apuntes 4 2005 - aloxamento de páxinas webcentros.edu.xunta.es/iesriomino/depart/tecnoloxia/descargas/... · respecto a la tabla ... Codificación en Resistencias SMD En las resistencias

Tecnología 4º ESO I.E.S. Río Miño

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ELECTRÓNICA ANALÓGICA


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Códigos y series de las Resistencias

Código de colores

Colores 1ª Cifra 2ª Cifra Multiplicador Tolerancia

Negro 0 0

Marrón 1 1 x 10 1%

Rojo 2 2 x 102 2%

Naranja 3 3 x 103

Amarillo 4 4 x 104

Verde 5 5 x 105 0.5%

Azul 6 6 x 106

Violeta 7 7 x 107

Gris 8 8 x 108

Blanco 9 9 x 109

Oro x 10-1 5%

Plata x 10-2 10%

Sin color 20%

Ejemplo: Si los colores son: ( Marrón - Negro - Rojo - Oro ) su valor en ohmios es: 10x 1005 % = 1000 = 1K Tolerancia de 5% 5 bandas de colores También hay resistencias con 5 bandas de colores, la única diferencia

respecto a la tabla anterior, es qué la tercera banda es la 3ª Cifra, el resto sigue igual.

Descargue (CodRes.exe) Programa freeware para el cálculo de las resistencias, cortesía de Cesar Pérez.

Codificación en Resistencias SMD En las resistencias SMD ó de montaje en superficie su codificación más usual es:

1ª Cifra = 1º número 2ª Cifra = 2º número 3ª Cifra = Multiplicador

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 1200 ohmios = 1K2

1ª Cifra = 1º número La " R " indica coma decimal 3ª Cifra = 2º número

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 1,6 ohmios

La " R " indica " 0. " 2ª Cifra = 2º número 3ª Cifra = 3º número

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 0.22 ohmios


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1. Condensadores

Un condensador está constituido por dos placas conductoras separadas por una capa de material aislante. Según estén paralelas o enrolladas concéntricamente, el condensador podrá ser plano o cilíndrico.

La característica principal de un condensador es su capacidad.. Esta representa la cantidad de carga que es capaz de almacenar (q) proporcionalmente al voltaje que se le aplica V, según la relación:

q = cv En el Sistema Internacional la capacidad se mide en faradios (F), una unidad muy grande, por lo que es frecuente es uso de submultiplos como mili o microfaradios.

Carga y descarga de condensadores

Durante el proceso de carga de un condensador; este se carga con una diferencia de potencial igual a la suministrada por la pila o fuente de

alimentación empleada. Durante el tiempo que dura el proceso de carga, existe un movimiento de electrones por el circuito que podemos detectar por el brillo del led colocado en serie con el condensador. La duración del tiempo de carga dependerá del valor de la resistencia R. A mayor resistencia más tiempo tardará en cargarse el condensador.

Al apretar el pulsador de descarga, los electrones que se desplazaron regresarán a su posición original, al no haber un potencial mayor que se lo impida. De nuevo puede observarse este paso de electrones a través de un dispositivo luminoso, que se encenderá entonces por un tiempo, perdiendo intensidad al pasar la carga.


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Práctica: Carga y descarga de un condensador

1.1. Monta el siguiente circuito sobre una placa de proyectos.

Observa como al accionar el pulsador el

LED brilla durante un instante mientras el

condensador se carga.

1.2. Retira la pila y une los cables directamente (quizás necesites

darle la vuelta al diodo si el condensador es electrolítico).

Observa como al accionar el pulsador el LED

durante un instante mientras el condensador

se descarga.

1.3. Intercala resistencias de distintos valores (100, 330, 820Ω...)

en el circuito.

Repite la experiencia anterior. Observa

como ahora el LED brilla durante más

tiempo (el condensador tarda más en

descargarse) aunque con menos intensidad.

Asocia ahora dos pilas en serie para obtener

una mayor d.d.p. ¿Qué observas en este

caso?.


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2. Diodos

Un diodo está constituido básicamente por dos semiconductores distintos, unidos entre sí y encapsulados. El terminal conectado a uno de los semiconductores es el ánodo o terminal positivo, y el terminal conectado al otro semiconductor recibe el nombre de cátodo o terminal negativo.

La principal característica de los diodos es que dejan pasar la corriente eléctrica en un sentido y no en el contrario.

Una de las aplicaciones

más importantes de los diodos es la de convertir corriente alterna en continua, ya que permiten el paso de corriente para voltajes positivos y la bloquean para voltajes negativos. También se usan para proteger circuitos contra sobretensiones, desviando la corriente si se supera un cierto voltaje

límite. Las aplicaciones de los diodos LED merecen mención aparte, ya que la

emisión de luz los hace útiles en situaciones muy distintas a las del resto de los diodos.

Los LED de colores son muy utilizados como indicadores luminosos en multitud de aparatos.

Es frecuente usar grupos

de LEDs (displays) como visualizadores de caracteres, pudiendo llegar incluso a formar grandes pantallas informativas y anuncios luminosos que muestran texto e imágenes mediante cuadrículas o matrices de LED.


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2.1. Monta el siguiente circuito sobre una placa de proyectos:

Invierte la polaridad del diodo. ¿Qué sucede con el led?.


Realiza empleando un polímetro la medida de la ddp existente en los extremos de la pila, del diodo y de la resistencia. Invierte la polaridad de la pila y repite la experiencia. Anota los resultados en la siguiente tabla:

Pila Diodo Resistencia Directa Inversa


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¿Qué sucede con el led?. Explica la razón.

• Simulación: Emplea el programa Crocolie Clips para simular el funcionamiento de los circuitos de las tres prácticas anteriores.


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• Estudia las siguientes formas de onda. Di cuales de ellas

corresponden a corriente continua y cuales a corriente alterna. Indica

las magnitudes que se representan en cada eje.

• Dibuja la forma de onda resultante de aplicar un diodo rectificador

sobre las siguientes formas de onda.


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2.4. Práctica: Monta el siguiente circuito y comprueba el funcionamiento del diodo como rectificador.

ü Observarás como al cambiar la polarización del diodo este permite o no el paso de la corriente eléctrica.

ü Comprueba con un polímetro cual es la caída de tensión en el diodo.


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2.5. Práctica: rectificador de doble onda

Existe un fallo en el circuito superior, ¿puedes decirme cuál es?.

• Simulación: Emplea el programa EWB para simular el funcionamiento de los circuitos de las dos prácticas anteriores.

V1

12 V 50 Hz 0Deg

D1

1B4B42

1

2

4

3

1

2

LED1

R1

240Ω

34

00

V1

12 V 50 Hz 0Deg

D1

1B4B42

1

2

4

3

1

2

LED1

R1

240Ω

3

0 C11500uF-POL

4

0

0


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3. Transistores

Un transistor se compone de tres capas de material semiconductor formando una especie de «sándwich». Según el orden de colocación de las capas, tenemos un transistor PNP o un transistor NPN. La parte central se llama base, y las otras dos, emisor y colector respectivamente.

Los transistores pueden alcanzar tamaños muy reducidos y, al igual que

los diodos, son de un tamaño proporcional a la corriente que pueden soportar. El transistor: estados de funcionamiento.

Se diferencian tres estados de funcionamiento, que dependen de las

características dinámicas del circuito en el que va conectado. Estas características son:

a. Saturación. El transistor permite el paso de corriente desde el

colector al emisor. De todas formas esta corriente no puede ser demasiado elevada, ya que la propia corriente calienta al transistor por efecto Joule y si se calienta excesivamente, puede estropearse de forma permanente.

