PRACTICA DE GABINETE Nº 1

Transcripción

1 Sistemas Digitales - Licenciatura en Ciencias de la Computación Año 2013 PRACTICA DE GABINETE Nº 1 Tester o Multímetro Sistemas Digitales El tester es un instrumento de medición. Con él se puede medir tensión, corriente y resistencia entre otros parámetros eléctricos. Existen instrumentos que tienen la capacidad de realizar otros tipos de mediciones, tales como: temperatura, frecuencia. etc. En el mercado se comercializan dos tipos de tester: analógico y digital. En las prácticas de gabinetee de la asignatura se hará uso del tester digital. Uso del tester El tester posee una perilla que permite seleccionar el tipo de medición que se quiere realizar. Se divide en cinco zonas principales: o OFF: Apagado. o ACV: Medición de tensión alterna. o DCV: Medición de tensión continua. o c: Medición de resistencia. o DCA: Medición de corriente continua. 1

2 En la figura del tester, se observa que existen tres clavijas para conectar las puntas de medición: Clavija de corriente hasta l0 A: en ella se conecta la punta de color rojo, sólo para medir corriente hasta 10 A. Clavija de V, Ohms, A: aquí conectamos la punta de color rojo, cuando queremos medir tensión, resistencia o corriente. Clavija de masa: en ella se conecta la punta de color negro. Escalas En cada zona del tester se encuentran diferentes escalas. Por ejemplo, en la zona que permite medir tensión continua (DCV), se encuentran los siguientes valores: 1000V, 200V, 20V, 2000 mv y 200 mv. Estos valores indican el máximo valor que se puede medir cuando se coloca la perilla sobre esas posiciones. Por ejemplo si se tiene que medir una batería común de 9V, se debe elegir una escala inmediatamente superior a este valor, por lo tanto la perilla del tester se debe posicionar en el valor 20V de la zona DCV. Cuanto más cerca se seleccione la escala respecto al valor a medir, más precisa será la medición. Si no se conoce el valor a medir, se debe elegir la escala máxima y realizar la medición. Luego, si esta escala es grande o no nos permite obtener la precisión deseada, elegiremos otra menor y así sucesivamente. Si utilizamos diferentes escalas para medir una tensión continua de 12,23 V, obtendremos: Escala Lectura 1000 V V V mv 1 El "1" indica que el valor medido supera la escala seleccionada El 1 que se lee en la escala de 2000 mv, indica que la medición está fuera de rango, es decir que el valor que estamos midiendo es mayor al máximo permitido en dicha escala. Se debe prestar mucha atención de no sobrepasar el valor máximo, ya que de lo contrario se corre el riesgo de dañar el instrumento. Medición de tensión Para realizar la medición debemos conectar al tester (las puntas de medición) a la misma tensión que queremos medir, es decir que el tester debe estar en paralelo con el elemento (resistencia, pila, tensión, etc.) que se quiere medir. 1. Seleccionar la zona DCV (tensión continua) o ACV (tensión alterna) y la escala con la perilla selectora. 2. Colocar las puntas: la de color negro en la clavija de masa (o en un extremo del dispositivo que se quiere medir) y la de color rojo en la de tensión (V) (o en el otro extremo). Es decir, conectar las puntas en paralelo con el elemento. 3. Realizar la lectura. Para medir tensión continua debemos conectar la punta de color rojo en el terminal positivo y la punta de color negro en el negativo, de lo contrario obtendremos un valor negativo en la lectura. Este valor negativo indica que los polos reales (+ y -) son opuestos a la posición de las puntas. Advertencia: los tester analógicos poseen una aguja para indicar la medición, si en estos tester se invirtieran la puntas, la aguja tendería a girar en sentido contrario a las agujas de un reloj, deteriorando el instrumento. 2

