RJ11, batería cuadrada de 9 VCD, Lista de Materiales conector para batería de 9V, estaño, cables, etc. IC1 - NE555 - Temporizador ************** 10 CLUB SABER ELECTRÓNICA
  11. 11. ICA-003: I NDICADOR DE B ATERÍA B AJA Este circuito es muy útil sobre todo cuando se quie- sea de 6V, 9V y 12V, por lo que dependiendo de la ba-re saber el estado que tiene una batería, esto es, saber tería se tiene que ubicar el selector correspondiente enqué tan cargada o descargada se encuentra. Cabe acla- la posición correcta (figura 1).rar que este circuito sólo indica si la batería se encuen- El principio de operación es muy sencillo, y es co-tra baja, o con el nivel aceptable de trabajo, “no” es un mo sigue: si la batería entrega un valor de voltaje acep-cargador de baterías, pero con solo agregar un poco table, esta condición será indicada a través de un ledmás de circuitería se podría contar con uno que se mantendrá encendido de manera permanente (mientras esté conectado a la batería el circuito indica- dor de batería baja). Pero si la batería ha perdido aproximadamente el 80% de su valor nominal, entonces el led comenzará a encenderse y apagarse, además de que una señal audi- ble será activada. Y por otra parte si el led y la señal au- dible están inactivos significa que la batería ya no po- see carga alguna. El indicador de batería baja (vea el circuito en la fi- gura 2) tiene como parte fundamental un circuito que realiza la comparación del valor que entrega la batería contra un valor de referencia, el cual es el encargado de señalar si la batería está por debajo del valor mínimo permitido y enviar la señal de alarma correspondiente. Para el diseño de este circuito se considera que si la Por deducción se llega a la conclusión de tener quebatería ha disminuido en un 20% su valor nominal, sig- fijar 3 valores de referencia, uno para cada tipo de ba-nifica que se tiene que reemplazar o cargar hasta alcan- tería que puede ser verificada por medio de este indica-zar nuevamente su valor normal de operación. Entonces dor, pero para simplificar la circuitería tan solo se recu-si la batería entrega un 80% de su valor de voltaje, re- rrió a la utilización de un solo nivel de referencia, y pa-presenta que es el valor mínimo que tiene permitido ra fijarlo se procede a realizar el siguiente análisis.ofrecer al circuito que está siendo energizado por ésta, Si los valores de voltaje de las baterías de 6V, 9V yantes de que comience a presentar alteraciones en su 12V son divididos matemáticamente entre el factor 6forma de operar. (corresponde al valor menor de batería que se puede El circuito indicador de batería baja que aquí se pro- medir), se obtendrán como resultado los siguientespone, sirve para verificar baterías cuyo valor de voltaje múltiplos: 1, 1.5 y 2 respectivamente (vea la tabla 1). Ahora, si son divididos los valores de 6V, 9V y 12V en-Figura 1 tre los múltiplos 1, 1.5 y 2 respectivamente, se obten- drá como resultado el valor de 6V en cada una de las operaciones, esto quiere de- cir que se puede facilitar la tarea al fijar un solo valor de voltaje que sirva de referen- cia, ya que si la batería se encuentra cargada a su valor máximo se estará leyendo un valor de 6V, debido a los múltiplos de atenuación del voltaje de la batería corres- pondiente, tabla 1. CLUB SABER ELECTRÓNICA 11
  12. 12. K ITS DE M ONTAJES E LECTRÓNICOSTabla 1 Para implementar el circuito comparador se cuenta con 3 alternativas, las cuales dependen del valor nomi- nal de las baterías, de acuerdo a lo siguiente: Si se emplea una batería de 6V, el valor de voltaje que entregue se compara de manera directa con el va- lor de referencia. Si se emplea una batería de 9V, el valor que entre-Tabla 2 gue se atenuará 1.5 veces. Esta tarea es realizada a través del divisor de vol- taje comprendido por los resistores R5 y R6 siendo el valor que entregue el que se compare con el de referen- cia. Si se prueba una batería de 12V, se empleará una atenuación de 2 veces, a través del divisor de voltaje compuesto por R7 y R8. La labor de fijar el valor de referencia recae sobreel circuito integrado IC1 (LM78L05) que indica el va- Para se-lor mínimo permitido para una batería, recordando que leccionar else cuenta con un solo valor de referencia no importan- tipo de bate-do de qué valor sea la batería (6V, 9V o 12V), siempre ría a verifi-se estará comparando la medición de la batería con un car, se tienevalor de referencia de 5V, el cual de acuerdo a los múl- que colocartiplos de atenuación se tendrán los siguientes valores el selector enmínimos 5V, 7.5V y 10V, para las baterías de 6V, 9V y la posición12V respectivamente, los cuales se encuentran aproxi- correcta, ha-madamente al 83.33% de sus valores nominales (que bilitando a suson muy cercanos al 80% propuesto), tabla 2. vez el divisor Figura 2 12 CLUB SABER ELECTRÓNICA
