Opto Electrónica
ELECTRONICA II Ciclo
Laboratorio N°8 “RECONOCIMIENTO Y PRUEBAS CON DISPOSITIVOS OPTOELECTRÓNICOS Y ELECTRÓNICA DIGITAL”
1
“Opto Electrónica y Electrónica Digital”
Objti!o" 1. 2. . '. ). +.
Identificarlos y probar el estado dispositivos opto electrónicos. Aplicar los dispositivos opto electrónicos como interfase de potencia. Identificarlas f!nciones lógicas b"sicas A#D$ O%$ #O&$ y comprobar s! tabla de verdad. Identificar las f!nciones lógicas #A#D$ #O%$ (O% y comprobar s! tabla de verdad. *lantear las ec!aciones booleanas de !n circ!ito con dos o m"s comp!ertas lmplementar !na aplicación con las f!nciones digitales
I#tro$%&&i'# T'ri&a También se denominan opto aisladores o dispositivos de acoplamiento óptico. Basan su funcionamiento en el empleo de un haz de radiación luminosa para pasar señales de un circuito a otro sin conexión eléctrica. Fundamentalmente este dispositivo está formado por una fuente emisora de luz, y un foto sensor de silicio, ue se adapta a la sensibilidad espectral del emisor luminoso.
TIPOS !xisten varios tipos de opto acopladores cuya diferencia entre s" depende de los dispositivos de salida ue se inserten en el componente. #e$%n esto tenemos los si$uientes tipos& Fototransistor& o lineal, conmuta una variación de corriente de entrada en una variación de tensión de salida. #e utiliza en acoplamientos de l"neas telefónicas, periféricos, audio... 'ptotiristor & (iseñado para aplicaciones donde sea preciso un aislamiento entre una señal ló$ica y la red. 'ptotriac& )l i$ual ue el optotiristor, se utiliza para aislar una circuiteria de ba*a tensión a la red. !n $eneral pueden sustituir a relés ya ue tienen una velocidad de conmutación mayor, as" como, la ausencia de rebotes.
#"mbolo del optotransistor
#"mbolo de un optotransistor en confi$uración (arlin$ton
#"mbolo del 'ptotiristor
#"mbolo 'ptotriac
#"mbolo de un optotransistor de encapsulado ranurado
ENCAPSULADOS !l encapsulado varia en función del tipo de opto acoplador y de su aplicación, as" como del n%mero de unidades ue se encuentren en su interior. !n el caso de opto acopladores sencillos la cápsula, de tipo (+, suele tener - patillas, siendo estos los más utilizados observa en la fi$ura su construcción interna/. os dobles, también de tipo (+ tienen 0 pines1 al$unos pueden tener hasta cuatro unidades en cápsulas (+ de 2- patillas.
3ormalmente, los pines del elemento emisor están a un lado de la cápsula y los del sensor en el lado opuesto. !xisten unos encapsulados diferentes en los ue, f"sicamente se puede interrumpir el haz luminoso usados para control de posición, n4 de revoluciones, cerraduras.../. (e esta forma el encapsulado presenta una ranura entre el emisor y el receptor. #e les denomina de cápsula ranurada o fotocélulas de herradura.
'ptotransistor insertado en cápsula tipo (+
(os tipos de optoacopladores de cápsulas ranuradas
)specto de un encapsulado (+ de - patillas pdf/
!ncapsulados (+560 y (+5627
,as f!nciones lógicas presentan dos niveles lógicos- #ivel bao /,0 ó “” lógico y #ivel alto ó “1” lógico. ,as f!nciones lógicas responden a !na tabla de verdad$ y se les representa mediante smbolos. &oda la lógica digital se rige por la lógica 3ooleana. ,os circ!itos lógicos tpicos corresponden a la familia &&, /,O4ICA &%A#5I5&O% &%A#5I5&O% y C6O5 /5E6ICO#D7C&O% O(IDO6E&A,ICO CO6*,E6E#&A%IO0. ,os Circ!itos &&, operan con ) 8DC. A partir de las f!nciones b"sicas se implementan todos los circ!itos digitales.
Pr(ara&i'# El est!diante deber" de est!diar la sesión 9 de s! te:to de s! te:to. Adem"s revisar la sig!iente pagina de Internet.
