CIRCUITOS DIGITALES-2
Laboratorio N°7:
TEMPORIZADOR Y GENERADOR DE RELOJ
1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESION:
- Implementación de circuitos temporizadores.
- Implementación de circuitos generadores de clock.
- Implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock.
2. MARCO TEORICO:
El Circuito Integrado 555
El Circuito Integrado 555
También se
puede llamar circuito integrado 555, datasheet 555, temporizador 555, integrado
555, circuito generador de pulsos, timer 555, 555 chip y algún nombre más con
el que suele aparecer por ahí.
Este circuito
integrado se utiliza para activar o desactivar circuitos durante intervalos de
tiempo determinados, es decir se usa como temporizador. Para ello, lo
combinaremos con otros componentes cuyas características y forma de conexión en
el circuito, determinarán la duración de los intervalos de tiempo del 555, y si
estos intervalos se repitan continuamente o no.
Ejemplos para
los que podemos usar el 555 son: luces intermitentes, regular el tiempo que
tarda en apagarse una luz, ajustar el tiempo en una tostadora, etc.
Los 555
tienen 8 patillas o pines, que se deberán conectar al circuito dependiendo cómo
queremos que funcione.
- Patilla 1: En esta patilla siempre se conecta la masa o el negativo de la pila (0V = cero voltios).
- Patilla 2: Disparo (trigger): esta patilla hará que se active o no la señal de salida de la patilla 3.
- Patilla 3: es la Salida. Lo que obtendremos a la salida dependerá de como conectemos el circuito integrado 555. Luego veremos más concretamente. Lo importante es saber que en esta patilla recogemos la señal de salida del 555.
- Patilla 4: Reset (reset). Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee".
- Patilla 5: Control de voltaje (control voltaje):
- Patilla 6: Umbral (threshold): Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida (patilla 3) a nivel bajo
- Patilla 7: Descarga (discharge): Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.
- Patilla 8: V+, (Vcc), o el positivo de la pila. Es el pin donde se conecta el voltaje o tensión de alimentación que va de 4.5 voltios hasta 16 voltios (máximo). Alguna versión de 555 puede llegar a 18 Voltios, pero es muy raro.
Circuito Integrado 555 como Monoestable
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.
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.
En E
conectaremos la entrada, normalmente un pulsador, y en S conectaremos la salida,
es decir lo que queramos que se active durante un tiempo determinado, o lo que
es lo mismo lo que queramos temporizar. La tensión de alimentación dependerá de
la pila.
El tiempo que
estará activada la salida se calcula de la siguiente forma:
T = 1,1 x R x C
Donde R es el valor de la resistencia en
ohmios, y C es la capacidad del condensador en Faradios. El tiempo con estos
datos lo obtendremos en segundos.
Queremos
tener encendido un led durante un tiempo cuando activemos un pulsador, y al
cabo de un tiempo que el led se apague solo. Aquí tienes el circuito:
Verás que en
serie con el Led hay una resistencia, es para que no se queme. La tensión que
le llegaría sería de unos 5V (la pila) y como ya debes saber, los Led funcionan
a 2 voltios como máximo. Si ponemos la resistencia en serie al led solo le
llegarán 2V y los otros 3V estarán en la resistencia de 220 ohmios.
Bueno la pregunta es...¿Cuánto tiempo estará
encendido el Led cuando activemos el pulsador?. Pues nada aplicamos la fórmula
y listo.
Lo primero pasaremos la Resistencia que está
en Kilo ohmios a ohmios= 470 x 1000 = 470.000Ω
Ahora pasamos los 10 microfaradios a faradios
= 10 x 10-6 = 0,00001faradios
T = 1,1 x 470.000Ω x 0,00001 = 5,17 segundos.
555 Monostable
Para que
nuestro circuito integrado 555 funcione como monoestable debemos conectarlo de
la siguiente forma:
En E conectaremos la entrada, normalmente un
pulsador, y en S conectaremos la salida, es decir lo que queramos que se active
durante un tiempo determinado, o lo que es lo mismo lo que queramos temporizar.
La tensión de alimentación dependerá de la pila.
El tiempo que estará activada la salida se
calcula de la siguiente forma:
T = 1,1 x R x C
Donde R es el valor de la resistencia en
ohmios, y C es la capacidad del condensador en Faradios. El tiempo con estos
datos lo obtendremos en segundos.
