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PRÁCTICA Nº 2 ELECTRÓNICA II ANÁLISIS DE CIRCUTOS DE LÓGICA COMBINACIONAL Arley Fernando Avila Garzón
[email protected] ABSTRACT:
Existen dos clases comunes de sistemas de control, sistemas de lazo abierto y sistemas de lazo cerrado. En los sistemas de control de lazo abierto la salida se genera dependiendo de la entrada; mientras que en los sistemas de lazo cerrado la salida depende de las consideraciones y correcciones realizadas por la retroalimentación. Un sistema de lazo cerrado es llamado también sistema de control con realimentación.
In this lab, we will study the basic characteristics of logic gates, their way of connection and their proper implementation, as well as the dipswitch device and the correct implementation in this type of circuit, including assembly basic electronic elements such as resistors and leds and laboratory basic elements as a DC source, and multimeter. PALABRAS CLAVE: Compuertas lógicas, Sistema binario, Pulldown, Pullup, circuitos digitales, algebra booleana.
2. OBJETIVOS • Conocer el funcionamiento y polarización de las compuertas lógicas.
1. INTRODUCCIÓN El diseño digital se ocupa del diseño de circuitos electrónicos digitales. Los circuitos digitales se emplean en el diseño y construcción de sistemas como computadoras digitales, comunicación de datos, grabación digital y muchas otras aplicaciones que requieren hardware digital. Un sistema de control es un conjunto de dispositivos encargados de administrar, ordenar, dirigir o regular el comportamiento de otro sistema, con el fin de reducir las probabilidades de fallo y obtener los resultados deseados. Por lo general, se usan sistemas de control industrial en procesos de producción industriales para controlar equipos o máquinas.
• Implementar un sistema de control digital en base a lógica combi nacional.
3. JUSTIFICACIÓN Los circuitos de lógica combinacional tienen diversas aplicaciones, entre ellas los sistemas de control a lazo abierto, empleados ampliamente en la industria, por lo tanto es importante que el estudiante diseñe este tipo de circuitos. . 4. MATERIALES
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´ A)+ AC ( B+ ´ B)+ A . B( C+C ´ M =B .C ( A+ ) ´ Aplicando la regla A + A=1
ELEMENTOS NECESARIOS
Compuertas lógicas serie 74LSxx (TTL) 1 Dipswitch 4 entradas mínimo Resistencias de varios valores, según diseño 100-10000Ω 4 LEDS 1 motor DC 9V Bombilla 120V, 50W. Cable, roseta y clavija para conexión de bombilla. 2 pares de Caimanes 2 transistores TIP31 Protoboard Cable para protoboard, 1 Pelacables, 1 Cortafríos. 1 fusible 1A con portafusible 1 Relé 12V/110V.
La función que define el circuito de control del motor está dada por: M =B .C + A .C + A . B Esto puede expresar fácilmente el circuito de control con el uso de compuertas lógicas, de la siguiente manera:
EQUIPOS DEL LABORATORIO
Fuente 5V Fuente 9V Multímetro Figura 1. SOP para M
5. DESARROLLO DE LABORATORIO
Para la función de la lámpara:
5.1. Simplifique las siguientes funciones, mediante el Algebra de Boole:
´ BC ´ +A ´ B C´ + A ´ BC + A B´ C+ ´ A B´ C+ AB C ´ L= A Aplicando factor común: ´ C( A+ ´ A)+ A ´ B( C´ +C)+ A C( ´ B+ ´ B) L= B Aplicando la regla
Para la función del motor:
A´ + A=1
La función que define el circuito de control de la lampara está dada por:
´ C+ A . B . C´ + A . B . C M = A´ . B . C+ A . B. Aplicando la regla de A+A=A
´ C+ A ´ B+ A C ´ L= B ´ C+ A . B . C´ + A . B . C+ A . B. C+ A . B .C M = A´ . B . C+ A . B. Esto puede expresar fácilmente el circuito Aplicando factor común: de control con el uso de compuertas lógicas, de la siguiente manera: 2
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Figura 2. SOP para L 5.2. Consulte cómo activar un motor DC de 9V a partir de una señal de salida de una compuerta lógica de 5V y cómo activar una lámpara de 110V mediante un relé. A continuación observamos los circuitos correspondientes a la implementación de dichos circuitos tomando como circuito de control una salida lógica, es decir un arreglo de compuertas lógicas. Figura 3. Forma de conectar motor DC a salida lógica.
Es necesario conectar un transistor con el fin de utilizarlo como interruptor, es decir cuando la salida lógica sea un 1, es decir 5V, creando una corriente de base, esta hace que el transistor trabaje en saturación cerrando así el circuito que alimenta el motor o el relé, dependiendo este de la configuración lógica únicamente para cerrar o abrir el circuito, teniendo una tensión alimentadora propia, es decir la configuración de compuertas cumple únicamente la función de circuito de control, poniendo el transistor en corte o en saturación dependiendo de la salida lógica.
Figura 4. Forma de conectar relé a salida lógica. 5.3. TABLA DE VERDAD: 3
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5.4. A B C M L 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 Tabla 1. Tabla de verdad, salida lógica. A B C M L 0V 0V 0V 0V 0V 0V 0V 5V 0V 5V 0V 5V 0V 0V 5V 0V 5V 5V 5V 5V 5V 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V 5V 5V 5V 0V 5V 5V 5V 5V 5V 5V 0V Tabla 2. Tabla de verdad, salida de tensiones, valores ideales.
Simulación en proteus.
Figura 5. Simulación circuito motor en proteus.
Figura 6. Simulación circuito lampara en proteus. 5.5. Implementación de los circuitos con compuertas lógicas.
A B C M L 0 0 0 0V 0V 0 0 1 0V 4.12V 0 1 0 0V 4.14V 0 1 1 4.13V 4.13V 1 0 0 0V 4.13V 1 0 1 4.14V 4.13V 1 1 0 4.13V 4.14V 1 1 1 4.13V 0V Tabla 3. Tabla de verdad, salida de tensiones, valores medidos con multímetro.
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5.6. Datos vistos en proteus para salidas lógicas 1 en ambos circuitos.
Figura 8. Datos motor
Figura 7. Fotos implementación de los circuitos en protoboard. Para la implementación del circuito se emplearon compuertas de la familia TTL, para las compuertas AND se empleó un integrado 74LS08, para las compuertas OR un integrado 74LS32 y para las negaciones o NOT se empleó un integrado 74LS04, conectadas en las configuraciones vistas anteriormente. Figura 9. Datos lámpara.
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6. CONCLUSIONES:
Pudimos observar y comprobar el comportamiento de las compuertas lógicas AND, OR y NOT. Se observó claramente la manera de implementar un circuito de control, con el fin de depender de este solo para abrir o cerrar un circuito con una alimentación independiente. Se llevó a cabo la conexión de los transistores que actuaron como interruptores, de igual manera la conexión del relé.
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