Guía Formativa, MECATRONICA 13. CECyTEH Gobierno Hidalgo. 2012

5/14/2018 Guía Formativa, MECATRONICA 13. CECyTEH Gobierno Hidalgo. 2012 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/guia-formativa-mecatronica-13-cecyteh-gobierno-hidalgo-2012 1/61

MecatrónicaMódulo 1

Submódulo 3Diagnóstica el estado de circuitos eléctricos,

electrónicos y elementos mecánicos midiendo las

variables de componentes en sistemas mecatrónicso

Prueba circuitos electrónicos digitales

para sistemas de control.

1

3



1



Módulo 1CARRERA DE MECATRÓNICA

Diagnóstica el estado de circuitos eléctricoelectrónicos y elementos mecánicos midiendo lavariables de componentes en sistemamecatrónicso

Prueba circuitos electrónicos digitales pasistemas de control.

I

III

2



3



4

os hidalguenses planteamos un proyecto de gobierno quemana de la voz y participación ciudadana. Somos uLpueblo ávido por continuar por la ruta del progreso

estamos decididos a transformar nuestro entorno por medio dacciones que coadyuven a elevar el nivel de bienestar de nuestgente.

Situados en esta trascendental empresa social, ubicamos a educación como el pilar del desarrollo, pues estamoconvencidos de que al educar edificamos en el presente el maypatrimonio que podemos ostentar en la entidad.

En ese compromiso, formulamos e implementamos estrategi

que permiten ofrecer servicios educativos de calidad, qugarantizan en su ejecución la equidad y cobertura total, el respea los derechos humanos, el aprovechamiento de las tecnologíde la información y la comunicación y el reconocimiento pleno adiversidad cultural.

Por ello, seguimos trabajando con los jóvenes que aspiran ingresan a la educación media superior, al evolucionar loprocesos de enseñanza–aprendizaje por medio de colaboración decidida del personal docente, que se esfuerza, scapacita y profesionaliza en el día a día, con el firme compromisde mantenerse a la vanguardia y ser garantes de competitividad que exige el servicio educativo del siglo XXI.

Es la razón que nos motiva y por la cual al inicio de este gobiernnos propusimos entre otros retos, incrementar la cobertuescolar y a escasos cuatro meses empiezan a surgir los logros,autorizar la apertura de dos nuevos planteles del Colegio dEstudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Hidalgo que subican en zonas estrategias de la geografía estatal. Tal es el cadel Plantel San Bartolo Tutotepec que atiende a la población de región Otomí-Tepehua y el Plantel Mineral del Chico, municiprecién nombrado pueblo mágico, en donde convergen jóveneque residen en gran parte de la zona metropolitana de PachucAhí, se imparte educación tecnológica pertinente a lanecesidades y recursos propios del entorno, pues trabajamocon ahínco para posicionarlas como detonantes del desarro

económico y progreso social.Tenemos confianza en el CECyTEH, institución que sabe dresultados, que se posiciona en el ámbito estatal y nacional porcalidad de su servicio, que diversifica constantemente su ofereducativa al implementar para esta administraciógubernamental 32 componentes de formación profesional, pesobre todo, porque su comunidad demuestra en los hechos, compromiso que tiene con Hidalgo, tierra de trabajo.



5

l Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estadde Hidalgo, cosecha triunfos y entrega resultados, graciEal equipo de colaboradores que se distinguen por su amp

vocación de servicio, dominio de su profesión, y sobre todo, actitud joven y emprendedora que muestran en el ejercicio de sfunciones.

Su entrega y sacrificio siempre serán reconocidos por la sociedhidalguense, pues logran formar profesionistas que en su actu

transforman su entorno, haciéndolo más atractivo y promisorio. edición de este valioso manual es resultado del encuentro exitode académicos que se reúnen para continuar con el consencolegiado de las ideas, y que se materializan en las iniciativas qposicionan al CECyTEH como una institución vanguardistaemprendedora.

El recurso didáctico que entregamos a las y los estudiantes, eproducto de muchas horas de trabajo esmerado, y disposicipermanente del Consejo que formula la Acción estratégica parafortalecimiento académico en los diferentes componentes dformación profesional.

El Lic. Francisco Olvera Ruiz Gobernador Constitucional d

Estado de Hidalgo, continúa apoyándonos y asume con nosotrla empresa de superar los resultados obtenidos para consolidarCECyTEH, como una institución triunfadora.

Para lograrlo, el Lic. Olvera destina recursos suficientes paimpulsar esta ambiciosa estrategia, en donde su gobierncapacita al personal con el compromiso de entregar físicamentede manera electrónica los libros de texto gratuito, diseñadosaplicados por los propios docentes del CECyTEH; semillero talentos y baluarte de este grandioso Colegio.

Apreciados docentes, los invito hacer de estas guías un espacde diversión, reflexión y aprendizaje significativos de las y loalumnos. Que nunca sean vistas como una asignatura máslogremos propiciar un momento diferente y emocionante, edonde alentemos las expectativas de vida y superación de lestudiantes.

¡Así trabajamos por Hidalgo, porque Hidalgo, es tierra de trabajo



6

“Aquel que pieensa que todo está inventadosepultó su propio ingenio”

Los recursos tecnológicos que hoy disfrutamos en su gestación fueroseñalados como locuras. Puedo asegurar que aún no se inventan la mayoparte de los recursos de uso común de las futuras generaciones… inclusono las imaginamos



7



8



9



El desarrollo del presente submódulo te permite aprender de una forma

amena y práctica el funcionamiento de los dispositivos eléctricos y

electrónicos que son parte fundamental de los sistemas macatrónicos

que hoy en día están en uso en los sectores productivos y de servicios y

por supuesto en nuestra vida cotidiana.

Este submódulo tiene por objetivo que tu realices el desarrollo,

diagnóstico y evaluación del funcionamiento de los elementos antes

mencionados para poder localizar y corregir fallas relacionadas al mal

funcionamiento de los mismos, siendo estos componentes un sistema

mecatrónico.

Al finalizar el curso Tú serás capaz de laborar en áreas que fabrican,

ensamblan o comercializan productos utilizando sistemas eléctricos yelectrónicos analógicos.