  13. 13. I NDICADOR DE B ATERÍA B AJA sin la activación de la señal de alarma el temporizador perma- necerá en estado de reposo sin general oscilación alguna, por lo tanto el nivel de voltaje a la salida se encuentra en un valor de 0V, lo cual es aprovechado para conectar un led entre la sa- lida de este contador y V+, para que se mantenga encendido de manera permanente, de acuerdo a como se indica en el circuito impreso de la figura 4. Una vez que se genere la señal de alarma, es activado el tempo- rizador del circuito IC2A, por lo Figura 3 que éste comienza a oscilar con una frecuencia de 1Hz, visuali-de voltaje correspondiente. La operación de comparar zándose en el led que éste se apaga y enciende, indican-el valor de referencia contra el que entrega la batería a do a la vez que la batería se encuentra con un nivel detravés del selector, es realizada por un amplificador voltaje por debajo del valor de referencia, esta oscila-operacional comprendido por el IC3 (LM311), que se ción provoca que se active una señal audible por medioencuentra en la configuración de comparador de nivel del circuito temporizador IC2B (1/2 de LM556), el cualinversor, el cual es-tará funcionandode acuerdo a la fi-gura 3. De donde siel voltaje de la ba-tería que está sien-do medido se en-cuentra por debajodel valor de refe-rencia, provocaráque se active unaseñal de alarma a lasalida del circuitocomparador, deacuerdo con la fi-gura 3. La señal queentrega el circuitocomparador se ha-ce llegar al circuitotemporizador IC2A(1/2 de LM556), elcual genera unafrecuencia de 1Hz.Dicha oscilación esactivada si fue ge-nerada la señal dealarma a través delcircuito compara-dor IC3. Figura 4 Por otra parte, CLUB SABER ELECTRÓNICA 13
  14. 14. K ITS DE M ONTAJES E LECTRÓNICOS genera una frecuencia de 1kHz que es aplicada a un dispositivo zumbador, de acuerdo a la figura 5. El soni- do generado por el valor de esta frecuencia es muy agudo y por lo tanto molesto, cum- pliendo la condición ideal pa- ra una señal de alarma y por eso fue seleccionada. Lista de Materiales IC1 - LM78L05 IC2 - LM556 IC3 - LM311 Q1 - 2N2222 R1 - 390 W R2 - 390 W R3 - 390 W R4 - 3.3kW R5 – 39kW R6 – 68kW R7 – 15kW R8 – 10kW R9 - 3.3kW Figura 5 RA1 – 12kW RB1 – 15kW RA2- 8.2kW RB2 - 3.3kW C1 - 33m F x 15 V C2 - 0.1m F Ficha Técnica del Kit C3 - 0.01m F C4 - 0.01m F L1 - LED Rojo de 5 mmNombre del Kit: VariosIndicador de Batería Baja Placa de circuito impreso, gabinetes para montaje, zócalo para los integrados, zumbador, estaño, cables, etc.Clave:ICA-003Tipo:Para el AutomóvilPrecio sugerido de la placa de circuito impre-so: Argentina: $ 10, México: $ 30 M.N. OtrosPaíses: U$S 6Precio sugerido del kit para armar: Argentina:$21, México: $ 80 M.N. Otros Países: U$S 9Precio sugerido del kit armado: Argentina:$ 29, México: $ 140 M.N. Otros Países: U$S 12 14 CLUB SABER ELECTRÓNICA
  15. 15. ICA-004: M ANDO B IMANUAL El circuito que se muestra a continuación tiene una tiempo no se ha activado el segundo botón, el circuitoaplicación muy importante en las industrias, sobre to- inhabilitará la generación del mando, aun cuando sedo en donde se cuente con maquinarias que pueden po- presione el botón que hacía falta.ner en riesgo la integridad física de los obreros. Se tra- Este modo de operación traerá como resultado queta de un interruptor con sistema de seguridad para pro- el operador deba tener ambas manos fuera del proceso,teger a operarios de eventuales accidentes. porque de otra forma no tiene posibilidad de accionar los 2 botones al mismo tiempo. Una vez que los boto- nes hayan sido manipulados al mismo tiempo, o con una diferencia máxima de 5 segundos entre botón y bo- tón (además de mantener ambos botones activados), el circuito estará en posibilidades de generar un mando que se traduzca en una acción, y en el momento que suelte cualquiera de los 2 botones, el circuito desactiva- rá el mando que se había generado, esperando a que los 2 botones se encuentren en estado de reposo para iniciar un nuevo ciclo (equivale