;ttp-<<===.!v.es<>marinl
E)%i(o" * Matria+" • • • • • • • • • • • • • • • • • •
1 Osciloscopio. 14enerador de f!nciones. 1*rotoboard +%esistencia de Ω 1%esistencia de 1 B Ω 1 C.l.'#2+ ó '# 1 &ransistor 2#' 1 Optotriac 6OC 1 1 Display de c"todo comn 1 otoresistor o ,D% 1 ,ed de color roo 1 ,ed de color verde 1 ,"mpara de 22 8AC< ) F 1 Comp!tador base *7?2. 1 &ablero maestro 1 &areta de circ!ito impreso E3?11$ E3?12 Cables de cone:ión 1 &areta de Aplicación digital
Pro&$i,i#to Co,(robar + &o,(orta,i#to $ +o" $i"(o"iti!o" E,i"or" LED-" a(+i&a$o" a +o" $t&tor" &o,o + .ototra#"i"tor * + LDR/ a"i &o,o +o" o(toa&o(+a$or" a tra#"i"tor" * o(totria& * ra+i0ar a(+i&a&io#" &o# tra#"i"tor"1 Co,(robar + %"o * &o,(orta,i#to $ +a +'2i&a $i2ita+ %"a#$o &ir&%ito" i#t2ra$o"1
1. Implementar el circ!ito mostrado en la fig!ra 2
ig. 2 2. C!bra el ,D% GH!e observa.Observamos J!e el transistor entra en sat!ración$ lo J!e permite el paso de energa . GH!e aplicación p!ede dar a este circ!ito 5e p!ede !sar para abrir o cerrar !n circ!ito dependiendo de la l!minosidad a la c!al est" sometida el ,D%
OPTOACOPLADORES '. Implementar el circ!ito mostrado en la fig!ra .
ig. ). Obtener del 4enerador de f!nciones !na seKal &&, y a!star la frec!encia del generador a 1 LM. +. GH!N observa en el circ!ito.......................................................................................................... 9. E:pliJ!e el f!ncionamiento del optoacoplador P. %eemplace la resistencia %2 por !n ,D% /resistencia dependiente de la ,!M0$ como se m!estra en la fig!ra '.
ig. '
. C!bra el ,D% con !n obeto osc!ro GH!e Observa ......................................................................................................................................................... 1'.Destape el ,D% GH!N observa .......................................................................................................................................................... 1). GH!e f!nción c!mple el ,D% .............................................................................................................................................................. 1+. GH!N aplicación p!ede dar al circ!ito ..
ELECTRÓNICA DIGITAL 1. Enc;!fe la tare ta E3?11 en el comp!tador base. 2. 7biJ!e el circ!ito de la fig!ra 1
ig!ra 1 . Conecte los tres p!entes como se m!estra en la fig!ra a los p!ntos A$3$C. Con ello las llaves A$ 3 y C J!edan conectadas con las entradas de las comp!ertas. Estas llaves J!e tienen dos posiciones posibles proporcionan los estados lógicos “ “ ! “ 1 “ a las entradas de las comp!ertas Q. '. Encienda la f!ente de alimentación E3 R 2 ). Obtenga la tabla de verdad de la comp!erta A#D !sando las llaves A y 3 para aplicar nivel lógico alto /10 o bao /0 +. Complete la tabla de verdad. A 1 1
3 1 1
1
9. *lantee la e:presión bóoleana de esta comp!erta A#D /Q0 1 S ............................................................... P. 7tiliMando las llaves A$ 3 y C apliJ!e los niveles lógicos “1” y” ” a las entradas del circ!ito de la fig!ra anterior. . Complete la tabla de verdad. A 1 1
3 1 1
C 1 1 1
2
1 1
1 1
1
1. *lantee la e:presión booleana de este circ!ito. 2 S ............................................................... 11. 3!sJ!e el circ!ito de la fig!ra 2
ig!ra 2 12. Obtenga la tabla de verdad de la comp!erta O% !sando las llaves A y 3 para aplicar nivel lógico alto /10 o bao / O0 1. Complete la tabla de verdad A 1 1
3 1 1
1
1'. *lantee la e:presión booleana de esta comp!erta O% /Q0 1 S ............................................................... 1). 7tiliMando las llaves A$3 y C apliJ!e los niveles lógicos “1” y” ” a las entradas del circ!ito de la fig!ra 2. 1+. Complete la tabla de verdad A 1
3 1 1
C 1 1
2
1 1 1
1 1
1 1
19. *lantee la e:presión booleana de este circ!ito 2 S ...............................................................