Este submódulo proporciona las bases para poder entender de una

forma más objetiva el funcionamiento de los diferentes dispositivos

electrónicos digitales. Para poder ser evaluado deberás demostrar las

competencias entregando las evidencias suficientes para acreditar dicho

submódulo.

10



Al terminar el submódulo serás capaz de realizar mantenimiento asistemas electrónicos digitales en sistemas mecatrónicos digitales,empleando procedimientos normalizados y aplicando las medidas deseguridad e higiene de las normas vigentes.

Las actividades que tendrás que realizar requieren de responsabilidad yde la autonomía de decisión para la utilización de materiales,componentes electrónicos e instrumentos de medición y herramientas.

11



12



13



14



15



16




1

Diagnóstica el estado de circuitos eléctricos,electrónicos y elementos mecánicos midiendo lavariables de componentes en sistemasmecatrónicso

Prueba circuitos electrónicos digitales parasistemas de control.

I

III

17



1. Conversiones entre los diferentes sistemas de numeración Binario, Octal y Hexadecimal2. Manejo de algebra Booleana y Mapas de Karnaught.3. Familias lógicas

1. Realizar ejemplos de conversiones entre los diferentes sistemas de numeración Binario,Octal y Hexadecimal.2.- Realizar ejemplos de algebra Booleana y Mapas de Karnaught.3. Conocer el diseño y distribución de las compuertas lógicas que pertenecen a una familialógica.

1. Realizar ejercicios de conversiones pasando de un sistema a otro para su mejentendimiento.2. Realizar ejercicios de algebra Booleana y Mapas de Karnaught3. Realizar el diagrama de las compuertas lógicas que se ven en el submódulo.

Realizar el diagrama de las compuertas lógicas para observar su funcionamiento, formandparte del conocimiento de los pines de entrada y salida de cada dispositivo.

Desarrollo de Esferas de CompetenciaCompetencia 1Identifica los diferentes tipos de compuertas lógicas empleando sistemas numéricosbinarios, simbología, algebra de Boole para elaborar y simplificar circuitos.

18



1. Conversión entre sistemas2. Elementos electrónicos digitales utilizados para circuitos que aplican algebra Booleana.3. Simplificación de circuitos mediante teoremas y mapas de Karnaught.4. Realizar circuitos combinatorios que incluyan compuertas lógicas (Not, And, Or, Nand, NoOr-Ex, Nor-Ex) de acuerdo al diagrama de conexión.5. Circuitos decodificadores multiplexores y deplexores.6. Realizar pruebas de funcionamiento de componentes electrónicos digitales dentro de usistema.

Hoy en día los circuitos integrados están conquistando el mundo. Están presentes en nuest

trabajo, en nuestra casa y en nuestra vida. Se pueden encontrar controlando el funcionamiende los ratones y teclados de los computadores, en los teléfonos, en los hornos de microondasen los televisores de nuestro hogar. Pero la invasión acaba de comenzar y el nacimiento dsiglo XXI será testigo de la conquista masiva de estos diminutos computadores, que gobernarala mayor parte de los aparatos que fabricamos y usamos los humanos.

Por lo expresado anteriormente la elaboración de estos trabajos nos sirve para comprender upoco mas la teoría de lo que es la electrónica digital, así como se aplicación, de ahí importancia de la misma, pues a través de esta se puede apreciar lo interesante que es programación en nuestra vida cotidiana.

En el inicio de este submódulo aprenderás a realizar de una forma segura y responsabcircuitos combinacionales, circuitos secuenciales utilizados para el control de procesos, comparte de un sistema mecatrónico, entre otras cosas y de este aprendizaje dependerá en un graporcentaje a lo largo de tu preparación como Técnico en Mecatrónica, con lo cual evaluarás tuprácticas de conexiones de circuitos electrónicos digitales; y todo esto te permitirá obtener competencia.

¡En horabuena por haber elegido esta carrera y espero que esta primer experiencia amplíe perspectiva y visión despierte en ti ese conocimiento, que te aseguro, será para tu beneficpersonal y el de nuestro México querido!

El aprendizaje del presente submódulo es un punto medular para el desarrollo de los demáconocimientos y el dominio de las actividades y destrezas necesarias para cumplir lascompetencias que requiere dicho módulo.

Competencia 1

19



Al desarrollar estas habilidades aprenderás a utilizar los diferentes tipos de corriente eléctricaasí como también el uso de los elementos eléctricos básicos como parte de un sistema.

1. Conversiones entre los diferentes sistemas de numeración Binario, Octal y Hexadecimal.2. Manejo de algebra Booleana y Mapas de Karnaught.3. Familias lógicas.

A través de la demostración de ejercicios en el salón de clases y puesta en práctica funcionamiento de alguna compuerta, el alumno adquiere el conocimiento para funcionamiento de las siguientes compuertas lógicas.

Método Didáctico

Los números son importantes en nuestra vida para hacer cálculos, medir tamaños y muchaaplicaciones mas, nosotros contamos en el sistema decimal es decir el sistema numérico quusamos tiene diez dígitos (1,2,3,4,5,6,7,8,9,0) en este curso vamos a estudiar a los sistemanuméricos utilizados en la electrónica digital que son:BinarioOctalHexadecimal

Binario es que tiene dos dígitos únicamente son el 0 y 1. Octal tiene solo ocho dígitos que so

(1,2,3,4,5,6,7,0) y el hexadecimal que tiene diez y seis dígitos(1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,A,B,C,D,E,F).

Sistema binario.Este sistema es el mas usado en compuertas lógicas y es el 0 que se considera como apagadoel 1 como encendido a cada uno de ellos se le llama bit este sistema numérico es mas fácil parlas maquinas usarlo ya que con voltaje o sin voltaje asignan el 1 ó 0. Puedes cambiar de decimaa binario haciendo las siguientes operaciones:

20



·Se divide el número decimal entre 2 y el resultado entero de la división se vuelve a dividentre 2 y así sucesivamente.

·Una vez llegados al resultado de 1 se considera al final de la operación. Cuando eresultado de la división no es un número entero se considera como un 1 en binario cuando el resultado es un entero se considera como 0.