a un reset). Por otra parte, continuando con el ejemplo, al ser activados los 2 botones se provocará que el pistón des- Este circuito se puede instalar fácilmente en una cienda hasta la lámina que se va a rotular.máquina de estampado de láminas de acero o cartón (fi- A continuación se describe el modo de operar delgura 1), en la cual el operador tiene que colocar ma- circuito.nualmente dichas láminas, tomando en cuenta esta cir- En la figura 2 se puede observar el circuito eléctri-cunstancia, las manos y brazos del operador corren un co del “mando” que cuenta con 2 botones de reposicióngran riesgo ya que el pistón que realiza el estampado automática (push boton), los cuales son del tipo normal-puede descender en cualquierinstante mutilando al operador. El mando bimanual tiene la Figura 1misión de proteger las extremi-dades del operador, confiandoen todo momento en el diseñode la lógica de operación de es-te circuito, ya que tiene imple-mentado un sistema de seguri-dad a base de oprimir 2 boto-nes, que accionándolos a la veztienen la capacidad de podergenerar una orden o mando deacuerdo a lo que se describe acontinuación. Para que se autorice una ac-ción valida de algún proceso, eloperador debe oprimir 2 boto-nes al mismo tiempo, tomandoen cuenta que de no realizarseel proceso de esta manera, des-pués de accionar de forma inde-pendiente cualquiera de los 2botones se activa un temporiza-dor con un tiempo máximo de 5segundos, si al término de este CLUB SABER ELECTRÓNICA 15
  16. 16. K ITS DE M ONTAJES E LECTRÓNICOS Figura 2mente abierto, el acciona- Figura 3miento de un botón represen-ta la generación de un “1” ló-gico, mientras que en su esta-do de reposo implica tener un“0” lógico como respuesta. Elestado lógico que tengan losbotones se hacen llegar a 2compuertas, una de ellas esdel tipo NOR (IC2A 74LS02)y la otra del tipo AND (IC1A74LS08); la compuerta NORtiene la misión de detectar elaccionamiento de cualquierade los 2 botones, este actotiene como finalidad el hacerfuncionar un circuito tempo-rizador basado en un circuitomonoestable, que está imple-mentado por medio del cir-cuito integrado IC3A(74LS221), el cual está dise-ñado para generar un pulsocon un tiempo máximo de 5segundos. El circuito integradoIC1A (74LS08 AND) detectael momento en que ambosbotones son accionados al 16 CLUB SABER ELECTRÓNICA
  17. 17. M ANDO B IMANUAL que el otro botón sea presio-Figura 4 nado, además de asegurar la condición de que ambos bo- tones están siendo manipula- dos al mismo tiempo. Si es- tas condiciones son válidas se procede por medio de un flip – flop tipo RS a guardar en memoria el estado activo del mando que se genera el oprimir los 2 botones al mis- mo tiempo, esta memoria temporal tiene la función de preservar el estado lógico una vez que la temporización entregada por el circuito mo- noestable expira, siendo la única manera de cancelar el mando soltando cualquiera de los 2 botones provocandomismo tiempo indicando esta acción por medio de un una señal de reposicionamiento en el flip – flop a través“1” lógico, por lo que si sólo es presionado un botón o de la compuerta NOR IC2B (74LS02). La salida del flipninguno, se generará un “0” lógico. El estado lógico en- – flop contiene la información del mando que activarátregado por la compuerta AND (IC1A) y el circuito mo- algún mecanismo, por lo que para manejar la potencianoestable (IC3) se hacen incidir en otra compuerta se hace uso de un relevador que llevará a cabo esta fun-AND (IC1B), esta última indica que se han cumplido ción. Por último, a través de un led se le hace saber allas condiciones de que cuando fue activado cualquiera usuario cuando es activado el mando, y por medio dede los botones, el tiempo no se ha agotado y se permita otro led se indica si la temporización generada por el circuito monoestable se encuentra presente o ha expira- do. Para armar el circuito se propone el circuito impre- Ficha Técnica del Kit so de la figura 3. En la figura 4 se puede observar como se compone el kit de componentes de este proyecto. Lista de MaterialesNombre del Kit: IC1 - 74LS08 – Circuito IntegradoMando Bimanual IC2 - 74LS02– Circuito Integrado IC3 - 74LS221– Circuito Integrado Q1 - 2N2222 – Transistor NPNClave: R1 - 1 k ΩICA-004 R2 - 1k Ω R3 - 1k Ω R4 - 1k ΩTipo: R5 - 1k ΩBricolage, Robótica, POT – Potenciómetro de100 kΩ linealAutomatización C1 - 1000m F x 15 V – Capacitor electrolítico D1 - LED Rojo de 5mm D2 - LED Verde de 5mmPrecio sugerido de la placa de circuito impre- D3 - 1N4001 – Diodo rectificador de 1Aso: Argentina: $ 6, México: $ 30 M.N. Otros Relevador – Relé de 6V para circuitos impresosPaíses: U$S 4 Botón 1 – Pulsador NAPrecio sugerido del kit para armar: Argentina: Botón 2 – Pulsador NA$ 19, México: $ 80 M.N. Otros Países: U$S 9 VariosPrecio sugerido del kit armado: Argentina: Cables de conexión, placa de circuito impreso,$ 28, México: $ 140 M.N. Otros Países: U$S 12 fuente de 5V, gabinete para montaje, zócalos para los integrados (opcionales), etc. CLUB SABER ELECTRÓNICA 17
