Pr´acticas de electr´onica b´asica para el ´area de Tecnolog´ıa en Educaci´on Secundaria. Curso para profesores. CEP de Albacete. Ponente: Jorge Mu˜ noz Rodenas febrero de 2007

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1. Dados los circuitos de la figuras a) Monte el circuito en el simulador y obtener todos los valores de intensidad y voltaje. b) Realice los c´alculos necesarios para comprobar los valores del apartado anterior. c) Monte el circuito en la placa de pruebas y mida la intensidad y el voltaje en cada componente con el pol´ımetro. Escriba los resultados en una tabla. d ) ¿Qu´e utilidad pr´actica tiene un circuito con resistencias en serie?¿y en paralelo? e) ¿El circuito se quemar´a si se conectan resistencias de 0.1W?

Figura 1: Circuito Serie

Figura 2: Circuito Paralelo

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2. Detector de humedad a) Identifique los componentes. b) Explique c´omo funciona el circuito y la utilidad de cada componente. c) Monte el circuito en la placa de pruebas y verifique su funcionamiento. d ) Realice una simulaci´on por ordenador. e) Indique otras posibles aplicaciones del circuito.

Figura 3: Detector de humedad

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3. Detector de luz a) Compruebe el funcionamiento en el simulador omitiendo los amper´ımetros. b) ¿C´omo se comporta la LDR frente a cambios de luz? Dibuje una gr´afica aproximada resistencia (ohmios) vs iluminancia (lux). c) Explique el funcionamiento global del circuito indicando la funci´on de cada componente. d ) Monte el circuito en la placa de pruebas. e) ¿C´omo se podr´ıa modificar la sensibilidad del circuito? f ) Si en vez de activar un LED quisi´eramos encender o apagar un peque˜ no motor DC, ¿se podr´ıa usar el mismo montaje? Compru´ebelo.

Figura 4: Circuito sensible a la luz

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4. Alarma para detector de luminosidad. a) Monte el circuito en el simulador y compruebe su funcionamiento. b) ¿C´omo funciona el CI 555?¿Qu´e componentes adicionales se requieren para su funcionamiento? c) ¿Qu´e utilidad tiene el transistor?¿se podr´ıa prescindir de ´el? d ) Monte el circuito en la placa de pruebas.

Figura 5: Detector de luz con alarma

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5. Sirena con CI 555. a) Monte el circuito en el simulador y compruebe su funcionamiento. b) Explique la funci´on de los dos potenci´ometros c) Obtenga a trav´es del osciloscopio del simulador la forma de onda que acciona el altavoz. d ) Monte el circuito en la placa de pruebas.

Figura 6: Sirena de polic´ıa

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6. Intermitencia a) Monte el circuito en el simulador y compruebe su funcionamiento. b) ¿Se podr´ıa aumentar o disminuir el tiempo de intermitencia?Expl´ıquelo. c) Monte el circuito en la placa de pruebas.

Figura 7: LEDs intermitentes

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7. Efecto luminoso a) Monte el circuito en el simulador y compruebe su funcionamiento. b) ¿Cu´al es la funci´on del CI 4017? Explica el funcionamiento del circuito. c) ¿Para qu´e sirve el poteci´ometro de 1M? d ) Monte el circuito en la placa de pruebas y compruebe su funcionamiento.

Figura 8: Efecto luminoso

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8. Amplificador de audio a) Monte el circuito en el simulador. ¿C´omo se podr´ıa comprobar su funcionamiento? b) Qu´e diferencias hay entre el LM 741 y LM 386? c) Apoy´andose en la hoja de especificaciones t´ecnicas del Amplificador Operacional LM386 monte el circuito en la placa de pruebas.¿C´omo se podr´ıa comprobar su funcionamiento? d ) ¿Qu´e dispositivos habr´ıa que a˜ nadir o cambiar para mejorar el sonido?

Figura 9: Amplificador de audio

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9. Refrigerador por convecci´ on. a) Monte el circuito en el simulador. b) Identifique todos los componentes y explique su funcionamiento. c) ¿De qu´e tipo es el sensor de temperatura? Dibuje su respuesta aproximada en una gr´afica Resistencia (ohmios) vs Temperatura (Kelvin). d ) ¿De qu´e manera trabaja el A.O.? e) Ser´ıa posible realizar un montaje similar con un solo transistor sin el empleo del A.O.?

Figura 10: Accionador de ventilador por temperatura.

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10. Analice el circuito de la figura 11 para obtener: a) Ecuaci´on de la funci´on que representa y su tabla de verdad. b) Obtener la funci´on simplificada y el circuito correspondiente. c) Comprobar en el simulador los resultados.

