INTRODUCCIÓN En electrónica digital debido a que la mayoría de componentes que se utilizan para realizar proyectos de electrónica digital funcionan con ceros y unos, se hace necesario el uso de un dispositivo que pueda analizar rápidamente el estado en que se encuentre cualquier dispositivo que estemos analizando, y un instrumento importante para poder realizar lo anterior es la punta lógica.
La punta lógica nos indica cuando tenemos ya sea un uno lógico o un cero lógico esto por medio de unos leds que nos indicaran el estado en que se encuentre lo que estamos analizando es decir si estamos en un estado bajo o alto.
Una punta lógica puede ser de gran utilidad para cualquier estudiante de ingeniería electrónica ya que esta puede ser útil para poder revisar un gran número de proyectos que involucren unos y ceros ya que al utilizar algún otro aparato de medición puede haber pérdida de tiempo por lo que con una punta lógica puede haber una optimización de tiempo.
Para poder realizar una punta lógica solo se requieren componentes sencillos y de bajo costo y es por tal motivo que la realización de este instrumento es importante para cualquier estudiante de electrónica u algún otra carrera afín que requiera del análisis de voltajes lógicos.
Objetivos General
Aplicar teoría básica de electrónica 3 y de cursos previos para poder realizar una punta lógica.
Específicos
Investigar que es una punta lógica y como funciona.
Construir una punta lógica.
Utilizar componentes de bajo costo y gran utilidad para poder realizar una punta lógica funcional.
Resumen La punta lógica puede ser construida utilizando componentes de bajo costo, para poder realizarla se puede utilizar lo que son dos leds, una compuerta not, un transistor y unas resistencias. La punta lógica necesita ser encapsulada (introducir la placa con los componentes en un recipiente que pueda contenerla, por ejemplo un marcador), para poder encapsularla es necesario utilizar una placa de tamaño reducido ya que esta no podría caber en algún marcador si e sta es de un gran tamaño.
Para poder realizar la punta lógica es necesario el saber cómo poder analizar un uno y un cero ya que al poder analizar eso sabremos cómo es que funciona realmente una punta lógica, si logramos entender cómo es que funciona podremos analizar cualquier tipo de c ircuito que involucre voltajes lógicos.
La punta lógica nos indicara por medio de LEDs el estado que tiene la punta, puede tener un uno o un cero lógico. Un uno lógico nos lo indicara cuando tengamos cinco voltios aproximadamente, pero más específicamente podremos encontrar un uno cuanto tengamos un rango de entre 2.8 a 5 voltios, al igual un cero lógico no necesariamente se dará cuando haya cero voltios, sino que se dará cuando tengamos un valor cercano a cero. Cuando no se enciende ningún led significa que no hay ningún estado.
Marco Teórico
La punta lógica se encuentra entre los instrumentos de diagnóstico más útiles en el campo de la electrónica digital. Ella permite detectar si el nivel de voltaje en un circuito es alto, bajo o si el punto bajo prueba está abierto o prese nta un nivel de voltaje inaceptable.
Compuerta Lógica: Una puerta lógica, o compuerta lógica, es un dispositivo electrónico que es la expresión física de un operador booleano en la lógica de conmutación. Cada puerta lógica consiste en una red de dispositivos interruptores que cumple las condiciones booleanas para el operador particular. Son esencialmente circuitos de conmutación integrados en un chip. Claude Elwood Shannon experimentaba con relés o interruptores electromagnéticos para conseguir las condiciones de cada compuerta lógica, por ejemplo, para la función booleana Y (AND) colocaba interruptores en circuito serie, ya que con uno solo de éstos que tuviera la condición «abierto», la salida de la compuerta Y sería = 0, mientras que para la implementación de una compuerta O (OR), la conexión de los interruptores tiene una configuración en circuito paralelo. La tecnología microelectrónica actual permite la elevada integración de transistores actuando como conmutadores en redes lógicas dentro de un pequeño circuito integrado. El chip de la CPU es una de las máximas expresiones de e ste avance tecnológico. En nanotecnología se está desarrollando el uso de una compuerta lógica molecular, que haga posible la miniaturización de circuitos.
Compuerta NOT: La puerta lógica NO (NOT en inglés) realiza la función booleana de inversión o negación de una variable lógica. Una variable lógica A a la cual se le aplica la negación se pronuncia como "no A" o "A negada". La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta NOT es:
Su tabla de verdad es la siguiente: Tabla de verdad puerta NOT Entrada A Salida 1 0 0 1
Marco Práctico
La práctica consistió en hacer una punta lógica de dos estados, tiene que ser capaz de detectar un uno lógico (5 voltios) y un cero lógico (0 voltios), al detectar un uno lógico se enciende un LED rojo y al detectar un cero lógico se enciende un LED verde. Diagrama R1 470Ω
U1A
V1 5V
R2 J1
10kΩ
7404N
U1B 7404N
LED1 LED2
Q1 Key = Espacio
R3 1kΩ
2N3904 U1D R4 470Ω
7404N
Análisis Estado uno Lógico
Para el estado lógico uno en la entrada de la punta lógica hay dos compuertas not en serie con lo que vemos que se invierte doblemente la entrada de la compuerta not, lo que hace que en el cadoto del LED haya un uno lógico por lo que el LED verde no enciende.
El transistor se polariza directamente por lo que con la compuerta not 3 entrada un uno y saca un cero lo que provoca una diferencia de potencial en el LED rojo lo que hace que encienda. Estado Cero Lógico
Cuando hay un estado lógico cero en la entrada hace que el transistor quede en corte por lo que la not 3 invierte el cero que le entra y hace que en el LED rojo haya un uno en el cátodo por lo que el LED no enciende. Con las dos not en serie hay una doble inversión lo que hace que en el LED verde haya un cero lógico en el cátodo y provocando en él una diferencia de potencial lo que hace que encienda el LED verde.
Diseño de la Placa
Resultados La punta lógica nos indicara por medio de LEDs el estado que tiene la punta, puede tener un uno o un cero lógico. Cuando hay un uno lógico (5 voltios) en la punta, se enciende un LED rojo, cuando hay un cero lógico (0 voltios) se enciende un LED verde, cuando no hay estado en la punta ningún LED se enciende. Para realizar este circuito se hizo uso esencialmente un integrado not y un transistor, con lo cual se logró controlar lo que se deseaba. Para poder utilizar la punta lógica se necesita un voltaje externo de cinco voltios para poder alimentar el circuito (leds, integrado, transistor, etc.). Hay que tomar en cuenta también que las compuertas TTL al estar al aire detec tan como un uno lógico.
Conclusiones I.
Una punta lógica es muy útil en electrónica digital ya que con ella es muy fácil analizar circuitos que involucran voltajes lógicos.
II.
Una punta lógica puede ser fabricada con componentes de bajo costo y por lo tanto es muy factible su realización.
III.
La punta lógica funciona utilizando unos y ceros, estos significan que la punta pudo encontrar un voltaje de cinco voltios o un voltaje cercano a cero voltios, aunque en realidad los voltajes se dan por rangos, por lo que si tenemos un voltaje de 0.5 la punta lógica nos mostrara un 0 y de 2.8 a 5 voltios nos mostrara un uno lógico.
IV.
Finalmente la punta lógica es importante tanto para estudiantes de ingeniería electrónica como para estudiantes de eléctrica que requieran analizar voltajes lógicos (unos y ceros).
