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Fase5_10_ELECTRÓNICA DIGITAL

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En esta fase realizaremos la implementación física del proyecto que hemos venido
construyendo durante el desarrollo del curso, a partir de un conjunto de elementos electrónicos,
procedimientos y conexiones que nos permitirán evidenciar el óptimo y eficaz funcionamiento
de la maquina completa. Siguiendo las indicaciones de la guía de actividades del curso, se nos
pide que una vez finalizado el proceso de diseño, debemos implementarlo físicamente. Para
llevar a cabo lo anterior, es necesario que mediante un bosquejo mostremos los diferentes
circuitos integrados, resistencias, Displays, leds, pulsadores, temporizadores, etc., que se han
empleado para dicha implementación.
Básicamente, con esta fase lo que se pretende es dar una noción del funcionamiento real de los
dos contadores que permiten visualizar tanto el número de botellas que ingresan a una canasta,
como los segundos transcurridos entre cada botella. Teniendo en cuenta lo anterior, nos
basamos en una técnica de trabajo en equipo, con la cual logramos la construcción y montaje
del circuito utilizando herramientas y elementos que nos permitieron satisfacer los
requerimientos del diseño y complementar las simulaciones de fases anteriores.
Finalmente, como última implicación de la fase, debemos evidenciar todo el proceso que se
vio involucrado en el montaje de los contadores, detallándolo y mostrando paso a paso la
manera en la que conseguimos la aplicación teórica sobre un mecanismo de aprendizaje
practico, como lo es la Protoboard.
Una vez montado el circuito físicamente, debemos comprobar su correcto funcionamiento. Con
el fin de darlo a conocer y ratificar la viabilidad de su aplicación, recurriremos a la elaboración
de un video, en el que a modo de tutorial, serán descritas cada una de las utilidades generadas
por éste, a partir de su estructura y componentes.

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Fase5_10_ELECTRÓNICA DIGITAL

  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD - ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA – ECBTI – Curso: Electrónica Digital Grupo 243004_10 Actividad: Fase 5 Implementación Física del diseño Presentado al tutor: CARLOS AUGUSTO FAJARDO Realizado por: RICARDO MOLINA GIL CRISTIAN ALEXANDER SAAVEDRA LEIDY PAOLA BUITRAGO KENIS HANS ESTRADA Diciembre 02 de 2015
  2. 2. 2 Electrónica Digital. Fase 5. – Implementación física del diseño - Grupo 203042_10 INTRODUCCION En esta fase realizaremos la implementación física del proyecto que hemos venido construyendo durante el desarrollo del curso, a partir de un conjunto de elementos electrónicos, procedimientos y conexiones que nos permitirán evidenciar el óptimo y eficaz funcionamiento de la maquina completa. Siguiendo las indicaciones de la guía de actividades del curso, se nos pide que una vez finalizado el proceso de diseño, debemos implementarlo físicamente. Para llevar a cabo lo anterior, es necesario que mediante un bosquejo mostremos los diferentes circuitos integrados, resistencias, Displays, leds, pulsadores, temporizadores, etc., que se han empleado para dicha implementación. Básicamente, con esta fase lo que se pretende es dar una noción del funcionamiento real de los dos contadores que permiten visualizar tanto el número de botellas que ingresan a una canasta, como los segundos transcurridos entre cada botella. Teniendo en cuenta lo anterior, nos basamos en una técnica de trabajo en equipo, con la cual logramos la construcción y montaje del circuito utilizando herramientas y elementos que nos permitieron satisfacer los requerimientos del diseño y complementar las simulaciones de fases anteriores. Finalmente, como última implicación de la fase, debemos evidenciar todo el proceso que se vio involucrado en el montaje de los contadores, detallándolo y mostrando paso a paso la manera en la que conseguimos la aplicación teórica sobre un mecanismo de aprendizaje practico, como lo es la Protoboard. Una vez montado el circuito físicamente, debemos comprobar su correcto funcionamiento. Con el fin de darlo a conocer y ratificar la viabilidad de su aplicación, recurriremos a la elaboración de un video, en el que a modo de tutorial, serán descritas cada una de las utilidades generadas por éste, a partir de su estructura y componentes.
