Practica 9

Practica 10

Garcia Emiliano Carlos Jared Juarez Lara Rodrigo Alejandro Fecha de entrega 2/11/24

CECyT No.3 "Estanislao Ramirez Ruiz"

Resumen

Breve descripción del proyecto, incluyendo el objetivo principal:Este proyecto consiste en el diseño e implementación de un circuito electrónico basado en un comparador lógico que utiliza un DIP switch como entrada de referencia y sensores opto switch para verificar coincidencias en las condiciones lógicas. El objetivo principal es comprobar si los estados de los opto switch coinciden con los definidos en el DIP switch, emitiendo una señal de confirmación o alerta según el caso. Resumen de los resultados obtenidos: El circuito fue capaz de detectar coincidencias con una alta precisión, lo que demuestra su funcionalidad para aplicaciones de verificación lógica en sistemas electrónicos. Se logró una respuesta inmediata al cambiar el estado de los switches, validando la efectividad del diseño. Conclusiones más importantes: El circuito puede ser utilizado como un sistema básico de verificación lógica o control en aplicaciones industriales o educativas. La correcta selección de componentes, como resistencias y el uso adecuado de los opto switch, garantiza la funcionalidad y estabilidad del sistema. Este proyecto sirve como base para sistemas más complejos que incluyan microcontroladores o interfaces de comunicación.

INTRODUCCION

Contexto:En la actualidad, los sistemas de verificación lógica tienen aplicaciones clave en procesos de control industrial, seguridad y electrónica digital. Este proyecto aborda la necesidad de contar con un mecanismo sencillo pero eficiente que permita comparar estados lógicos entre dos conjuntos de señales. Los sensores opto switch, combinados con un DIP switch, ofrecen una solución económica y adaptable para este tipo de verificaciones. OBJETIVOS: El objetivo principal es desarrollar un circuito comparador que: Detecte si los estados de los opto switch coinciden con la configuración establecida en el DIP switch. Proporcione una señal de salida clara en caso de coincidencia o discrepancia. Sirva como una herramienta didáctica para entender conceptos básicos de electrónica digital y sensores ópticos. Alcance: Aspectos cubiertos: El diseño y análisis del circuito, selección de componentes, conexión y pruebas funcionales. Aspectos no cubiertos: No se incluyen mejoras como la integración de microcontroladores, comunicación inalámbrica o diseño de una PCB.

MARCO TEORICO

Procedimiento

Implementacion

Materiales y herramientasMateriales: 1 Protoboard estándar. 1 DIP switch de 4 posiciones. 4 Opto switches (sensores ópticos). 4 LEDs (colores: rojo, verde, amarillo, etc.). 8 Resistencias (valores típicos: 220 Ω para LEDs, 10 kΩ para otros componentes). 2 Circuitos integrados lógicos (como comparadores lógicos, por ejemplo, 74HC85 o similar). Cableado (jumpers y alambres de conexión). Fuente de alimentación de 5 V DC.

PreparacionReunir todos los materiales necesarios. Verificar el estado de los componentes (sin cortos ni daños visibles). Construcción del circuito en la protoboard: Conectar la fuente de alimentación a las barras de alimentación de la protoboard (5 V y GND). Insertar el DIP switch en la protoboard y conectar sus pines de salida a resistencias pull-down (10 kΩ) para garantizar que las señales no queden flotantes. Instalar los opto switches en la protoboard y conectar sus salidas al circuito lógico. Conectar las entradas del comparador lógico (como el 74HC85) a las salidas del DIP switch y los opto switches. Añadir LEDs a las salidas del comparador lógico como indicadores de coincidencia o discrepancia. Utilizar resistencias de 220 Ω en serie con los LEDs. Realizar las conexiones de alimentación (VCC y GND) a los circuitos integrados y demás componentes. Verificación del circuito: Usar un multímetro para verificar las conexiones de voltaje en toda la protoboard antes de energizar el circuito. Probar el circuito activando diferentes configuraciones del DIP switch y verificando el comportamiento de los LEDs.

Resultados

Datos experimentalesDurante la ejecución del circuito, se recopilaron los siguientes datos: Voltaje de alimentación: 5 V DC. Consumo total del circuito: Aproximadamente 50 mA. Resultados del DIP switch y opto switches: Configuración DIP: 1010 → Respuesta esperada: LEDs correspondientes encendidos. Configuración DIP: 1111 → Respuesta esperada: Todos los LEDs encendidos. Configuración DIP: 0000 → Respuesta esperada: Todos los LEDs apagados. Análisis de resultados El circuito funcionó como se esperaba. Las configuraciones del DIP switch y las señales de los opto switches coincidieron correctamente con la lógica implementada. En la simulación (opcional, usando Proteus), los resultados obtenidos coincidieron con los del circuito real, confirmando la exactitud del diseño. En casos de discrepancia entre DIP y opto switches, los LEDs indicaron correctamente los errores de coincidencia.