3 En el caso de la tensión alterna, es indiferente como se coloquen las puntas ya que se mide su valor eficaz. Medición de resistencia Para medir la resistencia de un elemento dado, se debe colocar las puntas en los extremos del elemento a medir. 1. Seleccionar la zona Ω de resistencia y la escala con la perilla selectora. 2. Colocar las puntas: una en un extremo del dispositivo que se quiere medir y la otra en el otro extremo. Es decir, conectar las puntas en paralelo con el elemento. 3. Realizar la lectura Medición de corriente Para medir la corriente en un circuito dado, se debe abrir el circuito e intercalar el instrumento en serie de manera que la corriente que se quiera medir pase por el instrumento. 1. Seleccionar la zona DCA de corriente continua y la escala con la perilla selectora. 2. Colocar las puntas: una en un extremo del circuito abierto y la otra en el otro extremo. Es decir, conectar las puntas en serie en el circuito donde se desea medir la corriente. 3. Realizar la lectura. El protoboard o experimentor El Protoboard, tableta experimental o experimentor es una herramienta que permite interconectar elementos electrónicos, ya sean resistencias, capacitores, semiconductores, etc, sin la necesidad de soldar las componentes. Esto permite una construcción rápida y segura, lo que es ideal para experimentación. El protoboard está constituido por una grilla de orificios metalizados -con contactos de presión- en los cuales se insertan las componentes del circuito a ensamblar. La siguiente figura muestra la forma básica de un protoboard. Los protoboards de mayores dimensiones están compuestos por la unión de varios de estos módulos. 3

4 El experimentor está dividido en cuatro secciones, y cada una de estas se encuentran separadas por un material aislante. Los orificios o nodos de cada sección están conectados entre sí tal como lo muestra la figura: Las secciones 1 y 4 están formadas por dos líneas de orificios. Estas secciones normalmente se utilizan para conectar la alimentación del circuito. Por otro lado, en las secciones 2 y 3 se encuentran conectados entre sí cinco orificios, formando hileras independientes unas de otras. La figura muestra como están conectados internamente los nodos, por lo que no es necesario rehacer estas conexiones. Forma de utilizar un protoboard y consejos para ensamblar 1. La conexión entre nodos se hace mediante alambres, los cuales deben de ser lo más cortos posible, a fin de evitar problemas de ruido eléctrico en el circuito. Estos deben contar con funda de aislación, para evitar contactos con otros cables. Los contactos accidentales entre cables pueden modificar las conexiones eléctricas del circuito, incluyendo el riesgo de cortocircuito. 2. Se puede introducir el terminal de un componente o un alambre para puente, en cualquiera de los orificios del protoboard, estos quedarán levemente aprisionados por el efecto de resorte que tienen las laminillas que reciben el terminal o el alambre. Para quitarlos, basta con tirar suavemente hacia arriba y el componente o el alambre se soltará. 3. Cada nodo recibe el terminal de un componente o un alambre para puente. No se debe realizar más de una conexión en cada nodo. 4. Al utilizar ciertos componentes se debe tener en cuenta las polaridades (diodos, transistores, circuitos integrados), así como rangos de operación. Trate de ser ordenado en el armado. 5. Dos o más alambres que se conectan sobre una línea de nodos interconectados de las secciones 1 y 4 quedarán conectados eléctricamente entre sí. El mismo principio se usa para los grupos con de cinco nodos de las secciones 2 y 3, tal como se muestra en la figura. 6. La ranura central que divide las secciones 2 y 3 del tablero se utilizan para colocar circuitos integrados. 7. Es necesario que se estudie minuciosamente y en detalle el protoboard, hasta que se esté seguro de conocerlo y dominar su configuración para poder ensamblar proyectos electrónicos que funcionen correctamente. 4

