ELECTRONICA II Ciclo Laboratorio N°8

ELECTRONICA

II Ciclo

Laboratorio N°8

“OPTO ELECTRÓNICA y ELECTRÓNICA DIGITAL”

“Opto Electrónica y Electrónica Digital”

Objetivos

1. Identificarlos y probar el estado dispositivos opto electrónicos.

2. Aplicar los dispositivos opto electrónicos como interfase de potencia.

3. Identificarlas funciones lógicas básicas AND, OR, NOT, y comprobar su tabla de verdad.

4. Identificar las funciones lógicas NAND, NOR, XOR y comprobar su tabla de verdad.

5. Plantear las ecuaciones booleanas de un circuito con dos o más compuertas

6. lmplementar una aplicación con las funciones digitales

Introducción Teórica

También se denominan opto aisladores o dispositivos de acoplamiento óptico. Basan su funcionamiento en el empleo de un haz de radiación luminosa para pasar señales de un circuito a otro sin conexión eléctrica.

Fundamentalmente este dispositivo está formado por una fuente emisora de luz, y un foto sensor de silicio, que se adapta a la sensibilidad espectral del emisor luminoso.

TIPOS

Existen varios tipos de opto acopladores cuya diferencia entre sí depende de los dispositivos de salida que se inserten en el componente. Según esto tenemos los siguientes tipos:

Fototransistor: o lineal, conmuta una variación de corriente de entrada en una variación de tensión de salida. Se utiliza en acoplamientos de líneas telefónicas, periféricos, audio...

Optotiristor: Diseñado para aplicaciones donde sea preciso un aislamiento entre una señal lógica y la red.

Optotriac: Al igual que el optotiristor, se utiliza para aislar una circuiteria de baja tensión a la red.

En general pueden sustituir a relés ya que tienen una velocidad de conmutación mayor, así como, la ausencia de rebotes.

Símbolo del optotransistor Símbolo de un optotransistor en configuración Darlington Símbolo de un optotransistor de encapsulado ranurado

Símbolo del Optotiristor Símbolo Optotriac

ENCAPSULADOS

El encapsulado varia en función del tipo de opto acoplador y de su aplicación, así como del número de unidades que se encuentren en su interior. En el caso de opto acopladores sencillos la cápsula, de tipo DIL, suele tener 6 patillas, siendo estos los más utilizados (observa en la figura su construcción interna). Los dobles, también de tipo DIL tienen 8 pines; algunos pueden tener hasta cuatro unidades en cápsulas DIL de 16 patillas.

Normalmente, los pines del elemento emisor están a un lado de la cápsula y los del sensor en el lado opuesto.

Existen unos encapsulados diferentes en los que, físicamente se puede interrumpir el haz luminoso (usados para control de posición, nº de revoluciones, cerraduras...). De esta forma el encapsulado presenta una ranura entre el emisor y el receptor. Se les denomina de cápsula ranurada o fotocélulas de herradura.

Optotransistor insertado en cápsula tipo DIL Dos tipos de optoacopladores de cápsulas ranuradas

Aspecto de un encapsulado DIL de 6 patillas (pdf)

Encapsulados DIP-8 y DIP-14

Las funciones lógicas presentan dos niveles lógicos: Nivel bajo (L) ó “0” lógico y Nivel alto ó “1” lógico.

Las funciones lógicas responden a una tabla de verdad, y se les representa mediante símbolos.

Toda la lógica digital se rige por la lógica Booleana.

Los circuitos lógicos típicos corresponden a la familia TTL (LOGICA TRANSISTOR TRANSISTOR y CMOS (SEMICONDUCTOR OXIDOMETALICO COMPLEMENTARIO).

Los Circuitos TTL operan con 5 VDC.

A partir de las funciones básicas se implementan todos los circuitos digitales.

Preparación

El estudiante deberá de estudiar la sesión 7 de su texto de su texto. Además revisar la siguiente pagina de Internet.

http://www.uv.es/~marinjl/electro/opto.html

http://www.info-ab.uclm.es/labelec/Solar/Componentes/OPTOELECTRONICA.html

http://descartes.cnice.mecd.es/taller_de_matematicas/logica_digital/Logica%20Digital_0.htm

http://www.williamson-labs.com/480_logic.htm

Equipos y Materiales

• 01 Osciloscopio.

• 01Generador de funciones.

• 01Protoboard

• 06Resistencia de 330 

• 01Resistencia de 1 k

• 01 C.l.4N26 ó 4N33

• 01 Transistor 2N3904

• 01 Optotriac MOC 3010

• 01 Display de cátodo común

• 01 Fotoresistor o LDR

• 01 Led de color rojo

• 01 Led de color verde

• 01 Lámpara de 220 VAC/ 50 W

• 01 Computador base PU-2000.

• 01 Tablero maestro

• 01 Tarjeta de circuito impreso EB-131, EB-132

• Cables de conexión

• 01 Tarjeta de Aplicación digital

Procedimiento

Comprobar el comportamiento de los dispositivos Emisores LED’s aplicados a los detectores como el fototransistor y el LDR, asi como los optoacopladores a transistores y optotriac y realizar aplicaciones con transistores.

Comprobar el uso y comportamiento de la lógica digital usando circuitos integrados.

1. Implementar el circuito mostrado en la figura 2

Fig. 2

2. Cubra el LDR ¿Que observa?.......................................................................................................

3. ¿Que aplicación puede dar a este circuito? ……………………………………………………………

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OPTOACOPLADORES

4. Implementar el circuito mostrado en la figura 3.

Fig. 3

5. Obtener del Generador de funciones una señal TTL y ajustar la frecuencia del generador a 1

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