  18. 18. ICA-005: T IMBRE A UTOMÁTICO PARA N EGOCIO Existe una gran cantidad de negocios como son para negocio”, se tienen reservados 2 pares de bornes,tiendas, despachos, consultorios médicos, la recepción en uno de ellos se entregan 12V para alimentarlo, y ende un hotel, etc, en los cuales la puerta principal re- el otro par se conecta el interruptor que indica el estadoquiere estar abierta durante todo el tiempo que se dé el del sensor. Otro elemento de apoyo para el circuitoservicio a lo largo del día. La aplicación de este circui- “timbre para negocio” es un transformador reductorto es muy útil sobre todo cuando las personas encarga- que por lo menos entregue 12V.C.A en el secundario,das de atender o recibir a quienes lleguen al negocio para así energizar tanto al circuito del timbre para nego-tienen otras actividades que realizar. cio como al sensor de luz infrarroja, para este transfor- Este circuito tiene la tarea de avisar que un posiblecliente ha llegado al negocio (figura 1), por medio de laactivación de una alarma sonora que, entre otras cosas, Figura 2no tiene que ser escandalosa yaque podría espantar a la perso-na que llegue. El timbre puedeser del tipo casero pero debe seractivado solamente durante unpequeño intervalo de tiempo, locual sería equivalente a tocar lafamosa campanilla que se en-cuentra en la recepción de loshoteles, y entonces se dará poravisada la persona que le darála atención al posible cliente. El circuito de este proyectorequiere como apoyo para suoperación, de un sensor que ge-nere una barrera óptica de luzinfrarroja que sea la encargadade realizar la detección de laspersonas que crucen una puertao un acceso. Se recomienda el empleo desensores infrarrojos pasivos co-mo los que se ilustran en la fi-gura 2, ya que tienen un alto de-sempeño. Para conectar estesensor al circuito del “timbre Figura 1 18 CLUB SABER ELECTRÓNICA
  19. 19. T IMBRE A UTOMÁTICO PARA N EGOCIOmador también se tienenreservados 2 pares de bor- Figura 3nes, uno para el primarioy otro para el secundario. El timbre para nego-cio basa su operación enun circuito integrado quegenera un pulso monoes-table, este integrado tienela matrícula 74LS221(IC3A) que en conjuntocon R4 y C1 marcan eltiempo que debe durar di-cho pulso. A través deR4, que es variable, se lle-va a cabo el ajuste deltiempo durante el cual sedebe activar la señal audi-ble (vea la figura 3). EL IC3A está configu-rado de tal manera queidentifique los flancos deascenso que entregará elsensor infrarrojo, esta ac-ción se hará presentecuando una persona seadetectada. El sensor in-frarrojo presenta su res-puesta a través de un con-tacto seco, el cual se man-tendrá cerrado mientrasno detecte persona algu-na, y se abrirá cuando de-tecte una persona, estecontacto en conjunto conel resistor R3 serán losmedios para generar lossiguientes estados lógi-cos: “0” lógico cuando no detecta. “1” lógico cuando sí detecta. Y es en la transición de “0” a “1” lógico (flanco deascenso) cuando el monoestable se dispara generandoel pulso que activará al timbre. La salida del monoestable (IC3A) se hace llegar a labase del transistor Q1 que a su vez activa la bobina deun relevador que sirve de interface entre la etapa decontrol (lógica TTL) y el timbre que puede ser de tipocasero de VCA. Cuando una persona ha ingresado, aparte de la señal Por otra parte, para energizar al sensor infrarrojo seaudible se enciende un led que también tiene la misión utiliza un regulador de voltaje de 12V (IC1 LM7812),de verificar el funcionamiento del circuito. esta magnitud de voltaje es entregada por medio de un CLUB SABER ELECTRÓNICA 19