Se ordenan en sentido contrario los resultados y ese es el equivalente en binario delnumero decimal.

1. “Número Binario”

Instrucciones para el alumno:Encontrar el número binario de 123 a su valor binario realizar las siguientes divisionesobtienes:

Y lo ordenamos tomando en cuenta que el primer resultado e las operaciones es el menosignificativo

Se conoce y valoraEs sensible al artePractica estilos de vida saludableEscucha, interpreta y emite mensajesInnova y propone solucionesSustenta postura personal

CompetenciasGenéricas:

Aprende por iniciativaParticipa y colabora en equipConciencia cívica y éticaRespeto y toleranciaDesarrollo sustentable

21



1. “Números Binarios”

Instrucciones para el alumno:

Realiza los siguientes ejercicios de conversación decimal a binario.

Manera didáctica de lograrla:

Manera didáctica de lograrlas:

Se conoce y valoraEs sensible al artePractica estilos de vida saludableEscucha, interpreta y emite mensajes

Innova y propone solucionesSustenta postura personal


Aprende por iniciativaParticipa y colabora en equiposConciencia cívica y éticaRespeto y tolerancia

Desarrollo sustentable

limpiezaorden

respeto

toleranciapuntualidad

responsabilidad

trabajo en equiporesponsabilidad social / comunitar

respeto por el entorno

Actitudes:

1. “Números Octales”

Instrucciones para el alumno:El sistema octal es el resultado de agrupar números de 3 bits del sistema binario es decir consta de ocho símbolos, También es llamado base 8.

22



Se conoce y valoraEs sensible al artePractica estilos de vida saludableEscucha, interpreta y emite mensajesInnova y propone soluciones

Sustenta postura personal


Aprende por iniciativaParticipa y colabora en equiposConciencia cívica y éticaRespeto y toleranciaDesarrollo sustentable

limpiezaordenrespeto

toleranciapuntualidadresponsabilidad

trabajo en equiporesponsabilidad social / comunitarrespeto por el entorno

Actitudes:



23





Se conoce y valoraEs sensible al arte

Practica estilos de vida saludableEscucha, interpreta y emite mensajesInnova y propone solucionesSustenta postura personal


Aprende por iniciativaParticipa y colabora en equipos

Conciencia cívica y éticaRespeto y toleranciaDesarrollo sustentable




Actitudes:

1. “Números Binarios a Octales”

Instrucciones para el alumno:Realiza las siguientes conversiones de binario a octal.

Sistema hexadecimal.O base 16 consta de los siguientes símbolos (0, 1, 2 , 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F), es el resultado de agrupar y bits del sistema binario recuerda debagrupar de izquierda a derecha por ejemplo:

11111011101010(2) = 0011, 1110, 1110, 1010 = 3EEA(16)

24



Se conoce y valoraEs sensible al arte

Practica estilos de vida saludableEscucha, interpreta y emite mensajesInnova y propone solucionesSustenta postura personal


Aprende por iniciativaParticipa y colabora en equipos

Conciencia cívica y éticaRespeto y toleranciaDesarrollo sustentable




Actitudes:

1. “Números hexadecimales”


Para cambiar de hexadecimal a decimal se usa la formula general:



Existe otro método de conversión de sistema de unidades quesuele ser más rápido y sencillo llamado “multiplicar por la basey sumar” esto lo puede encontrar en la página

.http://gama.fime.uanl.mx/~jagarza/f2004/snumer.pdf

25

http://gama.fime.uanl.mx/~jagarza/f2004/snumer.pdf

http://gama.fime.uanl.mx/~jagarza/f2004/snumer.pdf



Compuertas lógicas.Las compuertas lógicas son la base de la electrónica digital de los arreglos de ellos s

desprenden la mayoría de los componentes electrónicos digitales vamos a conocer algunas dellas:

Compuerta lógica ANDEsta compuerta también es llamada “Y”, es la operación aritmética de multiplicación y su tablde verdad y diagrama electrónico es el siguiente:

26



Solo cuando se cumple la operación de |x|=1 tenemos un voltaje alto a la salida de presentacióde este dispositivo es un circuito integrado y normalmente es de 4 componentes en un chip. SVoltaje de alimentación es de 5 volts una tierra de 0 volts físicamente el chip tiene la forma de figura anterior, conexiones y también indica las matriculas posibles.

Compuerta lógica OREs la opresión aritmética de suma también llamado “O”, su tabla de verdad y diagramelectrónico se muestra a continuación.

27










trabajo en equiporesponsabilidad social / comunitarespeto por el entorno

Actitudes:

1. “Voltajes”

Instrucciones para el alumno:Investiga de cuanto es el rango de voltajes máximos y mínimos para el 0 y el 1 lógico.

Compuerta lógica NOT.

Esta operación consta de cambiar el valor de la entrada su diagrama electrónico es el siguienteforma física del circuito integrado y ubicación en el encapsulado.

28



Compuerta lógica NAND

Es la combinación de la compuerta and y not formando la compuerta nand o también llamad

“Compuerta Y Negada” la tabla de verdad es la de una compuerta and solo que se invierte lsalida por efecto de la negación a continuación mostramos su tabla de verdad y diagrama.

Realiza una investigación para encontrar el diagrama, matricula, tabla de verdad y forma físicde las compuertas lógicas NOR XOR XNOR. La siguiente dirección electrónica te puede ayudaa realizar esta investigación. .

Álgebra booleana.

Con las operaciones básicas de las compuertas podemos expresar circuitos lógicos y funcionecomputacionales recordando que tenemos una o varias entradas y que mediante un proceslógico obtenemos una salida que puede convertirse en una operación matemática. Esto lpodemos expresar de dos maneras:

·Como una expresión·Como una tabla de verdad

http://www.alldatasheet.com

29

http://www.alldatasheet.com/





Con las opresiones de las compuertas lógicas que son las básicas podemos expresar funcionemás complejas. Un ejemplo seria el siguiente:

En el ejemplo anterior f es el nombre de la función (a,b,c,d,e) son las variables de entradrecuerda que pueden tener valores de 0 ó 1. En la ecuación la segunda letra

La tabla es el resultado de evaluar todas las posiblesentradas que se enumeran en orden binariodesarrollando la función, así obteniendo la salida. A estatabla se le conoce como tabla de verdad.

