ALLÍ LES DEJO MI PROYECTO, QUE REALICE PARA CIRCUITOS LÓGICOS... ALCANZANDO UNA DE LAS MÁXIMAS PUNTUACIONES DEL 1-20 CON CALIFICACIÓN DE 19PTOS.. TODO GRACIAS A DIOS... ESPERO QUE LES SIRVA DE REFERENCIA A ALGUIEN
miércoles, 14 de diciembre de 2011
Compuertas Logicas: CERRADURA ELÉCTRICA CODIFICADA
Compuertas Logicas: CERRADURA ELÉCTRICA CODIFICADA: Componentes. (1) compuerta CMOS 4063 (2) compuertas TTL SN74LS193/SN74LS192 (2) compuertas TTL 74LS147 (2) compuertas CMOS 406...
CERRADURA ELÉCTRICA CODIFICADA
Componentes.
(1) compuerta CMOS 4063
(2) compuertas TTL SN74LS193/SN74LS192
(2) compuertas TTL 74LS147
(2) compuertas CMOS 4063
(1) compuerta CMOS 4011
(1) compuerta CMOS 4070
(2) transistores 2N2222
(1) diodo 1N4004
(1) relé de 5V
(2) display ánodo común 7 segmentos
(1) diodo led.
Resistencias
de 100k, 1k y 220W
Cable para
realizar las respectivas conexiones.
1 UNA FUENTE DE 5V.
1 UNA FUENTE DE 5V.
El presente circuito describe una “CERRADURA ELÉCTRICA
CODIFICADA”, que emplea dos pulsadores para establecer el código de apertura
(en lugar de un teclado) y un pulsador de borrado o reset. Se tienen dos (2)
display en los cuales se podrá observar las cantidades de veces que se esta
presionando cada pulsador ( SW1 que indica las
decenas de cuenta de entrada y SW2 que indica las
unidades de cuenta de entrada). El código que debe ser pulsado se fija por
medio de una Swichera la cual se encuentra sobre el ensamblado del circuito
(Protoboard), para efectos de montaje sobre baquelita este bien puede dejarse
sobre la placa del circuito impreso o fuera de el. Los interruptores de la
Swichera SW1 SW2 SW3 y SW4 fija la unidad
de decenas y SW5 SW6 SW7ySW8 las unidades
de entradas todo en código binario.
En este circuito se hizo utilización de dos contadores
BCD alojados en el circuito integrado SN 74LS193/SN 74LS192, cuyo
funcionamiento será contar las cantidades de veces que se pulsa SW1 y SW2 (entrada de
decenas y entrada de unidades). A los efectos de generar un pulso único de
cuenta
por cada vez que se haga presión sobre SW1 y SW2 se emplea
compuertas CMOS “Schmitt Trigger” del circuito integrado del tipo 4093 (cuyo
funcionamiento de este tipo de compuertas se explicara mas adelante), por otro
lado se emplea dos compuertas conectadas en conexión inversora y las salidas de
cada conjunto a las salida del reloj de cada contador SN74LS193, y es donde se
coloca el SW (este suiche me
resetee el sistema) en los pin de reset estos integrados(SN74LS193), así de
esta manera me podrá mis display en cero ( es decir 00 ) .
Lo terminales de salida de cada contador SN74LS193, se
conecta a los decodificadores BCD a 7 segmentos del tipo 74LS147 y por otro
lado comparadores digitales CMOS del tipo 4063. Las salidas del 74LS147 se
lleva a los display 7 segmentos ánodo común a estos display se emplea de unas
resistencias de 220 Ohm para sus salidas y así de esta forma proteger cada
segmento. El circuito integrado tiene como función sobre el circuito comparar
las señales procedentes de los contadores (SN74LS193) que cuenta los pulsos que
se realiza al presionar SW1 y SW2 de modo que
cuando los números son iguales, es decir cuando pulsamos las cantidades de
veces para establecer el código correcto se enviara un pulso a la base de Q1
(transistor) que accionara la cerradura.
La inclusión de un sistema de apertura de emergencia
mediante la disposición de un Sw, que allí se encuentra colocara un “1” lógico
a la entrada de una compuerta “OR” exclusiva de un integrado CMOS 4070 lo que
nos permite que la salida se vaya a “1” bien sea por que introducimos el código
correcto o presionamos el pulsador de emergencia.
Funcionamiento
de la compuertas Schmitt Trigger
Están son compuertas que disponen de tres estados
(compuertas triestado), con un tercer estado de alta impedancia (Z) que de
algún modo no tiene referencia de tensión
respecto +Vcc ni a masa; cuando la salida de una compuerta no toma los
estados lógicos “1” y “0” la salida de esta compuerta, se pone en alta
impedancia (Z), hasta cumplir con las condiciones adecuadas y de esta forma
evitara dañar la puerta o compuerta.
La compuerta Schmitt Trigger, es un caso especial,
pues esta se comporta como una compuerta NAND, pero el circuito que la
constituye acorta la señal y la encuadra, esto quiere decir que su salida será
una señal cuadrada.
En resumen este tipo de compuertas suelen ser las más sencillas, su tabla de la
verdad no es muy esencial pues no se considera muy importante como funciona
internamente, pero no debemos olvidar que las tensiones que se aplican a sus
entradas están en función de la tensión de trabajo o alimentación, que esta
determinada por el tipo de tecnología de las mismas que pertenece, y en función
de la tecnología también dependerá de la carga que se pueda aplicar a la salida
de una puerta, que por lo general suele ser muy baja.
Características de la familia CMOS
La
familia MOS complementario se caracteriza por su bajo consumo. Es la más
reciente de todas las familias y las únicas que se construye mediante procesos
MOS. El elemento básico de las CMOS es un inversor.