Para un transistor de silicio que se

encuentra en saturación la tensión entre la base y el emisor es de 0,7 V y entre la base y el colector de unos 0,5 V, de donde se deduce que la tensión entre el colector y el emisor será de unos 0,2 V.

b. Corte. En este estado el transistor no

permite el paso de corriente entre el colector y el emisor, se comporta como si fuera un interruptor abierto.

Para un transistor de silicio que se

encuentra en corte las corrientes de emisor y de colector son nulas y las tensiones entre la base y el emisor y entre la base y el colector son ambas menores de 0,7 V.


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c. Amplificación. Cuando un transistor se encuentra en este estado de funcionamiento, permite amplificar la potencia de una señal.

Por lo tanto si lo que se pretende es que el transistor se comporte como un interruptor controlado electrónicamente, lo único que hay que conseguir es que pase de los estados de saturación a corte y viceversa. Eso sí hay que tener en cuenta las limitaciones de corriente, para no deteriorarle.

En electrónica digital, los transistores suelen estar funcionando en saturación o en corte.

Estudio de las corrientes El análisis del transistor se

realizará para una estructura NPN, y es análogo para el PNP.

Un transistor sin polarizar se comporta como dos diodos en contraposición, y no existen corrientes notables circulantes por él. Si se polariza, aparecen tres corrientes distintas, la corriente de base, IB, corriente de emisor, IE, y por último la corriente de colector, IC. En la figura siguiente están dibujadas estas corrientes según convenio, positivas hacia adentro.

De estas tres corrientes, la del emisor es la más grande, puesto que éste se comporta como fuente de electrones. La corriente de base es muy pequeña, no suele llegar al 1% de la corriente de colector.

Aplicando la ley de Kirchhoff se tiene la siguiente relación:

IB + IC - IE = 0 ; IE = IB + IC Existen un parámetro que relacionan las distintas corrientes: la

ganancia de corriente beta, b. El factor Beta. La ganancia de corriente b se define como el cociente

entre la corriente de colector y la de base.

b = IC / IB Para transistores de baja potencia b tiene valores entre 100 y 300. Questión: ¿Qué diferencia de potencial existirá entre Colector y Emisor

cuando el transistor de encuentra en corte?. ¿Y en saturación?.


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Ejemplo 1: TRANSISTOR EN SATURACIÓN Y BLOQUEO El encendido de un foco luminoso, por ejemplo, se puede realizar

directamente, en cuyo caso el interruptor debe ser el adecuado a la potencia de la lámpara, y su accionamiento manual puede entrañar algún riesgo. Para evitarlo, en la actualidad, se emplean circuitos electrónicos a base de transistores.

Sabes que en el

transistor, una débil corriente aplicada a la base es capaz de gobernar otra mayor en el circuito emisor-colector. Por eso, tenemos la ocasión de encender, sin ningún peligro, una lámpara valiéndonos de un transistor, componiendo un circuito análogo a los que se utilizan en la realidad, pero naturalmente mucho más simple.

Realiza el montaje indicado en el plano.

Cuando pulsas P1, la lámpara se enciende. Esto quiere decir que en la

acción de pulsar introducimos corriente en la base a través de R9, con lo que el transistor se hace conductor (se comporta como un interruptor cerrado). Se dice entonces que el transistor está en saturación.

Si dejas de pulsar P1, la lámpara se apaga, porque al no existir corriente de base al transistor no se hace conductor (se comporta como un interruptor abierto). Se dice entonces que el transistor está en bloqueo.


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Ejemplo 2: CONTROL DE LA ILUMINACIÓN DE UNA LÁMPARA MEDIANTE UN TRANSISTOR

A veces interesa poder graduar la intensidad de luz producida por una

lámpara, como en el caso de un estudio fotográfico o una sala de proyección cinematográfica. Estas instalaciones requieren circuitos electrónicos algo más complicados, pero su fundamento es el mismo que el reflejado en el siguiente montaje.

Realiza el montaje indicado en el plano.

A

Al girar el cursor del potenciómetro de 20.000 ohmios obtendrás una

variación de la intensidad luminosa en la lamparita. Puedes deducir de este fenómeno, que el grado de conducción

eléctrica del transistor depende de la intensidad de corriente que pasa por su base. Efectivamente, cuando el cursor del potenciómetro esté arriba, R9 queda conectada a la máxima tensión y por tanto, la corriente que circula por la base es también máxima; entonces el transistor conduce y la lámpara se enciende. Con el cursor abajo la tensión aplicada es nula, no se produce corriente de base y la lámpara estará apagada. Para posiciones intermedias del cursor se obtienen diferentes grados de conducción del transistor.


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Ejemplo 3: CIRCUITO DE INTERRUPTOR CREPUSCULAR El circuito de la figura inferior puede servir como ejemplo de esta

aplicación. Se trata de un Interruptor crepuscular automático, que encenderá la bombilla cuando no haya luz suficiente.

La LDR presentará una gran resistencia en la oscuridad. En esta situación, la corriente se desviará hacia la base del transistor, que se activará y hará que la bombilla se encienda.

Con una iluminación adecuada, la LDR presentará poca resistencia. La corriente pasará por ella y no por el transistor, que se

desactivará apagando la bombilla. Se puede modificar el grado de oscuridad que activa el transistor

variando la resistencia del potenciómetro. La unión entre base y emisor del transistor actúa como un diodo a

través del que se controla la conducción entre colector y emisor. Si llega corriente a la base, el transistor permitirá el paso de corriente entre colector y emisor, impidiéndolo en caso contrario.

La corriente que pase del colector al emisor será proporcional a la que se introduzca por la base, produciéndose un efecto amplificador muy útil.


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Ejemplo 4: El siguiente montaje puede funcionar como detector de humedad. Identifica los componentes y describe la función de cada uno de ellos en el montaje.

Un detector electrónico de nivel puede proteger tu casa, cuando falla

el sistema de boya, del derramado del agua en cisternas, depósitos, bañeras, etc.

El agua tiene sales disueltas, por este motivo es eléctricamente conductora. El detector que vamos a montar se basa en esta propiedad del agua, cerrándose a través de ella el circuito de base de un transistor.


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Ejemplo 5: AVISADOR CON UN TRANSISTOR Pasarás ahora a realizar en este proyecto y en los tres siguientes

cuatro circuitos sencillos correspondientes a las cuatro funciones lógicas fundamentales del álgebra binaria utilizadas en las computadoras. En cada circuito incorporaremos uno o dos transistores con objeto de separar el circuito de mando del de la lámpara, y a la vez beneficiarnos de las ventajas propias del transistor: conseguir controlar grandes corrientes mediante otra, muy débil, de base.

En el álgebra binaria se utilizan solamente dos números 0 y 1 para

indicar estados contrarios. En términos eléctricos podemos asociar estos mismos números con causas y efectos:

CAUSAS 0 pulsador no accionado 1 pulsador accionado EFECTOS 0 lámpara apagada 1 lámpara encendida Este circuito realiza la función lógica "o". Se representa por la

igualdad lógica L=AUB, que quiere decir: al accionar cualquiera de los dos pulsadores (A o B) se enciende la lámpara L.

Realiza el montaje según el plano.