30



Cualquier expresión booleana puede ser expresada como un circuito al combinar compuertalógicas básicas. Pero muchas ecuaciones se pueden reducir haciéndolas más fáciles y simple

por ejemplo la ecuación siguiente tiene la forma:

31



1. “]Compuertas Lógicas”


Resolver el problema



Se conoce y valoraEs sensible al artePractica estilos de vida saludable

Escucha, interpreta y emite mensajesInnova y propone solucionesSustenta postura personal


Aprende por iniciativaParticipa y colabora en equiposConciencia cívica y ética

Respeto y toleranciaDesarrollo sustentable




Actitudes:

32



1. “Compuertas Lógicas”

Instrucciones para el alumno:Realiza los circuitos electrónicos con compuertas lógicas, tabla de verdad de las siguientoperaciones.








trabajo en equiporesponsabilidad social / comunitarespeto por el entorno

Actitudes:

33



Mapas de Karnaugh.

Es un método grafico de reducir operaciones lógicas una suma mínima de productos utilizandmáximos y mínimos se considera como máximo a todas los resultados en la tabla que sconsideran como verdad 1 y a los mínimos a los que son falsos ó 0. A las posibles combinaciones de las entradde variables se les conoce como minitérminos.

1. “Variables”

Instrucciones para el alumno:Una función de 2 variables de entrada tiene dos mini términos

Estas cuatro combinaciones generan un mapa de Karnaugh de la siguiente manera.

Con el mapa de Karnaugh podemos ver cuales mini términos tienen variablcomunes, analicemos la fila de a' Por álgebra booleana.

34



1. “Circuito Combinacional”

Competencia a desarrollar:

Atributos de la competencia:


Realizar pruebas de funcionamiento de componentes eléctricos digitales según procedimientos establecidos.

·Realizar pruebas de funcionamiento de componentes electrónicos digitales dentro de un sistema

·Conectar componentes electrónicos de acuerdo a un plano de conexión

·Interpretar las hojas de características del fabricante de elementos electrónicos y los diagramas de conexión.

·Realizar circuitos combinatorios que incluyan compuertas lógicas (NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR, XNOR) de acuerdo a un diagrama d

conexión.

De la tabla de verdad siguiente designar el mapa de Karnaugh y obtener la función en su mínimexpresión.

35



Instrucciones para el docente:

1. Supervisar el armado del circuito respetando las normas de seguridad.2. Verificar la conexión de la fuente de voltaje3. Solicitar el reporte de la práctica con los lineamientos que considere.4. Resolver cualquier duda del alumno.

Materiales de apoyo:1. Fuente de voltaje.2. Resistencias 220 _ ½w att3. Multímetro.

4. Tablilla de Simulación (Protoboard).5. Cable telefónico.6. Herramienta.7. C.I. 7432, 7408, 7404.8. Diodos emisores de luz (leds)9. Punta de prueba de circuitos lógicos.

36











Actitudes:

Competencia

La competencia contiene las actividades básicas para que el alumno logre adquirir loconocimientos, habilidades y destrezas establecidas en esta competencia, dichas actividadeestán estructuradas en el estudio de los sistemas numéricos utilizados en la electrónica digit(binario, octal, hexadecimal), así como en la teoría básica y la realización de circuitoelectrónicos combinados (AND, OR, NOT, NAND).

Se proponen prácticas de armado de circuitos y prueba de algunos dispositivos, en cuanto a evaluación de la competencia, se propone la aplicación de los instrumentos de evaluaciócorrespondientes al submódulo, esto es, la guía de observación y la lista de cotejo al pie de letra.

Conclusiones

37



Módulo 1CARRERA DE MECATRONICA

2



I

III

38



Desarrollo de Esferas de CompetenciaCompetencia 2Determinar el funcionamiento, aplicación y solución de los elementos que integran uncircuito electrónico digital secuencial, genera un reporte de las actividades realizadas.

39



En esta competencia se analiza un circuito secuencial que consta de un

circuito combinacional al que se conectan elementos de memoria para

formar una trayectoria de retroalimentación. Loe elementos de memoria

son dispositivos capaces de almacenar dentro de ellos información

binaria. La información binaria almacenada en los elementos de memoria

se define como el estado del circuito secuencial.

El comportamiento de un circuito secuencial se determina mediante lasentradas, las salidas y los estados de sus flip-flops, el análisis de los

circuitos secuenciales consiste en obtener una tabla o un diagrama de

las secuencias de tiempo de las entradas, salidas y estados internos.

También es posible escribir expresiones booleanas que describen el

comportamiento de los circuitos secuenciales

.

Un diagrama lógico se reconoce como el circuito de un circuito secuenciale incluye los flip-flops, los cuales pueden ser de cualquier tipo y el

diagrama lógico puede o no incluir compuertas combinacionales.

El circuito secuencial temporizador flip-flops tiene varios tipos y se

pretende realizar prácticas donde el alumno podrá en práctica las

diversas compuertas en la competencia anterior y los circuitos

secuenciales, ampliando su conocimiento.

40



1. Realizar circuitos secuenciales temporizadores para el control de procesos que incluyan flipflops (RS, JK, D y T).2. Realizar circuitos lógicos y la aplicación del circuito oscilador 555, display, contadoreascendente descendente y control de motor a pasos.3. Utilizar convertidores Analógico-Digital y Digital-Analógico para el acondicionamiento dseñales entre sistemas electrónicos digitales y analógicos.4. Utilizar la ropa y equipo de seguridad durante el trabajo de acuerdo a las características demismo.

Al desarrollar estas habilidades aprenderás a utilizar los diferentes tipos de los circuitosecuenciales temporizadores para el control de procesos como flip-flops de diversos tipos, ecircuito oscilador 555 y convertir de analógico-digital y viceversa.

1. Manejo de circuitos secuenciales flip-flops, circuito oscilador 555, contadores y display.2. Convertir de analógico-digital y de digital-analógico.