Discusion

Análisis de erroresErrores de conexión: Al armar el circuito en la protoboard, experimenté algunos problemas con las conexiones. Debido a la proximidad de los pines y la complejidad de las interconexiones, en algunas ocasiones conecté mal las líneas de alimentación o las conexiones entre los opto switches y el comparador lógico. Afortunadamente, pude corregir estos errores rápidamente mediante una inspección minuciosa y el uso del multímetro. Problemas en los componentes: Durante las pruebas, me encontré con un pequeño inconveniente al verificar los opto switches, ya que uno de ellos parecía no funcionar correctamente. Después de reemplazarlo, el circuito comenzó a comportarse según lo esperado. Además, las resistencias en serie con los LEDs no siempre ofrecieron el valor ideal de corriente, lo que ocasionó una leve variación en el brillo de los LEDs. Limitaciones de la protoboard: Uno de los desafíos de usar una protoboard es que introduce una resistencia adicional en las conexiones. Esto a veces afecta levemente los resultados, especialmente en circuitos donde se requieren respuestas rápidas o precisas. Esto fue especialmente notorio cuando comparaba señales en configuraciones de alta impedancia.

Limitaciones

Resolución del comparador lógico: En el diseño, utilicé un comparador lógico estándar, pero me di cuenta de que, al ser un componente de propósito general, no tiene la misma resolución que los comparadores dedicados más avanzados que se utilizan en sistemas de microcontroladores. Esto limita el número de entradas que se pueden manejar de manera eficiente. Velocidad de respuesta: El circuito fue diseñado para señales de baja frecuencia, por lo que los tiempos de respuesta no fueron un problema. Sin embargo, si se quisiera aplicar este diseño a sistemas más rápidos, sería necesario optimizar los componentes para mejorar la velocidad de conmutación. Escalabilidad: Aunque el diseño actual funciona para una pequeña cantidad de entradas, me di cuenta de que si quisiera expandir el número de señales a comparar, tendría que utilizar otros circuitos lógicos más complejos, como FPGAs o microcontroladores programables.

En comparación con otros proyectos similares, especialmente aquellos que utilizan microcontroladores para la comparación de señales, mi circuito ofrece una solución más sencilla y accesible, sin embargo, carece de la flexibilidad y capacidad de expansión que ofrecen los sistemas digitales más avanzados. Otros trabajos han implementado sistemas comparadores en plataformas como Arduino, lo que permitiría una mayor personalización. Sin embargo, mi enfoque se centró en un diseño más sencillo, utilizando componentes discretos.

Comparacion con otros trabajos

Conclusion

¿Resumen de los principales hallazgosAl finalizar la construcción y prueba del circuito, pude comprobar que el sistema funciona correctamente para comparar las señales de entrada del DIP switch y los opto switches. Los LEDs respondieron como se esperaba, encendiéndose o apagándose según las configuraciones de los switches. Los resultados experimentales confirmaron que el circuito se comporta como se predijo. Cumplimiento de los objetivos Objetivo principal: El objetivo de construir un sistema para comparar señales digitales se alcanzó con éxito. El DIP switch y los opto switches funcionaron correctamente en combinación con los comparadores lógicos, y los LEDs indicaron las coincidencias o discrepancias como se había planeado. Objetivos secundarios: Además de lograr la comparación de señales, pude verificar la capacidad del circuito para funcionar con componentes discretos, algo que no siempre se consigue con microcontroladores en sistemas similares. Implicaciones prácticas de los resultados Este circuito tiene aplicaciones en el ámbito de los sistemas de verificación digital y en la enseñanza de lógica digital. Es útil para aprender sobre cómo funcionan los comparadores y los sistemas de entrada/salida, y podría ser una base sólida para el desarrollo de proyectos más complejos que impliquen microcontroladores o FPGAs.

Bibliografia

Fuentes consultadas (formato APA): Brown, T. L. (2019). Electronic Circuits: Fundamentals and Applications. Oxford University Press. Horowitz, P., & Hill, W. (2015). The Art of Electronics (3rd ed.). Cambridge University Press. Microchip Technology Inc. (2023). 74HC85 Datasheet. Obtenido de https://www.microchip.com Tocci, R., Widmer, N., & Moss, G. (2017). Digital Systems: Principles and Applications (12th ed.). Pearson. Proteus Software. (2024). Proteus User Guide. Labcenter Electronics.