Observarás que accionando cualquiera de los dos pulsadores la lámpara se enciende, como corresponde a la función realizada. Un 1 en cualquiera de las entradas (pulsadores A o B) da un 1 en la salida (la lámpara se enciende). Esto es posible porque la corriente aplicada a la base por P1 y R13, o bien por P2 y R9 consigue saturar el transistor,

conectándose entonces la lámpara a la batería. Las cuatro situaciones posibles del circuito quedan indicadas en su

"tabla de verdad".

A B L 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

Ambos pulsadores sin accionar: lámpara apagada Accionado el

pulsador B: lámpara encendida Accionado el pulsador A: lámpara encendida Accionados los dos pulsadores: lámpara encendida


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Amplifier Transistors NPN Silicon

MAXIMUM RATINGS

Rating Symbol BC 546 BC 547 BC 548 Unit

Collector- Emitter Voltage VCEO 65 45 30 Vdc Collector-Base Voltage VCBO 80 50 30 Vdc Emitter-Base Voltage VEBO 6.0 Vdc Collector Current — Continuous IC 100 mAdc Total Device Dissipation @ TA = 25°C Derate above 25°C PD 625 5.0 mW mW/°C

Total Device Dissipation @ TC = 25°C Derate above 25°C PD 1.5 12 Watt mW/°C

Operating and Storage Junction Temperature Range TJ, Tstg -55 to +150 °C

THERMAL CHARACTERISTICS Characteristic Symbol Max Unit

Thermal Resistance, Junction to Ambient R8JA 200 °C/W Thermal Resistance, Junction to Case R8JC 83.3 °C/W

BC546, B

BC547, A, B, C BC548, A, B, C

Collector-Emitter Breakdown Voltage BC546 (IC = 1.0 mA, IB = 0) BC547 BC548

V(BR)CEO 65 45 30

— — V

Collector-Base Breakdown Voltage BC546 (IC = 100|iAdc) BC547 BC548

V(BR)CBO 80 50 30

— — V

Emitter-Base Breakdown Voltage BC546 (IE = 10|iA, IC = 0) BC547 BC548

V(BR)EBO 6.0 6.0 6.0

— — V

Collector Cutoff Current (VCE = 70 V, VBE = 0) BC546 (VCE = 50 V, VBE = 0) BC547 (VCE = 35 V, VBE = 0) BC548 (VCE = 30 V, TA = 125°C) BC546/547/548

ICES — 0.2 0.2 0.2

15 15 15 4.0 nA

MA


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4. Darlington Circuito Darlington. Cuando el circuito necesita más corriente que la que puede suministrar un simple transistor, como cuando se quiere controlar un motor o un relé, necesitas emplear un dispositivo que sea capaz de suministrar esta corriente. Este dispositivo puede ser un circuito Darlington, también llamado par Darlington o transistor Darlington, en honor a Sidney Darlington de los Laboratorios Bell.

Estructura y características. Está formado por dos transistores conectados como puedes ver en la figura.

El hecho de que la salida del

emisor del transistor de la izquierda, esté conectado a la base del otro transistor hace que la ganancia de corriente sea mucho más alta que para un único transistor -de hecho es el producto de las ganancias de corriente individuales de los dos transistores que forman el par- y la corriente que soporta en el emisor-colector sea mayor lo que permite que esta configuración sea interesante por ejemplo para alimentar una carga como un pequeño motor de corriente continua.

Un valor típico de ganancia de corriente puede ser de 1000. Lo que quiere decir que la corriente que pasa por el colector hacia el emisor, es unas mil veces mayor que la corriente que entra por la base.

Un ejemplo de Darlington. El TIP120 es un ejemplo de par Darlington, tiene un encapsulado del tipo TO220 como el de la figura.

La ganancia de corriente según las

especificaciones del fabricante es de 1000, y la máxima corriente que puede circular por el colector es de 5 A.

Además de los dos transistores propios del par Darlington, este dispositivo, lleva un diodo adicional y un par de resistencias con fines de protección.


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Ejemplo de aplicación

Un ejemplo sencillo de aplicación es el siguiente: Cuando el pulsador permanece sin accionar la tensión en la base del

Darlington es cero y por lo tanto está en corte, no circulan corrientes y el motor permanece parado.

Si se acciona el pulsador, la tensión en la base aumenta y se pasa a saturación, en este momento, el Darlington permite el paso de corriente y el motor se pone en marcha.

Como la ganancia de corriente es de 1000 aproximadamente, si se hace circular una corriente de 1 mA por la base por el colector circulará una corriente de 1000 mA es decir de un Amperio.

La resistencia R1 limita la corriente que entra por la base.

Por otra parte la caída de tensión entre la base y el emisor del Darlington se corresponde con la caída de tensión en dos diodos de silicio en polarización directa, es decir 1,4 V.

El diodo en paralelo con el motor protege al Darlington del pico de corriente que produce el bobinado del motor en el mismo momento en el que el Darlington pasa de saturación a corte debido a la fuerza contralectromotriz.


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El rele

Es un dispositivo que consta de dos circuitos diferentes: un circuito electromagnético (electroimán) y un circuito de contactos, al cual aplicaremos el circuito que queremos controlar. En la siguiente figura se puede ver su simbología así como su constitución (rele de armadura).

Símbolo del relé de un

circuito Símbolo del relé de dos

circuitos Partes de un relé de armaduras

Su funcionamiento se basa en el fenómeno electromagnético. Cuando la corriente atraviesa la bobina, produce un campo magnético que magnetiza un núcleo de hierro dulce (ferrita). Este atrae al inducido que fuerza a los contactos a tocarse. Cuando la corriente se desconecta vuelven a separarse.

Los símbolos que aparecen en las figuras poseen solo 1 y dos circuitos, pero existen relés con un mayor número de ellos.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Parte electromagnética

• Corriente de excitación.- Intensidad, que circula por la bobina, necesaria para activar el relé.

• Tensión nominal.- Tensión de trabajo para la cual el relé se activa. • Tensión de trabajo.- Margen entre la tensión mínima y máxima,

garantizando el funcionamiento correcto del dispositivo. • Consumo nominal de la bobina.- Potencia que consume la bobina

cuando el relé está excitado con la tensión nominal a 20ºC.

Contactos o Parte mecánica

• Tensión de conexión.- Tensión entre contactos antes de cerrar o después de abrir.

• Intensidad de conexión.- Intensidad máxima que un relé puede conectar o desconectarlo.

• Intensidad máxima de trabajo.- Intensidad máxima que puede circular por los contactos cuando se han cerrado.


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Los materiales con los que se fabrican los contactos son: plata y aleaciones de plata que pueden ser con cobre, níquel u óxido de cadmio. El uso del material que se elija en su fabricación dependerá de su aplicación y vida útil necesaria de los mismos.

RELES MÁS UTILIZADOS

DE ARMADURA

El electroimán hace vascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es normalmente abierto o normalmente cerrado.

DE NÚCLEO MÓVIL

Tienen un émbolo en lugar de la armadura. Se utiliza un solenoide para cerrar los contactos. Se suele aplicar cuando hay que manejar grandes intensidades.

Relé de armaduras Relé de armaduras Relé Reed

Relé en encapsulado tipo DIP

Relé en encapsulado tipo

DIP

Aplicación de los reles como módulos de interface

Las aplicaciones de este tipo de componentes son múltiples: en electricidad, en automatismos eléctricos, control de motores industriales; en electrónica: sirven básicamente para manejar tensiones y corrientes superiores a los del circuito propiamente dicho, se utilizan como interfaces para PC, en interruptores crepusculares, en alarmas, en amplificadores...