Veamos un ejemplo. Queremos tener encendido un
led durante un tiempo cuando activemos un pulsador, y al cabo de un tiempo que
el led se apague solo. Aquí tienes el circuito:
Verás que en
serie con el Led hay una resistencia, es para que no se queme. La tensión que
le llegaría sería de unos 5V (la pila) y como ya debes saber, los Led funcionan
a 2 voltios como máximo. Si ponemos la resistencia en serie al led solo le
llegarán 2V y los otros 3V estarán en la resistencia de 220 ohmios.
Bueno la pregunta es...¿Cuanto tiempo estará
encendido el Led cuando activemos el pulsador?. Pues nada aplicamos la fórmula
y listo
Lo primero pasaremos la Resistencia que está
en Kilo ohmios a ohmios= 470 x 1000 = 470.000Ω
Ahora pasamos los 10 microfaradios a faradios
= 10 x 10-6 = 0,00001faradios
T = 1,1 x 470.000Ω x 0,00001 = 5,17 segundos.
¿Fácil no?. El Led se encenderá durante 5,17
segundos cuando pulsemos el pulsador. Para volver a encenderse deberemos volver
a pulsar el pulsador.
Siempre debes tener en cuenta la tensión máxima
a la que se puede conectar tu circuito integrado 555, ya que los hay de
diferentes tensiones.
Timer 555 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
2.1 DECODIFICADORES DE 7 SEGMENTOS
Es un dispositivo que “decodifica” un código de entrada en otro. Es decir, transforma una combinación de unos y cero, en otra. 74LS47, en particular transforma el código binario en el código de 7 segmentos.
El decodificador recibe en su entrada el número que será visualizado en el display, posee 7 salidas, una para cada segmento. Para un valor de entrada, cada salida toma un estado determinado (activada o desactivada)
Este elemento se ensambla o arma de manera que se pueda activar cada segmento (diodo LED) por separado logrando de esta manera combinar los elementos y representar todos los números en el display (del 0 al 9).
El display de 7 segmentos más común es el de color rojo, por su facilidad de visualización.
Cada elemento del display tiene asignado una letra que identifica su posición en el arreglo del display.
EJEMPLO:
Si se activan todos los segmentos se forma el número “8”
– Si se activan solo los segmentos: “a,b,c,d,f,” se forma el número “0”
– Si se activan solo los segmentos: “a,b,g,e,d,” se forma el número “2”
– Si se activan solo los segmentos: “b,c,f,g,” se forma el número “4” p.d. representa el punto decimal.
4. SIMULADOR EN PROTEUS:
Simulacion en el Laboratorio:
5. VIDEO DE EVIDENCIA:
Wondershare Filmora
7.7.2
https://www.youtube.com/watch?v=zwXY8qYizMU&feature=youtu.be
6. OBSERVACIONES:
1. Experimentamos problemas con los dispositivos de laboratorio
2. Problemas para la complementación del circuito en el software simulador
3. Percances al implementar el circuito en el laboratorio.
4. Se observo errores en el orden de los dispositivos de laboratorio.
5. Se experimento los conponentes reales en la industria
5. Se experimento los conponentes reales en la industria
7. CONCLUSIONES
1. En este laboratorio se logró conocer y describir los componentes y dispositivos que pueden ser utilizados para almacenar distintos datos de información.
2. Del mismo modo, se realizó la implementación de circuitos tanto combinacionales como secuenciales; siendo utilizados ambos para los casos desarrollados en el laboratorio.
3. Por medio de estos, se pudo realizar los temporizadores y contadores con clock, ya que se necesita una retroalimentación de datos, lo cual viene a ser el almacenamiento.
4. Se logro comprobar las formulas en el circuito que se realizo en el laboratorio.
5. Se compro el funcionamiento del microcontrolaador 555 con los componentes que se obtubo.
2. Del mismo modo, se realizó la implementación de circuitos tanto combinacionales como secuenciales; siendo utilizados ambos para los casos desarrollados en el laboratorio.
3. Por medio de estos, se pudo realizar los temporizadores y contadores con clock, ya que se necesita una retroalimentación de datos, lo cual viene a ser el almacenamiento.
4. Se logro comprobar las formulas en el circuito que se realizo en el laboratorio.
5. Se compro el funcionamiento del microcontrolaador 555 con los componentes que se obtubo.
8. FOTO GRUPAL:
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