LABORATORIO 6 DE ELECTRÓNICA

ELECTRONICA DIGITAL

LABORATORIO N° 05

TEMPORIZADORES Y GENERADORES DE CLOCK 

Alumno(s)		Nota
Uscca Giraldo Jose Leonardo
Salas Molina Hector
Grupo	A
Ciclo  4C4	Electrotecnia Industrial – Electrónica Digital
Fecha de entrega

      I.     CAPACIDAD TERMINAL

·        Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.

·        Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.

·        Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.

      I.     COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESION

·         Implementación de circuitos temporizadores.

·         Implementación de circuitos generadores de clock.

·         Implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock.

      I.        CONTENIDOS A TRATAR

·         Circuitos Temporizadores

·         Circuitos Generadores de Clock.

·         Aplicaciones con contadores.

      I.     RESULTADOS

·         Diseñan sistemas eléctricos y los implementan gestionando eficazmente los recursos materiales y humanos a su cargo.

      I.     MATERIALES Y EQUIPO

·         Entrenador para Circuitos Lógicos

·         PC con Software de simulación.

Guía de Laboratorio. El trabajo se desarrolla de manera GRUPAL

      I.     REPASO DEL LABORATORIO ANTERIOR

·         Diseño de circuitos sumadores y decodificadores

      I.     FUNDAMENTO TEÓRICO

·         Revise los siguientes enlaces:

·         CONTADORES UP/DOWN:

http://hispavila.com/total/3ds/tutores/ls192.htm

·         CIRCUITOS TEMPORIZADORES:

 https://unicrom.com/multivibrador-monostable-con-temporizador-555/

·         CIRCUITOS GENERADORES DE CLOCK:

https://electronicavm.wordpress.com/2011/04/22/multivibrador-astable-funcionamiento/

TAREAS GUIADAS DENTRO DEL LABORATORIO:

1.    Revise la TEORIA de MULTIVIBRADORES Biestables, Monoestables y Astables. 

  

1.    El circuito mostrado es un oscilador con el C.I. NE555 en modo astable. Dibuje dicho circuito en el simulador ISIS PROTEUS. Al momento de simular el LED debe parpadear. Modifique los valores de R1, R2 y C1 hasta obtener una frecuencia de 2 Hz, 30 Hz y 100 Hz. Compruebe utilizando el OSCILOSCOPIO y FRECUENCIMETRO incorporado en el simulador.

Pruebe de forma experimental el OSCILADOR ASTABLE mostrado y visualice la forma de onda de salida mediante el OSILOSCOPIO

1.    El circuito mostrado es un oscilador con el C.I. NE555 en modo MONOESTABLE. Dibuje dicho circuito en el simulador ISIS PROTEUS. Al momento de simular el LED debe encender momentáneamente cada vez que se presione el Pulsador. Modifique los valores de R1 y C1 hasta obtener un tiempo de salida de 500 ms, 5 segundos y 1 minuto. Compruebe utilizando el OSCILOSCOPIO y CONTADOR DE TIEMPO incorporado en el simulador.

1.    Pruebe de forma experimental el OSCILADOR MONOESTABLE mostrado y visualice la forma de onda de salida mediante el OSILOSCOPIO.

1.    Finalmente conecte el OSCILADOR ASTABLE, el contador, el decodificador y el display de 7 segmentos tal como lo muestra la imagen para realizar un CONTADOR ascendente/descendente

1.    CONTENIDO DEL INFORME EN EL BLOG:

a.    Teoría de osciladores ASTABLES Y MONOESTABLES

b.    Video tutorial editado y subtitulado explicando las experiencias hechas en el laboratorio:

c.    Observaciones y conclusiones. ¿Qué he aprendido de esta experiencia? (en modo texto)

d.    Integrantes (incluye foto de todos)

      I.        RESÚMEN

·         Oscilador Monoestable (Temporizador)

·         Oscilador Astables (Generadores de Clock)

·         Circuito contador integrado.

Introducción y características

El dispositivo 555 es un circuito integrado muy estable cuya función primordial es la de producir pulsos de temporización con una gran precisión y que, además, puede funcionar como oscilador.