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Fabricación de Circuitos Impresos

Las Placas Una placa para la realización de circuitos impresos consiste en una

plancha base aislante – cartón endurecido, baquelita o fibra de vidrio – de diversos espesores; los más comunes son unos 2 mm, y sobre la cual se ha depositado una fina lámina de cobre que está firmemente pegada a la base aislante.

Diseño del Circuito Aunque cada caso

requiere un tratamiento especial se deben de tener en cuenta unas reglas básicas que podrían considerarse comunes y que pasamos a enumerar:

1. Se tratará de

realizar un diseño lo más sencillo posible; cuanto

más cortas sean las pistas y más simple la distribución de componentes, mejor resultará el diseño.

2. No se realizarán pistas con

ángulos de 90º; cuando sea preciso efectuar un giro en una pista, se hará con dos ángulos de 135º ; si es necesario ejecutar una bifurcacion en una pista, se hará suavizando los ángulos con sendos triángulos a cada lado.

3. Los puntos de soldadura

consistirán en círculos cuyo diámetro será, al menos, el doble del ancho de la pista que en él termina.

4. El ancho de las pistas dependerá de la intensidad que vaya a

circular por ellas. Se tendrá en cuenta que 0,8 mm puede soportar, dependiendo del espesor de la pista, alrededor de 2 amperios; 2 mm, unos 5 amperios; y 4,5 mm, unos 10 amperios. En general, se realizarán pistas de unos 2 mm aproximadamente.

5. La distancia mínima entre

pistas y los bordes de la placa será de dos décimas de pulgada, aproximadamente unos 5 mm.

6. Todos los componentes se

colocarán paralelos a los bordes de la placa.


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Fabricación del Circuito Para transferir el diseño terminado a la placa, procederemos del

modo siguiente: · Se toma la placa virgen y se coloca bajo el diseño realizado,

haciendo que coincidan los bordes de éste con los de aquélla y de forma que la cara de cobre de la placa toque el papel. Para que no se muevan ni el papel ni la placa, se aconseja sujetarlos con cinta adhesiva.

· Con una punta de trazar o un punzón, pinchar exactamente en el

centro del punto de soldadura, con el fin de que esta marca quede señalada en la cara de cobre. Se tendrá cuidado de no olvidar ningún punto de soldadura.

· Una vez hecho esto, se separan la placa y el papel del diseño; se

notarán los punteados realizados en la operación anterior. · Se limpia la cara de cobre de manera que no conserve ningún tipo

de suciedad. Esta operación se puede hacer de diversas formas: con agua y jabón, con estropajo en seco o con agua, etc., pero se aconseja hacerlo con goma de borrar.

· Con un rotulador resistente al ataque ácido y, a ser posible, con

ayuda de una plantilla de círculos, se dibujarán los círculos correspondientes a los puntos de soldadura, cuidando de que queden perfectamente centrados sobre los puntos marcados. Se tendrá la precaución de no tocar el cobre con la mano, para evitar mancharlo.

· Cuando se haya terminado de dibujar los círculos, con el mismo

rotulador y la ayuda de una regla, se trazarán las pistas sobre la cara de cobre, cuidando que sean exactas a las que se trazaron en el papel de diseño.

· Alcanzado este punto, se puede optar por taladrar o por atacar; se

aconseja atacar primero para evitar rayar las pistas dibujadas. · Para proceder al atacado, se puede recurrir a varios tipos de

mordiente líquido atacador) : El Cloruro Férrico (muy lento, pero poco corrosivo), el Ácido Clorhídrico (rápido, pero muy corrosivo), u otros métodos que se distribuyen como atacadores rápidos en el comercio. Si el atacado se realiza en el domicilio, se aconseja usar Cloruro Férrico, pues prácticamente carece de emisión de gases nocivos; en cualquier caso, úsese en lugares bien ventilados; se tendrá que evitar el contacto de cualquier metal con el mordiente, pues aquél sería atacado.

- Depositada la mezcla en una cubeta de plástico (nunca metálica),

ya se puede introducir la placa. Dejar actuar a la mezcla dando un ligero movimiento a la cubeta, sin perder de vista la placa, puesto que suele tardar muy poco tiempo en eliminar el cobre sobrante. Cuando se vea que en la placa no queda más cobre que el propio de las pistas, con ayuda de unas pinzas de plástico, extraer la placa y, cuidando el goteo que se produce, colocarla bajo el grifo y lavarla con agua abundante.

· Cuando ya esté la placa seca, se eliminara la tinta que cubre el

cobre; para ello se puede utilizar disolvente o estropajo.


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· A continuación se procede al taladrado. - Para el taladrado de los puntos de soldadura, se usará una broca de

0.9 mm, exceptuando los puntos de soldadura de espadines y resistencias ajustables, que se efectuarán con broca de 1,25 mm.

· Terminado el taladrado, sólo queda soldar los componentes a la

placa: éstos se insertarán por el lado del aislante para que las patillas del componente sobresalgan por la cara de pistas de cobre y así poder soldarlas.

- Cuando se hayan terminado las soldaduras, con un alicate de corte se cortarán los trozos sobrantes de las patillas.


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ELECTRÓNICA DIGITAL


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ELECTRÓNICA DIGITAL

1. Sistemas de Numeración

Sistema de numeración binario Las calculadoras y los ordenadores utilizan el sistema de numeración

binario, ya que es el sistema de numeración más simple. Hasta ahora hemos hecho las operaciones con el sistema decimal,

que utiliza diez símbolos diferentes. El sistema de numeración binario sólo utiliza dos: el O y el 1. Cada uno de estos dos símbolos, o dígitos, se denomina bit.

La tabla muestra la relación entre los números decimales (de O a 15) y los binarios correspondientes. Por ejemplo, el número decimal 11 en sistema binario se escribe 1011. Igual que en el decimal, podemos realizar operaciones aritméticas. A continüación puedes ver algunas sumas hechas en sistema binario.

2. Puertas lógicas

Las puertas lógicas son elementos electrónicos muy pequeños que tienen en su interior las calculadoras y los ordenadores y que permiten realizar operaciones con números binarios. Estos elementos tienen diversos conductores eléctricos por los que puede entrar corriente y uno solo por el cual puede salir. Para comprender su funcionamiento, mira el ejemplo de la siguiente figura que representa una puerta lógica llamada AND de dos entradas. En este caso sólo sale corriente cuando ésta llega a las dos entradas.


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Las tres puertas lógicas fundamentales son: OR, AND y NOT.Para entender como funcionan monta los tres circuitos de la figura y comprueba la salida en cada uno de los casos. Un « 1 » corresponde a una bombilla encendida y una pinza apretada; un «0» corresponde a una bombilla apagada y una pinza no apretada. Para representar todas las combinaciones posibles de «0» y « 1 » se utilizan las tablas de verdad.

• Ejercicio 1: Detección de intrusos. Deseamos diseñar un sistema de alarma para un habitación con dos ventanas y una puerta. Los sensores son interruptores magnéticos que producen una salida a nivel alto (un 1 lógico) cuando son abiertos. Diseña un circuito que active la alarma al abrir cualquiera de las ventanas o la puerta.


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• Ejercicio 2: Detección de nivel. Una planta de fabricación utiliza dos tanques para almacenar un determinado líquido químico que se requiere en un proceso de fabricación. Cada tanque dispone de un sensor que detecta cuando el nivel de líquido baja del 25% del total, generando una tensión de 5 V cuando esto sucede. Debemos diseñar un sistema que active un diodo LED ROJO en un panel cuando ambos tanques contengan menos de un 25%. Otro sistema digital debe iluminar un LED AMARILLO cuando uno cualquiera de los tanques esté por debajo del 25%.