1P. lmplementar el circ!ito de la fig!ra
ig!ra 1. Determine las salidas de las comp!ertas 1$2 $ y complete la tabla de verdadA 1 1 1 1
3 1 1 1 1
C 1 1 1 1
1
2
2. *lantee la e:presión booleana de estas comp!ertas lógicas2 S ............................................................... 21. 3!sJ!e el circ!ito de la fig!ra '
ig!ra ' 22. Determine las salidas de las comp!ertas 1$2 y $ y complete la tabla de verdad-
A 1 1 1 1
3 1 1 1 1
C 1 1 1 1
1
2
2. *lantee la e:presión booleana de estas comp!ertas lógicas S 1 T2 S ...............................................................
2'. 3!sJ!e el circ!ito de la fig!ra )
ig!ra ) 2). Complete la tabla de verdad de la fig!ra ) A 1
U
1
2
2+. E:prese las f!nciones booleanans parea cada f!nción obtenida
8 S .................................
1 S ...............................................................
2 S .................................
S ...............................................................
29.
Enc;!fe la tare ta E3?12 en el comp!tador base.
2P.
7biJ!e el circ!ito correspondiente a la f!nción lógica #and ig!ra +
ig!ra + 2.
Conecte los dos p!entes como se m!estra en la fig!ra a los p!ntos A y3$. Con ello las llaves A$ 3 J!edan conectadas con las entradas de las comp!ertas. %ec!erde J!e estas llaves tienen dos
. 1. 2.
posiciones posibles proporcionan los estados lógicos “ “ ! “ 1 “ a las entradas de las comp!ertas Q. Encienda la f!ente de alimentación E3 R 2. Obtenga la tabla de verdad de la comp!erta #A#D !sando las llaves A y 3 para aplicar nivel lógico alto /10 o bao /0. Complete la tabla de verdad. A 1 1
3 1 1
*lantee la e:presión bóoleana de esta comp!erta #A#D S ............................................................... .
7biJ!e el circ!ito correspondiente a la f!nción lógica #O% y complete la tabla de verdad de la fig!ra 9.
ig!ra 9 '. 7biJ!e el circ!ito correspondiente a la f!nción lógica #O% y complete la tabla de verdad $ fig!ra 9
A 1 1
3 1 1
ig!ra P *lantee la e:presión bóoleana de esta comp!erta #O#% S ............................................................... ). 7biJ!e el circ!ito mostrado en la fig!ra P y complete la tabla de verdad.
ig!ra P Complete la tabla de verdad y plantee la ec!ación booleana. A 1 1
3 1 1
1
2
*lantee la e:presión bóoleana de la f!nción S ............................................................... +. GDe la tabla obtenida a J!e f!nción es eJ!ivalente .. 9. 7biJ!e la f!nción mostrada en la fig!ra
ig!ra
Complete la tabla de verdad.. A 1 1
3 1 1
1
2
*lantee la e:presión bóoleana de la f!nción S ............................................................... P. GDe la tabla obtenida a J!e f!nción es eJ!ivalente ..
. 7biJ!e la f!nción mostrada en la fig!ra 1
ig!ra 1 '. Complete la tabla de verdad. A 1 1 1 1
3 1 1 1 1
C 1 1 1 1
1
2
*lantee la e:presión bóoleana de las f!nciónes1 S ............................................................... 2S .. '1. GDe la tabla obtenida a J!e f!nción es eJ!ivalente ..
I#.or, Car3t%+a Deber" contener lo sig!iente1. ,ogo de la Instit!ción. 2. #ombre del C!rso. . #ombre del laboratorio. '. #ombre de los integrantes. ). 5ección a la J!e pertenecen. +. ec;a de realiMación. 9. ec;a de presentación. P. #ombre del *rofesor.
