UNIVERSIDAD POLITÉCNICA

SALESIANA

FACULTAD DE INGENIERÍAS SEDE QUITO-CAMPUS SUR

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Contador MOD-10 con sensor Infrarrojo

Musuña Juan Carlos

Quishpe Luis Fabián

Rodríguez Guillermo

5º ELECTRÓNICA GRUPO 1

Quito, 19 de Enero 2011

Objetivo:

Que el estudiante se familiarice con el control de señales mediante un foto

transistor e implementar el circuito a un contador MOD-10.

Materiales:

7 Resistencia de ⁄ Watt de 330Ω

3 Resistencia de ⁄ Watt de 220Ω

1 Resistencia de ⁄ Watt de 10KΩ

1 fotodiodo 1 censor fotoeléctrico 1 integrado 74LS90 1 integrado 74LS47 Cables Protoboard Osciloscopio Fuente variable de voltaje Multimetro

Desarrollo de la práctica: Revisar la teoría del integrado 555 y el funcionamiento en sus diferentes estados

del mismo.

Realizar los cálculos para tener un sentido lógico en el transcurso y a tiempos constantes.

Revisar los diagramas de la práctica Semáforo Con 555, para evitar fallas en su construcción.

Revisar la hoja de datos del integrado LM555 y CMOS4017 y la polarización de los

diodos que se usa en la práctica.

Comprobar el funcionamiento del circuito con la ayuda de los equipos de

laboratorio, y observar las señales amplificadas en cada punto que nos indica en la

práctica.

Utilizando el multímetro procedemos a verificar los niveles de voltaje de los circuitos,

de esta forma comprobamos que los circuitos están correctamente armados y

funcionando.

Marco Teórico:

Fotodiodo:

Un fotodiodo es un semiconductor construido con una unión PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que se producirá una cierta circulación de corriente cuando sea excitado por la luz. Debido a su construcción, los fotodiodos se comportan como células fotovoltaicas, es decir, en ausencia de luz exterior generan una tensión muy pequeña con el positivo en el ánodo y el negativo en el cátodo. Esta corriente presente en ausencia de luz recibe el nombre de corriente de oscuridad.

Un fotodiodo es una unión PN o estructura P-I-N. Cuando una luz de suficiente energía llega al diodo, excita un electrón dándole movimiento y crea un hueco con carga positiva. Si la absorción ocurre en la zona de agotamiento de la unión, o a una distancia de difusión de él, estos portadores son retirados de la unión por el campo de la zona de agotamiento, produciendo una fotocorriente. Los diodos tienen un sentido normal de circulación de corriente, que se llama polarización directa. En ese sentido el diodo deja pasar la corriente eléctrica y prácticamente no lo permite en el inverso. En el fotodiodo la corriente (que varía con los cambios de la luz) es la que circula en sentido inverso al permitido por la juntura del diodo. Es decir, para su funcionamiento el fotodiodo es polarizado de manera inversa. Se producirá un aumento de la circulación de corriente cuando el diodo es excitado por la luz. Fotodiodos de avalancha Tienen una estructura similar, pero trabajan con voltajes inversos mayores. Esto permite a los portadores de carga fotogenerados al ser multiplicados en la zona de avalancha del diodo, resultando en una ganancia interna, que incrementa la respuesta del dispositivo. Sensor Fotoeléctrico: Un sensor fotoeléctrico es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que “ve” la luz generada por el emisor. Todos los diferentes modos de censado se basan en este principio de funcionamiento. Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de

formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas. Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luz y producir una señal de salida representativa respecto a la cantidad de luz detectada. Un sensor de luz incluye un transductor fotoeléctrico para convertir la luz a una señal eléctrica y puede incluir electrónica para condicionamiento de la señal, compensación y formateo de la señal de salida.