• Ejercicio 3: Diseñar un sitema que permita activar un timbre desde

tres puntos de una casa empleando puertas lógicas. • Ejercicio 4: Diseñar un sistema automático para un automovil que

active el limpiaparabrisas cuando este lloviendo, la llave de contacto este puesta y el sistema no este desactivado.


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• Ejercicio 5: Diseñar un sistema que active un motor para bombear agua de un pozo a un depósito cuando se cumplan las siguientes condiciones:

o Exista agua en el pozo. o No exista agua en el depósito. o Sea de noche. o Se active un pulsador de funcionamiento independientemente

de las condiciones anteriores. Se supone que los detectores de nivel de agua y luz generan un nivel alto de tensión (5 V) en ausencia de agua o luz. • Ejercicio 6: Diseñar un sistema digital que permita controlar el

funcionamiento de la calefacción de un edificio en función de las siguientes condiciones:

o Es sistema esté activado. o La temperatura interior sea menor de 15ºC. o Exista presion de agua adecuada. o No este presionado un pulsador de paro de emergencia.

• Ejercicio 7: La siguiente figura representa el sistema de control de una bomba de achique de agua de un barco. Diseña un sistema equivalente empleando puertas lógicas.


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3. Familias lógicas Los operadores lógicos más comunes pueden realizarse mediante

circuitos electrónicos en los cuales se sustituyen los valores lógicos, 0 y 1 por niveles de tensión(voltaje) o corriente(intensidad). Estos circuitos que realizan operaciones lógicas se denominan PUERTAS LÓGICAS

Estas puertas lógicas pueden diseñarse de forma discreta o en forma de circuito integrado.

Los CI presentan otras ventajas:

• bajo coste. • bajo consumo. • alta fiabilidad. • velocidad de operación alta. • reduce el número de conexiones externas.

Según la escala de integración, los circuitos pueden clasificarse en:

• SSI (Small Scale of Integration). Pequeña escala de integración.

<20 • MSI (Medium Scale of Integration). Escala de integración

mediana. Entre 20 y 100 aproximadamente

• LSI (Large Scale of Integration). Gran escala de integración. Entre 100 y 1000

• VLSI (Very Large Scale of Integration): Escala de integración muy grande: Comprende aquellos CI que contienen más de 1000 puertas


32

ESQUEMAS DE LOS CI

Inversor 74LS04

AND 74LS08

OR 74LS32


33

PROGRAMACIÓNMSWOLOGO


34

Dibujando con MSWLOGO.

Todas las órdenes que le demos a nuestra “tortuga” deben tener la misma estructura:

Comando ¡qué debe hacer! Argumento ¡cuántas veces debe hacerlo!

Ejemplo AV 100. En esta orden el comando es AV (avanza) mientras que el argumento es 100. Por tanto la

tortuga avanzará 100 unidades. Veremos a continuación algunas de las órdenes básicas que podemos darle a la tortuga a la hora de dibujar:

ORDEN SIGNIFICADO

SL Sube el lápiz BL Baja el lápiz AV Avanza RE Retrocede GD Gira a la derecha. Ej. GD 90 GI Gira a la izquierda Ej. GI 120

Actividad 1: Intenta dibujar las siguientes figuras. Recuerda levantar el lápiz entre dibujo y dibujo.

o Un triángulo equilátero. o Un cuadrado.

Una nueva orden: REPITE Observa que con esta orden dibujar el cuadrado sería más sencillo: REPITE 4 [ AV 100

GD 90]

Actividad 2: Intenta dibujar un círculo empleando la orden repite.


35

Programando con MSWLOGO.

2.1. Procedimientos.

¿Cada vez que deseemos dibujar un cuadrado debemos escribir todas esas órdenes?

¡Debe existir una forma más fácil! Hasta ahora hemos estado escribiendo órdenes en la pantalla,

pero una vez ejecutadas se “pierden” y debemos teclearlas de nuevo. Existe una forma de almacenar un conjunto de órdenes y guardarlas con un nombre de forma que cada vez que las deseemos ejecutar sólo tengamos que “invocarlas”. Estos conjuntos de ordenes los denominaremos “procedimientos” o “funciones”.

Procedimiento “cimiento”

Procedimiento “tejado”

para cimiento REPITE 4 [ AV 100

GD 90]

fin

Para tejado SL AV 100 BL PONRUMBO 30 AV 100 PONRUMBO 150 AV 100 fin

Dentro de un procedimiento podemos hacer llamadas a otros

procedimientos. Así podemos crear un procedimiento “casa” que llame a “cimiento” y “tejado”. De esta forma sólo tendremos que teclear “casa” para obtener nuestra nueva vivienda...

para casa

cimiento tejado

fin


36

Actividad 3: Intenta crear un procedimiento pueblo que “construya” 5 casas equidistantes.

Crear un procedimiento. Para crear un procedimiento tenemos tres opciones:

1. Teclear directamente desde la línea de comandos la orden “para” seguido del nombre que deseemos darle al procedimiento. Automáticamente se abre una nueva ventana en la que vamos introduciendo línea a línea las instrucciones del procedimiento. Para terminar la introducción tecleamos “fin”

2. Teclear el comando ED “ seguido del nombre del procedimiento. Se abre la ventana del editor de procedimientos y podemos ir escribiendo todos los comandos.

3. Ir al menú “Fichero”, “Editar” y luego seleccionar el nombre del procedimiento.


37

2.2. Utilización de variables en MSWLogo.

Vamos a ver como trabajar con variables y luego haremos algunas actividades.

MSWLogo utiliza la forma:

Haz “mivariable unvalor

para asignarle un valor a una variable, donde Haz “ es la orden para declarar una variable. mivariable representa el nombre de la variable y unvalor el valor que le estamos asignado. El valor de la variable se puede mostrar en cualquier otro punto del programa mediante la orden

Rotula :mivariable

¡Observa que los dos puntos van delante de la variable!

Practiquemos con el siguiente procedimiento:

Haz “numero1 100 Haz “numero2 200 Rotula :numero1 Av 200 Rotula :numero2 AV 100 BP AV :numero1 GD 90 AV :numero2


38

2.3. Estructuras condicionales

Todos los lenguajes de programación cuentan con una estructura condicional simple, con una salida afirmativa y otra negativa como la representada en la figura.

Planteamos una condición, si ésta se cumple (then) el programa ejecuta una serie de instrucciones, en caso contrario (else) el programa ejecuta otras distintas.

La sintaxis común de esta estructura condicional, expresada en código, suele ser la siguiente:

Lenguaje Declaración Significado

MSWLogo Sisino “condición” [“Acción1”] [“Acción2”]

La sintaxis es nuevamente similar a los casos anteriores. En logo las sentencias que deseemos utilizar irán entre corchetes.

MSWLogo Si “condición” [“Acción1”]

Ejecuta un grupo de acciones en caso de que la sentencia sea cierta y no ejecuta nada si la sentencia es falsa.

Ejemplo:

para edades :edad sisino :edad>18 [escribe [Eres mayor de edad] ] [escribe [Eres menor de edad]] escribe “Adios fin

if"condición"

Then

Else


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2.4. Estructuras de repetición.

