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Electrónica I. Guía 1 1
Facultad: Ingeniería.
Escuela: Electrónica.
Asignatura: Electrónica I.
Lugar de ejecución: Fundamentos Generales o
Automatización (Ed.3)
USO DE INSTRUMENTOS Y EQUIPO DEL LABORATORIO
Objetivo general
Utilizar de forma adecuada los diferentes recursos que se encuentran en el laboratorio aplicando lineamientos
de seguridad industrial y ocupacional.
Objetivos específicos
Identificar los elementos que componen la unidad de instrumentación PU-2000 y PU-2200.
Identificar el valor de las resistencias según su código de colores.
Medir correctamente voltaje, resistencia y corriente con el multímetro.
Medir con el osciloscopio digital amplitud y período de señales de voltaje.
Construir de forma adecuada los circuitos que se le pide implementar.
Determinar la validez de la información obtenida con los instrumentos de medición.
Materiales y equipo
1 Unidad PU-2000 con PU-2200.
1 Osciloscopio digital PicoScope 2204A
1 Computadora con el software PicoScope 6
1 Cable USB tipo A/B
1 Par de puntas de osciloscopio.
1 Par de puntas para el multímetro.
4 Cables conectores de 2 mm.
1 Breadboard.
1 Resistor de 100 Ω.
2 Resistores de 5.1 kΩ.
2 Resistor de 1 MΩ.
1 Pinza.
1 Cortadora de alambre.
Alambre de telefonía.
Introducción Teórica
En la práctica de la ingeniería es frecuente que el profesional se vea en la necesidad de utilizar diferentes equipos
de prueba, de medición o manuales técnicos. El correcto uso de estos recursos garantiza en primer lugar la
seguridad eléctrica de quien usa el equipo, de las personas a su alrededor y del equipo mismo que se está
2 Electrónica I. Guía 1
manipulando; en segundo lugar le permite hacer pruebas útiles y tomar mediciones correctas, que lo lleven a tomar
decisiones efectivas en su práctica.
En esta actividad de laboratorio se manipularán varios equipos como: fuentes de alimentación, generadores de
señales, multímetros digitales y osciloscopio. Este último es uno de los equipos más útiles y versátiles que puede
encontrar en un típico laboratorio del área electrónica.
Es posible que algunos de los instrumentos que se utilizarán ya sean conocidos de cursos anteriores, eso es una
ventaja, pero si tiene dudas es mejor hacer las preguntas que considere convenientes antes de llevarse una sorpresa.
Para terminar recuerde que una de las reglas más importantes en este campo es “Piense antes de actuar”. Unas de
las preguntas que frecuentemente debe hacerse son ¿Esta es la forma correcta de conectar este equipo? y ¿es lógica
la lectura que estoy obteniendo en este instrumento? Mantenga en mente estas ideas en las actividades de
laboratorio.
Unidad de Instrumentación
Las unidades de instrumentación PU-2000 y PU-2200 junto con la fuente regulada universal MB-U forman parte
de la solución educativa Simulador-Entrenador EB2000 de DEGEM, la fuente MB-U que se muestra en la Figura
1 es la encargada de alimentar tanto a la unidad PU-2000 como a la PU-2200 y está compuesta de las siguientes
partes principales:
1. Botón de encendido y apagado.
2. Fuente “A” de 12V
3. Fuente “B” de 12V
4. Fuente de +5V
Figura 1: Fuente regulada universal MB-U DEGEM.