  20. 20. K ITS DE M ONTAJES E LECTRÓNICOS Ficha Técnica del Kit Nombre del Kit: Timbre Automático para Negocio Clave: ICA-005 Tipo: Bricolage, Utilidad Práctica Precio sugerido de la placaFigura 4 de circuito impreso: Argenti- na: $ 8, México: $ 30 M.N. Otros Países: U$S 6 Precio sugerido del kit para armar: Argentina: $ 34, Mé- xico: $ 115 M.N. Otros Paí- ses: U$S 16 Precio sugerido del kit ar- mado: Argentina: $ 42, Mé- xico: $ 175 M.N. Otros Paí- ses: U$S 20 IC2 - LM7805 – Circuito Integra- do IC3 - 74LS221 – Circuito Inte- grado Q1 - 2N2222 – Transistor NPN R1 - 390W R2 - 1 kW R3 - 390Wborne exclusivo para esta tarea. Para alimentar de vol- R4 - Trimmer 2kWtaje al circuito monoestable y la bobina del relevador, B3 - Puente de diodos tipo BR 150también se utiliza el voltaje de 12V, y por medio de un C1 - 1000mF – Capacitor electrolítico por 15Vregulador de 5V (IC2 78L05) se energizan estos últi- C2 - 1000mF – Capacitor electrolítico por 15Vmos. En la figura 4 se muestra una sugerencia para la D1 - LED Rojo de 5 mmconstrucción de la placa de circuito impreso. D2 - 1N4001 Se cuenta también con un par de bornes para conec- Rele 1 – relé de 5VCD, para circuitos impresostar el voltaje de la línea de CA, y otro par de bornes pa-ra conectar el timbre casero, en la figura 5 se muestra la Variosforma de realizar las conexiones. 12 Bornes de conexión, placa para circuito impre- so, transformador de acuerdo con la red local y secun- Lista de Materiales dario de 12V x 500mA, gabinete para montaje, cables, IC1 - LM7812 – Circuito Integrado estaño, etc. 20 CLUB SABER ELECTRÓNICA
  21. 21. ICA-006: G ENERADOR DE R AMPA POR DAC Se propone el diseño de un circuito que genera una rruptores, siendo éstos los que generan los estados lógi-señal de rampa, tomando como base la operación de un cos digitales (0 lógico y/o 1 lógico). Si el interruptor seconvertidor digital – analógico (DAC). Básicamente la encuentra conectado hacia la posición de gnd estaremosseñal resultante de este proyecto puede ser empleada hablando de un 0 lógico, mientras que si el interruptorcomo base para otros circuitos, como por ejemplo un se encuentra ubicado hacia la posición del nodo el esta-generador de barrido para el control vertical de un te- do lógico correspondiente será un 1 lógico.levisor. Otro objetivo que se persigue con este proyec- De acuerdo a la magnitud de cada una de las co-to es la parte didáctica en la comprensión de cómo ope- rrientes se tiene lo fórmula mostrada en la tabla 1.ra el DAC, así como los circuitos construidos con am- Prácticamente la suma total de las corrientes al es-plificadores operacionales. tar en función del interruptor correspondiente, dará co- mo resultado la corriente total entregada por la fuente de voltaje Vref, y cada una de las corrientes genera el peso específico del bit de que se trate. El bit más significativo (BMS) está representado por el interruptor y resistencia más cercano al Vref, mientras que el bit menos significativo (bms) está cons- tituido por los elementos más lejanos al Vref. Como pa- so final para convertir el valor digital (caracterizado por los interruptores) a su correspondiente valor analógico, es necesario el empleo de un amplificador operacional en la función de amplificador. En la figura 3 se observa el circuito completo de nuestro generador. Para el caso particular del diseño del proyecto generador de rampa, Como parte principal del generador de rampa se tie- el DAC por escalera R-2R cambia un poco su configu-ne el convertidor digital – analógico, el cual opera por ración, ya que en este caso no serán empleados los in-el principio de “escalera R-2R”, cuya configuración bá- terruptores para generar los estados lógicos, ya que di-sica se muestra en la figura 1. cha función está realizada por un contador de 4 bits Para este convertidor digital – analógico se emplea (IC2 74LS191), mientras que el arreglo de resistores noun arreglo de resistencias (figura 2), cuya operación se sufre ningún cambio con respecto del esquema base delbasa en “ponderar” el valor de la corriente que se gene- DAC R-2R. Es a través de este contador que precisa-ra a partir de la señal del voltaje de referencia (Vref), el mente se va generando la rampa ya que cuando inicia sucual a su vez fija el rango de operación del convertidor, conteo, se encuentra en la posición del estado lógicoesto es, se delimitan tanto el valor mínimo como el va- 0000(2), que equivale al valor analógico de 0V, y con-lor máximo de operación. De acuerdo a la ubicaciónque guarde la resistencia en Tabla 1cuestión, será la magnitud decorriente que circule por és-ta, tal como se ilustra en la fi-gura siguiente. Las corrientes que songeneradas a partir del Vref ycruzan por el arreglo de re-sistores se suman cuando lle-gan a un nodo común, cabehacer la mención de que sóloserán válidas aquellas co-rrientes que llegan al nodo,esto es posible ya que se Figura 1cuenta con una serie de inte- CLUB SABER ELECTRÓNICA 21
