COMPUERTAS | NUEVA GENERACIÓN

Práctica 1: Representación de compuertas lógicas con switches

Como objetivo principal de esta práctica se tiene el recoger y aplicar los conceptos expuestos en el marco teórico de las base de la electrónica digital. Así mismo se pretende obtener un procedimiento de trabajo, útil para esta y siguientes prácticas. Se quiere además explorar y reconocer los materiales y elementos de laboratorios electrónicos tanto en simulaciones como en circuitos reales armados.

1. Materiales utilizados:

1.- Protoboard

2.- Cables UTP

3.- Resistencias (330 Ohms y 470 Ohms)

4.- Fuente(Cargador de celular 5V)

5.- Compuertas de tipo NAND 7400 y NOR 7402

6.- Dip Switch

7.- LED
8.- Software de Simulación Electrónica; CircuitMaker2000

2. Procedimiento:

       2.1. Elaboración de Simulación de Compuertas en base a switchs en CircuitMaker2000 (Revisar teoría en el marco teórico)

       2.2. Montaje de los elementos en el protoboard.
               2.2.1 Se coloca el dip swith (de preferencia en la primera fila del protoboard) y nos aseguramos de activar sus entradas puenteando un cable (en la misma columna) entre los switchs deseados. En este caso el 1 y 2.
               2.2.2 Se inserta una o varias resistencias conectadas entre la salida seleccionada del dip switch hasta el punto de conexión destinado al anodo del Led. las resistencias protegerá al Led de una posible sobrecarga que lo queme.

               2.2.3 Se conecta el Led empatando el anodo con la salida de la resistencia.

       2.3. Finalmente se colocan dos cables uno al inicio otro al final de las conexiones. Cada uno de ellos proveerá la carga positiva y negativa respectivamente, que necesita el circuito

para ser alimentado por la fuente.

2.4. Una Vez empostrado el esquema eléctrico en el protoboard se procede a realizar las combinaciones de los swithes y se comprueban las salidas de uno lógico cada vez que el

led se encienda.

       2.5. Realización de Diagramas
               2.5.1 Diagrama de bloque: El cuál permitirá tener una mayor comprensión en cuanto a la secuencia de interconexión de los elementos electrónicos, es semejante al diseño                                virtual del circuito realizado en CircuitMaker2000.
               2.5.2 Esquema de protoboard: Diseño opcional y auxiliar del protoboard. en el cual se pueda apreciar el lugar de colocación de cada elemento eletrónico. Este además puede                            ser acompañado de una tabla matriz donde se indique los puntos de incerciones y salidas usados.

(Nota: el procedimeinto previamente enumerado recoge unicamente un orden básico y organizado de trabajo en la preparación e inerconexión de compuertas y elementos electrónicos en un protoboard. Mismo procedimeinto se repitío al representar las distintas compuertas que se apreciarán a continuación. Se enunciarán detalles de conexión pertinentes por cada uno de los circuitos elaborados)

Aplicaciones

Previamente recordemos qe las compuertas lógicas enunciadas en esta sección son la base de innumerables circuitos, pero además la base lógica de todos los circuitos digitales. Por lo que su aplicación es basta.
Es válido añadir que si bien cada compuerta puede usarse para obtener resultados distintos, veremos más adelante que estas se pueden combinar y reemplazar entre ellas según el fin deseado.

RASTREADORES DE FUNCIONAMIENTO:

Con la ayuda de compuertas lógicas podemos detectar el buen funcionamiento o posibles fallas en un sistema o aparato. Para adecuar el sistema tenemos que definir sus parámetros de funcionamiento en una forma lógica o con criterios sincretizados. Al decir esto implicamos a que las variables del sistema sean únicamente verdades o falsedades.

Ejemplo Aplicativo:

Detector de vida útil de una consola de grabación:

La utilidad de consolas de grabación se mide bajo ciertos parámetros. Uno de ellos, la impedancia que maneja en sus salidas hacia el monitoreo. Si estos niveles se alteran la calidad del audio se verá afectado e inclusive podría haber ciertas sobrecargas a los sistemas posteriores en la cadena electroacústica. Para evitar este inconveniente se puede implementar un detector de los niveles de impedancia. Si se lo ajuste para devolver 1lógico en caso de una variación peligrosa de la impedancia, de inmediato se encenderá un led indicador y el operador sabrá inmediatamente el problema específico que tiene el equipo.
ACTIVADORES DE SISTEMAS DE SEGURIDAD

Las compuertas lógicas se pueden considerar un elemento incondicional en un sistema de seguridad. En cuanto más rigurosa sea la protección que proporcione una red de seguridad, esta se valdrá progresivamente de la eficiencia de cada uno de los elementos que compongan la red, para reaccionar frente a posibles o inminentes amenazas.

Ejemplo Aplicativo:

Detectores de movimiento de puertas y ventanas: En una entidad gubernamental donde se retenga información y documentos invaluables de estado se requerirá de una seguridad muy bien planteada para evitar cualquier tipo de infiltración. Una opción de inmunidad dentro del sistema seria detectores de puertas y ventanas aledañas al centro de archivo. El sistema está programado para tolerar que ciertas ventas y puertas se encuentren abiertas de acuerdo a horarios programados en el día. Si uno de los detectores no envía la señal pertinente en su rango de hora indicada se activará una primera alarma interna de advertencia. En ese momento entrará a operar un nuevo sistema de seguridad que alarme progresivamente y proporcionalmente al tiempo de violación que esté siendo transmitida por el detector. La lógica básica de AND y OR serian de especial interés, para activar los distintos sistemas de seguridad.
SELECTORES DE ELEMENTOS PARA PROCESOS

La lógica que nos proporcionan las compuertas basadas en funciones de verdad se pueden utilizar en cadenas de procesos de carácter industrial. De entre las distintas etapas nos percatamos de etapas en las cuales intervenga la selección y discriminación de los productos o artefactos de fabricación. Si los productos no cumplen los parámetros designados de selección no serán llevados a la siguiente etapa de producción.

Ejemplo Aplicativo:

Cuantificador de cantidades químicas de medicinas: En la producción de fármacos el porcentaje de cada substancia empelada en la fabricación de la droga resultante debe ser estrictamente exacto. Ya que variaciones pequeñas en la cantidad de los compuestos inmediatamente altera las propiedades del producto fabricado. Se puede colocar sensores en las balanzas o medidores de las substancias antes de que estas pasen a conformar el nuevo elemento. El sensor contará además con sistema de tolerancia en base a compuertas lógicas que inhiban la expulsión de las substancias hacia el mezclador si es que estas no cumplen con los parámetros preestablecidos. Basta que uno falle y todos los demás eyaculadores del resto de componentes serán vetados. Las substancias se desecharan o regresaran a su depósito previo y se reanudará la producción en esta etapa. De esa forma se asegurará que el porcentaje de productos ineficaces baje, ya que estos ni siquiera serán creados. Se asegurará calidad de producto y ahorro en materia de elaboración.