3. Normas de seguridad.

Identificar el funcionamiento de los circuitos secuenciales temporizadores y traer locomponentes como flip-flops, circuito oscilador 555, display, una pila de 5 volts, led's, unprotoboard y alambre de teléfono para la realización de las diversas prácticas

1. Que el alumno conozca el funcionamiento de los circuitos secuenciales temporizadores flipflop y circuito oscilador 555.2. Que el alumno realice conversiones de analógico-digital y de digital-analógico.3.- Que el alumno conozca las normas de seguridad en el área de trabajo.

Instrucciones para el alumno

Saberes a adquirir

41



A través de la demostración de ejercicios en el salón de clases y puesta en práctica funcionamiento de los circuitos secuenciales temporizadores flip-flop y circuito oscilador 555,

alumno adquiere el conocimiento para realizar prácticas sobre dichos componentes.

Siendo los flip-flops las unidades básicas de todos los sistemas secuenciales, existen cuatrtipos: el RS, el JK , el T y el D. Todos pueden ser de dos tipos, a saber: flip-flops activado po

nivel (FF-AN) o bien flip-flop maestro-esclavo (FF-MF). El primero recibe su nombre por actua

meramente con los niveles de amplitud (0,1), en cambio el segundo son dos FF-AN combinado

de tal manera que uno hace caso al otro.

Un circuito flip-flop puede mantener un estado binario indefinidamente, siempre y cuando se l

administre potencia al circuito hasta que cambie por una señal de entrada para cambia

estados, la principal diferencia entre varios flip-flops es el numero de entradas que poseen y l

manera en la cual las entradas afecten el estado binario.

El circuito electrónico que más se utiliza en la industria como circuitería comercial el circuit

temporizador o de retardo, dentro de la categoría de temporizadores, cabe destacar el má

económico y también menos preciso consistente en una resistencia y un condensador, a part

de aquí se puede contar con un sinfín de opciones y posibilidades.

Un temporizador básicamente consiste en un elemento que se activa o desactiva después d

un tiempo más o menos preestablecido. De esta manera podemos determinar el parámetr

relacionado con el tiempo que ha de transcurrir para que el circuito susceptible de temporizarse

se detenga o empiece a funcionar o simplemente cierre un contacto o lo abra.

Método didáctico

42



1. “ ”


Flip-flop tipo RS

Realiza las siguientes lecturas:

Se menciono que un circuito flip-flop puede estar formando por dos compuertas NAND o docompuertas NOR. Estas construcciones se muestran en los diagramas lógicos de las figurasCada circuito forma un flip-flop básico del cual se pueden construir uno mas complicado. Lconexión de acoplamiento intercruzado de la salida de una compuerta a la entrada de la otra ucamino de retroalimentación. Por esta razón, los circuitos se clasifican como circuitosecuenciales asincrónicos. Cada fip-flop tiene dos salidas Q y Q´ y dos entradas S (set) y (reset).

Este tipo de flip-flop se llama flip-flop RS acoplado directamente o bloqueador SR. Este tipo d

flip-flop se llama Flip-Flop RS acoplado directamente o bloqueador SR (SR latch). Las letras R S son las iniciales de los nombres en de las entradas (reset, set). Donde Set sirve parajustar y Reset para restaurar. En la tabla vemos el funcionamiento del FF tipo RS por flamencnegativo.

inglés

Flip-flop tipo JK

Un flip-flop JK es un refinamiento del RS ya que el estado indeterminado del RS se soluciona e

el JK. Las entradas J y K se comportan como las entradas S y R para ajustar y despejar el flipflop. Cuando s aplican señales de entrada en forma simultanea a J como a K, el flip-flop cambia su estado complementario, esto es si Q=1, cambia a Q=0 y viceversa.

La operación de un FF jk es muy similar a la de un FF RS. La única diferencia es que no tiene uestado inválido. Para la condición J=K=1 complementa el estado presente. La tablcaracterística resume el comportamiento del FF tipo JK disparado por flanco negativo.

43

http://www.monografias.com/trabajos16/manual-ingles/manual-ingles.shtml

http://www.monografias.com/trabajos16/manual-ingles/manual-ingles.shtml



Flip-flop tipo D

El tipo de flip-flop tipo D recibe esta denominación debido asu capacidad de transferir “datos” en el flip-flop. En formabásica es un flip-flop RS con un inversor en la entrada R, Elinversor agregado reduce el número de entradas de datos auno. La operación de FF tipo D es mucho mas simple , sóloposee una entrada además de la del reloj. Se ele denomina“data” y es muy útil cuando queremos almacenar un datosde un bit (0 o 1). Si hay un 1 en la entrada D cuando se aplicael pulso de reloj la salida Q toma el valor de 1 (SET) y loalmacena. Si hay un 0 en la entrada D, cuando se aplica el

pulso de reloj la salida toma el valor de 0 (RESET) y lo almacena. El cambio en la salida del FF sefectúa en el flanco de bajada del reloj.

La tabla de verdad resume el comportamiento del FF tipo D disparado por flamenco negativo.

Flip-flop tipo T

Sólo posee una entrada además de la del reloj. Se le denomina “toggle”. Si hay un 0 en lentrada T, cuando se aplica el pulso de reloj la salida mantiene el valor del estado presente. Shay un 1 se complementa. El flip-flop tipo T es una versión de una sola entrada del flip-flop JK, eflip-flop T se obtiene mediante un tipo JK si ambas entradas se unen. La denominación

proviene de la capacidad del flip-flop para conmutar (toggle), ocambiar de estado. Sin importar

el estado presente del flip-flop,a s u m e e l e s t a d ocomplementario cuando ocurreel pulso de reloj mientras laentrada T es lógica 1. La tablacarac te r í s t i ca resume e lcomportamiento del FF tipo Tdisparado por flanco negativo.

44



Circuito oscilador 555

El circuito electrónico que más se utiliza en la industria como en la circuitería comercial, es ecircuito temporizador o de retardo. El más simple de los retardos, requiere de una resistencia dcierto valor y un condensador de considerable capacidad.