La unidad de instrumentación PU-2200 permite el acceso a un multímetro, un frecuencímetro, un generador de
funciones de audio y fuentes de +12V, -12V y 5V. En la Figura 2 se muestra la unidad la cual posee los siguientes
elementos principales:
1. Pantalla de displays donde se muestra la medida de la frecuencia o período de la señal en prueba.
2. Pulsador para verificar el buen estado de los displays (test).
3. Pulsador de Reset del frecuencímetro.
4. Selecciona el rango de conteo y la resolución (número decimales del resultado).
Electrónica I. Guía 1 3
5. Selecciona si se va a medir una señal externa o interna que proviene del Generador de Señales.
6. Selecciona entre medición de frecuencia o periodo.
7. Entrada externa, se puede utilizar un conector de tipo BNC o conector recto de 2 mm (banana - barra).
8. Selecciona el rango de frecuencia.
9. Ajusta el valor de la frecuencia según el rango elegido.
10. Selección entre formas de onda: Senoidal, Triangular y Cuadrada.
11. Ajusta el nivel de corriente directa de la señal (DC Offset).
12. Ajusta la amplitud de la señal generada.
13. Salida grande (Hi) de amplitud del generador de señales.
14. Salida pequeña (Lo) de amplitud del generador de señales.
15. Tierra común (la referencia es igual en todas las conexiones que indican tierra).
16. Salida de nivel digital 0 y 5 V. (Salida TTL).
17. Tierra común
18. Fuentes de alimentación fijas de: +5Vdc, +12Vdc y -12Vdc.
19. Multímetro Digital (DMM).
Figura 2: Unidad de Instrumentación PU-2200.
La unidad PU-2000 que se muestra en la Figura 3 constituye el soporte para utilizar la gama de tarjetas de circuitos
impresos de laboratorios educativos EB-2000 que se utilizarán en prácticas posteriores. La unidad proporciona las
tensiones de alimentación y las señales de control requeridas por las tarjetas y permite el acceso a fuentes fijas de
alimentación de +12V, -12V y 5V y a dos fuentes variables de 0 a +12V y de 0 a -12V. La unidad contiene las
siguientes partes principales:
1. Botón de encendido/apagado
2. Fuente A de 12V
3. Fuente B de 12V (independiente)
4. Fuente de 5V
4 Electrónica I. Guía 1
Figura 3: Unidad de Instrumentación PU-2200.
MULTIMETRO
El tester o multímetro es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas
como corrientes y potenciales (tensiones - voltajes) o/y pasivas como resistencias, capacitancias, inductancias,
continuidad y otras.
Figura 4: Multímetro Digital.
BREADBOARD
La Breadboard es una herramienta de mucha utilidad para las personas que se dedican a la electrónica. Sirve para
poder armar pequeñas aplicaciones y poder ver su funcionamiento sin todavía desarrollar el circuito impreso. La
forma de las conexiones internas sobre una breadboard permite al usuario jugar con una variedad de posibles
conexiones de un circuito electrónico. Las conexiones internas son como se muestran en la Figura 5b, aunque
algunas podrían tener una variante en las conexiones de las dos filas superiores e inferiores, ya que podrían estar
unidas internamente.
Figura 5: Breadboard. a) Vista frontal y b) Conexiones internas.
Electrónica I. Guía 1 5
OSCILOSCOPIO
Un osciloscopio es un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que
pueden variar en el tiempo. Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla,
en la que normalmente el eje X (horizontal) representa el tiempo y el eje Y (vertical) representa tensiones/voltajes.
La imagen así obtenida se denomina oscilograma.
El osciloscopio a utilizar en el laboratorio es el PicoScope 2204A (ver Figura 6) junto con su software PicoScope
6, el dispositivo está diseñado para realizar múltiples medidas de señales analógicas y almacenar los datos
rápidamente y además de ser un osciloscopio de dos canales también es un analizador de espectros y un generador
de funciones arbitrario.
Las partes que lo componen son:
1. Canal de entrada A
2. Canal de entrada B
3. Salida del generador de señales
4. LED: se enciende cuando el osciloscopio está realizando el muestreo de datos.
5. Puerto USB para conectar con la computadora.
Figura 6: PicoScope 2204A.