4%#$a,#to T'ri&o Deber" ser conciso y redactado con leng!ae propio. Estar" basado en las lect!ras recomendadas o c!alJ!ier otra información relacionada con el tema. #o debe e:ceder de !na pagina.
R"%+ta$o" $+ Laboratorio El informe deber" constar de los sig!ientes p!ntosI. II. III.
%es!ltados del procedimiento desarrollado en el laboratorio indicando con claridad las mediciones tomadas y los gr"ficos de las seKales de ac!erdo a las escalas tomadas. / #o Copiar toda la g!a de laboratorio 0 E:pliJ!e s!stentando con f!ndamentos teóricos los res!ltados obtenidos en el laboratorio %es!elva y s!stente el sig!iente c!estionario
TEST DE AUTOEVALUACION DEL LABORATORIO N° 8 1. *ara J!e el diodo ,ED entre en cond!cción debe estar polariMadoa0 Directamente b0 Inversamente c0 C!alJ!iera de las dos anteriores d0 #.A. 2. El ,ED infraroo emite !na ,!M a0 8isible b0 Invisible c0 %oa d0 Ambar . ,os diodos Ied se polariMan con !na tensión "nodo?c"todo dea0 . 8 b0 .+ y. c0 1.28. d0 ) 8. '. El fototransistor es a0 7n detector b0 7n Emisor c0 Detector y Emisor d0 7n aislador ). El ototransistor p!ede act!ara0 5ólo como interr!ptor b0 5ólo como amplificador c0 Cómo Emisor y detector d0 Como amplificador o interr!ptor +. El display de "nodo comn se conecta al terminal a0 #egativo de la f!ente b0 *ositivo de la f!ente e0 *ositivo o negativo d0 #.A. 9. ,os display tpicos son los de a0 ) segmentos b0 9 segmentos. c0 1 segmentos d0 segmentos
PREGUNTAS DE EVALUACION5
1. 5eKale si es verdadero /8 0 o falso / 0 a0 ,a f!nción A#D siempre entrega !n 1 lógico b0 7na comp!erta #O& se p!ede implementar con A#D c0 ,os circ!itos &&, f!ncionan con 12 voltios d0 ,os &&, son ig!ales a los C6O5 e0 7na condición para J!e !na Or de “1” es J!e las entradas sean diferentes.
/ / / /
0 0 0 0
/
0
2. En el circ!ito mostrado$ obtenga s! tabla de verdad-
A 1 1 1 1
3 1 1 1 1
C 1 1 1 1
1
2
'
)
+
9
&A3,A DE 8E%DAD .
Comente el res!ltado de la f!nción obtenida$ simplifiJ!e la f!nción y e:prese la f!nción eJ!ivalente. 9S.. '. Obtenga la tabla de verdad del circ!ito mostrado H!N !nción representa ...............................
A
3
,ED 1
1 1
1 1
Ob"r!a&io#" G#ra+" 1. ,a presentación del informe se realiMa al ingresar al ,aboratorio. En la clase sig!iente a s! realiMación. 2. 5e tomar" en c!enta las reglas de ortografa en la redacción del informe. . ,a eval!ación se realiMar" del sig!iente modo Ob"r!a&io#"5 se resaltan los logros alcanMados y tambiNn las dific!ltades o errores de car"cter tNcnico J!e p!diera ;aber encontrado el al!mno en el desarrollo de las tareas$ respaldados por los c"lc!los o gr"ficos pertinentes si f!ese el caso. Co#&+%"io#"5 esta parte contiene la sntesis de los res!ltados alcanMados a la finaliMación del e:perimento. N°
CRITERIOS DE EVALUACION
01
5untualidad
67
&est de Eval!ación
6
Competencias
69
C!lminación de la e:periencia
6:
Pr"#ta&i'#
Puntaje
Car"t!la$ Ortografa y redacción !ndamento teórico %es!ltados del laboratorio Aplicación de lo aprendido
Tota+
C%r"o5
E+&tr'#i&a
Lab1 No5
68 OPTOELECTRONICA Y ELECTRÓNICA DIGITAL
T,a5 Nota"5
S&&i'# M"a No5 4&;a5
CRITERIOS DE EVALUACION Parti&i(a#t"5 < 7
6<
67
6
69
6:
Nota 4i#a+