Gracias a las estructuras condicionales ya podemos controlar qué sentencias de nuestro programa son ejecutadas en cada caso, de tal manera que dicha ejecución no es completamente secuencial. Con una condición (If, Si) podemos saltarnos la ejecución de una o más sentencias, pero en realidad no nos sirve si precisamos la realización reiterada de una o más sentencias. Supón que deseamos realizar un programa para que la tortuga avance y gire hasta que se cumpla una determinada condición. ¿Podemos hacerlo simplemente con una condicional?. La respuesta es no. Necesitamos una nueva estructura conocida como bucle. Un bucle estará formado por una o más sentencias que deben repetirse, para lo cual se delimitan con las órdenes adecuadas para hacer posible la ejecución reiterada. Generalmente un bucle siempre tiene asociada una expresión condicional cuyo resultado “verdadero” o “falso”, condiciona que el bucle se siga ejecutando o no. El tipo de bucle más común, existente en todos los lenguajes de programación, tiene una sintaxis similar a esta:

mientras condicional sentencias

Veamos algunos ejemplos en distintos lenguajes: Lenguaje Declaración Significado

MSWLogo Haz.mientras [listainstrucciones] [condición]

Ejecuta una lista de instrucciones mientras que se cumpla una determinada condición. Observa que en MSWLogo la condición es el segundo argumento.

Haz.mientras [listainstrucción] [condición]


40

Ejemplo: haz "i 0 haz.mientras [haz "i :i+1 escribe :i] [:i<3] El procedimiento mostraría: 1 2 3


41

Control del puerto paralelo con MSWLOGO.

1. Esquema del puerto paralelo: Los terminales D0 a D7 son salidas que podemos activar o desactivar

mediante órdenes adecuadas de Mswlogo. Los terminales S4 a S6 son entradas que podemos emplear para enviar información (finales de carrera, detectores electrónicos…) a Mswlogo.

2. ¿Cómo controlar el puerto paralelo?. Emplearemos la orden:

escribepuerto 888 valor decimal

Donde el valor decimal puede ser cualquiera entre 0 y 255 en función de las salidas que queramos activar. Por ejemplo:

Nota: Estos valores

proceden de la conversión binario-decimal de los bits de estado del puerto.

Teclea la orden “escribepuerto 888” con distintos valores

decimales 3. Un ejemplo: Escribe el siguiente programa.

Para escribir el programa selecciona el menú “fichero”, luego “editar” ponle el nombre que quieras y pincha en “OK” como puedes ver en la imagen.

bp escribepuerto 888 0 prueba sinobox [Hola][¿Quieres encender todos los leds?] sicierto [escribepuerto 888 255] sifalso [mensaje [Adios][Otra vez será…]]

Decimal Salidas activa 0 ninguna 1 D1 2 D2 3 D1 y D2 4 D3 255 todas


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EJERCICIOS • Bloque I. Dibujo.

1. Crea un procedimiento que dibuje un cuadrado.

2. Crea un procedimiento que dibuje un rectángulo.

3. Crea un procedimiento que dibuje un triángulo equilátero.

4. Crea un procedimiento que dibuje un círculo.

5. Crea el procedimiento necesario para dibujar la siguiente figura:



8. Crea un procedimiento que dibuje una casa. Puedes lograrlo

fácilmente combinando los procedimientos que

dibujan el cuadrado y el triángulo.

9. Intenta crear un procedimiento pueblo que

“construya” 5 casas equidistantes.

10. Crea un procedimiento que dibuje un cuadrado con

un círculo en su interior. El procedimiento debe funcionar en

cualquier punto de la pantalla.

11. Crea un procedimiento que permita dibujar los anillos olímpicos.


43

• Bloque II. Operadores y presentación de datos.

12. Crea un procedimiento que multiplique el número 100 por 3 y rotule

el resultado.

13. Crea un procedimiento que sume los números 150, 200 y 300 y

rotule el resultado.

14. Crea un procedimiento que divida 3000 entre 7 y escriba el

resultado.

15. Crea un procedimiento que dados los números 500 y 7 los sume,

reste, divida y multiplique. Debe escribir y rotular el resultado de

estas cuatro operaciones.

16. Crea un procedimiento que realice la media de dos notas.

17. Vamos a ver las diferentes posibilidades de la primitiva Escribe.

Intenta que tu ventana de

textos tenga éste aspecto

usando sólo la primitiva

Escribe y la primitiva Car

(consulta el apartado de

primitivas para trabajar

con listas). El símbolo ~ que aparece en el texto tiene el código

ASCII 126 y los espacios en blanco tienen el código ASCII 32.

• Bloque III. Uso de variables.

18. Modifica el procedimiento del ejercicio 1 para que podamos modificar

el valor del lado mediante el uso de una variable.


el valor de los lados mediante el uso de dos variables.


el valor del radio mediante el uso de una variable.

21. Crea un procedimiento que dibuje un cuadrado de lado 100 en las

coordenadas X e Y introducidas por el usuario.

22. Crea un procedimiento mediante el cual introduzcamos nuestro

nombre y LOGO lo rotule en la ventana de dibujo.

23. Crea un procedimiento mediante el cual introduzcamos nuestro

nombre y LOGO lo escriba en la ventana de Textos.


44

24. Crea un procedimiento que permita sumar dos números introducidos

por el usuario.

25. Crea un procedimiento que permita restar dos números introducidos

por el usuario.

26. Crea un procedimiento que nos de la suma, resta, división y

multiplicación de dos números introducidos por el usuario.

27. Crea un procedimiento que convierta el valor de una resistencia

expresado en Ω a mΩ, KΩ y MΩ.

28. Crea un procedimiento que dado el valor de tres resistencias calcule

el valor de su asociación tanto en serie como en paralelo.

29. Crea un procedimiento que aplique la ley de Ohm para calcular el

voltaje entre los extremos de una resistencia en función de los

valores de I y R.

30. Crea un programa que nos permita calcular la energía consumida por

un electrodoméstico en función de su potencia y las horas de

funcionamiento. Debe mostrar el resultado tanto en KWh como en

julios. Emplea ventanas para entrar los datos y añade comentarios

explicativos. (E=P∙t).

• Bloque IV. Condicionales.

31. Diseña un procedimiento que dibuje un cuadrado o un círculo en

función de lo que decida el usuario.

32. Crea un procedimiento que en función de nuestra edad nos diga si

podemos conducir un coche o no.

33. Crea un procedimiento que realice la media de dos notas introducidas

por el usuario. Si la media es menor de cinco dirá que estamos

suspensos. Si es mayor dirá que estamos aprobados.

34. Crea un procedimiento que dibuje una figura geométrica de tu

elección. El usuario debe introducir el nombre correcto de la figura. Si

se equivoca se le presenta un mensaje de error y si acierta un

mensaje de felicitación.

35. Juego de las figuras geométricas. Modifica el procedimiento

anterior de forma que presente un recuento de número de errores del

usuario. Si se equivoca más de 5 veces se detiene el juego.


45

36. Juego de las imágenes. Similar al anterior pero en este caso en

vez de adivinar el nombre de una figura geométrica deberemos

averiguar el nombre del lugar o persona que muestre una fotografía.

37. Modifica el juego anterior de manera que el usuario deba acertar el

nombre de tres figuras que se le van presentando de forma

consecutiva.

38. Crea un procedimiento que resuelva una ecuación de segundo grado.

Si la solución no está dentro de los números reales debe mostrar un

mensaje de error y volver a preguntar los valores de los coeficientes.

39. Escribe un procedimiento llamado “cruzar” que dé a un peatón la

orden de cruzar o no en función del estado de una variable que

represente el estado de la luz verde.

