C3A Lab08 Mesa03

Electrónica

Laboratorio N°8

“DISPOSITIVOS BASICOS DEPOTENCIA”

INFORME

Integrantes:

Egoavil Tello Jose Luis C13 – 2AOrtiz Castilo Marco C13 – 2A

Profesor: José Benites Yarleque

Fecha de realización : 21 de mayo

Fecha de entrega : 28 de mayo

2015 – I

INTRODUCCION

También se denominan opto aisladores o dispositivos de

acoplamiento óptico. Basan su funcionamiento en el empleo de

un haz de radiación luminosa para pasar señales de un

circuito a otro sin conexión eléctrica.

Fundamentalmente este dispositivo está formado por una fuente

emisora de luz, y un foto sensor de silicio, que se adapta a

la sensibilidad espectral del emisor luminoso.

I. Objetivos1. Identificarlos y probar el estado dispositivos optoelectrónicos.2. Aplicar los dispositivos opto electrónicos comointerfase de potencia.3. Identificarlas funciones lógicas básicas AND, OR,

NOT, y comprobar su tabla de verdad.4. Identificar las funciones lógicas NAND, NOR, XOR ycomprobar su tabla de verdad.5. Plantear las ecuaciones booleanas de un circuitocon dos o más compuertas6. lmplementar una aplicación con las funcionesdigitales

II. Fundamento teórico.

Fototransistor: Los fototransistores combinan en un mismo

dispositivo la detección de luz y la ganancia. Su

construcción es similar a la de los transistores

convencionales, excepto que la superficie superior se expone

a la luz a través de una ventana o lente como se muestra en

la Figura 27. (a) (b) (c) Figura 1.

(a) (b) (c) Figura 1.

Fototransistor (a) Símbolo. (b) Circuito equivalente. (c)

Corte. Los fotones incidentes generan pares electrón-hueco en

la proximidad de la gran unión CB. Las tensiones de

polarización inversa de la unión CB, llevan los huecos a la

superficie de la base y los electrones al colector. La unión

BE polarizada directamente, hace que los huecos circulen de

base a emisor mientras que los electrones fluyen del emisor a

la base. En este punto la acción convencional del transistor

se lleva a cabo con los electrones inyectados del emisor

cruzando la pequeña región de la base y alcanzando el

colector que es más positivo. Este flujo de electrones

constituye una corriente de colector inducida por la luz. Los

pares electrón-hueco fotoinducidos contribuyen a la corriente

de base y si el fototransistor se conecta en configuración de

emisor común, la corriente de base inducida por la luz,

aparece como corriente de colector multiplicada por β ó hfe

Opto acoplador: También se denominan opto aisladores o

dispositivos de acoplamiento óptico. Basan su funcionamiento

en el empleo de un haz de radiación luminosa para pasar

señales de un circuito a otro sin conexión eléctrica.

Fundamentalmente este dispositivo está formado por una fuente

emisora de luz, y un foto sensor de silicio, que se adapta a

la sensibilidad espectral del emisor luminoso.

TIPOS

Existen varios tipos de opto acopladores cuya diferencia

entre sí depende de los dispositivos de salida que se

inserten en el componente. Según esto tenemos los siguientes

tipos:

Fototransistor: o lineal, conmuta una variación de

corriente de entrada en una variación de tensión de

salida. Se utiliza en acoplamientos de líneas

telefónicas, periféricos, audio ...

Optotiristor: Diseñado para aplicaciones donde sea

preciso un aislamiento entre una señal lógica y la red.

