UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

CURSO INTEGRADOR 1

INF-MCU

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Luces seudoaleatorias en

montaje en baquela

Dúmar Hidalgo – 1161079

Jonathan Guerrero – 1161066

RESUMEN

El propósito de este estudio fue desarrollar

competencias en la implementación de circuitos

electrónicos con componentes como circuitos

integrados, diodos LEDs, resistencias y

capacitores para así probar que el sistema

funciona y emite las señales visuales

correspondientes. Al construir este proyecto se

obtiene un circuito que produce señales

aleatorias, las cuales se utilizan para encender

unos LEDs ubicados de tal forma que se

encienden y apagan según la señal emitida por un

circuito integrado secuenciador. El objetivo es

ubicar 12 LEDs en diferentes puntos del circuito,

los cuales se encienden en diferentes tiempos de

acuerdo a la secuencia digital ya mencionada.

Para generar la secuencia de encendido se utiliza

un integrado CMOS 4060 que es un

contador/divisor. Este puede regularse mediante

dos resistencias y un condensador. La frecuencia

del reloj es de 640 Hz. Cada salida del CMOS

4060 va a su vez conectada a dos buffers CMOS

4049, los cuales alimentan dos LEDs cada uno.

El circuito puede alimentarse con una fuente de 3

a 6 voltios. Por último, el resultado de la

experimentación demuestra que los circuitos

electrónicos conformados por circuitos

integrados pueden cumplir satisfactoriamente

una función determinada si se respeta la

configuración interna de este.

PALABRAS CLAVES: LED, buffer,

frecuencia del reloj, CMOS, fuente,

secuenciador, circuito integrado, señal,

secuencia digital, circuito integrado

contador/divisor, diodo.

INTRODUCCIÓN

Los diodos emisores de luz (LEDs) desde su

invención en 1962 son uno de los elementos más

utilizados en el mundo de la electrónica debido a

su vistosidad y capacidad para representar una

señal de manera visual, en este caso una señal

seudoaleatoria con diferentes intervalos de tiempo

entre los estados de encendido y apagado.

Actualmente los LEDs son utilizados en las

tecnologías de iluminación modernas. El objetivo

de este proyecto es verificar el funcionamiento del

circuito integrado secuenciador y su capacidad

para generar y emitir las señales seudoaleatorias

que permitan su representación visual por medio

de los diodos emisores de luz.

I. OBJETIVOS (GENERAL Y

ESPECÍFICOS)

I.I. Objetivo general.

Evaluar la implementación física del circuito a fin

de verificar el funcionamiento del circuito

integrado central y las conexiones derivadas de él.

I.II Objetivos específicos.

Determinar el correcto funcionamiento del

circuito mediante instrumentos de

medición.

Utilizar instrumentos de medición para

hallar las variables de interés del circuito.

Desarrollar habilidades a la hora de

emplear técnicas de impresión de circuitos

en baquela.

Analizar el comportamiento del circuito

integrado central con el fin de afianzar

estudios posteriores.

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II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El proyecto de investigación pretende demostrar

que al aplicar el análisis físico, los resultados

son coherentes y acordes a los resultados

esperados. Además, dichos resultados se hayan

constatados por pruebas con instrumentos de

medición y una verificación exhaustiva de las

conexiones empleadas en la aplicación del

circuito. Todo en conjunto permite inducir que

el proyecto de investigación es viable y arroja

resultados verídicos.

III. MATERIALES Y MÉTODOS

III.I. Métodos.

Para calcular los resultados físicos del circuito

de luces seudoaleatorias, se tomaron como base

el documento de mini proyectos CEKIT

(ANEXO 1) y los conocimientos básicos para la

lectura de diagramas esquemáticos; con esta

información se pudo llevar a cabo el desarrollo

físico del sistema y su posterior análisis. El

método empleado arrojó resultados interesantes

a tener en cuenta aunque con algunas

variaciones pero que siguen estando dentro de

los resultados esperados.

III.I.I. Procedimiento práctico

Como primer paso realizamos el montaje del

circuito en protoboard (ANEXO 2) para obtener

un primer resultado del sistema de luces

seudoaleatorias.

FIG. 1. Implementación del circuito en protoboard.

FIG. 2.Ampliación de la implementación del circuito en

protoboard.

Seguidamente, se realizó el montaje final del

circuito en una baquela universal (ANEXO 3)

repitiendo los mismos pasos pero esta vez

adicionando las soldaduras correspondientes

con cautín y estaño (ANEXO 4) y tomando

como base las conexiones empleadas en

protoboard. Por último, se realizó una revisión

de todas las conexiones por medio del

multímetro (ANEXO 5) en la función de

continuidad y las respuestas fueron favorables.

FIG. 3. Primera parte del circuito soldada. Vista posterior.

FIG. 4. Primera parte del circuito soldada. Vista superior.

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FIG. 5. Circuito terminado. Vista posterior.

FIG. 6. Circuito terminado. Vista superior.

