martes, 11 de octubre de 2011

LA IMPORTANCIA DE LA ELECTRONICA EN NUESTRA VIDA COTIDIANA

LA IMPORTANCIA DE LA ELECTRONICA EN NUESTRA VIDA COTIDIANA

La electrónica es algo indispensable para nuestra vida diaria, ya que a medida que ha transcurrido el tiempo se incrusta mas y mas a nuestra cotidianeidad, esto es debido a los avances tecnológicos que hemos tenido actualmente, asimismo también cabe decir que es difícilmente encontrar a alguien más o menos conectado con la vida diaria, que no haya oído mencionar la Electrónica, debido a que pocos saben en qué consiste. Por otro lado, los jóvenes de hoy que han nacido en los años 80’ y 90’ ven como necesidad básica los servicios de la electrónica y telecomunicaciones; ya que los mismos no pueden vivir sin los dispositivos electrónicos (celular, computadora, e internet), un ejemplo claro de lo importante que es la tecnología electrónica en nuestras vidas es: cuando en una empresa falta el agua, la misma sigue ejerciendo su labor, pero cuando en una empresa falta el internet o la informática, hay un déficit tecnológico, ya que se obstaculiza la empresa completa, por lo que la misma trabajan con el sistema informático, osea realizan transacciones bancarias, envíos de correo electrónico, etc. Con relación a lo anterior la electrónica ha originado una nueva era, y esta nueva era es la era digital, y cuando decimos que existe una nueva era, cuando se empieza a cambiar las formas de pensar de la ciudadanía, cuando las personas tienen otra forma de interactuar, tiene otras costumbres y todo esto es originado debido al desarrollo de la tecnología electrónica.
Se puede mencionar algunos de los avances tecnológicos actualmente:  Primero, el rápido desarrollo de las telecomunicaciones, los celulares; ya que actualmente existen celulares de 3 generación, también televisión digital mediante los celulares.  Segundo, el rápido crecimiento del internet de las tecnologías de la información.  Tercero, la televisión HD (higth definition), que nos proyecta mejor imagen. Esto es simplemente es para demostrar lo que se ha surgido gracias a la electrónica. El siguiente aspecto trata de dar una breve explicación de lo que es la rama de la Ingenieria Electrónica, ya que la misma trata de aparatos que operan mediante el flujo de haces de electrones en el vacío o en un gas a baja presión”; el reinado de la electrónica comienza con el descubrimiento de del tubo de vacio por Thomas Alva Edison, es decir la electrónica es el imperio del tubo. El periodo de mayor desarrollo va desde 1928 hasta la fecha de hoy, cuando se continua perfeccionándose diversos ingenios y prodigios, entre los cuales debe mencionarse la televisión en colores, que salva muchos obstáculos iniciales. Televisores, cámaras web y digitales, conjuntos de cine en casa, lavadoras, secadoras, refrigeradores; es un sinfín de equipos que nos hacen la vida as placentera. La electrónica es ciertamente una parte evidente de nuestra sociedad. Cuando es Navidad, las personas piden normalmente los presentes que son electrónicos. Los niños dan sentado que los juguetes que ellos juegan con tan avanzados tecnológicamente. La electrónica continúa en avanzar. El futuro es un lugar emocionante, donde electrónica tiene un impacto muy importante, muy grande en la sociedad. Claramente, la electrónica cambió y seguirá cambiando al mundo. Por supuesto, la electrónica ha caracterizado la vida del ser humano con más comodidad, ya que en los tiempos de antes las amas de casa, duraba horas y horas en la cocina, preparando sus más exquisitas recetas, hoy en día eso ya no es un problema para la mujer, debido a que la electrónica ha hecho nuestra vida diaria más placentera, entonces cabe decir que la electrónica no es más que avances tecnológicos que nos mejoran las calidad de vida, si no una superación mas para el hombre, ya que se da cuenta hasta dónde puede llegar su intelecto, el cual ha desarrollado durante décadas.

COMPONENTES DEL ADAPTADOR

Resistencia
D=diodorectificador
C=condensadorelectrolitico
T=transformador


resistencia:
Se denomina resistencia eléctrica, simbolizada habitualmente como R, a la dificultad u oposición que presenta un cuerpo al paso de una corriente eléctrica para circular a través de él. En el Sistema Internacional de Unidades, su valor se expresa en ohmios, que se designa con la letra griega omega mayúscula, Ω. Para su medida existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro.