Las
características poseen características que los diferencian notablemente las
cuales son las siguientes:
- Bajo consumo, puesto que una puerta CMOS
sólo consume 0,01 mW en condiciones estáticas (cuando no cambia el nivel).
Si opera con frecuencias elevadas comprendidas entre 5 y 10 MHz, el
consumo es de 10 mW.
- Los circuitos CMOS poseen una elevada
inmunidad al ruido, normalmente sobre el 30 y el 45 % del nivel lógico
entre el estado 1 y el 0. Este margen alto sólo es comparable con el de la
familia HTL.
Las ventajas de la familia
CMOS tiene es que estos, pueden ser empleados en circuitos digitales alimentados por
baterías y en sistemas especiales que tienen que funcionar durante largos
períodos de tiempo, con bajos niveles de potencia. La elevada inmunidad al
ruido es la ventaja principal para su aplicación en los automatismos
industriales.
Las
desventajas que sobresalen en la familia CMOS son su baja velocidad, con un
retardo típico de 25 a 50 ns o más, especialmente cuando la puerta tiene como
carga un elemento capacitivo; también hay que citar que el proceso de
fabricación es más caro y complejo y, finalmente, la dificultad del
acoplamiento de esta familia con las restantes.
Una
característica muy importante de la familia CMOS es la que se refiere al margen
de tensiones de alimentación, que abarca desde los 3 a los 15 V, lo que permite
la conexión directa de los componentes de dicha familia con los de la TTL,
cuando se alimenta con 5 V a los circuitos integrados CMOS.
Dentro
de la familia CMOS tenemos la serie 4000, que se caracteriza por tener una
tensión de alimentación de 3 a 18V, con un consumo por puerta de 2,5 nW, Y un tiempo
de propagación por puerta de 40 ns.
El primer fabricante que
produjo lógica CMOS, denominó a estos circuitos integrados como la serie
4000(4000, 4001, etc.) y este sistema de numeración fue adoptado por otros
fabricantes. Algunos fabricantes han producido una amplia gama de componentes
CMOS siguiendo las funciones y asignación de pines de las familias TTL 74XX.
Éstos reciben números de serie como 74CXX, 74HCXX, 74HCTXX, 74ACXX o 74ACTXX,
en los cuales la “C” significa CMOS, la “A” indica que son dispositivos
avanzados y la “T” indica que estos dispositivos son compatibles con los de las
familias TTL (trabajan con los niveles lógicos y de alimentación TTL).
En el
diseño contamos con dos compuertas de la serie 4000 las cuales son:
¾
4011 posee 4 puertas
NAND de dos entradas.
¾
4070 posee 4 puertas
OR exclusiva de dos entradas.
¾
4063 comparador de 4
Bits.
¾ 4093 compuerta NAND Swmitt
Trigger ( Cuadrángulo 2-Input NAND Schmitt)
A
continuación se presenta una tabla con los parámetros más relevantes de las
familias CMOS alimentada a 5V, y las de los TTL (recuerde que en este diseños
se trabaja con familia TTL y CMOS por ello es importante dejar claro sus
compatibilidades y algunos comportamientos):
|
FAMILIA
|
TTL
|
C-MOS
|
|
Alimentación + (voltios)
|
+5
|
+3 a +15
|
|
FAN-OUT
|
10
|
50
|
|
Inmunidad al ruido (v)
|
0,4
|
1
|
|
Máx. Frecuencia (MHz)
|
35
|
10
|
La familia lógica transistor-transistor es la más usada.
Todos los fabricantes de cierta importancia tienen una línea de productos TTL
y, en general, los Cl TTL son producidos por casi todas las compañías. La
familia TTL consta a su vez de las siguientes subfamilias:
- TTL estándar
- TTL de baja potencia o bajo consumo
- TTL de alta velocidad
- TTL Schottky
- TTL Schottky de baja potencia.
Es muy importante saber que estos Circuitos
Integrados (CI), según a la serie que pertenezcan poseen un numero de
identificación por ejemplo: las TTL estándar
su numero de identificación comienza con 74, tales como 7402, 7438 y
74123 los cuales estos son todos los circuitos pertenecientes a esta serie.
Ahora bien, nos encontramos con las TTL Schottky de baja potencia, cuyo número
de identificación es: 74LS, ejemplos a estos nos encontramos con 74LS02, 74LS38
Y 74LS123 esto son solo ejemplos de dispositivos que pertenecen a esta serie.
El diseño o montaje
(Cerradura eléctrica codificada) hace uso de la serie 74LS, es decir familia
TTL Schottky de baja potencia. Entre estos tenemos:
¾
74LS147 codificador BCD a 7 segmentos.
¾
74LS193/74LS192 contador binario.
Descripción de cada uno de los componentes.
Transistor 2N2222
El 2N2222,
también identificado como PN2222, es
un transistor bipolar NPN de baja potencia de uso general.
Sirve tanto para aplicaciones de amplificación como de conmutación. Puede
amplificar pequeñas corrientes a tensiones pequeñas o medias; por lo tanto,
sólo puede tratar potencias bajas (no mayores de medio vatio). Puede trabajar a
frecuencias medianamente altas.
NPN
es uno de los dos tipos de transistores bipolares, en los cuales las letras
"N" y "P" se refieren a los portadores de carga
mayoritarios dentro de las diferentes regiones del transistor.
La mayoría de los transistores bipolares usados hoy en día son NPN, debido a
que la movilidad del electrón es mayor que la movilidad de los
"huecos" en los semiconductores, permitiendo mayores corrientes y
velocidades de operación.
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