40. Crea un juego para adivinar un número del 1 al 10. Una vez que se

acierte el número nos mostrará los intentos y los fallos.

• Bloque V. Bucles.

41. Crea un procedimiento que dibuje cuadrados cada vez mayores hasta

que el valor del lado sea igual a 200.

42. Modifica el procedimiento anterior para que el valor máximo del lado

sea introducido por el usuario.

43. Crear un programa que dibuje círculos cada vez mayores hasta que

se alcanza un valor del radio introducido por el usuario

44. El siguiente programa tiene un error. ¿Sabes cuál es?.

para saludo es "hola saludo fin

45. Escribe un procedimiento que dibuje un cuadrado y lo desplace

lentamente en sentido horizontal hasta que alcance un valor de la

coordenada X introducido por el usuario.

46. Escribe un procedimiento que en función de dos variables iniciales

cuente desde una hasta otra con incrementos de dos en dos. La

segunda variable ha de ser mayor que la primera, en caso contrario

el programa dará un mensaje de error.

47. Modifica el procedimiento anterior para que las dos variables sean

introducidas por el usuario mediante ventanas de Windows. Añade

mensajes explicativos al programa.


46

48. Diseña un programa que realice una cuenta atrás a partir del número

que se desee.

• Bloque VI. Control del puerto paralelo.

49. Escribe un procedimiento que encienda todos los leds.

50. Escribe un procedimiento que apague todos los leds.

51. Escribe un procedimiento que encienda el led del dato D3.

52. Escribe un procedimiento que encienda el led del dato D0…D7

especificado por el usuario.

53. Escribe un procedimiento que haga parpadear el led del dato D0.

54. Modifica el ejercicio consistente en adivinar un número de manera

que si nos equivocamos se encienda el led D0 y si acertamos se

enciendan todos los leds.

55. Modifica el juego de las figuras geométricas de manera que encienda

el led D0 cuando acertemos la primera pregunta. Los leds D0 y D1 al

acertar la segunda y todos los leds al terminar el juego.

56. Modifica el procedimiento anterior para que se puedan ajustar los

tiempos Ton/Toff.

57. Escribe un procedimiento que encienda de forma secuencial a

intervalos de tiempo regulables los leds D0..D7.

58. Escribe un procedimiento que encienda de forma secuencial a

intervalos de tiempo regulables los leds D0..D7 de en bucle infinito.

59. Escribe un procedimiento que encienda la salida del Dato 0 (M1) al

ser activada la entrada S3.

60. Ejecuta el procedimiento que llame al procedimiento del ejercicio 51

al pulsar la entrada S3.


47

Robótica PICAXE


48

El microcontrolador PIC (microcontrolador programable) es a menudo descrito como un "ordenador en un chip". Es un circuito integrado que contiene memoria, unidades procesadoras y circuitos de entrada/salida, en una sola unidad.

Los microcontroladores son comprados en "blanco" y luego programados con un programa específico de control. Una vez programado, este microcontrolador es introducido en algún producto para hacerlo más inteligente y fácil de usar.

A manera de ejemplo, un horno de microondas puede utilizar un solo microcontrolador para procesar información proveniente del teclado numérico, mostrar información para el usuario en la pantalla y controlar los dispositivos de salida (motor de la mesa giratoria, luz, timbre y magnetrón).

Un microcontrolador puede a menudo reemplazar a un gran número de partes separadas, o incluso a un circuito electrónico completo. Algunas de las ventajas obtenidas con el uso de microcontroladores en el diseño de productos son:

• aumento en la confiabilidad debido al menor • número de partes • reducción en los niveles de existencia ya que un • microcontrolador reemplaza varias partes • simplificación del ensamblaje del producto y productos finales • más pequeños • gran flexibilidad y adaptabilidad del producto ya que las funciones del producto • están programadas en el microcontrolador y no incorporadas en el hardware • electrónico • rapidez en modificaciones y desarrollo del producto mediante cambios en el • programa del microcontrolador, y no en el hardware electrónico

Algunas de las aplicaciones que utilizan microcontroladores incluyen artefactos domésticos, sistemas de alarma, equipo médico, subsistemas de automóviles y equipo electrónico de instrumentación. Algunos automóviles modernos contienen mas de treinta microcontroladores - utilizados en una amplia variedad de subsistemas desde el control del motor hasta el cierre a control remoto! En la Industria, los microcontroladores son usualmente programados utilizando programación en lenguaje C. Sin embargo, debido a la complejidad de este lenguaje, es muy difícil para estudiantes muy jóvenes de bachillerato el uso adecuado de dichos lenguajes.


49

PROGRAMANDO PICAXE

Utilización de variables en programación de PICAXE.

En el Basic empleado por los PICAXE se deben nombrar las variable empleando la letra “b” seguida de un valor numérico: b0, b1, b2… hasta b13.

Como puede este sistema hace difícil recordar el significado de cada variable podemos emplear el comando “symbol” al inicio de cada programa para asignar nombre distintos a las variables. Por ejemplo:

symbol contador = b0 symbol estado = b1 symbol entrada1= b9 symbol salida2 = b5

Para asignar un valor a una variable empleamos la instrucción “let” de la

siguiente forma:

let nombrevariable = valor numérico ejemplos:

let b0 = 3 let contador = 5

También se puede modificar el valor de una variable mediante

operadores matemáticos de la siguiente forma:

let contador = contador + 2 De esta forma incrementamos el valor de la variable “contador” en dos

unidades cada vez que se ejecute esta instrucción.


50

1.1. Operandos y operadores

Para conseguir que un programa haga algo útil, aparte de almacenar y recuperar valores de la memoria también será necesario manipular esos valores con el fin de obtener resultados. Supón que tienes que calcular el total de una factura. Deberías tomar los importes parciales almacenados en varias celdillas de memoria y luego sumarlos para obtener un total.

Con el fin de manipular los datos o tomarlos como base para actuar de alguna manera se crean expresiones que pueden ser de distintos tipos: aritméticas, relacionales y lógicas principalmente. En dichas expresiones intervienen dos elementos fundamentalmente: los operandos y los operadores. El ejemplo más simple lo constituiría una multiplicación:

resultado = 20 * 20

Si ejecutas esta instrucción obtendrás el resultado de la operación. Como hemos dicho antes los operadores se agrupan básicamente en

tres categorías: aritméticos, relacionales y lógicos. Veamos algunos de los más habituales en cada una de estas

categorías: Aritméticos Relacionales Lógicos

+ Suma < Menor And Si - Resta > Mayor Or O * Multiplicación <> Distinto Not Negación / División = Igualdad

operando

operador


51

1.2. Control de flujo de un programa.

Actualmente todos los ordenadores funcionan en base a una arquitectura conocida como Neumann, llamada así en honor a su creador, el matemático Louis von Neumann. Lo revolucionario de la idea de Neumman, propuesta en los años 40 cuando todavía no existían microprocesadores, está en la forma de instruir al ordenador acerca de lo que debe hacer. Hasta ese momento los ordenadores eran máquinas con un programa fijo encargado de realizar una tarea concreta, de tal manera que la única entrada por parte de los usuarios eran los datos que, tras ser procesador, generaban unos resultados. Es como funciona hoy en día una calculadora. La idea de von Neumman era radicalmente distinta: el programa ejecutado por el ordenador no sería un concepto fijo, sino que podría introducirse en su memoria igual que se introducían hasta ese momento los datos. De esta forma los ordenadores comenzaron a utilizar la arquitectura von Neumman y se convirtieron en máquinas multipropósito.