Diodorectificador:Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos más sencillos. El nombre diodo rectificador” procede de su aplicación, la cual consiste en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna.

condensador:
Se llama condensador a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El condensador está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios.
En su forma más sencilla, un condensador está formado por dos placas metálicas o armaduras paralelas, de la misma superficie y encaradas, separadas por una lámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa. Por su parte, teniendo una de las placas cargada negativamente (Q -) y la otra positivamente (Q +) sus cargas son iguales y la carga neta del sistema es 0, sin embargo, se dice que el condensador se encuentra cargado con una carga Q.

transformador:

Se denomina transformador a una
máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal, esto es, sin pérdidas, es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño, tamaño,





EL CIRCUITO ADAPTADOR.

que consiste en un grupo de tres diodos montados en serie con el cátodo (k) a masa y el ánodo a la patilla central (o patilla flotante) del regulador, éste se escogerá dependiendo de la tensión de salida que se desee,

COPUERTAS


Usted está encargado del área técnica de la empresa Seguridad Ltda., dedicada al diseño de Sistemas de Alarmas para Seguridad residencial, y debe presentar a la empresa Diseñar Ltda., un documento como propuesta de diseño que contenga un esquema circuital, justificando la tecnología utilizada  y una simplificación del  circuito inicial.  

El circuito inicial que se debe implementar es el siguiente


Para el desarrollo de la propuesta, se requiere ejecutar las siguientes fases:

  1. Determine la ecuación del circuito anterior

  1. Simplifique la ecuación Utilizando algebra de Boole.

  1. Dibuje el circuito Simplificado.

  1. Justifique los Circuitos Integrados que utilizará e indique cuantos empleará en su diseño, teniendo en cuenta cuantas compuertas hay en cada integrado y especificando la familia lógica que utilizará.


La solución al proyecto final debe colocarla en el foro de discusión destinado para tal fin “Foro Respuestas al proyecto Final”

Si tiene alguna duda o comentario relacionado con el proyecto puede formular la pregunta en el “foro de aportes al curso”

La idea es que todos participemos y ayudemos a nuestros compañeros a solucionar los inconvenientes que puedan presentarse.

Nota: Para el desarrollo de cada una de las actividades, es necesario estudiar los materiales de apoyo  que se encuentran publicados en el espacio " Materiales del Curso"

DESARROLLO


1) Debemos encontrar la ecuación de salida del circuito, para esto procedemos a hallar la ecuación de cada compuerta hasta llegar a la ecuación para Z1 y Z2.


De la gráfica obtenemos Z1 y Z2 Así.

Z1 =

Z2 =

2) Simplificando las ecuaciones anteriores se obtiene:

Z1 =
Z1 =
Z1 =
Z1 =


Z2 =
Z2 =
Z2 =
Z2 =
Z2 =



En ocasiones es posible que se obtengan diferentes resultados, aunque todos son equivalentes la idea final es lograr el menor número de compuertas posible lo cual simplifica costos y tiempo de montaje.


3) Dibujando el circuito simplificado

4) Los circuitos integrados que pueden utilizarse para implementar el circuito podrían Ser TTL o CMOS

En total utilizaríamos 6 Compuertas para implementar el circuito, distribuidas de la siguiente forma:

Circuito integrado #1.   7408   se utilizarán 3 compuertas de las 4 que trae.
Circuito integrado #2.   7404   se utilizarán 2 compuertas de las 6 que trae.
Circuito integrado #3.   7432   se utilizarán 1 compuerta de las 4 que trae.


Espero que hayan comprendido a la perfección los temas tratados durante este curso, pese a que el curso se termina, saben donde encontrarme para cualquier inquietud. Saludos.


Escalas de integración en circuitos integrados

Liste de manera comparativa, las características que presentan las diferentes familias lógicas y las escalas de integración en circuitos integrados.
La familia lógica transistor-transistor (TTL) es una de las familias lógicas más comunes. El número del fabricante estampado en los componentes de esta familia siempre comienza con uno de dos números:
74 - representa una familia lógica para uso civil.
54 - representa una familia lógica para uso militar.
Existen ligeras diferencias entre los componentes fabricados para uso civil y los componentes para uso militar. Generalmente, aquellos fabricados para uso militar son más resistentes a los cambios de temperatura y se empacan en cajas cerámicas y no plásticas.
Características particulares de la familia MOS
La familia MOS (semiconductor de óxido metálico) es un sistema relativamente nuevo que se está expandiendo rápidamente por el mercado de los CI. Al igual que la familia TTL, la familia MOS posee varias subfamilias. La más común de estas es la sub- familia MOS Complementario (CMOS).
La familia MOS posee varias ventajas por sobre la familia TTL: Un amplio rango de tensiones de alimentación. Los componentes TTL funcionan únicamente con una tensión de alimentación de 5 voltios. Los componentes CMOS funcionan con una variedad de tensiones que van de los 3 a los 18 voltios. (Por supuesto, el 0 y el 1 lógicos variarán de acuerdo con ello).                                                                                                                   La energía que requieren estos componentes es significativamente más baja que la tensión que necesitan los componentes TTL