  22. 22. K ITS DE M ONTAJES E LECTRÓNICOS De acuerdo a la manera de con- tar del circuito IC2 se tiene la posibilidad de tener un conteo ascendente o descendente dando origen a las señales de las figu- ras 5 y 6. Este conteo genera 2 diferentes rampas, las cuales pueden con- trolarse por medio de un jumper que se coloca o se quita en las terminales JP3, esto es, si el jumper está colocado se genera una rampa descendente (figura Figura 2 6), en el caso contrario si no se encuentra el jumper se estará generando una rampa ascenden- te (figura 5).forme se va incrementando el conteo (0001, 0010, Un segundo amplificador operacional identificado0011, 0100, ...... etc), el valor de voltaje analógico a la como IC1A se encuentra configurado como un oscila-salida de igual manera se irá incrementando de forma dor el cual entrega una señal cuadrada, pero con nive-correspondiente, tal como se ilustra en la figura 4. les de voltaje que van desde +12V hasta –12V, y prác- La rampa se genera cuando una vez concluido un ticamente se puede considerar a este oscilador como elconteo (desde 0000(2) hasta 1111(2)), se vuelve a colo- corazón de todo el proyecto, ya que a partir de aquí escar el circuito contador en la posición inicial 0000(2) como se va generando la señal que controla y hace po-dando comienzo a un ciclo nuevo. Para poder amplifi- sible el conteo que a su vez origina la rampa ya sea as-car la señal de voltaje es necesario el uso de un ampli- cendente o descendente, la frecuencia de operaciónficador operacional en la configuración de seguidor de puede ser modificada a través de la manipulación delvoltaje (IC1B LM324), cuyo fin es el reforzar la mag- potenciómetro POT1 que en conjunción con C2 definennitud de corriente entregada por el contador IC2, a tra- el rango de frecuencia que entrega el circuito osciladorvés del arreglo de resistencias. y de esta manera se contará con la posibilidad de modi- Figura 3 22 CLUB SABER ELECTRÓNICA
  23. 23. G ENERADOR DE R AMPA POR DAC se realiza por medio del potenciómetro POT3. Los cua- Figura 4 tro amplificadores operacionales empleados en este proyecto, se encuentran encapsulados dentro de un cir- cuito integrado, el cual es muy versátil por el espacio Figura 5ficar el rango de operación con respecto de la frecuen-cia. Para poder hacer llegar la señal del oscilador al cir-cuito contador, se requiere de un transistor para que por Figura 6medio de éste sean ajustados los niveles de voltaje a losrequeridos por la lógica TTL del cual forma parte el cir-cuito contador. Un tercer amplificador operacionalIC1D es empleado en la configuración de amplificadorinversor, y su mi-sión es la de encar-garse de suministrarla amplificación ne-cesaria para que laseñal de rampa al-cance los nivelesque se requieren(para este proyectode +12V a – 12V).La amplificación esposible mediante larelación de los valo-res resistivos deR15 y el POT2, y esa través de la mani-pulación de este úl-timo, que se puedecambiar la relación Figura 7de ganancia. Uncuarto y último am-plificador operacio-nal identificado co-mo IC1C es emplea-do como un circuitosumador inversor, ycuya función es lade agregar una cier-ta cantidad de offsetpara que pueda serdesplazada la ram-pa, ya sea hacia arri-ba o hacia debajo desu valor de referen-cia. El control de lamagnitud de offset CLUB SABER ELECTRÓNICA 23
  24. 24. K ITS DE M ONTAJES E LECTRÓNICOS que se ahorra en los circuitos, la matrícula de este integrado de LM324. Con respecto a la energía que requiere todo el circuito, se tiene la necesidad de hacerle llegar un voltaje positivo +12V (+V) y un voltaje nega- tivo –12V (-V), además de un valor de referencia eléctrica (GND) y con los cuales sea posible alimentar a los ampli- ficadores operacionales del integrado LM324. Para suministrar energía al circuito IC2 (74LS191 de lógica TTL) se emplea el regulador de voltaje 7805 que entrega un valor de 5V. Por último, el circuito generador de rampa puede operar como un convertidor digital analógico, por lo que se tendría que inhabilitar el conteo que realiza el circuito IC2, para que a través de los estados lógicos