El circuito integrado 555 es un circuito integrado de bajo costo y de grandes prestaciones, epara los experimentadores y aficionados, este temporizador es tan versátil que se puede utilizapara modular una señal en amplitud modulada.

Esta constituido por una combinación de comparadores lineales (flip-flops, biestables digitalestransistor de descarga y excitador de salida. Las tensiones de referencia de los comparadorese establecen en 2/3 V para el primer comparador.

Normas de seguridad en el área de trabajo

ORDEN Y LIMPIEZA

1. Mantén limpio y ordenado tu puesto de trabajo2. No dejes materiales alrededor de las máquinas. Colócalos en lugar seguro y donde noestorben el paso.3. Recoge las tablas con clavos, recortes de chapas y cualquier otro objeto que puedacausar un accidente4. Guarda ordenadamente los materiales y herramientas. No los dejes en lugaresinseguros5. No obstruyas los pasillos, escaleras, puertas o salidas de emergencia

UN SÓLO TRABAJADOR IMPRUDENTE PUEDE HACER INSEGURO TODO UN TALLER

45



EQUIPOS DE PROTECCIÓN INDIVIDUAL

1. Utiliza el equipo de seguridad que la empresa pone a tu disposición

2. Si observas alguna deficiencia en él, ponlo enseguida en conocimiento de tu superior

3. Mantén tu equipo de seguridad en perfecto estado de conservación y cuando esté deteriorado pide quesea cambiado por otro

4. Lleva ajustadas las ropas de trabajo; es peligroso llevar partes desgarradas, sueltas o que cuelguen

5. En trabajos con riesgos de lesiones en la cabeza, utiliza el casco

6. Si ejecutas o presencias trabajos con proyecciones, salpicaduras, deslumbramientos, etc. utiliza gafas

de seguridad

7. Si hay riesgos de lesiones para tus pies, no dejes de usar calzado de seguridad

8. Cuando trabajes en alturas colócate el cinturón de seguridad

9. Tus vías respiratorias y oídos también pueden ser protegidos: infórmate.

LAS PRENDAS DE PROTECCIÓN SON NECESARIAS. VALORA LO QUE TE JUEGAS NO UTILIZÁNDOLAS

1. “ ”

Instrucciones para el docente:

Recursos materiales de apoyo:

Flip-Flop JK

1. Supervisar el armado del circuito respetando las normas de seguridad.2. Verificar la conexión de la fuente de voltaje

3. Solicitar el reporte de la práctica con los lineamientos que considere.4. Resolver cualquier duda del alumno.

1. Circuito 74082. Circuito 74323. Circuito 74764. 3 Led5. 1 Circuito temporizador

46











Actitudes:

Esta guía de aprendizaje del alumno se elaboró partiendo de la premisa de que el alumnrequiere información básica necesaria para desarrollar los conocimientos, habilidades destrezas que marcan las competencias de este submódulo de la carrera de Técnico eMecatrónica. Por tal motivo la información que aquí se presenta aparece de una forma sencillaatractiva para el alumno, y se pretende que ésta sea lo más explícita posible para que el alumnpueda auxiliarse de esta información y cumplir con los objetivos de aprendizaje del submódulo.

Las competencias incluidas son:

1. Realizar pruebas de funcionamiento a circuitos electrónicos digitales según procedimiento

establecidos.

El módulo deberá ser evaluado estrictamente con los instrumentos de evaluación elaboradoexclusivamente para este módulo y siguiendo las instrucciones indicadas en los mismos, ya quel uso de éstos asegura una evaluación objetiva y dirigida hacia el cumplimiento de lacompetencias.

Conclusiones

47



AISLADOR. Insulator.Material dotado de muy alta resistencia eléctrica y que por tanto es apto para separar conductoreadyacentes en un circuito eléctrico o para prevenir contactos futuros entre conductores.

ALFANUMÉRICO. Alphanumeric.Conjunto de todos los caracteres alfabéticos y numéricos.

ÁLGEBRA DE BOOLE. Boolean algebra.Álgebra capaz de poner en forma de ecuaciones las proposiciones lógicas, cuyos factores de operacióson AND (Y), OR (0), NOT (NO), NOR (NO-0), etc. Desarrollada por Georges Boole.

ALTA FRECUENCIA. High-frequeney.Designación para la banda de frecuencias comprendida entre 3 y 30 MHz.

AMPLIFICADOR. Amplifier.Unidad que aumenta el nivel de una señal.

AMPLITUD. Amplitude.En un sentido genérico, dícese de la magnitud de una onda o cantidad de variación periódica o alterna.

ANALÓGICO. Analogl Analogue.Perteneciente a datos representados en forma de cantidades físicas continuamente variables. Estconcepto contrasta con el digital.

ANALÓGICO-DIGITAL. A / D.Conversión de las tensiones y corrientes analógicas procedentes de un sensor para su representaciódigital.

ANODO. Anode.Electrodo positivo a través del cual el flujo principal de electrones abandona el espacio interelectrónicen una válvula electrónica; también denominado placa. | Electrodo positivo de una batería o acumulador

BINARIO. BinaryDe base dos. En electrónica digital, dos estados posibles 1 o 0.

CIRCUITO ELECTRÓNICO. Electronic circuit.Conjunto de componentes electrónicos y conductores conectados entre sí a fin de transportar corrienteléctrica para realizar tareas encomendadas. Las características principales vienen determinadas por intensidad, voltage, resistencia, etc.

CIRCUITO IMPRESO. Printed circuit.Tarjeta de cableado impreso que tiene los componentes insertos en taladros a los cuales soposteriormente soldados.

CIRCUITO INTEGRADO (CI). Integrated circuit (IC).Sistema interconectado de elementos activos y pasivos integrado en un sustrato semiconductor únicoapto para efectuar al menos una función de circuito electrónico completo.

CIRCUITO INTEGRADO DIGITAL. Digital integrated circuit.Circuito integrado concebido para conmutar entre dos estados: alto/bajo,

Glosario

48



conexión/desconexión. La moderna tecnología microelectrónica ha permitido fabricar dispositivos mucomplejos integrando cientos de miles de transistores en memorias y microprocesadores, circuitos todoellos basados en el principio de la conmutación entre dos estados.