Contador 74LS90 (MOD-10):

Un 7490 es un contador que puede contar del 0 al 9 de una forma cíclica, y ese es su

modo natural. QA, QB. QC y QD son cuatro bits en un número binario, y esto pines se

ciclan desde el 0 al 9. Puedes configurar el chip para que cuente a otro número

máximo de números y luego volver a cero. Se hace cambiando el cableado de las

líneas R01, R02, R91 y R92. Si R01 y R02 son 1, es decir, 5 voltios, y tanto R91 o R92

son 0 (tierra), entonces el chip reseteará QA, QB, QC y QD a cero. Si R91 o R92 es 1

(de nuevo 5 voltios), entonces e contador en QA, QB, QC y QD irá a 1001. Veamos un

gráfico del chip 7490 para ver mejor los pines.

Para crear un contador divisible por 10, primero conectas el pin 5 a los cinco voltios y

el pin 10 a tierra para alimentar el chip. Entonces conectas el pin 12 al pin 1 y pones

tierra a los pines 2,3, 6 y 7. Pones en marcha la señal de reloj de entrada (para la

base de tiempo o un contador previo) en el pin 14. La salida aparece en QA, QB, QC y QD. Usa la salida en el pin 11 para conectar la siguiente fase.

Para crear un contador divisible por 6, de nuevo, primero conectas el pin 5 a los cinco

voltios y el pin 10 para dar energía el chip. Conectas el pin 12 al pin 1 y das tierra a

los pines 6 y 7. Conectas el pin 2 al pin 9, y el pin 3 al pin 8. Pon en marcha la señal

interna del reloj al igual que hicimos con el ejemplo anterior, en el pin 14. La salida

aparece en QA, QB y QC. Usa el pin 8 para conectar la siguiente fase.

Codificador 74LS47:

Es un decodificador de BCD a 7 segmentos. Recibe como entradas 4 bits que forman un

dígito codificado en binario (BCD, Binary Coded Digit) y da como salida el mismo número

(dígito), pero listo para ser presentado en un display de 7 segmentos.

En otras palabras: si tienes un dígito BCD que quieres mostrar en un display de 7

segmentos, conectas éste último a las correspondientes salidas del 74LS47.

EL SCHMITT TRIGGER

Es un circuito biestable (dos estados), con una entrada y una salida. El nivel en la salida cambia agudamente, de una manera rápida, cuando el nivel de la señal de entrada excede un predeterminado valor, lo que permite su aplicación en conversión de ondas senoidales a ondas cuadradas, y en acondicionamiento eléctrico de señales (para facilitar el manejo de circuitos TTl con fuentes de señales No-TTl). También, el circuito Schmitt-Trigger puede ser usado para restaurar pulsos que han sido deteriorados por interferencias durante su transmisión. Para comprender las características de su

funcionamiento, tomemos imaginariamente un Schmitt-Trigger que tenga su salida en nivel bajo, y apliquemos a su entrada un pulso cualquiera, cuyo voltaje esté subiendo muy lentamente, algo así como una onda senoidal. Al comienzo de haber aplicado la señal de entrada, no hay ningún cambio apreciable en el estado bajo de su salida; pero, llegado cierto momento, la salida del Schmitt-Trigger se invierte al estado alto, y continúa así aunque el nivel de voltaje en el pulso siga aumentando. Al punto o valor del voltaje de la señal ascendente que produjo el cambio en la salida, se le conoce como POSITIVE GOING THRESHOLD (umbral en el sentido positivo).

Procedimiento: 1. circuito de la practica

2. Construya los circuitos mostrados en la guía.

Anexos:

Figura del circuito en laboratorio:

Conclusiones:

Aprendimos que con el circuito opto acopladores envía señales infrarroja de un

circuito a otro.

De esta manera podemos acoplar circuitos de baja potencia dc con uno de alta

potencia en dc o ac.

Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luz y producir una señal de

salida representativa respecto a la cantidad de luz detectada.

Para evitar rebotes utilizamos el 7413

Bibliografía:

TOCCI, RONALD J; “Sistemas digitales. Principios y Aplicaciones”; Prentice Hall; España-Madrid; 1993; Tercera Edición; Pp. 520-526.

Datasheetdel integrado 74LS47

Datasheetdel integrado 74LS90

http://www.electronica-basica.com/7490.html 2011-01-28

http://www.forosdeelectronica.com/f25/contador-0-99-74190-a-468/ 2011-01-28