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Title: Manual de componentes electronicos
Description: Manual de componentes electronicos

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Escola Tècnica Professional del Clot

Electrónica digital para automoción
Electromecánica de vehículos

Joan Suñol

Inspirado en los libros “Electrónica digital fundamental”
“Electrónica digital”
por Antonio Hermosa

0

Escola Tècnica Professional del Clot
1
...
Las puertas eléctricas __________________________________________________________ 2
1ª combinación lógica _________________________________________________________________ 3
2ª combinación lógica _________________________________________________________________ 4
3ª combinación lógica _________________________________________________________________ 5

Las puertas lógicas electrónicas ____________________________________________________ 6
Empecemos por la puerta lógica 0, también llamada OR
...
______________________________________________ 8
Veamos ahora la puerta inversora NO (NOT) ____________________________________________ 9
Puertas inversas a puertas lógicas “O” y “Y” ____________________________________________ 10
La puerta NO-O(NOR) _____________________________________________________________________ 10
La puerta NO-Y(NAND) ___________________________________________________________________ 11
Puerta O-exclusiva (Exclusive-OR) ___________________________________________________________ 12

Práctica resumen: Central de alarma __________________________________________________ 13

Componentes de electrónica digital ________________________________________________ 14
Sistema de numeración binaria________________________________________________________ 14
El Decodificador y el sistema binario BCD ______________________________________________ 15
Ejemplo de montaje práctico con el CI 74HC147 _________________________________________ 17
Los Multiplexores ___________________________________________________________________ 18
Visualizadores de números ___________________________________________________________ 19
Visualizador de siete segmentos cátodo común __________________________________________________ 19
Visualizador de siete segmentos de ánodo común ________________________________________________ 20

Los decodificadores _________________________________________________________________ 20
Demultiplexores ____________________________________________________________________ 21

1

Escola Tècnica Professional del Clot


...
A este tipo de medidas o señales
las llamaremos “analógicas” y las definiremos como señales, generalmente variables, que
pueden tomar cualquier valor
...

Cuando las señales varían a intervalos determinados como si fuesen intervalos escalonados y que por lo tanto entre un valor y el siguiente no pueden tomar valores intermedios, les llamaremos señales “digitales”
...
Las señales binarias también se
llaman “bits” (BInary digiT), que es la unidad mínima de información
...
Sistemas eléctricos de arranque y carga
...

Un ejemplo sería la estructura de un sistema musical digitalizado y puede ser de la
siguiente forma:
Debido a los avances de la técnica nos interesa que una señal física analógica sea
trabajada por sistemas electrónicos digitales por lo que debemos transformar la señal analógica que recibimos en una señal
digitalizada y una vez tratada (convertida
en digital), luego devolverla al estado analógico para poder ser captado o reproducida con los medios adecuados

Una vez obtenida la señal por medio de un micrófono la convertimos en digital a
través de un Convertidos Analógico-Digital para ser introducida en un proceso de sonido
y una vez tratada por el Procesador electrónico, se volverá a convertir en analógica con
el Convertidor Digital-Analógico para ser amplificada adecuadamente y ser reproducida
por los bafles
...
Supongamos que tenemos una
onda sinusoidal
...


2
...

Y, entonces, a un interruptor ¿cómo la podemos llamar también? Pues
...
La distinta combinación de interruptores da lugar a que las llamemos técnicamente “combinaciones lógicas”
2

Escola Tècnica Professional del Clot

1ª combinación lógica
Si tenemos dos interruptores colocados en
paralelo y colocamos una lámpara como en la figura

También podemos estrechar la longitud de la onda, como si la hiciésemos más estrecha, conservando su
amplitud
...
El elemento que hace esta función se
llama Compresor
...

Sí ninguna está cerrada, no se encenderá la lámpara

...

(lo mismo sucede con el interruptor B)
Por lo cual podemos escribir la siguiente tabla:
B
0
0
1
1

A
0
1
0
1

f
0
1
1
1

A este tipo de tabla se
llama: “tabla de la
verdad” de este circuito o montaje

¿En cuantos casos se encenderá la lámpara?
...

3

Crédito 5
...

Podemos llamar a este tipo circuito, un circuito de Puerta O (OR)

2ª combinación lógica
Hagamos otro montaje diferente
...
Que tanto el interruptor A
como el B estén cerrados
...

Podemos llamar a este tipo de circuito, circuito de Puerta Y (AND) y la tabla de
verdad será de la sigiente manera:
B
0
0
1
1

A
0
1
0
1

f
0
0
0
1

¿En cuantos casos estará encendida la lámpara?
...

Haz ahora, tu mismo, la tabla de verdad de este circuito que te propongo:

Su tabla será esta: ¿Te ha salido igual?
C
0
0
0
0
1
1
4

B
0
0
1
1
0
1

A
0
1
0
1
1
0

f
0
0
0
0
1
1

Escola Tècnica Professional del Clot
1
1

1
0

1
0

1
0

3ª combinación lógica
Por último, si hacemos un interruptor que funcione al revés, es decir, que en vez de cerrar
el circuito lo habré y en vez de abrirlo , lo cierra, hemos construido un inversor y lo simbolizaremos por un pulsador que al pulsarlo abra el circuito, como representamos en el dibujo
de abajo
...

Si doy al interruptor A, se apaga la bombilla
...

Como resumen para facilitar el entendimiento podemos expresar estos tres tipos de
comportamiento, en forma matemática
...
Es fácil
acordarse si haces lo siguiente:
en el sistema paralelo o puerta O:
0+1=1
1+0=1
0+0=0
1+1=1
y en el sistema serie o puerta Y:
5

Crédito 5
...


Las puertas lógicas electrónicas
Las puertas electrónicas son unos
ellos se compone de tres terminales
para el B y otro para la salida f(0)
...


1*0=0
0*1=0
0*0=0
1*1=1

componentes en el que una unidad de
fundamentalmente, uno para el A, otro
Pero además necesitará otro terminal
(generalmente a +5V
...
Una puerta
lógica electrónica no es más que una serie de transistores y otros componentes como resistencias y diodos, colocados en una pastilla donde puede haber de 10 a 10
...
Y así un circuito integrado que cumpla las funciones O puede ser el 7432, que tendrá la forma siguiente:
Como puedes observar en el dibujo esquemático,
tiene en su interior dibujado cuatro piezas de esta
forma y cada una de ellas representa
una puerta lógica, por lo que este integrado tendrá cuatro puertas O

Pero veamos como funciona una puerta lógica
...
Así la entrada A es la pata 1 del integrado, la B es la 2 y
la f en la pata 3
...

Para valores 1 se suele aplicar una tensión cercana a los 5 voltios y para los estados 0 la
mayoría de los fabricantes suelen aplicar una tensión de 0
...


Empecemos por la puerta lógica 0, también llamada OR
...

Para que lo entiendas mejor puedes hacer el siguiente experimento
...
Esto se llama “sonda lógica”
...
Haz este montaje
...
Por lo que se encenderá el led
...
Comprueba que cumple la tabla de verdad
correspondiente a una puerta lógica O
...


7

Crédito 5
...

Haz el montaje que se te propone para conocer el funcionamiento de una puerta
lógica O
...
De ese
modo el integrado no coge “señales espúreas” que además de
hacer consumir más corrientes
pueden ocasionar comportamientos no deseados del integrado
...
Si no sabes cuales pueden ser, procura no tocarlas
...

Veamos ahora su representación gráfica:

Simbología moderna

Simbología clásica

También cumple la tabla de verdad por lo que para que la salida sea “1” las dos
entradas han de ser “1” a la vez
...


Veamos ahora la puerta inversora NO (NOT)
Como dijimos en el capítulo anterior, hace la función inversa, que también se denomina “complementaria” o de “negación”
...
Es por un lado el circuito o la raya inclinada en la
salida y por otro lado el guión que se coloca encima de la letra
...
Sistemas eléctricos de arranque y carga
...

En segundo lugar une la salida 2 con la entrada 3 ¿qué señal encontrarás en la pata 4 después
de aplicar en la pata 1 una señal alta H, y después
observa si aplicas una señal baja L
...


Puertas inversas a puertas lógicas “O” y “Y”
La puerta NO-O(NOR)
Se representa simbologicamente de la siguiente manera:

Simbología clásica
Simbología moderna
Esta puerta consiste en unir una puerta O y una NO por lo que su tabla de verdad
será:
A
0
0
1
1

B
0
1
0
1

f
1
0
0
0

El integrado más representativo es el 7402 cuya representación es la siguiente: Hay
que añadir un circuito en la salida de cada puerta O

10

Escola Tècnica Professional del Clot

Haz la práctica como en los casos anteriores
pero esta vez fíjate bien que la designación de
las patas del integrado han cambiado
...
Su tabla
de verdad será la siguiente:
A
0
0
1
1

B
0
1
0
1

f
1
1
1
0

El representante más popular es el 7400

11

Crédito 5
...


Puerta O-exclusiva (Exclusive-OR)
La característica de esta puerta es que la salida sólo se pone a 1 cuando las entradas
se encuentran en diferente estado, por lo que su tabla de verdad será así
A
0
0
1
1

B
0
1
0
1

f
0
1
1
0

Los símbolos que representan estos integrados son los siguientes:

Simbología clásica

Simbología moderna

Esta puerta también se conoce por XOR y EXOR
El dibujo esquemático del integrado 7486, que es el más común de este tipo es como
se muestra aquí abajo

Hasta ahora se ha hablado de puertas lógicas a nivel muy sencillo, pero que te
puede capacitar para consultar libros que traten sobre elementos electrónicos en el automóvil y cuya terminología te puedes encontrar en algún cursillo de postformación
...
Consiste en un circuito de
control sencillo de alarma
...
La salida del
circuito debe activar una sirena siempre que alguno de los sensores se active y la alarma
esté conectada (llave en ON)

Nota: Los dos condensadores de 100 nF en la alimentación, uno para cada CI , son para el
desacoplo de transitorios que se producen en la línea de alimentación, debido a las conmutaciones de los circuitos y el efecto inductivo de la línea
...


13

Crédito 5
...


Componentes de electrónica digital
Sistema de numeración binaria
Seguimos ahora con otros tipos de componentes electrónicos que
...
Me toca describir los llamados “bloques lógicos MSI” que son circuitos integrados, construidos con puertas lógicas y que desempeñan una determinada función
...
En primaria te enseñaron a contar de la siguiente manera:















1 campana
2 campanas
3 campanas
4 campanas
5 campanas
6 campanas
7 campanas
8 campanas
9 campanas
10 campanas
11 campanas
12 campanas
13 campanas
14 campanas

Y así sucesivamente, pero ahora has de aprender a contar de otra manera:















14

1 campana
10 campanas
11 campanas
100 campanas
101 campanas
110 campanas
111 campanas
1000 campanas
1001 campanas
1010 campanas
1011 campanas
1100 campanas
1101 campanas
1110 campanas

Escola Tècnica Professional del Clot
Así como en el primer ejemplo decimos que contamos utilizando el “sistema numérico en base” 10, en el segundo ejemplo hemos empleado el sistema numérico en base 2
...
Se va dividiendo el número sucesivamente por la base
a la cual queremos transformar, en este caso, la base es 2
...
Así tendremos
el número 1000 expresado en base 2; y si siguieras así, podrías averiguar que el número
decimal 968 escrito en base 2 es el número 1111001000
...

Si que lo hay y para esto se ha inventado el CODIFICADOR
...
Aprietas un número en una calculadora y este se transforma en binario para luego ser operado adecuadamente por sus circuitos
...


15

Crédito 5
...

Para ello necesitaremos de otro sistema de numeración, que será binario como el
anterior, y se apoyará en él pero con la diferencia que se representará cifra por cifra
...

Si bien recuerdas, para representar las cifras decimales del 0 al 9 se necesitan como
mínimo cuatro bits
...
El componente que transforma un número decimal en tensiones H (1)
o en tensiones L (0) y en forma binaria BCD se llama Codificador
...
Monta el siguiente esquema

Representación teórica

Un ejemplo de codificador muy usado es el CI 74HC147 que te muestro a continuación junto con sus representaciones simbólicas
...
Debes
colocar cuatro sondas a la salida del 7404
...

Ya conoces dos de diferentes
...
Por eso a la salida del integrado hemos de colocar un inversor como puede ser el
74HC04
...
Sistemas eléctricos de arranque y carga
...


Los Multiplexores
Ejemplos de multiplexores los has encontrado
en aparatos que te rodean con normalidad en tu vida
...
En muchos amplificadores de música hay un
conmutador mecánico, que puede ser circular o de
botones, que selecciona una salida a partir de varias
entradas como puede ser: CD, radio, Tocadiscos,
cassette, etc
...
Te
has podido encontrar con algunos aparatos (actualmente hoy son muchos) que apretando
un simple botón o por la simple captación eléctrica que posee el dedo es suficiente para
que selecciones una operación que te interesa
...

Concretando los multiplexores se comportan como un conmutador de entradas y que
la selección se hace a través de sistemas digitales binarios, utilizando puertas lógicas
...
Con las letras I0,I1,I2,I3, representamos las
entradas a seleccionar
...

Mostramos a continuación el esquema de un multiplexor de cuatro entradas y dos
canales de selección y su tabla de verdad
...


S1
0
0
1
1

18

S0
0
1
0
1

Y
I0
I1
I2
I3

Con todo el integrado mas común
es el 74HC151 que controla 8 entradas con
tres entradas de selección
...

Un visualizador de una cifra numérica se basa en un dispositivo que tiene siete segmentos
...
Si se encienden todos aparece el 8
...
El cátodo va conectado a masa y ánodo a positivo
...
Observa los dibujos
para entenderlo mejor
...
El dibujo del visualizador hay una
resistencias de 220  porque están conectados a 5 voltios
...
Puedes
variar, entre ciertos límites el valor calculado de las resistencias para conseguir más o menos luminosidad en cada segmento luminoso del número
...
Sistemas eléctricos de arranque y carga
...
Todos los
contadores digitales, los termómetros, los relojes necesitan un decodificador
...
Existen los decodificadores excitadores que recibiendo una
señal BCD, en su salida pueden excitar unos visualizadores como los que hemos visto en
el apartado anterior
...
Puesto que pasan de un código a otro también se llaman
“convertidores de código”
...
El fabricante garantiza 10 mA por salida
...


Las entradas de datos BCD están conectadas a una resistencias de
100 K para fijar a O cuando no reciben
datos y no queden al aire, captando ruidos
...
Hay otros medios para que a través
de un solo decodificador puedan ser activados tantos displays como cifras
...
Se usa
como tets de funcionamiento
...

LE= Es una entrada que permite
memorizar el dato
...
No existen exclusivamente demultiplexores solamente sino que son además decodificadores
...
Es decir, se comportan como un selector de salidas

21

Crédito 5
...


Un circuito popular es el HEF4028F que su representación simbólica y su tabla de
verdad es como sigue:
Entradas
A3 A2 A1 A0
L L L L
L L L H
L L H L
L L H H
L H L L
L H L H
L H H L
L H H H
H L L L
H L L H
H L H L
H L H H
H H L L
H H L H
H H H L
H H H H

O0
H
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L

01 O2
L L
H L
L H
L L
L L
L L
L L
L L
L L
L L
L L
L L
L L
L L
L L
L L

O3
L
L
L
H
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L

Salidas
O4 O5
L L
L L
L L
L L
H L
L H
L L
L L
L L
L L
L L
L L
L L
L L
L L
L L

O6
L
L
L
L
L
L
H
L
L
L
L
L
L
L
L
L

O7
L
L
L
L
L
L
L
H
L
L
L
L
L
L
L
L

O8
L
L
L
L
L
L
L
L
H
L
L
L
L
L
L
L

O9
L
L
L
L
L
L
L
L
L
H
L
L
L
L
L
L

Como práctica puedes experimentar con este integrado y con la sonda digital que
ya has empleado alguna que otra vez
...


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Title: Manual de componentes electronicos
Description: Manual de componentes electronicos