Escalas de integración
Características
SSI
 (Short Scale Integration): Es la escala de integración más pequeña de todas, y comprende a todos aquellos integrados compuestos por menos de 12 puertas
MSI
(Médium Scale Integration): Esta escala comprende todos aquellos integrados cuyo número de puertas oscila entre 12 y 100 puertas. Es común en sumadores, multiplexores,... Estos integrados son los que se usaban en los primeros ordenadores aparecidos hacia 1970.
LSI
(Large Scale Integration): A esta escala pertenecen todos aquellos integrados que contienen más de 100 puertas lógicas (lo cual conlleva unos 1000 componentes integrados individualmente), hasta las mil puertas. Estos integrados realizan una función completa, como es el caso de las operaciones esenciales de una calculadora o el almacenamiento de una gran cantidad de bits. La aparición de los circuitos integrados a gran escala, dio paso a la construcción del microprocesador. Los primeros funcionaban con 4 bits (1971) e integraban unos 2.300 transistores; rápidamente se pasó a los de 8 bits (1974) y se integraban hasta 8.000 transistores. Posteriormente aparecieron los microprocesadores de circuitos integrados VLSI
VLSI
 (Very Large Scale Integration) de 1000 a 10000 puertas por circuito integrado, los cuales aparecen para consolidar la industria de los integrados y para desplazar definitivamente la tecnología de los componentes aislados y dan inicio a la era de la miniaturización de los equipos apareciendo y haciendo cada vez mas común la manufactura y el uso de los equipos portátiles.

Explique básicamente  las técnicas de fabricación de los Circuitos Integrados. 
Un circuito integrado está formado por un mono cristal de silicio de superficie normalmente comprendida entre 1 y 10 mm de lado, que contiene elementos activos y pasivos.              Los procesos empleados en la fabricación son:                                                         Preparación de la oblea, Crecimiento Epitaxia, Difusión de Impurezas, Implantación de Iones, Crecimiento del Oxido, Fotolitografía, Grabado Químico y Mentalización.
Responda por que no es recomendable mezclar componentes de diversas familias en un circuito electrónico.
Por las diferentes características eléctricas de los distintos componentes (incluso dentro de las sub-familias), es preferible no combinar los componentes de diferentes familias en un mismo circuito. Si es necesario hacer tal tipo de combinación, deben usarse componentes adaptadores adecuados.
 Investigue los voltajes máximos y mínimos permitidos a la entrada y a la salida de compuertas lógicas TTL y CMOS


Los circuitos TTL en general, pueden operar con tensiones entre 4.75 V. y 5.25 V. Pero el valor nominal de la tensión de trabajo es de + 5 volts.
Los circuitos CMOS en general, pueden operar con un amplio margen de tensión comprendido entre + 3 V. y + 18 V.
Niveles de voltaje.
Niveles de voltaje.
De 0 V. a 0.8 V. para el estado bajo.
De 0 V. a 0.3 VDD para el estado bajo.
De 2.4 V. A 5 V. para el estado alto
De 0.7 VDD a VDD para el estado alto.

Mencione 2 subfamilias de la Familia TTL y 2 de la CMOS.


La familia TTL o bipolar se divide en las siguientes categorías o subfamilias básicas:
La familia CMOS se divide en las siguientes categorías o subfamilias básicas:
TTL estándar.
CMOS estándar.
TTL Schottky (S).
CMOS de alta velocidad (HC).
TTL de baja potencia (L).
CMOS compatible con TTL (HCT).
TTL Schottky de baja potencia (LS).
CMOS equivalente a TTL (C).
TTL de alta velocidad (H).

TTL Schottky avanzada (AS).

TTL Schottky de baja potencia avanzada (ALS).



Compuertas lógicas



Compuertas lógicas.
Creo o que el mundo actual sin las compuertas lógicas sería muy lento.
El caso de los PLC, ayudan en  reducir tamaño de gran cantidades de maquinas.
Hoy por hoy gracias a las compuertas lógicas en las comunicaciones, la seguridad, el tamaño de los equipos y un sinnúmero de cosas se nota el avance de la humanidad.