  3. 3. 3 Electrónica Digital. Fase 5. – Implementación física del diseño - Grupo 203042_10 OBJETIVOS Con la realización del presente trabajo pretendemos obtener los siguientes objetivos: Implementar físicamente un proyecto basado en el diseño de dos contadores que permiten visualizar tanto el número de botellas que ingresan a una canasta, como los segundos transcurridos entre cada botella. Adquirir destrezas y habilidades para la puesta en marcha de circuitos digitales. Conocer y manejar las estructuras de diseño lógico aplicado a circuitos digitales. Conocer arquitectura y características de las compuertas lógicas. Dominar herramientas de análisis, diseño e implementación para circuitos digitales. Terminar con el desarrollo y puesta en marcha del proceso del sistema contador de botellas. _____________________________________________ __________________
  4. 4. 4 Electrónica Digital. Fase 5. – Implementación física del diseño - Grupo 203042_10 MATERIAL Y EQUIPO NECESARIO Cabe resaltar, que existen elementos que durante las simulaciones digitales no fue necesario emplearlos, pero que durante la implementación física es indispensable contar con ellos. Teniendo en cuenta lo anterior, para llevar a cabo el montaje del circuito que hemos venido construyendo a lo largo del curso, empleamos lo siguiente:  1 BreadBoard  Fuente de alimentación de voltaje Vcc: Para nuestro caso en particular, y con el fin de evitar un gasto más, empleamos un cargador de 5v.  14 Compuertas lógicas caracterizadas de la siguiente manera:  1 XOR 74LS86 (2 entradas (x4))  3 OR 74LS32 (2 entradas (x4))  1 NAND 74LS00 (2 entradas (x4))  1 NOT 74LS04 (X6)  2 AND 74LS08 (2 entradas (x4))  2 Compuertas Secuenciales para Contador Asíncrono 74LS393 (Contador Binario de 4 bits (x2))  4 Compuertas Combinacionales para Decodificadores 74LS47 (BCD a 7 Segmentos)  4 Displays 7 segmentos  4 leds  Un pulsador  Circuito temporizador basado en el 555  12 Resistencias para la conexión de los leds y los Displays  Cableado de colores para realizar las respectivas conexiones
  5. 5. 5 Electrónica Digital. Fase 5. – Implementación física del diseño - Grupo 203042_10 PROCESO DE DISEÑO El proceso que implicó la implementación física de los dos contadores que permiten visualizar tanto el número de botellas que ingresan a una canasta, como los segundos transcurridos entre cada botella, se describe a continuación: Primero que todo, el objetivo de esta fase de trabajo colaborativo es que una vez finalizado el proceso de diseño, debemos implementarlo físicamente. Para llevar a cabo lo anterior, debimos emplear además de las compuertas mencionadas y descritas en las fases colaborativas anteriores, 2 Compuertas Secuenciales para Contador Asíncrono 74LS393 (Contador Binario de 4 bits (x2)) usadas como reemplazo de la compuerta 74LS490, ya que esta última no se encontraba dentro del mercado para poder adquirirla. En cuanto a la compuerta secuencial para Contador Asíncrono 74LS393, se puede decir que ésta es un Circuito Integrado TTL, descrito como un contador binario doble de cuatro ventanas, en donde cada mitad funciona como un divisor binario Modulo – 16 con las tres últimas etapas activadas en forma de onda. Se dice que tanto en la LS390 y la LS393, los flip flop son provocados por una transición de alto a bajo en sus insumos CP. Cada medio de cada tipo de circuito tiene una entrada de reinicio maestro que responde a una señal alta al forzar a las cuatro salidas para el estado bajo. Las especificaciones de este tipo de compuerta, se relacionan a continuación:  Es una versión doble de las compuertas LS290 y LS293  Tiene relojes separados que permiten división entre 2, 2.5 y 5  Posee asíncrono individual claros para cada contador  Típico Max frecuencia de 50 MHz
  6. 6. 6 Electrónica Digital. Fase 5. – Implementación física del diseño - Grupo 203042_10  Contiene diodos de entrada clamp para minimizar los efectos de terminación de alta velocidad  Maneja un voltaje de 6 v  Tiene un Encapsulado DIP  Posee 14 pines Al conectar estas compuertas como complemento de las demás, se hicieron algunos cambios en cuanto al diseño de los contadores, pues al sustituir la compuerta 74LS490 por la 74LS393, se presentaron algunas obstrucciones, ya que la primera tenía 16 pines y fue reemplazada por una que poseía tan solo 14. De esta forma, el diseño final del circuito antes de ser implementado físicamente, quedó de la siguiente manera:
  7. 7. FINALIZACIÓN PROCESO DE DISEÑO Simulación
  8. 8. Con base en el diseño anterior, se realizó la implementación física del circuito. Primero que todo, adquirimos los materiales requeridos: Posterior a esto, iniciamos con el montaje del circuito. Inicialmente, sobre la Protoboard lo primero que se conectó fueron los Displays 7 segmentos para visualizar tanto el conteo de botellas como los segundos transcurridos entre ellas. Luego, se conectaron los leds que nos permitirían indicar los cuatro estados del sistema. Las conexiones que se hicieron tanto para los Displays como para los leds, se implementaron cada uno junto a una resistencia en serie equivalente a 220 ohmios, con el fin de evitar que estos se quemaran por exceso de corriente. Una vez establecido este cableado, se les dio una entrada a VCC y su salida se conectó a GND. Lo anterior se hizo siguiendo la estructura del diseño simulado, así:
  9. 9. 9 Electrónica Digital. Fase 5. – Implementación física del diseño - Grupo 203042_10 Una vez comprobado el óptimo estado de los Displays y los leds, procedimos a implementar las compuertas lógicas teniendo en cuenta el orden establecido para éstas en el simulador digital. Después de que fueron conectadas al Protoboard, se realizó la conexión que le permitiría a cada una de ellas estar ligada a una entrada de voltaje VCC y a un posicionamiento en GND. _____________________________________________ __________________
  10. 10. 10 Electrónica Digital. Fase 5. – Implementación física del diseño - Grupo 203042_10 Una vez implementado el cableado básico para cada una de las compuertas, procedimos a conectarlas con los leds y los Displays 7 segmentos.