Optotriac: Al igual que el Optotiristor, se utiliza para

aislar una circuitería de baja tensión a la red

En general pueden sustituir a relés ya que tienen una

velocidad de conmutación mayor, así como, la ausencia de

rebotes.Símbolo del opto

transistor

Símbolo de un opto transistor en

configuración Darlington

Símbolo de un opto transistor de

encapsulado ranuradoSímbolo del

Optotiristor

Símbolo Optotriac

Opto triac: Los triacs acoplados ópticamente combinan un

diodo emisor de luz (LED) con un triac foto-detector (foto-

triac) dentro de un mismo encapsulado con un esquema que es

mostrado en la figura que se muestra a la izquierda. Al no

existir conexión eléctrica entre la entrada y la salida, el

acoplo es unidireccional (LED al foto-TRIAC) y permite un

aislamiento eléctrico entre ambos dispositivos de hasta 7500

V. Además, algunos foto-TRIAC incluyen un circuito de

detección de paso por cero que permite sincronizar señales de

la red eléctrica con señales de control del LED para ajustar

el ángulo de conducción. 

Como ejemplo de estos circuitos se encuentran el MOC3009

(Motorola) que necesita una corriente en el LED de 30 mA para

disparar el foto-TRIAC o el MOC3021 (Motorola) que únicamente

requiere 10 mA. Cuando el LED está apagado, el foto-TRIAC

esta bloqueado conduciendo una pequeña corriente de fuga

denominada Idrm (peak-blocking current). Cuando el diodo conduce,

dispara el foto-TRIAC circulando de esta forma entre 100 mA y

1A. Al no ser un dispositivo que soporte grandes niveles de

potencia, el propio foto-TRIAC en muchos casos actúa sobre el

control de un TRIAC de mucho mayor potencia.

III. Equipos y materiales.

01 Osciloscopio. 01Generador de funciones. 01Protoboard 06Resistencia de 330 01Resistencia de 1 k 01 C.l.4N26 ó 4N33 01 Transistor 2N3904 01 Optotriac MOC 3010 01 Display de cátodo común 01 Fotoresistor o LDR 01 Led de color rojo

01 Led de color verde 01 Lámpara de 220 VAC/ 50 W 01 Computador base PU-2000. 01 Tablero maestro 01 Tarjeta de circuito impreso EB-131, EB-132 Cables de conexión 01 Tarjeta de Aplicación digital

IV. Resultados.

Comprobar el comportamiento de los dispositivos EmisoresLED’s aplicados a los detectores como el fototransistor y elLDR, asi como los optoacopladores a transistores y optotriacy realizar aplicaciones con transistores.Comprobar el uso y comportamiento de la lógica digital usandocircuitos integrados.

1. Implementar el circuito mostrado en la figura 2

Fig. 2

2. Cubra el LDR ¿Que observa? Al momento de cubrir el LDR se enciende el LED.

3. ¿Qué aplicación puede dar a este circuito? Se puede usar como un sistema de encendido de luz publica

OPTOACOPLADORES

Implementar el circuito mostrado en la figura 3.

Fig. 3

4. Obtener del Generador de funciones una señal TTL yajustar la frecuencia del generador a 1 Hz.

5. ¿Qué observa en el circuito?Se observa que el led se enciende y apaga.

6. Explique el funcionamiento del optoacopladorEl optoacoplador es la unión de un led con unfototransistor cuando el led se enciende el fototransistortiene corriente en la base y trabaja en saturaciónhaciendo que pase corriente de colector a amisor.

7. Reemplace la resistencia R2 por un LDR (resistenciadependiente de la Luz), como se muestra en la figura 4.

Fig. 4

8. Cubra el LDR con un objeto oscuro ¿Que Observa?La luz de los leds disminuyen de acuerdo los la luz que les cae

14. Destape el LDR ¿Qué observa? El led se enciende con mas intensidad

15. ¿Que función cumple el LDR? Cumple la función de un interruptor.

16. ¿Qué aplicación puede dar al circuito? Se puede utilizar como un sistema de luz automatizado.

ELECTRÓNICA DIGITAL

1. Enchufe la tarjeta EB-131 en el computador base.2. Ubique el circuito de la figura 1

Figura 1

3. Conecte los tres puentes como se muestra en la figura alos puntos A,B,C. Con ello las llaves A, B y C quedanconectadas con las entradas de las compuertas. Estasllaves que tienen dos posiciones posibles proporcionan losestados lógicos “ 0 “ u “ 1 “ a las entradas de lascompuertas Y.

