Lab8-Electronica2015II

Opto Electrnica

7ELECTRONICAII Ciclo

Laboratorio N8

RECONOCIMIENTO Y PRUEBAS CON DISPOSITIVOS OPTOELECTRNICOS Y ELECTRNICA DIGITAL

Opto Electrnica y Electrnica Digital

Objetivos

1.Identificarlos y probar el estado dispositivos opto electrnicos.2.Aplicar los dispositivos opto electrnicos como interfase de potencia.3.Identificarlas funciones lgicas bsicas AND, OR, NOT, y comprobar su tabla de verdad.4.Identificar las funciones lgicas NAND, NOR, XOR y comprobar su tabla de verdad.5.Plantear las ecuaciones booleanas de un circuito con dos o ms compuertas6. lmplementar una aplicacin con las funciones digitales

Introduccin Terica

Tambin se denominan opto aisladores o dispositivos de acoplamiento ptico. Basan su funcionamiento en el empleo de un haz de radiacin luminosa para pasar seales de un circuito a otro sin conexin elctrica.Fundamentalmente este dispositivo est formado por una fuente emisora de luz, y un foto sensor de silicio, que se adapta a la sensibilidad espectral del emisor luminoso. TIPOSExisten varios tipos de opto acopladores cuya diferencia entre s depende de los dispositivos de salida que se inserten en el componente. Segn esto tenemos los siguientes tipos:Fototransistor: o lineal, conmuta una variacin de corriente de entrada en una variacin de tensin de salida. Se utiliza en acoplamientos de lneas telefnicas, perifricos, audio...

Optotiristor: Diseado para aplicaciones donde sea preciso un aislamiento entre una seal lgica y la red.

Optotriac: Al igual que el optotiristor, se utiliza para aislar una circuiteria de baja tensin a la red.

En general pueden sustituir a rels ya que tienen una velocidad de conmutacin mayor, as como, la ausencia de rebotes.

Smbolo del optotransistorSmbolo de un optotransistor en configuracin DarlingtonSmbolo de un optotransistor de encapsulado ranurado

Smbolo del OptotiristorSmbolo Optotriac

ENCAPSULADOSEl encapsulado varia en funcin del tipo de opto acoplador y de su aplicacin, as como del nmero de unidades que se encuentren en su interior. En el caso de opto acopladores sencillos la cpsula, de tipo DIL, suele tener 6 patillas, siendo estos los ms utilizados (observa en la figura su construccin interna). Los dobles, tambin de tipo DIL tienen 8 pines; algunos pueden tener hasta cuatro unidades en cpsulas DIL de 16 patillas.

Normalmente, los pines del elemento emisor estn a un lado de la cpsula y los del sensor en el lado opuesto.Existen unos encapsulados diferentes en los que, fsicamente se puede interrumpir el haz luminoso (usados para control de posicin, n de revoluciones, cerraduras...). De esta forma el encapsulado presenta una ranura entre el emisor y el receptor. Se les denomina de cpsula ranurada o fotoclulas de herradura.

Optotransistor insertado en cpsula tipo DILDos tipos de optoacopladores de cpsulas ranuradas

Aspecto de un encapsulado DIL de 6 patillas (pdf)Encapsulados DIP-8 y DIP-14

Las funciones lgicas presentan dos niveles lgicos: Nivel bajo (L) 0 lgico y Nivel alto 1 lgico.Las funciones lgicas responden a una tabla de verdad, y se les representa mediante smbolos.Toda la lgica digital se rige por la lgica Booleana.Los circuitos lgicos tpicos corresponden a la familia TTL (LOGICA TRANSISTOR TRANSISTOR y CMOS (SEMICONDUCTOR OXIDOMETALICO COMPLEMENTARIO).Los Circuitos TTL operan con 5 VDC.A partir de las funciones bsicas se implementan todos los circuitos digitales.

Preparacin

El estudiante deber de estudiar la sesin 7 de su texto de su texto. Adems revisar la siguiente pagina de Internet.

http://www.uv.es/~marinjl/electro/opto.htmlhttp://www.info-ab.uclm.es/labelec/Solar/Componentes/OPTOELECTRONICA.htmlhttp://descartes.cnice.mecd.es/taller_de_matematicas/logica_digital/Logica%20Digital_0.htmhttp://www.williamson-labs.com/480_logic.htm

Equipos y Materiales

01 Osciloscopio. 01Generador de funciones. 01Protoboard 06Resistencia de 330 01Resistencia de 1 k 01 C.l.4N26 4N33 01 Transistor 2N3904 01 Optotriac MOC 3010 01 Display de ctodo comn 01 Fotoresistor o LDR 01 Led de color rojo 01 Led de color verde 01 Lmpara de 220 VAC/ 50 W 01 Computador base PU-2000. 01 Tablero maestro 01 Tarjeta de circuito impreso EB-131, EB-132 Cables de conexin 01 Tarjeta de Aplicacin digital

Procedimiento

Comprobar el comportamiento de los dispositivos Emisores LEDs aplicados a los detectores como el fototransistor y el LDR, asi como los optoacopladores a transistores y optotriac y realizar aplicaciones con transistores.Comprobar el uso y comportamiento de la lgica digital usando circuitos integrados.

1. Implementar el circuito mostrado en la figura 2

Fig. 2

2. Cubra el LDR Que observa?.Observamos que el transistor entra en saturacin, lo que permite el paso de energa3. Que aplicacin puede dar a este circuito? Se puede usar para abrir o cerrar un circuito dependiendo de la luminosidad a la cual est sometida el LDR

OPTOACOPLADORES

4. Implementar el circuito mostrado en la figura 3.

Fig. 35. Obtener del Generador de funciones una seal TTL y ajustar la frecuencia del generador a 1 Hz.6. Qu observa en el circuito?..........................................................................................................7. Explique el funcionamiento del optoacoplador8. Reemplace la resistencia R2 por un LDR (resistencia dependiente de la Luz), como se muestra en la figura 4.

Fig. 4

9. Cubra el LDR con un objeto oscuro Que Observa? .........................................................................................................................................................14.Destape el LDR Qu observa? ..........................................................................................................................................................

15. Que funcin cumple el LDR?

..............................................................................................................................................................

16. Qu aplicacin puede dar al circuito?..

ELECTRNICA 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 a los puntos A,B,C. Con ello las llaves A, B y C quedan conectadas con las entradas de las compuertas. Estas llaves que tienen dos posiciones posibles proporcionan los estados lgicos 0 u 1 a las entradas de las compuertas Y.

4. Encienda la fuente de alimentacin EB 20005. Obtenga la tabla de verdad de la compuerta AND usando las llaves A y B para aplicar nivel lgico alto (1) o bajo (0)6. Complete la tabla de verdad.

ABF1

00

01

10

11

7. Plantee la expresin boleana de esta compuerta AND (Y)

F1 = ...............................................................

8. Utilizando las llaves A, B y C aplique los niveles lgicos 1 y 0 a las entradas del circuito de la figura anterior.9. Complete la tabla de verdad.

ABCF2

000

001

010

011

100

101

110

111

10. Plantee la expresin booleana de este circuito.

F2 = ...............................................................

11. 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 lgico alto (1) o bajo ( O)

13. Complete la tabla de verdad

ABF1

00

01

10

11

14. Plantee laexpresin booleana de esta compuerta OR (Y) F1 = ...............................................................

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

16. Complete la tabla de verdad

ABCF2

000

001

010

011

100

101

110

111

17. Plantee la expresin booleana de este circuito

F2 = ...............................................................

18. lmplementar el circuito de la figura 3

Figura 3

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

ABCF1F2

000

001

010

011

100

101

110

111

20. Plantee la expresin booleana de estas compuertas lgicas:

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:

ABCF1F2F3

000

001

010

011

100

101

110

111

23. Plantee la expresin booleana de estas compuertas lgicas:

F3 = F1 +F2 = ...............................................................

24. Busque el circuito de la figura 5

Figura 5

25. Complete la tabla de verdad de la figura 5

AF1F2F3

0

1

26. Exprese las funciones booleanans parea cada funcin obtenida

= .................................F1 = ...............................................................

F2 = ................................. F3 = ...............................................................

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

28. Ubique el circuito correspondiente a la funcin lgica 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 quedan conectadas con las entradas de las compuertas. Recuerde que estas llaves tienen dos posiciones posibles proporcionan los estados lgicos 0 u 1 a las entradas de las compuertas Y.30. Encienda la fuente de alimentacin EB 2000.31. Obtenga la tabla de verdad de la compuerta NAND usando las llaves A y B para aplicar nivel lgico alto (1) o bajo (0).32. Complete la tabla de verdad.

ABF

00

01

10

11

Plantee la expresin boleana de esta compuerta NAND

F = ...............................................................

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

Figura 7

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

ABF

00

01

10

11

Figura 8

Plantee la expresin boleana de esta compuerta NONR

F = ...............................................................

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 ecuacin booleana.

ABF1F2F3

00

01

10

11

Plantee la expresin boleana de la funcin F3

F3 = ...............................................................

36. De la tabla obtenida a que funcin es equivalente? ..

37. Ubique la funcin mostrada en la figura 9

Figura 9

Complete la tabla de verdad..

ABF1F2F3

00

01

10

11

Plantee la expresin boleana de la funcin F3 F3 = ...............................................................

38. De la tabla obtenida a que funcin es equivalente? ..

39. Ubique la funcin mostrada en la figura 10

Figura 10

40. Complete la tabla de verdad.

ABCF1F2

000

001

010

011

100

101

110

111

Plantee la expresin boleana de las funcines:

F1 = ...............................................................F2= ..

41. De la tabla obtenida a que funcin es equivalente? ..

Informe

Cartula

Deber contener lo siguiente:1. Logo de la Institucin.2. Nombre del Curso.3. Nombre del laboratorio.4. Nombre de los integrantes.5. Seccin a la que pertenecen.6. Fecha de realizacin.7. Fecha de presentacin.8. Nombre del Profesor.

Fundamento Terico

Deber ser conciso y redactado con lenguaje propio. Estar basado en las lecturas recomendadas o cualquier otra informacin relacionada con el tema. No debe exceder de una pagina.

Resultados del Laboratorio

El informe deber constar de los siguientes puntos:

I. Resultados del procedimiento desarrollado en el laboratorio indicando con claridad las mediciones tomadas y los grficos de las seales de acuerdo a las escalas tomadas. ( No Copiar toda la gua de laboratorio )II. Explique sustentando con fundamentos tericos los resultados obtenidos en el laboratorioIII. Resuelva y sustente el siguiente cuestionario

TEST DE AUTOEVALUACION DEL LABORATORIO N 8

1.Para que el diodo LED entre en conduccin 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 tensin nodo-ctodo de:a)0.3 Vb)0.6 y.c)1.2V.d)5 V.

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

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

6.El display de nodo comn se conecta al terminala)Negativo de la fuenteb)Positivo de la fuentee)Positivo o negativod)N.A.

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

PREGUNTAS DE EVALUACION:

1.Seale si es verdadero (V ) o falso ( F)a) La funcin AND siempre entrega un 1 lgico()b) Una compuerta NOT se puede implementar con AND()c) Los circuitos TTL funcionan con 12 voltios()d) Los TTL son iguales a los CMOS()e) Una condicin para que una Or de 1 es que las entradas sean diferentes.()

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

ABCF1F2F3F4F5F6F7

000

001

010

011

100

101

110

111

TABLA DE VERDAD

3. Comente el resultado de la funcin obtenida, simplifique la funcin y exprese la funcin equivalente. F7=..

4. Obtenga la tabla de verdad del circuito mostradoQu Funcin representa? ...............................

ABLED1

00

01

10

11

Observaciones Generales1. La presentacin del informe se realiza al ingresar al Laboratorio. En la clase siguiente a su realizacin.2. Se tomar en cuenta las reglas de ortografa en la redaccin del informe.3. La evaluacin se realizar del siguiente modoObservaciones: se resaltan los logros alcanzados y tambin las dificultades o errores de carcter tcnico que pudiera haber encontrado el alumno en el desarrollo de las tareas, respaldados por los clculos o grficos pertinentes si fuese el caso.Conclusiones: esta parte contiene la sntesis de los resultados alcanzados a la finalizacin del experimento.

NCRITERIOS DE EVALUACIONPuntaje

01Puntualidad

02Test de Evaluacin

03Competencias

04Culminacin de la experiencia

05Presentacin

Cartula, Ortografa y redaccin

Fundamento terico

Resultados del laboratorio

Aplicacin de lo aprendido

Total

Curso:ElectrnicaSeccin

Lab. No:08Mesa No:

Tema:OPTOELECTRONICA Y ELECTRNICA DIGITALFecha:

Notas:

CRITERIOS DE EVALUACION

Participantes:0102030405NotaFinal

1

2

3