TECNOLOGÍA PRÁCTICAS NIVEL: 4ºESO ELECTRÓNICA DIGITAL 1 OBJETIVOS... 2 2 LISTA DE MATERIALES... 2 3 CONEXIÓN DE LOS ELEMENTOS... 3 4 MONTAJES... 5 M1 PUERTA NOT... 5 M2 PUERTA AND... 5 M3 PUERTA OR... 5 M4 PUERTA NAND... 6 M5 SUSTITUCIÓN DE UNA PUERTA NOT POR UNA PUERTA NAND... 6 M6 SUSTITUCIÓN DE UNA PUERTA AND POR PUERTAS NAND... 6 M7 SUSTITUCIÓN DE UNA PUERTA OR POR PUERTAS NAND... 6 M8 MONTAJE DE UN CIRCUITO DIGITAL (I)... 7 M9 MONTAJE DE UN CIRCUITO DIGITAL (II)... 7 M10 PROBLEMA TECNOLÓGICO Y RESOLUCIÓN CON PUERTAS DIGITALES... 8 PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA DIGITAL. 4º ESO 1
1 OBJETIVOS 1. Conocer el funcionamiento de las puertas lógicas y montar circuitos digitales reales a partir de esquemas. 2. Dado un problema determinado, elaborar la tabla de verdad, obtener la función correspondiente, simplificarla si fuera posible, deducir el número y tipo de elementos necesarios y montar el circuito digital adecuado utilizando elementos comerciales 2 LISTA DE MATERIALES CANTIDAD DESCRIPCIÓN 2 Placa de prototipos (ProtoBoard) 1 Tablero de entradas Incluye 3 conmutadores 1 Resistencia fija 150 Ω 2 LED 1 C.I. 7404 (6 puertas NOT) 1 C.I. 7408 (4 puertas AND) 1 C.I. 7432 (4 puertas OR) 1 C.I. 7400 (4 puertas NAND) Cables unifilares Identificadas con un punto ROJO Identificadas con un punto AMARILLO Identificadas con un punto VERDE Identificadas con un punto AZUL Total elementos: 10 PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA DIGITAL. 4º ESO 2
3 CONEXIÓN DE LOS ELEMENTOS ALIMENTACIÓN Para alimentar los circuitos que se montan se utiliza una fuente de alimentación, que se regula para que proporcione 5 V ± 5 %, es decir, entre 4,75 y 5,25 V, que es el rango de tensión (Vcc) de alimentación de las puertas lógicas que se emplean en las prácticas. La fuente, una vez regulada, se conecta a la placa de prototipo mediante cables con terminales tipo banana. ENTRADAS Las entradas digitales (A, B y C) proceden de los conmutadores montados en el tablero que se suministra para estas prácticas. Cada una de las entradas posee un cable blanco que se conectará a la placa de prototipos. Para suministrar la tensión adecuada a las entradas (5V - 0V) se debe conectar el cable rojo a la línea A y el cable negro a la línea L de la placa de prototipos. Según se suministra la placa de conmutadores, el 0 lógico (0V) se obtiene situando hacia dentro del tablero la palanca del conmutador correspondiente y el 1 lógico (5V) situando hacia fuera de la placa la palanca del conmutador correspondiente. SALIDAS Las salidas consisten en LEDs. Como estos LED trabajan a una tensión de 2 V y la tensión de alimentación es de 5 V, se debe montar un divisor de tensión con una resistencia de 150 (en la que caerán 3 V) y el (o los) LED, donde caerán los 2 V restantes. Cálculo del divisor de tensión: Ya que los LED funcionan con una intensidad de 20 ma, por la resistencia, en la que tienen que caer 3 V, deberán pasar también 20 ma, puesto que está en serie con el LED. Aplicando la ley de Ohm: R = V I = 3 V = 150 Ω 0, 02 A CÓDIGO DE COLORES DEL CABLEADO Se utiliza obligatoriamente el siguiente código de colores para el cableado de los circuitos: ROJO: Cualquier conexión directa al positivo. NEGRO: Cualquier conexión directa al negativo. BLANCO: Entradas de las puertas lógicas. VERDE: Conexión entre las puertas lógicas. OTRO COLOR: Las demás conexiones. PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA DIGITAL. 4º ESO 3
EJEMPLO DE MONTAJE CON UN C.I. 7404 PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA DIGITAL. 4º ESO 4