CODIGO DE COLORES DE RESISTENCIAS
Los resistores pueden encontrarse en diversas formas y tamaños, las más grandes pueden traer el valor impreso sobre
estas, pero la gran mayoría indica su valor a través de unas bandas de colores. En la Figura 7 se muestra una imagen
donde se explica cómo obtener los valores de las resistencias, así por ejemplo para las resistencias que tienen 4 bandas
de colores: los primeros dos colores indican el valor, el tercero la potencia de 10 o el número de ceros y el cuarto el
valor de tolerancia, así siguiendo el ejemplo mostrado la resistencia tiene los colores rojo (2), verde (5), naranja (3)
y por lo tanto su valor es: 2 5 000 es decir 25KΩ y la cuarta franja indica la tolerancia que en este caso es dorada por
lo que la resistencia tiene un 5% de tolerancia y su valor medido debería estar dentro del rango de 26.25KΩ
(25KΩ+5%) y 23.75 KΩ (25KΩ-5%).
Si la resistencia tiene cinco bandas entonces los tres primeros colores son el valor, el cuarto el número de ceros y el
quinto la tolerancia, así la resistencia del ejemplo: Amarilla (4), Azul (6), Negro (0), Naranja (3) y café (1) tiene el
siguiente valor: 4 6 0 000 = 460KΩ con 1% de tolerancia.
Las que tienen seis bandas es igual que las que tienen cinco, pero la sexta banda indica el coeficiente de temperatura,
la resistencia del ejemplo tiene las bandas: rojo (2), violeta (7), azul (6), negro (0), dorado (5%), rojo (2), tiene un
6 Electrónica I. Guía 1
valor de 2 7 6 _ = 276Ω con una tolerancia del 5% y un coeficiente de temperatura de 100 ppm/°C (variación de
partes por millón que experimentará la resistencia cuando esté sometida a un incremento de temperatura).
Figura 7: Código de colores para Resistores.
Procedimiento
PARTE I: USO DEL MULTIMETRO Y LA BREADBOARD
1. Verifique que todos los controles, tanto del módulo PU-2000 como del PU-2200, están ajustados en la posición
mínima o están desactivados.
2. Para medir la resistencia eléctrica se requiere de la parte del multímetro denominada Óhmetro, el valor de la
medición es en ohmios y se representa por la letra griega omega mayúscula (Ω). Para medir la resistencia
eléctrica se debe conectar el multímetro en paralelo y sin ninguna conexión de fuente de poder, es decir que la
resistencia debe estar en circuito abierto o desconectada de la fuente o circuito de alimentación.
3. Mida los valores de los resistores que se le han proporcionado y anótelos en la Tabla 1, en la columna etiquetada
“valor medido”.
4. Tome nota de los colores que tiene impreso cada resistor y obtenga el valor teórico según se explicó en la
introducción teórica.
NOTA: En el caso que tenga varios componentes con los mismos colores solo tome los datos de uno de ellos.
Electrónica I. Guía 1 7
Resistencia Color
Banda 1
Color
Banda 2
Color
Banda 3
Color
Banda 4
Color
Banda 5
Valor
Teórico
Valor
medido
1
2
3
4
5
Tabla 1. Utilización del código de colores.
5. Si en el circuito mostrado en la Figura 8 se tiene que PS-1 tiene un valor de 10V y el valor de R1 y R2 es de
5.1KΩ, calcule cual será la tensión de R1 y R2 y la corriente que circula por el circuito y anótelos en la celdas
correspondientes de la Tabla 2.
Figura 8: Primer circuito.
6. Implemente el circuito de la Figura 8 para comprobar los cálculos obtenidos en el paso anterior, para ello
utilizando el multímetro ajuste la fuente PS-1 ubicada en la unidad PU-2000 a un valor de 10.0 VDC y conéctela
en la breadboard a las resistencias de 5.1 kΩ.