  11. 11. 11 Electrónica Digital. Fase 5. – Implementación física del diseño - Grupo 203042_10 Posterior a esto, conectamos el pulsador a los contadores para simular el sensor réflex. Dicho pulsador manejaba una frecuencia equivalente a 1Hz, es decir, emitía 1 pulso por segundo. Cabe resaltar que para que esta conexión fuera efectiva debimos colocar una resistencia de Pull-down equivalente a 1 K ohmio. Finalmente, conectamos el temporizador basado en el 555. Su implementación llevó implicada el uso de una resistencia equivalente a 1 K Ohmio y un capacitor de 400 uF. De esta forma logramos la implementación física del circuito que diseñamos a lo largo del curso, obteniendo como resultado el siguiente montaje:
  12. 12. 12 Electrónica Digital. Fase 5. – Implementación física del diseño - Grupo 203042_10 IMPLEMENTACIÓN FINAL
  13. 13. 13 Electrónica Digital. Fase 5. – Implementación física del diseño - Grupo 203042_10 Adicionalmente, a continuación ponemos un vínculo alojado en la plataforma YouTube, donde hacemos la explicación y mostramos el funcionamiento del circuito. Ver el en siguiente link: https://www.youtube.com/watch?v=v9s1ncOV3lk&feature=youtu.be _____________________________________________ __________________
  14. 14. 14 Electrónica Digital. Fase 5. – Implementación física del diseño - Grupo 203042_10 CONCLUSIONES  Una vez finalizado el proceso de diseño, se realizó la implementación física del proyecto que construimos durante el desarrollo del curso, a partir de un conjunto de elementos electrónicos, procedimientos y conexiones que nos permitieron evidenciar el óptimo y eficaz funcionamiento del sistema.  La puesta en práctica de nuestros conocimientos, nos permitieron no solo emitir una noción del funcionamiento real de los dos contadores, sino que también nos dieron la oportunidad de conocer más a fondo el entorno de la electrónica, ya que son muchas las cuestiones e implicaciones que ésta acarrea cuando nos relacionamos directamente con ella desde una perspectiva más tangible.  Logramos que los dos contadores diseñados, simulados e implementados físicamente permitieran visualizar tanto el número de botellas que ingresan a una canasta, como los segundos transcurridos entre cada botella, de acuerdo a las condiciones establecidas en la guía de actividades y reflejando su funcionamiento a través de los 4 leds indicadores.  Nos basamos en una técnica de trabajo en equipo, con la cual logramos la construcción y montaje del circuito utilizando herramientas y elementos que nos permitieron satisfacer los requerimientos del diseño y complementar las simulaciones de fases anteriores, obteniendo como resultado la gratificante experiencia de poner en práctica los conceptos teóricos correspondientes a la temática tratada en este trabajo, lo cual nos llevó a cumplir con los objetivos trazados para esta unidad.  Evidenciamos por medio de un video todo el proceso que se vio involucrado en el montaje de los contadores, detallándolo y mostrando paso a paso la manera en la que conseguimos el funcionamiento del sistema, con el fin de darlo a conocer y ratificar la viabilidad de su aplicación a partir de la estructura y componentes implementados. _____________________________________________ __________________
  15. 15. 15 Electrónica Digital. Fase 5. – Implementación física del diseño - Grupo 203042_10 BIBLIOGRAFÍA  Electrónica Unicrom. (2013). Temporizador 555. Distribución de Patillas. Consultado el 30 de Noviembre de 2015 de http://www.unicrom.com/TUT_555.ASP  Ramírez, Fj. (2012). Resistencia pull-up y pull-down. Consultado el 30 de Noviembre de 2015 de http://www.tuelectronica.es/tutoriales/electronica/resistencia-pull-up-y- pull-down.html  Sánchez, María. (2010). Comunidad Internacional de Electrónicos. Temporizador 555. Consultado el 29 de Noviembre de 2015 de http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/555.htm  Tavera, Luis Enrique. (2014). Configurar 555 para salida a 1Hz. Consultado el 1 de Diciembre de 2015 de http://www.foroselectronica.es/f53/configurar-555-salida-1hz- 2hz-1129.html  Tuto – electro. (2011). Resistencias para conectar un led. Consultado el 30 de Noviembre de 2015 de http://www.tutoelectro.com/tutoriales/electronica- basica/%C2%BFque-resistencia-utilizar-al-usar-un-led/ _____________________________________________ __________________

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