III.II. Materiales

Protoboard (ANEXO 2): placa de pruebas,

"breadboard" o "placa board" es un tablero con

orificios que se encuentran conectados

eléctricamente entre sí de manera interna,

habitualmente siguiendo patrones de líneas, en

el cual se pueden insertar componentes

electrónicos y cables para el armado y

prototipado de circuitos electrónicos y sistemas

similares.

Multímetro (ANEXO 5): también denominado

polímetro, es un instrumento eléctrico portátil

para medir directamente magnitudes eléctricas

activas como corrientes y potenciales o pasivas

como resistencias, capacidades y otras.

Resistores (ANEXO 6): componente electrónico

diseñado para introducir una resistencia

eléctrica determinada entre dos puntos de un

circuito eléctrico. Son conocidos simplemente

como resistencias. (En esta práctica se utilizaron

resistencias entre 1Ω - 1 kΩ con una tolerancia

del 5%)

Capacitor cerámico (ANEXO 7): Los

capacitores con dieléctrico de cerámica son una

única familia con una constante dieléctrica

relativamente alta, son de diseño físico de fácil

fabricación, en donde se puede encontrar una

gran variedad de formatos.

Cable UTP (ANEXO 8): el cable de par

trenzado es un tipo de conexión que tiene dos

conductores eléctricos aislados y entrelazados

para anular las interferencias de fuentes externas

y diafonía de los cables adyacentes. En circuitos

electrónicos se aplica usualmente para la

elaboración de puentes eléctricos.

Batería (ANEXO 9): aparato electromagnético

capaz de acumular energía eléctrica y

suministrarla; normalmente está formado por

placas de plomo que separan compartimentos

con ácido.

Circuito integrado CMOS 4049 (ANEXO 10):

el circuito integrado 4049 o sus equivalentes en

diferentes marcas CD4049, TC4049, MC14049

o HEF4049, contiene 6 inversores de tipo buffer

que pueden controlar dos cargas del tipo TTL.

Circuito integrado CMOS 4060 (ANEXO 11):

el circuito integrado CMOS 4060 o sus

equivalentes en diferentes marcas CD4060,

TC4060, MC14060 o HEF4060, contiene un

contador binario de 14 etapas o biestables, con

oscilador integrado. Las aplicaciones en las que

se suele utilizar más son divisor de frecuencia y

temporizador.

LED (ANEXO 12): es un componente

optoelectrónico pasivo y, más concretamente,

un diodo que emite luz.

IV. RESULTADOS

Gracias a la metodología utilizada, los resultados

del proyecto mantienen un nivel de coherencia

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considerable en las dos etapas experimentales,

tanto en protoboard como en la implementación

en circuito impreso. Gracias a los resultados

obtenidos se puede tener una base importante para

inducir que la implementación de circuitos

eléctricos y electrónicos en baquela es un

procedimiento sencillo y dinámico a pesar de las

circunstancias que se puedan presentar.

DISCUSIÓN

Los resultados físicos obtenidos en este

proyecto tienen bases experimentales que se

fundamentan en una buena metodología a

aplicar la cual respetándose, puede proveer al

practicante buenos y claros resultados del

trabajo en cuestión. En apoyo de este conjunto

de fundamentos experimentales, se puede

afirmar que el desarrollo físico fue correcto y

que arrojó resultados acordes a lo esperado en la

teoría.

V. CONCLUSIONES

1) Conseguir implementar de manera adecuada

los diferentes instrumentos y métodos de

medición para comprobar el correcto

funcionamiento del circuito, es fundamental al

momento de realizar estudios electrónicos.

2) La instalación de un circuito en baquela

universal logra desarrollar habilidades

necesarias para el montaje de circuitos

electrónicos.

3) Resulta importante y necesario utilizar los

instrumentos de medición y las técnicas de

elaboración de circuitos impresos para

comprobar el correcto funcionamiento de los

elementos electrónicos en cada etapa del

proyecto.

4) Conocer de antemano el funcionamiento de

los dispositivos electrónicos involucrados en el

proyecto es esencial para el correcto desarrollo

e implementación del mismo.

REFERENCIAS

[1] Proyectos CEKIT pp. 139–142.

[2] Electrónica: teoría y práctica, circuito

CMOS 4049, circuito CMOS 4060.

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ANEXO 1.

FIG. 7. Diagrama esquemático del documento de proyectos CEKIT.

ANEXO 2.

FIG. 8. Protoboard.

ANEXO 3.

FIG. 9. Baquelita universal.

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ANEXO 4.

FIG. 10. Cautín y estaño.

ANEXO 5.

FIG. 11. Multímetro.

ANEXO 6.

FIG. 12. Resistores.

ANEXO 7.

FIG. 13. Capacitor cerámico.

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ANEXO 8.

FIG. 14. Cable UTP.

ANEXO 9.

FIG. 15. Batería de 9 voltios.

ANEXO 10.

FIG. 16. CMOS 4049

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ANEXO 11.

FIG. 17. CMOS 4060.

ANEXO 12.

FIG. 18. LEDs.