7. Mida las caídas de tensión de los dos resistores y la corriente total que circula por los elementos teniendo el
cuidado de abrir el circuito para conectar el amperímetro en serie (si tiene dudas consulte al docente de
laboratorio). Anote los valores en las celdas correspondientes de la Tabla 2
8. Cambie los resistores del circuito por los de 1 MΩ y repita los pasos anteriores. Anote los datos obtenidos.
RESISTOR VR1
Teórica
VR1
Medida
VR2
Teórica
VR2
Medida
I
Teórica
I
Medida
R = 5.1 k
R = 1.0 M
Tabla 2. Mediciones eléctricas del circuito de la Figura 8.
PARTE II: USO DEL MULTIMETRO Y GENERADOR DE SEÑALES DE AUDIO
9. Ubique el Generador de Señales de Audio en el PU-2200.
10. Verifique que el control DC OFFSET esté desactivado (OFF) y el control AMPLITUD esté al mínimo.
11. Ajuste el Generador de Señales de Audio para entregar una onda senoidal de 60Hz, realizando los siguientes
ajustes:
Coloque el interruptor DISPLAY INDICATION (punto 5 de la Figura 2) en la opción INTERNAL
AUDIO GEN FREQ.
Seleccione una onda senoidal con el interruptor WAVE FORMS (Punto 10 de la Figura 2).
Coloque la perilla FREQUENCY RANGE en el rango de frecuencias de 10-100 Hz (Punto 8 de la Figura
8 Electrónica I. Guía 1
2).
Coloque el interruptor RANGE (sec) en 1 (punto 4 de la Figura 2).
Sitúe la perilla VERNIER (Punto 9 de la Figura 2) hasta tener un ajuste igual a 60 Hz (verá 0.06 en los
displays (punto 1 de la Figura 2) ya que ahí se muestran en Khz).
12. Arme el circuito de la Figura 9.
Figura 9: Segundo circuito.
13. A continuación se medirá la salida del generador de señales de audio (HI y COMMON (puntos 13 y 15 de
respectivamente en la Figura 2)), aumente la amplitud de la señal con la perilla correspondiente (Punto 12 de
la Figura 2) hasta obtener 5.0 VRMS en el multímetro.
14. Mida la diferencia de potencial en los extremos del resistor, y anote la medición en la respectiva casilla de la
Tabla 3.
15. Repita el paso anterior para los otros valores de resistores que se le indican en la Tabla 3.
Resistores
Sin carga
1MΩ
5.1KΩ
100Ω
Voltaje Salida
Hi (alta) 5.0 V
Tabla 3. Mediciones eléctricas del circuito de la Figura 9.
PARTE III: USO DEL OSCILOSCOPIO PICOSCOPE
16. Encienda la computadora, coloque el usuario y contraseña del salón donde ha sido asignado su grupo de
laboratorio:
Código del aula Nombre del aula Usuario Contraseña
3.21 Fundamentos generales Fundamentos 123456
3.10 Automatización Electrónica usuario
Tabla 4. Nombres de usuarios y contraseñas de las computadoras.
17. Conecte el Picoscope 2204A a la computadora por medio del cable USB. El led rojo ubicado entre los
conectores BNC del Canal A y B se mostrará encendido.
18. Ejecute el programa PicoScope6, este detectará el dispositivo y lo preparará para mostrar una forma de onda.
El botón verde Inicio - Start (esquina inferior izquierda del software: ) aparecerá resaltado para indicar
que PicoScope está listo para realizar mediciones, junto a este se encuentra la opción de Disparo, colóquela en
Electrónica I. Guía 1 9
“Auto” .
19. En la Figura 10 se muestran algunos de los iconos para la configuración del PicoScope, si observa la pantalla
verá que por defecto está activado el Canal A con una escala de voltaje automática y con acople DC, mientras
que el canal B está desactivado. Cambie la escala de tiempo del osciloscopio (Time/div) a 10 ms/div y conecte
una sonda de osciloscopio al canal A del PicoScope
Figura 10: Ajuste de canales y generador de señales del PicoScope.