Ejecución del código.

Cuando se pone en marcha la ejecución de un programa, el proceso

que sigue el ordenador es, básicamente, el siguiente: se toma una instrucción, se procesa y ejecuta, se toma la siguiente instrucción y así sucesivamente.

Si un programa se ejecutase siempre secuencialmente, de principio a fin, lo cierto es que sería complicado lograr algo más que resultados simples.

Para lograr que un programa pueda ser útil, este debe ser flexible, ejecutarse de distinta forma en función de algunas variables. Son necesarias dos estructuras básicas en programación: los condicionales y los bucles. A continuación aprenderemos algo más sobre ellos.


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Estructuras condicionales Todos los lenguajes de programación cuentan con

una estructura condicional simple, con una salida afirmativa y otra negativa como la representada en la figura.

Planteamos una condición, si ésta se cumple (then) el programa ejecuta una serie de instrucciones, en caso contrario (else) el programa ejecuta otras distintas. En el caso del lenguaje Basic usado por los Picaxe no existe la cláusula else. Si la condición se cumple se ejecuta la acción indicada, en caso contrario se continúa con el programa.

Ejemplo de un programa en BASIC:

symbol pulsador = input3

inicio: if pulsador is on then apagar if pulsador is off then encender apagar: low 4 goto inicio encender: wait 2

high 4 goto inicio

Actividad 3: El programa del ejemplo tiene un pequeño fallo. ¿Sabes cuál es?. ¿Cómo lo solucionarías?

Actividad 4: Escribe un programa para controlar una luz en función

de un pulsador. Si el pulsador está abierto la luz estará apagada, si el pulsador está cerrado la luz estará encendida. Al soltar el pulsador la luz permanecerá encendida durante 3 segundos más.

La condicional IF también se puede combinar con los operadores

lógicos AND y OR para fijar más de una condición a la vez. Ejemplo: if pin0 = 0 and pin1 = 0 and pin2 = 1 then enciende

if"condición"

Then

Else


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Actividad 5: Escribe un programa que permita emplear el PICAXE como una puerta lógica OR de dos entradas.

Actividad 6: Escribe un programa que simula el funcionamiento de un timbre. Mientras accionemos el pulsador sonará un sonido de dos tonos diferentes. Al soltar el pulsador se detiene el sonido.

Bifurcaciones.

Tanto las condicionales como los bucles, según hemos podido ver, lo que hacen es desviar la ejecución del programa desde un punto hasta otro. Es lo que se conoce como una bifurcación en el flujo de ejecución de un programa. Los saltos, no obstante, están controlados por el condicional o el propio bucle, no siendo nosotros, de forma explícita, los que indicamos a dónde hay que pasar el control del programa. Los saltos explícitos, de un punto a otro del programa, pueden utilizarse en situaciones donde sea necesario cambiar de un proceso a otro totalmente distinto. En BASIC esto podemos hacerlo de una forma muy simple. Basta con escribir el nombre del procedimiento al que queramos saltar.

Ejemplo de un programa en BASIC: output 0 principal: let b2 = 0 gosub parpadea wait 2 let b2 = 4 gosub parpadea wait 2 goto principal parpadea: for b1 = 1 to 3 high b2 pause 500 low b2 pause 500 next b1 return

if"condición"

Then

Else

Resolver 2

Resolver 1Salto explícito


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Actividad 7: Escribe un programa que permita controlar un faro que debe emitir dos grupos de destellos 3 y 5 destellos separados 2 segundos entre si.

Actividad 8: Escribe un programa para controlar la velocidad de

parpadeo de un led en función del estado de un pulsador. Si el pulsador esta accionado parpadea deprisa, en caso contrario parpadea despacio.


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Estructuras de repetición.

Gracias a las estructuras condicionales ya podemos controlar qué sentencias de nuestro programa son ejecutadas en cada caso, de tal manera que dicha ejecución no es completamente secuencial. Con una condición (If, Si) podemos saltarnos la ejecución de una o más sentencias, pero en realidad no nos sirve si precisamos la realización reiterada de una o más sentencias. Supón que deseamos realizar un programa para que la tortuga avance y gire hasta que se cumpla una determinada condición. ¿Podemos hacerlo simplemente con una condicional?. La respuesta es no. Necesitamos una nueva estructura conocida como bucle. Un bucle estará formado por una o más sentencias que deben repetirse, para lo cual se delimitan con las órdenes adecuadas para hacer posible la ejecución reiterada. Generalmente un bucle siempre tiene asociada una expresión condicional cuyo resultado “verdadero” o “falso”, condiciona que el bucle se siga ejecutando o no. El tipo de bucle más común, existente en todos los lenguajes de programación, tiene una sintaxis similar a esta:

mientras condicional sentencias

La instrucción que debemos usar con nuestro PICAXE es la siguiente:

for nombrevariable = valor to valor step incremento acciones a ejecutar next nombrevariable

Ejemplo:

symbol contador = b0 inicio: for contador = 1 to 10 high 4

wait 2 low 4 wait 3

next contador end

En este ejemplo se repetirán 10 veces las instrucciones contenidas dentro del bucle.


56

Actividad 9: Escribe un programa que genere 5 tonos que se incrementen secuencialmente mediante el altavoz piezoeléctrico conectado al pin 5 del PICAXE-08.

Actividad 10: Modifica la actividad 4 de forma que al soltar el pulsador la luz parpadee 5 veces antes de apagarse.


57

Construcción del entrenador de PICAXE-08

1. PCB, disposición de componentes y vista real del montaje:

2. Listado de componentes:

Parte Descripción CT1 3.5mm stereo socket TB1 Borne placa C.I. 2 terminales R1 10k/0,25W R2 22k/0,25W C1 100nF polyester IC2 Zócalo 8 pin PIC Microcontrolador PICAXE08 H1 Tira 3 pines H2 Tira 7 pines TB1 Portapilas 4xAA

Características PICAXE08:

Tipo de PICAXE

Nº Pines

Memoria (líneas) Pines Salidas Entradas

A/D (b-

baja)

Memoria Datos Interrupciones

PICAXE-08 8 40 5

1-4 1-4 1b 128-prog -


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PROBLEMAS


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RESISTENCIAS

1. Indica el código de colores que correspondería a las siguentes resistencias:

• 200Ω, 22KΩ, 3700 Ω, 6MΩ y 10Ω.

2. Disponemos de una fuente de alimentación de 12V dos y dos resistencias de

idéntico valor. Explica cómo podríamos hacer para conectar un dispositivo de

6V sin que este se estropee.

DIODOS 3. Explica para qué sirve un diodo.

4. Para qué sirve el estabilizador 7805 que empleamos en el montaje de la

fuente de alimentación realizado en el taller.

TRANSISTORES 5. Calcula las intensidades de base, emisor y colector que circularán por el

transistor de la figura en los siguientes

casos:

5.1. Vbe=0,7V. Ganancia=100. 5.2. Vbe=0,7V. Ganancia=80.

5.3. Vbe=0,7V. Ganancia=120.

6. Calcula el valor de la resistencia R2 para

que el transistor de la figura derecha

funcione en corte-saturación. El valor de

Ib de saturación es de 10mA y el valor

Vbe=0,8V.

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apuntes 4 2005 - aloxamento de páxinas webcentros.edu.xunta.es/iesriomino/depart/tecnoloxia/descargas/... · respecto a la tabla ... Codificación en Resistencias SMD En las resistencias