CÓDIGO DE COLORES. Color code.Sistema que utiliza bandas coloreadas o puntos para marcar los valores nominales y otra

características en condensadores y resistencias.

COMPONENTE. Component.Dispositivo o parte de un circuito que se utiliza para obtener una función eléctrica deseada.

CONDENSADOR. Capacitor.Dispositivo que consiste fundamentalmente en dos superficies conductoras separadas por udieléctrico-aire, papel, mica, etc., el cual almacena la energía eléctrica, bloquea el paso de corrientcontinua y permite el flujo de corriente alterna hasta un grado que depende de su capacidad y sfrecuencia.

CONDUCTOR. Conductor.Material que conduce electricidad con facilidad, como ciertos metales, electrólitos y gases ionizados.

CONECTOR. Connector.Pieza conductora que sirve para conectar por ajuste dos o más conductores.

CONMUTADOR. Switch.Circuito o dispositivo que abre o cierra circuitos para su conexión a una o a varias líneas distintas. Circuito dispositivo que cambia de estado lógico.

CONMUTADOR ELECTRÓNICO. Electronic switch.Dispositivo no mecánico cuya característica de funcionamiento de conducción / no conducción puedutilizarse para activar y desactivar un circuito eléctrico.

CONTADOR. Counter.Circuito que sigue el número de impulsos aplicados a él y que normalmente visualiza el número total dimpulsos. Circuito de conmutación que responde a los impulsos de entrada secuenciales a él aplicadoproporcionando un impulso de salida tras recibir cierto número de impulsos de entrada.

CORRIENTE ALTERNA. Alternating current.Se abrevia ca o CA. Corriente que periódicamente alterna su dirección de flujo. En un ciclo, unalternancia comienza en cero, sube a un nivel negativo máximo, retorna a cero para luego subir a univel positivo máximo y regresar a cero. El número de ciclos completos por segundo se denominfrecuencia de corriente alterna.

CORRIENTE CONTINUA. Direct current.

Abreviado CC; corriente que siempre fluye en una sola dirección.CORRIENTE CONTINUA PULSANTE. Pulsating direct current.Corriente continua que periódicamente sube y baja entre cero y un valor máximo sin variar su polaridad.

CORRIENTE ELÉCTRICA. Electric currentMovimiento de cargas eléctricas (Electrones) a través de un medio. La corriente eléctrica puede ser dconducción o de convencción.

CORTO CIRCUITO. Short-circuit.

49



Conexión de baja resistencia a través de una fuente de tensión o entre ambos lados de un circuito y qunormalmente origina la aparición de un flujo de corriente excesivo que puede originar daños.

CRISTAL. Crystal.Material semiconductor piezoeléctrico natural o sintético cuyos átomos están dispuestos de forma taque proporcionan algún grado de regularidad geométrico. | Cristal de cuarzo cuya piezoelectricidaproporciona una frecuencia exacta para aplicar a la temporización.

DEMULTIPLEXADOR. Demultiplexer.Circuito lógico que puede dirigir una línea única de información digital a otras líneas.

DESCARGA ELÉCTRICA. Electrical discharge.Flujo de corriente fuera de un elemento almacenador de tensión, como una batería o un condensador.

DESCARGA ESTÁTICA. Static discharge.Energía almacenada en un campo eléctrico estático. Electricidad en reposo.

DIODO. Diode.Dispositivo que permite el flujo de corriente en una sola dirección. | Válvula electrónica de dos electrodo

que reciben el nombre de ánodo o placa y cátodo. | Dispositivo de dos electrodos que utiliza lapropiedades rectificadoras de una unión entre los materiales tipos P y N de un semiconductor.

DIODO EMISOR DE LUZ. Light-emíttíng diode (LED).Diodo semiconductor que puede servir como fuente luminosa cuando se le aplica una tensión. Por lgeneral se utilizan como indicadores.

DIODO ZENER. Zener diode.Diodo de silicio que se comporta como un rectificador hasta que la tensión aplicada alcanza un valodenominado tensión zener en que se hace conductor y mantiene entre sus terminales una caída dtensión esencialmente constante e independiente de la corriente.

DISPOSITIVO SEMICONDUCTOR. Semiconductor device.Componentes electrónicos que utilizan las características de los cuerpos sólidos cuya resistividad estcomprendida entre los conductores y los aislantes. Sus principales funciones son, amplificar, rectificaoscilar, etc.

EN SERIE. Serial.Concepto que se aplica a operaciones aritméticas, transferencias, transmisión de datos, etc., y quindica que éstas se ejecutan dígito a dígito o carácter a carácter.

FLIP FLOP. Flip-flop.Multivibrador biestable.

FRECUENCIA. Frequency.Número de ciclos completos por unidad de tiempo para una magnitud periódica tal como corrientalterna, ondas acústicas u ondas de radio.FUENTE DE ALIMENTACIÓN. Power supply.Línea de alimentación, generador, batería u otra fuente de energía para equipos electrónicos.

FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE CORRIENTE ALTERNA (CA). AC power supply.Unidad de alimentación que proporciona una o más tensiones de salida de CA.

GENERADOR. Generator.

50



Término general que denota a cualquier fuente de señal.

HEXADECIMAL. Hex, Hexadecimal.Representación de los números en base 16.

IMPEDANCIA. Impedance.

Oposición total ofrecida por un componente o circuito al paso de corriente alterna. La impedancia sexpresa en ohmios.

IMPULSO DE RELOJ. Clok impulse.Impulso eléctrico, a intervalos regulares de tiempo, que controla la temporización de un proceso.

INTENSIDAD DE CORRIENTE. Current strength.Magnitud de la corriente eléctrica que fluye por un punto dado por unidad de tiempo. Se expresa en culombios/s o en amperios.

INTENSIDAD DE SEÑAL. Signal strength.

Amplitud de una señal; la unidad usual suelen ser micro o milivoltios.

INVERSOR. lnverter.Dispositivo que convierte corriente continua en alterna. Circuito lógico que produce un impulso de salida que es negación del impulso de entrada.

KILOBIT. Kb1024 bits

KILOBYTE. KB1024 bytes - ( 1byte = 8bits )

KHZ. kHz.Abreviatura de kilohercio.