20. Conecte la punta y el terminal de tierra a la salida del generador de señales de audio (HI y COMMON (puntos
13 y 15 de respectivamente en la Figura 2)), deberá observarse en pantalla la señal senoidal que ajustó en los
pasos anteriores. En la señal que observa determine el valor pico, el valor pico a pico y el período, para ello
puede auxiliarse de los cursores que proporciona el programa, pueden colocarse dos para medir amplitud y dos
para medir tiempo, en pantalla se mostrará el valor de cada uno y la diferencia, para colocar los de medición de
amplitud, de un clic en el cuadrito azul que está arriba a la derecha de la gráfica y sin soltar arrástrelo hasta la
posición deseada, para los de tiempo debe dar clic en el cuadrito blanco abajo a la derecha de la gráfica y
arrastrarlo, tal como se muestra en la Figura 11.
VPICO = _____________ (V) VP-P = ______________ (V) Período = ______________ (ms).
Figura 11: Ubicación de los cursores.
21. Para quitar los cursores simplemente cierre la ventana donde se indican los valores de estos.
22. Con el software PicoScope podemos obtener diversos parámetros de la señal sin necesidad de tener que hacer
cálculos o de ubicar los cursores, para ello de clic en el menú “Mediciones” y luego en la opción “Añadir
Medición”, en esta opción podremos seleccionar a que canal se le hará la medición, cual será y en que parte de
la señal, seleccione “A”, “CA RMS” y “En toda la señal”
10 Electrónica I. Guía 1
Figura 12: Añadir medida.
23. Anote el valor de voltaje RMS obtenido: ___________(V), de la misma forma puede añadir otras mediciones,
agregue una de Frecuencia y de voltaje pico a pico y anote los valores:
VP-P = ______________ (V) Frecuencia = ______________ (Hz).
24. Disminuya la amplitud de la señal del generador de audio con la perilla correspondiente (Punto 12 de la Figura
2) hasta obtener 1.0 Vp. Como puede observar al ir disminuyendo la señal la escala de voltaje en el PicoScope
se va ajustando automáticamente, pero esta puede dejarse fija, para ello despliegue las opciones Volt/div del
canal A (ver Figura 10) y seleccione la escala de +/- 10V.
25. Con la opción “Guardar señales como” del menú “Archivo” es posible almacenar la imagen de la señal y además
como el software posee la función de registro de datos también es posible almacenar los puntos “x” y “y” de la
señal, el software llega a almacenar hasta 32 buffers de la señal, pero para esta asignatura basta con solamente
la imagen actual que se esté midiendo, por lo que para no guardar las 32 imágenes es mejor realizar una captura
de la pantalla presionando la tecla “Impr Pant”.
26. Ajuste el generador para proporcionar una onda senoidal de 2.0 Vp y 1kHz. Ajuste la escala de tiempo para ver
mejor la señal y determine el valor máximo, el mínimo, valor pico, pico a pico y el período. Anote sus resultados
en la primera fila de la Tabla 5.
27. Guarde la señal en la computadora y ahora en el PU-2200 ajuste la amplitud de la señal al mínimo y active el
control DC OFFSET, observando lo que sucede en la pantalla colóquelo en el punto central.
28. Describa lo que observó en la pantalla del osciloscopio al hacer el ajuste anterior._______________________
________________________________________________________________________________________
Medición VMAX VMIN VPICO VP-P Período
1ª
2ª
Tabla 5. Mediciones obtenidas.
29. Ajuste el control DC OFFSET hasta tener +2.0 V de DC.
30. Cambie el acople del Canal “A” por AC y ajuste la amplitud del generador de audio hasta tener 2.0 Vp.
31. Cambie el acople del Canal “A” por DC. ¿La onda que observa es de corriente alterna o de corriente directa?
________________________________________________________________________________.
Electrónica I. Guía 1 11
32. Determine el valor máximo, el mínimo, valor pico, pico a pico y el período y anótelos en la segunda fila de la
Tabla 5.