4. Encienda la fuente de alimentación EB — 2000

5. Obtenga la tabla de verdad de la compuerta AND usando las llaves A y B para aplicar nivel lógico alto (1) o bajo (0)

6. Complete la tabla de verdad.

A B F10 0 00 1 01 0 01 1 1

7. Plantee la expresión bóoleana de esta compuerta AND (Y)

F1 =A*B

8. Utilizando las llaves A, B y C aplique los niveles lógicos“1” y” 0” a las entradas del circuito de la figura anterior.

9. Complete la tabla de verdad.

A B C F20 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 01 1 1 1

10. Plantee la expresión booleana de este circuito.

F2 =(A*B)*C11. Busque el circuito de la figura 2

Figura 2

12. Obtenga la tabla de verdad de la compuerta OR usando las llaves A y B para aplicar nivel lógico alto (1) o bajo ( O)

13. Complete la tabla de verdad

A B F10 0 00 1 11 0 11 1 1

14. Plantee la expresión booleana de esta compuerta OR (Y)

F1 =A+B

15. Utilizando las llaves A,B y C aplique los niveles lógicos“1” y” 0” a las entradas del circuito de la figura 2.

16. Complete la tabla de verdad

A B C F20 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 1

1 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 1

17. Plantee la expresión booleana de este circuito

F2 =(A+B)+C=F2......

18. lmplementar el circuito de la figura 3

Figura 319. Determine las salidas de las compuertas F1,F2 , y complete la tabla de verdad:

A B C F1 F20 0 0 0 00 0 1 0 00 1 0 1 00 1 1 1 11 0 0 1 01 0 1 1 11 1 0 1 01 1 1 1 1

20. Plantee la expresión booleana de estas compuertas lógicas:

F2 =......(A+B)*C=F2...........

21. Busque el circuito de la figura 4

Figura 4

22. Determine las salidas de las compuertas F1,F2 y F3 , y complete la tabla de verdad:

23. Plantee la expresión booleana de estas compuertas lógicas:

F3 = F1 +F2 =...... (A.B)+(A.C)......

24. Busque el circuito de la figura 5

A B C F1 F2 F30 0 0 0 0 00 0 1 0 0 00 1 0 0 0 00 1 1 0 0 01 0 0 0 0 01 0 1 0 1 11 1 0 1 0 11 1 1 1 1 1

Figura 5

25. Complete la tabla de verdad de la figura 5

A Ā F1 F2 F30 1 0 0 11 0 1 0 1

27. Enchufe la tarjeta EB-132 en el computador base.

28. Ubique el circuito correspondiente a la función lógica Nand Figura 6

Figura 6

29. Conecte los dos puentes como se muestra en la figura a

los puntos A yB. Con ello las llaves A, B quedanconectadas con las entradas de las compuertas. Recuerdeque estas llaves tienen dos posiciones posiblesproporcionan los estados lógicos “ 0 “ u “ 1 “ a lasentradas de las compuertas Y.

30. Encienda la fuente de alimentación EB — 2000.

31. Obtenga la tabla de verdad de la compuerta NAND usando las llaves A y B para aplicar nivel lógico alto (1) o bajo (0).

32. Complete la tabla de verdad.

A B F0 0 10 1 11 0 11 1 0

Plantee la expresión bóoleana de esta compuerta NAND

F = ~(A.B)

33. Ubique el circuito correspondiente a la función lógica NOR y complete la tabla de verdad de la figura 7.

Figura 7

34. Ubique el circuito correspondiente a la función lógica NOR y complete la tabla de verdad , figura 7

A B F0 0 10 1 01 0 01 1 0

Figura 8

Plantee la expresión bóoleana de esta compuerta NONR

F =~(A.B)

35. Ubique el circuito mostrado en la figura 8 y complete la tabla de verdad.

Figura 8

Complete la tabla de verdad y plantee la ecuación booleana.