LEY DE AMPERE. Ampere´s law.La corriente que fluye en un conductor genera un flujo magnético que rodea a dicho cable en la direccióde las agujas del reloj cuando la corriente se aleja del observador.

LEY DE FARADAY. Faraday´s law.La tensión inducida en un conductor que se mueve en un campo magnético, esproporcional a la velocidad a la que el conductor corta las líneas magnéticas de fuerza.

LEY DE OHM. Ohm´s law.La corriente en un circuito es directamente proporcional a la tensión total E en el circuito, e inversamentproporcional a la resistencia total R del mismo.

LEYES DE KIRCHOFF. Kirchoffs laws.

Leyes enunciadas por Gustav Kirchoff que estudian el comportamiento de ciertas redes eléctricas.

NÚMERO BINARIO. Binary number.Cantidad representada mediante un conjunto de unos y ceros.

O. OR.Función lógica que proporciona un 1 de salida si una o más señales de entrada son 1.

OHMIO. Ohm.Unidad de resistencia e impedancia. Una tensión de 1 voltio aplicada a través de una resistencia de

51



ohmio produce una corriente de 1 amperio.

ONDA. Wave.Perturbación propagada para la que la intensidad en cualquier punto de un medio es función del tiempola intensidad en un instante dado es función de la posición del punto. Las ondas pueden ser eléctricaelectromagnéticas, acústicas o mecánicas.

OPTOAISLADOR. Optoisolator.Dispositivo de acoplamiento en el que el medio de acoplo es un haz de luz.

OSCILOSCOPIO. Oscilloscope.Instrumento que presenta el trazo de las variaciones de una cantidad eléctrica para suinspección visual

PUERTA LÓGICA. Logic gate.Circuito de dos o más terminales de entrada y uno de salida; la salida sólo estápresente en presencia de entradas prescritas.

RECTIFICACIÓN. Rectification.Proceso de convertir una corriente alterna en unidireccional o continua.

RECTIFICACIÓN DE MEDIA ONDA. Half-wave rectificacion.Conversión de corriente alterna a corriente continua durante la mitad de cada ciclo de corriente alterna.

RECTIFICACIÓN DE ONDA COMPLETA. Full-wave rectificacion.Rectificación en la cual la corriente de salida fluye en la misma dirección durante los dos semiciclos duna tensión de entrada alterna.

RECTIFICADOR CONTROLADO. Controlled rectifier.Rectificador cuya salida de corriente continua puede variarse por ajuste de la tensión o fase de la señaaplicada al elemento de control del dispositivo.

REGULADOR. Regulator.Dispositivo que mantiene automáticamente una cantidad a un valor constante.Dispositivo en virtud del cual puede variarse una cantidad.REGULADOR DE TENSIÓN. Voltage regulator.Circuito que mantiene una tensión de salida constante durante variaciones en la carga de salida o en tensión de entrada.

TABLA DE VERDAD. Truth table.Tabla que describe una función lógica mediante el listado de todas las combinaciones lógicas posibles dvalores de entrada y la indicación de los valores verdaderos de salida que corresponden a cadcombinación.

TENSIÓN. Voltage.Término utilizado para expresar la diferencia de potencial eléctrico que existe entre dos puntos y que ecapaz de producir un flujo de corriente cuando un circuito cerrado se conecta entre esos puntos. tensión se expresa en voltios.

TIRISTOR. Thyristor.Semiconductor de cuatro capas que se activa por aplicación de un impulso y sedesactiva al no suministrar la corriente de trabajo. Maneja grandes potencias. Se le reconoce por lasiglas inglesas SCR.

52



TRANSFORMADOR. Transformer.Componente que consiste en dos o más bobinas acopladas por inducción magnética. Se utiliza partransferir energía eléctrica.

TRANSISTOR.Transistor.Dispositivo semiconductor provisto de tres terminales llamados base, emisor y colector, capaz dfuncionar como rectificador, amplificador, oscilador, interruptor, etc.

TRANSITORIO. Transient.Fenómeno eléctrico frecuentemente aleatorio de corta duración.

TRIAC. Triac.Dispositivo conmutador de corriente alterna semiconductor, controlado por puerta. Consta de treterminales.

Y. And.Circuito lógico que proporciona un 1 a la salida sólo cuando todas las entradas son 1 al mismo tiempo.

53



Boylestad, Robert y Nashelsky, LouisELECTRÓNICA TEORIA DE CIRCUITOS,

Editorial Prentice Hall, Quinta Edición.

J. Maloney, TimothyELECTRÓNICA INDUSTRIAL: DISPOSITIVOS Y SISTEMAS,Editorial Prentice Hall, Tercera Edición.

HorensteinMICROELECTRÓNICA: CIRCUITOS Y DISPOSITIVOSEditorial Prentice Hall, Segunda Edición.

Malvino, Albert PaulPRINCIPIOS DE ELECTRÓNICAEditorial McGraw Hill, Quinta Edición.

F. Coughlin, Robert y F. DriscollAMPLIFICADORES OPERACIONALES Y CIRCUITOS INTEGRADOS LINEALESEditorial Prentice Hall Internacional, Quinta Edición.

Forcada, JulioEL AMPLIFICADOR OPERACIONALEditorial Alfaomega.

Horowitz, Paul y Hill, Winfield

THE ART OF ELECTRONICSCambridge University Press.

COMPLEMENTARIA

http://www.elprisma.com/apuntes/apuntes.asp?page=1&categoria=603

www.frrg.utn.edu.ar/circuit/indice2.html

http://www.veu.unican.es/dyvci/ruizrg/html.files/LibroWeb.html

www.ingenioelectronico.com.ar/carrera/Quinto/Potencia

www.carbonmag.com/go/apuntes-electronica-potencia

www.abcdatos.com/tutoriales/tutorial/

54






I

III

55



56



57



58



59

Guía Formativa, MECATRONICA 13. CECyTEH Gobierno Hidalgo. 2012

Documents

Transcript of Guía Formativa, MECATRONICA 13. CECyTEH Gobierno Hidalgo. 2012