Sus características más destacables son:

Temporización desde microsegundos hasta horas.

Modos de funcionamiento:

Monoestable.

Astable.

Aplicaciones:

Temporizador.

Oscilador.

Divisor de frecuencia.

Modulador de frecuencia.

Generador de señales triangulares.

Pasemos ahora a mostrar las especificaciones generales del 555 (Vc = disparo):

Especificaciones generales del 555
Vcc	5-Voltios	10-Voltios	15-Voltios	Notas
Frecuencia máxima (Astable)	500-kHz a 2-MHz			Varia con el Mfg y el diseño
Nivel de tensión Vc (medio)	3.3-V	6.6-V	10.0-V	Nominal
Error de frecuencia (Astable)	~ 5%	~ 5%	~ 5%	Temperatura 25° C
Error de temporización (Monoestable)	~ 1%	~ 1%	~ 1%	Temperatura 25° C
Máximo valor de Ra + Rb	3.4-Meg	6.2-Meg	10-Meg
Valor mínimo de Ra	5-K	5-K	5-K
Valor mínimo de Rb	3-K	3-K	3-K
Reset VH/VL (pin-4)	0.4/<0.3	0.4/<0.3	0.4/<0.3
Corriente de salida (pin-3)	~200ma	~200ma	~200ma

   

A continuación se mostrarán los modos de funcionamiento que posee este circuito integrado. En los esquemas se hace referencia al patilla je del elemento, al igual que a las entradas y salidas de cada montaje.

mono estable

Se denomina monoestable a un circuito que permanece estable en un solo estado. “El circuito 555 configurado como monoestable entrega a su salida un solo pulso de ancho establecido por el diseñador del circuito. La señal de disparo (trigger) debe ser de nivel bajo y de muy corta duración.

La duración del estado alto de la señal de salida estará determinada por la resistencia R1 y el capacitor C1 a través de la siguiente formula:

t=1.1 x R1 x C1


Al conectarlo de modo Monoastable va a emitir solamente un pulso al ser activado, para emitir otro pulso tiene que volverse a activar. Este puede ser usado en las alarmas, porque una vez activado solo se desactiva hasta que se cargue el capacitor. Se conecta asi:

este circuito funciona de la siguiente manera, al presionarse el switch sw1 comienza a cargarse el capacitor, lo que provoca que se active la salida y se prenda el led. cuando se termina de cargar el capacitor, el circuito se apaga y se vuelve a prender hasta que se vuelva a presionar sw1. otra vez los valores pueden variar para ajustar el tiempo de duración.

Funcionamiento mono estable

Cuando la señal de disparo está a nivel alto (ej. 5V con Vcc 5V) la salida se mantiene a nivel bajo (0V), que es el estado de reposo.

Una vez se produce el flanco descendente de la señal de disparo y se pasa por el valor de disparo, la salida se mantiene a nivel alto (Vcc) hasta transcurrido el tiempo determinado por la ecuación:

T = 1.1*Ra*C

Es recomendable, para no tener problemas de sincronización que el flanco de bajada de la señal de disparo sea de una pendiente elevada, pasando lo más rápidamente posible a un nivel bajo (idealmente 0V).

NOTA: en el modo monoestable, el disparo debería ser puesto nuevamente a nivel alto antes que termine la temporización.

astable 

El 555 es un generador de pulsos (Timer) que puede llegar a ser muy útil cuando estas comenzando a armar tus circuitos. Este es uno de los circuitos integrados mas conocidos y mas utilizados. Según el tipo de fabricante recibe una designación distinta tal como TLC555, LMC555, uA555, NE555C, MC1455, NE555, LM555, etc. Los usos que le puedes dar van desde hacer un contador, reloj, hasta una alarma.Conectarlo en modo Astable significa que va a estar emitiendo un pulso constante. Para que opere de este modo se tiene que conectar de la siguiente manera:

Como pueden observar en el circuito lo único que no es variable es el capacitor C2, esto es debido a que solo es un capacitor de seguridad, no es necesario conectarlo, pero a veces no funciona el circuito a menos de que este ese capacitor, por lo que es recomendable conectarlo (utiliza valores muy bajos, puede ser cualquier capacitor de "lenteja"). Los otros valores varían dependiendo del tiempo que se desee; a continuación están las formulas.
El tiempo de carga y descarga (en segundos) del circuito se da por las siguientes formulas:

tc=ln(2)*(R1+R2)*C1

td=ln(2)*(R2)*C1

Funcionamiento astable

En este modo se genera una señal cuadrada oscilante de frecuencia:

F = 1/T = 1.44 / [C*(Ra+2*Rb)]

La señal cuadrada tendrá como valor alto Vcc (aproximadamente) y como valor bajo 0V.

Si se desea ajustar el tiempo que está a nivel alto y bajo se deben aplicar las fórmulas:

Salida a nivel alto: T1 = 0.693*(Ra+Rb)*C
Salida a nivel bajo: T2 = 0.693*Rb*C

procedimiento del laboratorio 

circuito mono estable

VARIACION DE R1 PARA F=2Hz

R1= 4.7

R2=4.7

C1=47uF

VARIACION DE R1 PARA F=30Hz

R1=5 k

R2= 3.5k

C1=4uF

VARIACION DE R1 PARA F=60Hz

R1=1.2k

R2= 1.2k

C1=4uF

circuito astable 

Para 500 ms ,

R2=100kohms

C1=4.7uF

Para 5 s

R2=1000kohms

C1=4.7 uF

Para 60 seg

R2=1000k

C1=50uF

vídeo de demostración

conclusiones y observaciones

Observaciones

·         El circuito integrado de timer 555 muestran diferentes datos para obtener una salida de por ejemplo 500 ms, en la calculadora tenemos 4.7 uF y 100kohms, en cambio poniedo estos datos en proteuus nos vota un tiempo de 315 ms.

·         Se ha observado que los cables estaban en mal estado lo cual nos dificulto en el armado del laboratorio 

·         En el simulador proteus , se observó, para buscar lo compontes electrónicos se ha de buscar por códigos .

·         Los código de los componentes electrónicos, son la identificación de cada una de ellas, con estas podemos buscar las características.

·         Al cambiar el la conexión de una salida de timer 555, se cambia la configuración, tiene nuevas funciones.

Conclusiones:

·         En este laboratorio se ha comprobado que el circuito integrado 555  es un Contador de una sola cifra.

·         Con el desarrollo de este laboratorio se dé mostro que estos contadores 555 dependiendo de su conexión es que se da de forma ascendente o descendente, siendo utilizados para variados propósitos.

·         En resumen dentro de estos contadores hemos podido realizar los flip flop, estos al llegar a su tope máximo lo que hacen es volver a contar, así repetitivamente varias veces.

·         En uno de estas experiencias, con el monoflop que podemos hacer es que el tiempo de pulsos disminuya, nos referimos a que sea más lento el conteo.

·         Para este procedimiento se usó el generador de cloc’k, este es el que permite hacer el conteo repetitivo y manda los pulsos para que sigan secuencia binaria.

·         El circuito integrado timer 555 nos ayuda a realizar señales de impulso de acuerdo a nuestras necesidades, esto se logra cambiado magnitudes de las resistencias

II.        PROXIMO LABORATORIO:

·         Programación con Arduino.

   III.        BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFIA RECOMENDADA

·         Floyd, Thomas (2006) Fundamentos de sistemas digitales.  Madrid.: Pearson Educación (621.381/F59/2006) Disponible Base de Datos Pearson

·         Mandado, Enrique (1996) Sistemas electrónicos digitales.  México D.F.: Alfaomega. (621.381D/M22/1996)

·         Morris Mano, M. (1986) Lógica digital y diseño de computadoras.  México D.F.:  Prentice Hall (621.381D/M86L)

·         Tocci, Ronald (2007) Sistemas digitales: Principios y aplicaciones.  México D.F.: Pearson Educación. (621.381D/T65/2007) Disponible Base de Datos Pearson