Figura 11: Circuito con puertas l´ogicas.

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11. Implementar la siguiente funci´ on: F =a·b+a·c+a·b·c+a·b a) S´olo con puertas NOR de dos entradas. b) S´olo con puertas NAND de dos entradas. c) Montar el circuito en el simulador y en la placa de pruebas. Comprobar su funcionamiento.

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12. Utilizando los mapas de Karnaugh, monte en el taller y en el simulador, con el menor n´ umero posible de puertas l´ ogicas, el circuito que cumple la siguiente tabla de verdad: a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

bc 00 00 00 00 01 01 01 01 10 10 10 11 11 11 11 11

de F abcde F 00 0 10000 0 01 0 10001 0 10 1 10010 1 11 0 10011 0 00 1 10100 1 01 0 10101 0 10 1 10110 1 11 0 10111 0 00 0 11000 0 01 1 11001 1 10 0 11010 0 11 1 11011 1 00 0 11100 0 01 1 11101 1 10 0 11110 0 11 1 11111 1

Cuadro 1: Tabla de verdad

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13. Dise˜ nar un circuito constituido por tres pulsadores a, b, c y una l´ ampara que funcione de forma que ´ esta se encienda cuando se pulsen los tres pulsadores a la vez o uno cualquiera solamente. Realizar la simulaci´ on por ordenador y montar el circuito en el taller con los correspondientes circuitos integrados.

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14. Dise˜ nar, analizar con el simulador y montar en el taller el circuito de control de un motor gobernado mediante tres pulsadores a, b y c, que cumpla las siguientes condiciones de funcionamiento: a) Si se pulsan los tres pulsadores el motor se activa. b) Si se pulsan dos pulsadores cualesquiera, el motor se activa, pero se enciende una l´ampara de peligro. c) Si s´olo se pulsa un pulsador, el motor no se activa, pero s´ı se enciende la l´ampara indicadora de peligro. d ) Si no se pulsa ning´ un pulsador, el motor y la l´ampara est´an desactivados.

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15. Un sistema de alarma est´ a constituido por cuatro detectores denominados a, b, c y d; el sistema debe activarse cuando se activen tres o cuatro detectores, si s´ olo lo hacen dos detectores, es indiferente la activaci´ on o no del sistema. Por u ´ ltimo, el sistema nunca debe activarse si se dispara un solo detector o ninguno. Por razones de seguridad el sistema se deber´ a activar si a=0, c=0 y d=1. El sistema se implementar´ a usando s´ olo puertas NOR.

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16. Implementar sobre la placa de pruebas la siguiente funci´ on l´ ogica empleando el decodificador comercial 7442: F =x·y+x·v+y·z·v

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17. Utilizando un decodificador BCD a decimal del tipo 7442 y puertas NAND de dos entradas implementar en el taller el circuito que corresponde a la siguiente funci´ on: F =a·b·c+a·b·c+a·b·c+a·b·c

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18. Dise˜ nar un circuito digital cuyo funcionamiento sea tal que, al introducirle tres d´ıgitos binarios, se obtenga en un display de c´ atodo com´ un a las salidas expresadas en la tabla. Montar en el taller empleando el circuito 7442 y las puertas l´ ogicas necesarias. Realizar la simulaci´ on por ordenador con cualquier tipo de puertas l´ ogicas. x y z Salida 000 0 001 A 010 b 011 C 100 d 101 E 110 F 111 9 Cuadro 2: Tabla de verdad

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19. Dise˜ ne un contador as´ıncrono que cuente c´ıclicamente de 0 a 9 (del 9 pasa al 0). Para la construcci´ on del circuito se dispone de biestables J-K s´ıncronos que se activan con el flanco de bajada de la se˜ nal de reloj. Estos dispositivos disponen de una entrada de borrado, CLR cuyo nivel activo es el 0.

Figura 12: Contador con biestables J-K.

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20. Utilizando el circuito 7493, construya un contador de 0 a 9 (m´ odulo 10). Complete las conexiones de la figura 13. Monte alg´ un dispositivo que permita observar la salida.

Figura 13: Contador con CI 7493.

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21. Dise˜ ne un sistema de regad´ıo que controle seis electrov´ alvulas, de forma que cada cierto intervalo de tiempo accione una distinta y, al terminar el ciclo, quede todo parado hasta que se active un pulsador de inicializaci´ on del sistema. Se dispone para su realizaci´ on de un temporizador. Complete el circuito de la figura 14 e incluya alg´ un sistema para visualizar el resultado.

Figura 14: Control de electrov´alvulas.