5 8. Tenga en cuenta la elección del contacto preciso en el protoboard para evitar que los circuitos que se armen presenten problemas para su funcionamiento. 9. Se debe conectar la alimentación al finalizar el montaje. Resistencias. Código de colores El valor en ohms de las resistencias de propósito general se obtiene interpretando el código de colores que estas llevan en forma de bandas alrededor de su encapsulado. Cada color representa un número. El valor se lee comenzando por la banda que está más cerca a uno de los extremos de la resistencia. La primera banda indica la primera cifra significativa del valor de la resistencia. La segunda banda indica la segunda cifra significativa del valor de la resistencia. La tercera banda corresponde a un multiplicador de las dos primeras cifras significativas. La cuarta banda indica la tolerancia porcentual de la resistencia. Esta tolerancia es el porcentaje en el cual puede variar la resistencia respecto del valor que indica el código de colores, ya que como los resistores se fabrican en serie, las variaciones en los materiales afectarán su resistencia real. Hay resistencias de precisión que tienen una quinta banda. También, se pueden tener más bandas de acuerdo a ciertas indicaciones de uso. Color 1º y 2º banda 3º banda (Multiplicador 10 n ) 4º banda (Tolerancia) Negro 0 0 Marrón 1 1 Rojo 2 2 2% Naranja 3 3 3% Amarillo 4 4 4% Verde 5 5 Azul 6 6 Violeta 7 1% Gris 8 Blanco 9 Dorado -1 5% Plateado -2 10% Incoloro 20% 5

6 Ejemplo 1: Se tiene una resistencia con sus bandas de colores así: 1ª banda: marrón (1) 2ª banda: negro (0) 3ª banda: rojo (2) 4ª banda: Plateado (± 10%) De aquí obtenemos que el valor nominal de la resistencia es de 10 x 10²Ω = 1000 Ω y puede oscilar entre un ±10%. Esto es, puede estar entre 900 Ω y 1100 Ω. Ejemplo 2: Se tiene una resistencia con los siguientes colores en sus bandas: 1 ª banda: rojo 2 ª banda: rojo 3 ª banda: marrón 4 ª banda: dorado El código de colores indica los siguientes valores: 2 (rojo), 2(rojo), 1 (marrón), ± 5% de tolerancia Luego, el valor de la resistencia es 22 x 10 1 Ω = 220 Ω ±5%, lo que significa que su valor real está entre 209 Ω y 231 Ω Diodo led El diodo LED es un diodo que emite luz cuando conduce. Utilizaremos este componente como indicador luminoso. Por tratarse de un diodo, el led es un componente que tiene polaridad, por eso debe ser conectado correctamente. En la siguiente figura se muestra el símbolo del componente y la identifican de los terminales. También se muestra la forma de identificar cada terminal físicamente: Los diodos led se encuentran disponibles en varios colores y tamaños. Últimamente han surgido los diodos led de alta luminosidad, ampliando las aplicaciones de este componente. Importante: Debido a que el diodo presenta una baja impedancia al conducir, siempre tiene que llevar asociado una resistencia en serie para limitar la circulación de corriente. Sin esta resistencia limitadora, el diodo led puede dañarse. Los valores de caída de tensión y corriente máxima dependen del tipo de diodo led. Los diodos comunes tienen como valores típicos una caída de tensión de 1,2 V y una corriente máxima de 10 ma. Con estas especificaciones y el valor de la fuente de alimentación puede calcularse el valor de la resistencia limitadora aplicando la ley de Ohm. 6

7 PRACTICA DE GABINETE Nº 1 Fecha: Alumno: Registro Nro. 1) Con los materiales que se le entreguen en la práctica: 1.1 Realice la lectura del valor de resistencia mediante el código de colores 1.2 Verifique el valor de resistencia mediante la utilización del Tester. 1.3 Realice mediciones de tensión de cada fuente de alimentación. 2) Identifique las fuentes de tensión y complete Descripción 3) Seleccione tres resistencias y complete R 1 Resistencia R 2 R 3 4) Dados los siguientes circuitos, realice el montaje en el experimentor y complete a) Req Valor teórico Valor real V R1 V R2 V R3 7

8 b) Req Valor teórico Valor real V R1 V R2 V R3 5) Implemente el siguiente esquema circuital, calcule el valor de la tensión en el punto A ( ) y de la corriente I para cada una de las posiciones de la llave L (abierta y cerrada). Para cada caso realice la medición del valor de tensión. Llave abierta Valor teórico Valor real Llave cerrada 6) Implemente los siguientes esquemas circuitales. Dibuje las corrientes entrantes y salientes en el nodo A para cada una de las posiciones de la llave L (abierta y cerrada) y complete las tablas. Llave abierta Llave cerrada 8

9 Llave abierta Llave cerrada 9