Electrónica digital para automoción

Electrónica digital para automoción

Electromecánica de vehículos

Joan Suñol

Inspirado en los libros “Electrónica digital fundamental”

“Electrónica digital”

por Antonio Hermosa

1. Señales analógicas y digitales 1

2. Las puertas eléctricas 3

1ª combinación lógica 3

2ª combinación lógica 4

3ª combinación lógica 5

Las puertas lógicas electrónicas 6

Empecemos por la puerta lógica 0, también llamada OR. 6

Continuemos con la puerta lógica Y o AND. 8

Veamos ahora la puerta inversora NO (NOT) 9

Puertas inversas a puertas lógicas “O” y “Y” 10

La puerta NO-O(NOR) 10

La puerta NO-Y(NAND) 11

Puerta O-exclusiva (Exclusive-OR) 12

Práctica resumen: Central de alarma 13

Componentes de electrónica digital 14

Sistema de numeración binaria 14

El Decodificador y el sistema binario BCD 15

Ejemplo de montaje práctico con el CI 74HC147 17

Los Multiplexores 18

Visualizadores de números 19

Visualizador de siete segmentos cátodo común 19

Visualizador de siete segmentos de ánodo común 20

Los decodificadores 20

Demultiplexores 21

. Señales analógicas y digitales

Si representamos en una gráfica, las diferentes medidas de la temperatura que va teniendo un cuerpo en el transcurso de un determinado tiempo, tendríamos una gráfica Temperatura-tiempo tal como puede mostrar la figura 1. A este tipo de medidas o señales las llamaremos “analógicas” y las definiremos como señales, generalmente variables, que pueden tomar cualquier valor.

Otros ejemplos pueden ser las señales que se obtienen con un micrófono, una señal de la corriente alterna, las ondas cerebrales...

Cuando las señales varían a intervalos determinados como si fuesen intervalos escalonados y que por lo tanto entre un valor y el siguiente no pueden tomar valores intermedios, les llamaremos señales “digitales”.

Cuando la señal solo puede tomar dos valores, por ejemplo: si o no; abierto o cerrado; 0 o 1 entonces les llamaremos señales “binarias” y este es el tipo de señal que trabaja un sistema electrónico digital como puede ser un ordenador. Las señales binarias también se llaman “bits” (BInary digiT), que es la unidad mínima de información.

Estas señales binarias, tal como se encuentran en la electrónica digital, tienen dos nive-les de tensión a los cuales se les asigna los estados “0” y “1” con estos valores:

1 => On de 2 a 5 voltios

0 => Off de 0 a 0,8 voltios

. Un ejemplo sería la estructura de un sistema musical digitalizado y puede ser de la siguiente forma:

Debido a los avances de la técnica nos interesa que una señal física analógica sea trabajada por sistemas electrónicos digitales por lo que debemos transformar la señal analógica que recibimos en una señal digitalizada y una vez tratada (con-vertida en digital), luego devolverla al estado analógico para poder ser captado o reproducida con los medios adecuados

Una vez obtenida la señal por medio de un micrófono la convertimos en digital a través de un Convertidos Analógico-Digital para ser introducida en un proceso de soni-do y una vez tratada por el Procesador electrónico, se volverá a convertir en analógica con el Convertidor Digital-Analógico para ser amplificada adecuadamente y ser repro-ducida por los bafles.

¿Qué hacen los convertidores analógicos-digitales?. Supongamos que tenemos una onda sinusoidal. Para convertirla en digi-tal, la dividimos en pequeñas ondas cuadradas, como si fuesen binarias.

También podemos estrechar la longitud de la onda, como si la hiciésemos más estrecha, conservando su amplitud. Habremos comprimido la señal de tal forma que ocuparía menos espacio, y por lo tanto podríamos pasar la información más rápidamente y también. El elemento que hace esta función se llama Compresor. Con todo hay otros tipos de comprimir el conjunto de señales

2. Las puertas eléctricas

¿Para que sirve una puerta? Para dejar pasar o no dejar pasar algo o alguien, se-gún si está abierta o cerrada.

Y, entonces, a un interruptor ¿cómo la podemos llamar también? Pues..., una puerta eléctrica, ya que puede dejar pasar la corriente o no dejarla pasar. La distinta combinación de interruptores da lugar a que las llamemos técnicamente “combinaciones lógicas”

1ª combinación lógica

Si tenemos dos interruptores colocados en paralelo y colocamos una lámpara como en la figura

tanto si está cerrado el interruptor A “o” sólo está cerrado el interruptor B, se encenderá la lámpara.

Sí ninguna está cerrada, no se encenderá la lámpara

.

Si el interruptor A está cerrado (deja pasar la corriente) diremos que está en “1” o que está en señal “H” (Alto en inglés)

Si está abierto (no deja pasar la corriente por él) diremos que está en “0” o que está en señal “L” (Bajao en inglés).

(lo mismo sucede con el interruptor B)

Por lo cual podemos escribir la siguiente tabla:

A este tipo de tabla se llama: “tabla de la verdad” de este circuito o montaje

B A f

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

¿En cuantos casos se encenderá la lámpara?. En tres.

Podemos llamar a este tipo circuito, un circuito de Puerta O (OR)

2ª combinación lógica

Hagamos otro montaje diferente. Coloquemos los interruptores en serie como en el mon-taje de la figura siguiente:

¿Qué será necesario para que se encienda la lámpara?. Que tanto el interruptor A como el B estén cerrados.

¿Qué pasará si uno de ellos se abre? Que la lámpara dejará de alumbrar porque se ha apagado.

Podemos llamar a este tipo de circuito, circuito de Puerta Y (AND) y la tabla de verdad será de la sigiente manera:

B A f

...