Compuertas lógicas y sus tablas de verdad


Compuerta AND:  
Cada compuerta tiene dos variables de entrada designadas por A y B y una salida binaria designada por x. 
La compuerta AND produce la multiplicación lógica AND: esto es: la salida es 1 si la entrada A y la entrada B están ambas en el binario 1: de otra manera, la salida es 0.
 
Estas condiciones también son especificadas en la tabla de verdad para la compuerta AND. La tabla muestra que la salida x es 1 solamente cuando ambas entradas A y B están en 1.
El símbolo de operación algebraico de la función AND es el mismo que el símbolo de la multiplicación de la aritmética ordinaria (*).
Las compuertas AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la salida es 1 si todas las entradas son 1.
 
Compuerta OR:  
La compuerta OR produce la función sumadora, esto es, la salida es 1 si la entrada A o la entrada B o ambas entradas son 1; de otra manera, la salida es 0. 
El símbolo algebraico de la función OR (+), es igual a la operación de aritmética de suma.
 
Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier entrada es 1.
Compuerta NOT: 
El circuito NOT es un inversor que invierte el nivel lógico de una señal binaria. Produce el NOT, o función complementaria. El símbolo algebraico utilizado para el complemento es una barra sobra el símbolo de la variable binaria. 
Si la variable binaria posee un valor 0, la compuerta NOT cambia su estado al valor 1 y viceversa.
 
El círculo pequeño en la salida de un símbolo gráfico de un inversor designa un inversor lógico. Es decir cambia los valores binarios 1 a 0 y viceversa.
Compuerta Separador (yes):
Un símbolo triángulo por sí mismo designa un circuito separador, el cual no produce ninguna función lógica particular puesto que el valor binario de la salida es el mismo de la entrada. 
Este circuito se utiliza simplemente para amplificación de la señal. Por ejemplo, un separador que utiliza 5 volt para el binario 1, producirá una salida de 5 volt cuando la entrada es 5 volt. Sin embargo, la corriente producida a la salida es muy superior a la corriente suministrada a la entrada de la misma.
De ésta manera, un separador puede excitar muchas otras compuertas que requieren una cantidad mayor de corriente que de otra manera no se encontraría en la pequeña cantidad de cocorriente aplicada a la entrada del separador.
Compuerta NAN:
Es el complemento de la función AND, como se indica por el símbolo gráfico, que consiste en una compuerta AND seguida por un pequeño círculo (quiere decir que invierte la señal).
La designación NAND se deriva de la abreviación NOT - AND. Una designación más adecuada habría sido AND invertido puesto que es la función AND la que se ha invertido.
Las compuertas NAND pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función AND.
Compuerta NOR:   
La compuerta NOR es el complemento de la compuerta OR y utiliza el símbolo de la compuerta OR seguido de un círculo pequeño (quiere decir que invierte la señal). Las compuertas NOR pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función OR.


Circuitos integrados:                       
74S00: Compuerta NAM                  Operador: NAM
             Tecnología: TLT                                Puertas: 4
             Entradas: 2 PUERTAS                        Capsula: DIP 14 PINS




74LS02: Compuerta NOR
                 Operador: NOR
                 Tecnología: TLT
                 Puertas: 4
                 Entradas: 2 PUERTAS
                Capsula: DIP 14 PINS

74LS04: Compuerta NOT
                Operador: NOT
                Tecnología: TTL
                 Puertas: 6
                 Entradas: 1 por puerta
                 Capsula: DIP 14 PINS


74LS08: Compuerta AND
               Operador: AND
                Tecnología: TTL
                 Puertas: 4
                 Entradas: 2 por puerta
                 Capsula: DIP 14 PINS


74LS32: Compuerta OR
                Operador: OR
                 Tecnología: TTL
                 Puertas: 4
                 Entradas: 2 por puerta
                 Capsula: DIP 14 PINS

74LS86: Compuerta OR

* Número base de CI lógica: 7486
* Familia CI lógica: LS
* Función CI lógica: Puerta OR exclusiva de 2 entradas cuádruple
* Max Output Current: 8mA
* Max Supply Voltage: 5,25V
* Min Suplí Voltaje: 4.75V

74LS266: Compuerta EX−NOR
                        Cuádruple de 2 entradas
                          Encapsulado DIP14 PINS