Análisis de Resultados
1. En la Tabla 1 tiene valores de los resistores, tanto teóricos como experimentales ¿son aceptables para usted?,
¿Cuál es el criterio que aplicó?
2. Compare los cálculos teóricos con los prácticos obtenidos para el primer circuito, si hay diferencias indique
cuales podrían ser las causas.
3. Compare los datos obtenidos para el segundo circuito, si hay diferencias indique cuales podrían ser las causas.
4. En el paso 31 se le pregunto por el tipo de onda que estaba observando. Justifique con razones técnicas (o
científicas) su respuesta.
5. Cuál es la función del control ACOPLE del osciloscopio y en base a lo anterior interprete las observaciones que
realizó en este a partir del paso 30 del procedimiento cuando se le pidió cambiar el tipo de acople.
Investigación Complementaria
En la Figura 13 se muestra un circuito que utiliza el principio de
división de tensión para entregar diferentes valores de voltaje según el
interruptor que se presione, este suele emplearse cuando ya no se cuenta
con entradas digitales en algún dispositivo programable como puede ser
un microcontrolador o PLC, y se aprovecha alguna entrada analógica de
este para conectar varios elementos a una sola entrada haciendo que cada
uno envíe un voltaje diferente y luego en el programa hacer una
comparación para determinar que elemento se ha activado1. Para el
circuito de la Figura 13 alimentado con una tensión de 10VDC calcule
los valores de R1, R2, R3, R4 y R5 para mandar 8V a una entrada
analógica cuando se presione S1, 6V cuando se presione S2, 4V cuando
es S3 y 2V con S4, implemente el circuito en breadboard y muestre el
funcionamiento al docente de laboratorio.
Figura 13: Circuito divisor de tensión a implementar.
Bibliografía
Hayt, W. – Kemmely, J. “Análisis de Circuitos en Ingeniería”, Séptima Edición, MCGRAW HILL 2007.
Boylestad, R - Nashelsky, L, “Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos Electrónicos”, décima
edición. PRENTICE HALL 2009.
Pico Technology. “PicoScope 6 Software del Osciloscopio para PC. Guía del usuario”, 2007-2016.
Consultado en enero de 2019 en:
https://www.picotech.com/download/manuals/PicoScope6UserGuideES.pdf
1 Los elementos no deberían activarse al mismo tiempo
12 Electrónica I. Guía 1
EVALUACIÓN
% 1-4 5-7 8-10 Nota
CONOCIMIENTO
20
Conocimiento
deficiente de los
fundamentos teóricos
aplicados en la práctica
Conocimiento y
explicación incompleta de
los fundamentos teóricos
aplicados en la práctica
Conocimiento completo y
explicación clara de los
fundamentos teóricos
aplicados en la práctica
APLICACIÓN
DEL
CONOCIMIENTO
30
Completó menos de la
mitad de los pasos de la
guía
Completó más de la mitad
de los pasos de la guía,
pero no finalizó
Completó todos los pasos de
la guía
30
No completó la
investigación
complementaria
Necesitó la ayuda del
docente de laboratorio
para completar la
investigación
complementaria
Realizó correctamente la
investigación
complementaria
ACTITUD
10
Es un observador
pasivo
Participa ocasionalmente
o constantemente pero sin
coordinarse con su
compañero
Participa propositiva e
integralmente en toda la
práctica
10
Es ordenado, pero no
hace uso adecuado de
los recursos
Hace uso adecuado de los
recursos pero es
desordenado
Hace un manejo responsable
de los recursos conforme a
las pautas de seguridad e
higiene
TOTAL 100
Hoja de cotejo:
1 1
Guía 1: Uso de Instrumentos y Equipo del Laboratorio
Alumno/a: Mesa No:
Docente: Fecha: GL:
