domingo, 15 de abril de 2012

Trabajo Practico Nº4: Monoestables


Introducción teórica

 Este circuito al darle un pulso externo cambia de estado durante un tiempo limitado y luego vuelve al estado original, es imposible mantener un estado activo ilimitadamente. A este circuito comúnmente se le conoce como "Timer", Un buen ejemplo de esto, es el circuito integrado lm555, conectado como oscilador Monoestable. Esto se logra con la siguiente conexión:
En este modo de conexión ,el timer, funciona en modo no-redisparable. El capacitor está, inicialmente, descargando mediante el transistor interno. Al llevar la tensión de trigger a cero se setea al flip flop interno bloqueando el transistor de manera que la salida pasa a Vcc y permitiendo la carga del capacitor a través de Ra.
El tiempo de carga viene dado por:
T=1,1.RaC
Cuando el capacitor alcanza 2/3 de Vcc se prodce la conmutación del flip flop llevando la salida a cero y saturando el transistor interno de manera de dejar preparado al sistema para un nuevo pulso de disparo.
Si la señal de disparo (trigger)permanece en nivel bajo, por efecto del comparador, la señal de salida nunca volverá a su nivel inicial de cero.



Diagrama de tiempos del monoestable:


 Observa que con el flanco descendente del trigger se produce la conmutación de la salida la cual, recién cuando el threshold alcanza 2/3Vcc, vuelve a su condición inicial.
Grafico para el cálculo Ra y C:


El Buzzer es un transductor electroacústico que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono. Sirve como mecanismo de señalización o aviso, y son utilizados en múltiples sistemas como en automóviles o en electrodomésticos.

Inicialmente este dispositivo estaba basado en un sistema electromecánico que era similar a una campana eléctrica pero sin el badajo metálico, el cual imitaba el sonido de una campana.

Actividades

  1) Calcula un temporizador de 5 segundos usando el CI 555. Conéctale un led a su salida.
  2) Verifica su correcto funcionamiento
  3) Basándote en los contenidos del trabajo practico astable, diseña un circuito que resuelva la siguiente problemática: Se pide una alarma sonora y visual que produzca un sonido intermitente durante 5segundos a partir del disparo. El mismo deberá realizarse con un pulsador.
  4) El informe deberá contener el diseño de la placa de circuito impreso pedido en el punto 3.

Desarrollo de la práctica


1)  Para realizar el calculo del temporizador se utilizaron 3 valores diferentes de capacidad:


1 2) El correcto funcionamiento del circuito se muestra a través del siguiente video:


13)  Basándonos en el trabajo practico “Astables” diseñamos un circuito que responde como una alarma sonora y visual que produce un sonido intermitente durante 5 segundos a partir del disparo, realizado con un pulsador:

  4) Aqui esta el circuito de la alarma sonora del  punto 3:
Conclusiones

      En este trabajo practico aprendimos a  diseñar dos circuitos con distintos fines, que un led prenda por 5 segundos y que un buzzer y un led parpadee  al mismo tiempo durante 5 segundos. Estos circuitos tienen un retraso definido por el circuito y sus componentes. Esto se logra con un pulsador que envía un pulso al LM555 y hace que este cambie de estado durante un tiempo limitado. El timmer lo aprendimos a calcular con la formula T=1,1.RaC y se observa en la misma que puede variar a través de Ra  y C ya que si se aumenta Ra  el capacitor va a tardar más en cargarse por lo tanto va a tardar más en llegar a los 2/3 de Vcc y también la conmutación del flip flop, lo mismo sucede si lo que se aumenta es el capacitor. 





viernes, 6 de abril de 2012

Trabajo Practico N°3: Astables



Introducción teórica

El circuito integrado LM555 es un dispositivo de alta estabilidad diseñado para construir retardos de tiempo y osciladores.
Posee terminales adicionales que permiten dispararlo y resetearlo. Estas funciones se activan en el modo descendente de la señal.
Tanto el tiempo de retardo con la frecuencia de oscilación son determinadas por componentes externos, capacitor y resistor.
El LM555 es un circuito integrado que incorpora dentro de si dos comparadores de voltaje, un flip flop, una etapa de salida de corriente, divisor de voltaje resistor y un transistor de descarga. Dependiendo de cómo se interconecten estas funciones utilizando componentes externos es posible conseguir que dicho circuito realiza un gran número de funciones tales como la del multivibrador astable y la del circuito monoestable.
Si observa el diagrama de bloques notaras que la red de resistencias que forman el divisor de voltaje fija en 1/3 Vcc y 2/3 Vcc los puntos de comparación de los dos comparadores internos. Dependiendo de las señales que se aplican desde el exterior se puede lograr que los comparadores cambien de estado a diferentes niveles de voltaje, lo cual provoca que el flip flop cambie de estado de salida y/o active el transistor de descarga.
A continuación se reseña la función de cada terminal del circuito integrado:
a-     Pin#1: Tierra o terminal común
b-     Pin#2: Disparo (trigger). Aplicando un voltaje menos que 1/3 Vcc el comparador cambia de estado, hace set al flip flop y este a su vez hace que el voltaje de sea alto. Cuando el voltaje de salida esta alto el transistor de descarga esta 0
c-      Pin#3: Salida
d-     Pin#4: Preset. Aplicando un voltaje bajo se consigue interrumpir el intervalo temporizador (timing cycle)
e-     Pin#5: Voltaje de control. El voltaje conectado a este terminal varia los valores de referencia, 2/3 Vcc y 1/3 Vcc, de los comparadores del circuito
f-       Pin#6: Umbral (theshold). Cuando se le aplica un voltaje de mayor que 2/3 Vcc se hace reset del flip flop haciendo así el voltaje de salida bajo. Cuando el Vo de salida está bajo el transistor de descarga esta ON.
g-     Pin#7: Transistor de descarga. Cuando se activa este transistor hay un paso de baja resistencia entre las patas 7 y 1.
h-     Pin#8:Vcc. Entrada de alimentación de todo el circuito integrado.

Modo de conexión 
En este modo el trigger está conectado con el threshold de manera que el sistema pueda autodispararce
El capacitor variara su carga entre 1/3 y 2/3 de Vcc.
El tiempo de carga esta determinado por Ra + Rb y el de descarga por Rb.
            T1=0,693(Ra+Rb).C
            T2=0,693 Rb.C

El duty cycle es:
La frecuencia de operación viene dada por:






Las resistencias en ohms y la capacidad en Faradios. La frecuencia se obtiene en Hertz


Diagrama de tiempos 
Se observa en el diagrama que con la variación de la tensión en el capacitor se obtiene la conmutación de la salida.

Gráfico para el cálculo de Ra, Rc y C

Actividades:

1)  Calcula un astable usando el CI 555 para una frecuencia de 1Khz y un ciclo de trabajo de 40%.
2    2)  Verifica su correcto funcionamiento.
      3)  Mide la frecuencia de oscilación.
4    4)    Mide el ciclo de trabajo.
5    5)    En ambos casos calcula y pondera el error.

6    6)    Grafica la variación de frecuencia en función de Vcc.

7    7)    Recalcular los valores para obtener las siguientes frecuencias, respetando el mismo ciclo de trabajo solicitado en el punto 1:

1Hz
10Hz
100Hz
10KHz
8    8)    En el caso del astable de 1Hz conéctenle un led a su salida y verifica la frecuencia.
9    9)    Investiga e informa otros tipos de osciladores digitales (Por lo menos dos más).



Desarrollo de la práctica 




2.3. 4.En esta imagen se puede observar el correcto funcionamiento del circuito, la frecuencia de oscilación y el ciclo de trabajo:



La frecuencia de oscilación es de 1Khz
El ciclo de trabajo es del 58.5%

5. El error en el ciclo de trabajo es de un 18% ya que nosotros calculamos los valores para obtener un 40% y en la frecuencia el error es de 0.059 Hz.

6.
        En esta imagen el valor de Vcc fue de 5v y la frecuencia llego a los 1.059Khz

En esta imagen el valor de Vcc es de 8V y la frecuencia alcanzo los 1.205Khz


 En esta imagen el valor de Vcc es de 10V y la frecuencia llego a los 1.263Khz


8. En este video se puede observar un astable de 1Hz conectado en su salida a un led :


9. Tipos de osciladores digitales :
- Biestable: Este circuito tiene la capacidad de cambiar de un estado al otro, esto es posible solamente a través de un pulso externo que posibilite el cambio del estado, este estado puede mantenerse indefinidamente siempre y cuando no reciba otro pulso externo. Un buen ejemplo de esto es un Flip Flop, este circuito necesita un pulso en cada una de sus entradas para poder cambiar entre estados.


-Oscilador a Cristal: Este tipo de osciladores son utilizados en circuitos que requieren una frecuencia relativamente elevada. Se destacan por su sencillez, alta confiabilidad y amplio rango de tensiones de alimentación. 
Conclusiones

     En este trabajo practico aprendimos que el  integrado LM555 es un dispositivo diseñado para construir retardos de tiempo y osciladores, posee 8 patas en donde la pata 1 es la Tierra, la pata 2 es el disparo, la pata 3 es la salida, la pata 4 es el preset, la pata 5 es el voltaje de control, la pata 6 es el umbral (Theshold), la pata 7 es el transistor de descarga y la pata 8 es la entrada de alimentación de todo el  circuito integrado. Con este integrado lo que hicimos fue un circuito en donde cuando lo alimentábamos se encendía el led y se apagaba y esto se observo a la frecuencia de 1 Hz , pero a la frecuencia de 1KHz no se pudo observar ya que era muy alta la frecuencia para observar parpadear el led. Además se pudo observar que al aumentar la tensión de alimentación  aumenta la frecuencia. También aprendimos que el error en el ciclo en alto que nosotros calculamos comparado  con el real se debe a que los valores de los capacitores y los resistores no son exactos si no que presentan variaciones. También existen otros  osciladores digitales como el monoestable y el biestable.