que se encuentran en las terminales del conector JP1, se entregue el valor de voltaje analógico correspondiente a la combinación binaria, la cual debe encontrarse den- tro de los parámetros de la lógica TTL, para inhabilitar el conteo o generar la señal de rampa, se quita o coloca un jumper en las terminales JP2, teniendo lo siguiente, si no se encuentra el jumper el proyecto operará como un convertidor digital – analógico, mientras que cuan- do se encuentre conectado el jumper la respuesta a la salida será la de una rampa. Ficha Técnica del Kit Por último, en la figura 7 se observa el diagrama de circuito impreso sugerido para nuestro montaje.Nombre del Kit: Lista de MaterialesGenerador de Rampa por IC1 - LM324 – Cuádruple operacionalDAC IC2 - 74LS191 – Integrado TTL IC3 – 7805 – Regulador de 3 terminales Q1 - 2N2222 – Transistor NPNClave: R1, R6, R7, R8,R9 – 22kΩICA-006 R2, R3, R4, R5, R10 - 12kW R11, R15, R16, R17, R19 - 10kΩ R12 - 8.2kΩTipo: R13, R14 – 1kΩEducativo, Instrumentación R18 – 220Ω R20, R21 - 390WPrecio sugerido de la placa de circuito impre- POT1 – Potenciómetro de 50kWso: Argentina: $ 7, México: $ 30 M.N, Otros POT2 – Potenciómetro de100kWPaíses: U$S 5 POT3 – Potenciómetro de 10kWPrecio sugerido del kit para armar: Argentina: C1 - 10mF – Electrolítico por 25 V$ 21, México: $ 110 M.N. Otros Países: U$S 10 C2 - 0.1mF - CerámicoPrecio sugerido del kit armado: Argentina: Varios$ 28, México: $ 170 M.N. Otros Países: U$S 15 Placa de circuito impreso, gabinete para montaje, conectores, cables de conexión, etc. 24 CLUB SABER ELECTRÓNICA
  25. 25. ICA-007: T ERMÓMETRO E LECTRÓNICO En muchas ocasiones, por curiosidad o por necesi-dad, se requiere saber cuál es la magnitud de tempera- Figura 1tura que está presente ya sea en una estancia, una re-cámara, un almacén, etc. Para esta acción existe todauna serie de termómetros comerciales que hacen dichatarea. nes más complejas como puede ser el activar una alar- ma de acuerdo a cierto nivel de temperatura, implicaría aumentarle más circuitería y robustecer al termómetro (lo cual en determinado momento no implica mayores problemas). El circuito mostrado en este artículo es una alterna- El termómetro que aquí se propone indica el valortiva para medir temperatura, empleando dispositivos de temperatura tal como los termómetros de mercurio,muy simples y económicos. Se tiene que tomar en cuen- en los cuales de acuerdo al valor de temperatura el mer-ta que algunos de los propósitos de este “Termómetro” curio sube o baja dentro de un tubo.son los siguientes: que sea portátil (por lo tanto posea Este termómetro basa su operación en tres circuitosbajo consumo de energía), se pueda instalar en cual- integrados, los cuales se irán describiendo a lo largo dequier lugar (protegido contra la intemperie), y sea de este texto.lectura inmediata. Se recomienda que este termómetro El circuito integrado cuya matrícula es LM3914 ysea utilizado en casas habitación, ya que para aplicacio- se encuentra identificado como IC3, es un dispositivoFigura 2 CLUB SABER ELECTRÓNICA 25
  26. 26. K ITS DE M ONTAJES E LECTRÓNICOSque de acuerdo a la cantidadde voltaje que se le haga lle-gar, enciende o apaga unaserie de 10 led’s que se co-nectan a sus terminales desalida. Este integrado inter-namente está compuesto poruna serie de amplificadoresoperacionales (10 en total)interconectados entre sí, loscuales se encuentran confi-gurados como comparado-res de nivel, además tam-bién cuenta con un voltaje de referencia de 1.25V que en función aes a través del cual se realizan las comparaciones de la magnitudvoltaje y el correspondiente encendido de los led’s. de tempera- En la figura 1 podemos observar el circuito monta- tura a la quedo en Protoboard. está someti- El rango de operación del LM3914 está planteado do. Este sen-para que trabaje desde los 0V hasta un valor de 1.25V, sor de tem-y por cada incremento de 125mV se irán encendiendo peratura tie-los led’s correspondientes, de acuerdo a como se indica ne la capaci-en la tabla 1. dad de medir Por medio de los resistores R1 y R2 tienen la capa- temperaturascidad de controlar tanto el consumo máximo de co- dentro de un rango de –55ºC a +150ºC que en voltajesrriente para cada led, y la luminosidad con la cual en- corresponde a –55mV a +1500mV, para más detallescienden los led’s. Cabe mencionar que de acuerdo a lo observar la tabla 2.que el fabricante del integrado recomienda, por medio La