A B F1 F2 F30 0 1 1 10 1 1 0 11 0 0 1 11 1 0 0 0

Plantee la expresión bóoleana de la función F3

F3 =~(A)+ ~ (B)

36. Ubique la función mostrada en la figura 9

Figura 9

Complete la tabla de verdad..

A B F1 F2 F30 0 1 1 10 1 1 0 0

1 0 0 1 01 1 0 0 0

Plantee la expresión bóoleana de la función F3

F3 =~(A). ~ (B)

37. Ubique la función mostrada en la figura 10

Figura 10

38. Complete la tabla de verdad.

A B C F1 F20 0 0 0 00 0 1 0 10 1 0 1 10 1 1 1 01 0 0 1 11 0 1 1 01 1 0 0 01 1 1 0 1

Plantee la expresión bóoleana de las funciones:

F1 =(A+B)F2=(A+B)+C

TEST DE AUTOEVALUACION DEL LABORATORIO N° 8

1. Para que el diodo LED entre en conducción debe estar polarizado:a)Directamenteb)Inversamentec)Cualquiera de las dos anterioresd)N.A.

2. El LED infrarojo emite una Luz

a)Visibleb)Invisiblec)Rojad)Ambar

3. Los diodos Ied se polarizan con una tensión ánodo-cátodo de:a)0.3 Vb)0.6 Vc)1.2V.d)5 V.

4. El fototransistor esa)Un detectorb)Un Emisorc)Detector y Emisord)Un aislador

5. El Fototransistor puede actuar:a)Sólo como interruptorb)Sólo como amplificadorc)Cómo Emisor y detectord)Como amplificador o interruptor

6. El display de ánodo común se conecta al terminal

a)Negativo de la fuenteb)Positivo de la fuentee)Positivo o negativod)N.A.

7. Los display típicos son los dea)05 segmentosb)07 segmentos.c)10 segmentosd)09 segmentos

PREGUNTAS DE EVALUACION:

1. Señale si es verdadero (V ) o falso ( F)a) La función AND siempre entrega un 1 lógico(F)b) Una compuerta NOT se puede implementar con AND (V)c) Los circuitos TTL funcionan con 12 voltios(F)d) Los TTL son iguales a los CMOS (F)e) Una condición para que una Or de “1” es que las

entradas sean diferentes. (V)

2. En el circuito mostrado, obtenga su tabla de verdad:

A B C F1 F2 F3 F4 F5 F6 F70 0 0 1 0 0 0 0 0 0

0 0 1 1 0 1 0 0 0 00 1 0 1 0 0 1 0 1 10 1 1 1 0 1 1 1 1 11 0 0 0 1 1 0 0 1 11 0 1 0 1 1 0 0 1 11 1 0 0 1 1 0 0 1 11 1 1 0 1 1 0 0 1 1

TABLA DE VERDAD

4. Obtenga la tabla de verdad del circuito mostradoQué Función representa?

A B LED10 0 10 1 01 0 01 1 0

V. Conclusiones:

Se comprobó e identifico el estado de los

dispositivos opto electrónicos, tales como los

dispositivos emisores que emiten luz al ser

activados por energía eléctrica y dispositivos

fotoconductores que conducen la radiación luminosa

desde un emisor a un receptor.

Se identifico las ecuaciones booleanas como son la

suma lógica (OR), complemento (inversor) y OR

exclusivo (EXOR).

Se identifico las funciones lógicas de NAND que

realiza la función booleana de producto lógico, OR

que resaliza la suma lógica y EXOR que raliza la

función booleana A’B+AB’

Los circuitos lógicos se utilizan para adoptar

decisiones específicas de 'verdadero-falso' sobre

la base de la presencia de múltiples señales

'verdadero-falso' en las entradas.  El estado

verdadero se representado por un 1, y falso por un

0.Los bloques elementales de un dispositivo lógico

se denominan puertas lógicas digitales para

ejecutar una determinada función es necesario

conectar grandes cantidades de elementos lógicos en

circuitos complejos. En algunos casos se utilizan

microprocesadores para efectuar muchas de las

funciones de conmutación y temporización de los

elementos lógicos individuales.