4 MONTAJES M1 PUERTA NOT SÍMBOLO Tabla de verdad Función Circuito integrado (C.I.) 7404 que incorpora 6 puertas NOT A S 0 1 1 0 S A 1. Montar un circuito con una puerta NOT y colocar como salida un LED. 2. Comprobar el funcionamiento de la puerta. M2 PUERTA AND SÍMBOLO Tabla de verdad Función Circuito integrado (C.I.) 7408 que incorpora 4 puertas AND A B S 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 S A B 1. Montar un circuito con una puerta AND y colocar como salida un LED. 2. Comprobar el funcionamiento de la puerta. M3 PUERTA OR SÍMBOLO Tabla de verdad Función Circuito integrado (C.I.) 7432 que incorpora 4 puertas OR A B S 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 S A B 1. Montar un circuito con una puerta OR y colocar como salida un LED. 2. Comprobar el funcionamiento de la puerta. PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA DIGITAL. 4º ESO 5
M4 PUERTA NAND SÍMBOLO Tabla de verdad Función Circuito integrado (C.I.) 7400 que incorpora 4 puertas NAND A B S 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 S A B 1. Montar un circuito con una puerta NAND y colocar como salida un LED. 2. Comprobar el funcionamiento de la puerta. Las puertas NAND se llaman también puertas universales porque mediante combinaciones de ellas se pueden sustituir las otras puertas. En los siguientes tres montajes se sustituyen puertas NOT, AND y OR por puertas NAND. M5 SUSTITUCIÓN DE UNA PUERTA NOT POR UNA PUERTA NAND 1. Montar un circuito con la puerta NAND y colocar como salida un LED. 2. Comprobar que el montaje es equivalente a una puerta NOT. M6 SUSTITUCIÓN DE UNA PUERTA AND POR PUERTAS NAND 1. Montar un circuito con las puertas NAND y colocar como salida un LED. 2. Comprobar que el montaje es equivalente a una puerta AND. M7 SUSTITUCIÓN DE UNA PUERTA OR POR PUERTAS NAND 1. Montar un circuito con las puertas NAND y colocar como salida un LED. 2. Comprobar que el montaje es equivalente a una puerta OR. PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA DIGITAL. 4º ESO 6
M8 MONTAJE DE UN CIRCUITO DIGITAL (I) ESQUEMA TABLA DE VERDAD A B C S 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1. Montar un circuito con las puertas correspondientes y colocar como salida un LED. 2. Comprobar que la salida se corresponde con la tabla de verdad. M9 MONTAJE DE UN CIRCUITO DIGITAL (II) ESQUEMA TABLA DE VERDAD A B C S1 S2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1. Montar un circuito con las puertas correspondientes y colocar como salidas dos LEDs. 2. Comprobar que la salida se corresponde con la tabla de verdad. PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA DIGITAL. 4º ESO 7
M10 PROBLEMA TECNOLÓGICO Y RESOLUCIÓN CON PUERTAS DIGITALES PROBLEMA Se quiere diseñar un sistema de accionamiento de una troqueladora que cumpla las siguientes condiciones: 1. La troqueladora solo se accionará si la pieza que se ha de troquelar está situada en su posición correcta. 2. El accionamiento se llevará a cabo mediante uno de los dos pulsadores de los que dispone la máquina, pero nunca con los dos a la vez. PROCEDIMIENTO 1. Elaborar la tabla de verdad correspondiente al problema planteado. 2. Obtener la función. 3. Simplificar la función. 4. Montar el circuito digital adecuado. Prácticas Electrónica digital 4º ESO por Gustavo Zazo se encuentra bajo una Licencia Creative Commons Atribución No Comercial Compartir Igual 3.0 Unported. PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA DIGITAL. 4º ESO 8