ventaja, al emplear este integrado, radica en eldel empleo de la siguiente ecuación: Iled = se puede fi- hecho de que el nivel de voltaje que entrega de acuerdojar el valor de corriente que circulará por cada uno de a la temperatura que mide, ya se encuentra calibrada enlos led’s encendidos; para el termómetro aquí analizado ºC, además de que cada incremento de 10mV equivalese propone que la magnitud de corriente sea de Iled = 5 a 1ºC.mA para cada led. Para efectos de operación del termómetro, lo conve- Por medio de la terminal 9 (MODE) del integrado niente es definir que el rango de operación del sensorLM3914 se puede seleccionar que el termómetro indi- sea de 0ºC a + 40ºC, ya que como se menciona al inicioque el valor de temperatura como una barra (que se en- de este artículo su operación será destinada a un uso re-ciendan todos los led’s hasta el que indica el valor de sidencial, la cual no significa mayores problemas si setemperatura), o que únicamente se encienda el led co- quiere darle una aplicación industrial, ya que por mediorrespondiente a la temperatura que seestá midiendo. Para seleccionar el mo- Figura 4do de operación “BARRA ó PUNTO”,se cuenta con un puente selector (JP2),el cual cuando se coloca hará que el ter-mómetro opere como una barra, y cuan-do no se encuentre puesto el termóme-tro trabajará en forma de un punto. El circuito integrado LM35 identifi-cado como IC1 es un sensor de tempe-ratura que únicamente tiene tres termi-nales, una que corresponde a la de ali-mentación al voltaje positivo, otra ter-minal que se conecta a GND, y la terce-ra es la que entrega un valor de voltaje 26 CLUB SABER ELECTRÓNICA
  27. 27. T ERMÓMETRO E LECTRÓNICO Lo último que falta detallar es la alimentación del circui- to, y dadas las características de los circuitos integrados, es posible hacer uso de una fuente de alimentación cuyo valor puede ir desde 3V has- ta 21V, y la forma de operar del “Termómetro” no se verá afectada. Para efectos de te- ner un termómetro portátil, se propone el empleo de una batería cuadrada de 9V. Lista de materiales IC1 - LM35 IC2 - LM3914 IC3 - LM324 Figura 3 R1 - 2.2KΩdel circuito integrado que a continuación se describirá, R2 - Pot 10KΩse tiene la posibilidad de manipular (ampliar o dismi- R3 - 10KΩnuir) el rango de operación. R4 - 22KΩ El tercer y último circuito integrado que se emplea D1 a D3 - LED VERDEes aquel cuya matrícula es LM324 y se identifica como D4 a D7 - LED AMBARIC2, este integrado internamente está constituido por 4 D8 a D10 - LED ROJOamplificadores operacionales independientes entre sí, y Variosaunque para el termómetro solo será empleado uno de Circuito impreso, portabateríaellos, se tiene la ventaja de que este integrado requiere jumper, tira de headers sencillosde una fuente de alimentación simple, lo cual es muybenéfico si tomamos en cuenta que se está diseñando untermómetro portátil. La función que realiza el amplificador operacional Ficha Técnica del Kitdel LM324 es adecuar el valor de voltaje que está entre-gando el sensor de temperatura, como ya se dijo la apli- Nombre del Kit:cación de este termómetro será casera, por lo que el ran-go de operación será de 0ºC a + 40ºC, lo que equivale a Termómetro Electrónicotener un rango de voltaje de 0V a + 400mV. El esquema de circuito eléctrico del proyecto se ve Clave:en la figura 2 y en la figura 3 damos una sugerencia decircuito impreso. ICA-007 Si se toma en cuenta que el rango de operación delintegrado LM3914 (IC3) es de 0V a 1.25V, entonces el Tipo:valor máximo que interesa del sensor (400mV) se tiene Aplicaciones de Utilidad,que amplificar que alcance el valor máximo para acti-var al IC3 (1.25V), lo cual significa que se tiene que Instrumentaciónamplificar el valor de voltaje del sensor por un factor de3.125 veces. Precio sugerido de la placa de circuito impre- En la figura 4 vemos el termómetro montado en so: Argentina: $ 5, México: $ 30 M.N. Otrosplaca impresa. Países: U$S 4 La configuración que adquirirá el amplificador ope- Precio sugerido del kit para armar: Argentina:racional del IC2 es la de amplificador “no inversor”, $ 26, México: $ 145 M.N. Otros Países: U$S 14siendo los resistores R3 y R4 los encargados de fijar el Precio sugerido del kit armado: Argentina:factor de amplificación antes mencionado (3.125 ve- $ 34, México: $ 205 M.N. Otros Países: U$S 16ces). CLUB SABER ELECTRÓNICA 27

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