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Pequeño Manual del Protoboard
Curso Análisis de Circuitos
Rodrigo Moreno V.
Descripción
El protoboard es una tabla que permite interconectar componentes electrónicos sin
necesidad de soldarlos. Así, se puede experimentar de manera fácil y ágil a través del
rápido armado y desarmado de circuitos eléctricos. La lógica de operación del protoboard
es muy sencilla, básicamente, ésta es una tabla con orificios los cuales están conectados
entre si en un orden coherente. Un protoboard tiene el siguiente aspecto:
Figura 1 Protoboard
Si bien la figura 1 muestra su aspecto en la práctica, el protoboard se puede ilustrar de la
siguiente manera.
Figura 2 Esquema del protoboard
En la figura 2 se muestra una tabla con múltiples orificios los cuales se pueden ordenar, al
igual que una matriz, en filas y columnas. En particular el esquema muestra un protoboard
de 28 filas y 16 columnas. Las columnas han sido concentradas en los grupos A, B, C y D.
Cada fila del grupo A representa un nodo, al igual que cada fila del grupo B, es decir, si se
conecta el terminal de algún elemento electrónico en el orificio (1,3), éste estará conectado
directamente con el terminal de otro elemento electrónico que se conecta en el orificio
(1,4). Además, cada columna del grupo C representa un nodo, al igual que cada columna
del grupo D. Los largos de las columnas de los grupos C y D están divididos en dos
mitades, desde la fila 1 a la 13, y desde la fila 16 a la 28, esto permite tener un mayor
número de nodos.
Integrando lo recientemente explicado, los distintos nodos quedan distribuidos dentro del
protoboard según muestra la figura 3.
Figura 3 Ilustración de nodos de un protoboard
En la figura 3 se puede apreciar que el grupo A tiene 28 nodos, al igual que el grupo B.
Además, los grupos C y D tienen 4 nodos cada uno. El total de nodos de esta protoboard en
particular es de 64 nodos. Por convención y comodidad, los grupos A y B se ocupan para
interconexión de componentes en general, mientras que los nodos de los grupos C y D se
utilizan para la alimentación de la tabla.
Ejemplos
Para los siguientes ejemplos se utilizará la nomenclatura incorporada en el software
MICROCAP.
a) Divisor de corriente.
Se considera el siguiente divisor de corriente.
Figura 4 Divisor de corriente
El circuito presenta sólo dos nodos. Esta configuración se puede conectar en la práctica de
la siguiente forma.
Figura 5 Divisor de corriente en protoboard
b) Divisor de voltaje
Se considera el siguiente divisor de voltaje.
Figura 6 Divisor de voltaje
El circuito presenta 3 nodos. Esta configuración se puede conectar en la práctica de la
siguiente forma.
Figura 7 Divisor de voltaje en protoboard
CONSULTA
www2.ing.puc.cl/iee1122/El%20protoboard.pdf
DISPLAY DE 7 SEGMENTOS, CIRCUITO MANEJADOR DE DISPLAY
El “display de 7 segmentos” es un dispositivo usado para presentar información de forma
visual. Esta información es específicamente un dígito decimal del 0 (cero) al 9 (nueve), por lo
que se intuye que el código BCD está involucrado. El caso que nos atañe consta de 7 LED's
(Light Emisor Diode), uno por cada segmento, que se encenderán o apagarán dependiendo de
la información que se les envíe (dije que en este caso ya que existen también display 7
segmentos de cristal líquido, incandescentes, etc.).
El display 7 segmentos tiene una estructura similar a:
donde los 7 led's vienen indicados por las letras a, b, c, d, e, f y g. Con éstos pueden formarse
todos los dígitos decimales. Por ejemplo, para formar el número tres deben activarse los led's
a, b, c, d y g y desactivar los e y f. Para el uno se usan los led's b y c (ojo, esta es la
combinación correcta no e y f). De forma análoga se procede para el resto de los casos.
Veamos cómo queda:
6
Estos dispositivos pueden ser de tipo
“Ánodo Común”
o “Cátodo Común”
En el caso de los display de ánodo común todos los ánodos (+) de los led's comparten la
conexión. Estos display requieren un cero (una tierra) a la entrada de cada segmento para
encenderlo. En el caso de los display de cátodo común todos los cátodos (-) de los led's
comparten la conexión. Estos display requieren un uno (Vcc) a la entrada de cada segmento
para encenderse. Todas las conexiones deben ser hechas a través de una resistencia para
regular la cantidad de corriente que pasa a través de los led's.
Existen casos donde aparece un octavo segmento que suele usarse como punto decimal (ver
el DP):
En la figura pueden verse también una de
las configuraciones de pines más popular
que contienen los display 7 segmentos y
lo que representan. Los pines 3 y 8 son el
ánodo
común
ó
el
cátodo
común
(dependiendo de cuál sea el caso del 7
segmentos
elegido)
y
aunque
regularmente es indiferente cuál de ellos
conecten existen casos de modelos de
display
en
los
especificaciones,
conectados
(o
se
que,
por
requieren
también
quizá
sus
ambos
porque
7
requieran cumplir alguna condición de manejo de corriente en su circuito). El encapsulado de
este mismo display luce algo como:
Para la versión que contiene sólo un dígito pero existen
algunas para más dígitos como por ejemplo el de dos
dígitos que es bastante usado o los de X dígitos y medio
donde el medio viene dado por el hecho de que él sólo
puede representar el número uno (tiene únicamente dos
segmentos).
Existen circuitos integrados a nivel MSI que pueden realizar
la tarea de manejar estos display. Estos IC's son decodificadores, específicamente los
conocidos como decodificadores de BCD a 7 segmentos, como son los casos de los IC 7446,
7447 y 7448 de la familia TTL. El 7446 y 7447 tienen salidas con lógica negativa por lo que
enviarán un cero al segmento que se desea encender. Esto quiere decir que manejan Display 7
segmentos de ánodo común. Ambos son Open Collector (bueno para el manejo de corriente
necesario en algunos casos) y se diferencian únicamente en la salida que pueden manejar (30v
para el 7446 y 15v para el 7447). Nuestros circuitos generalmente estarán construidos con
tecnología TTL a 5V y por ello lo más seguro es que empleemos el 7447. En el caso del 7448
las salidas son de lógica positiva por lo que son usados con los dispositivos cátodo común.
Todos comparten una característica: esperan a la entrada un número en BCD y es para cada
una de ellas que desplegarán el dígito decimal correspondiente. Pero aún así, estos IC tienen
respuestas para otras combinaciones a la entrada distintas de BCD. En el siguiente dibujo se
muestran las salidas reflejadas en los display de 7 segmentos para todas las combinaciones
binarias de 4 bits posibles:
8
Aparte de los dígitos decimales, se ven las salidas para cuando el decodificador tiene entrada
de 1010, 1011, 1100, 1101, 1110 y 1111. Este último caso apaga todos los segmentos y por
ello no se ve nada.
A continuación se muestra una implementación típica usada para la prueba de los display de 7
segmentos:
El display mostrará el dígito decimal que corresponda con el número binario
seleccionado por los interruptores 1, 2, 3 y 4 del dip switch. En esta configuración se ve
que las resistencias delimitadoras de corriente se colocan en el ánodo común
(sabemos que son ánodo común por el uso del 7447) pero dependiendo de la
implementación, e incluso a veces del display, en algunos casos pueden requerirse el
uso de una resistencia por cada segmento y la conexión directa de los ánodos a Vcc.
9
A continuación veremos la implementación de un circuito decodificador de BCD a 7
segmentos usando tecnología SSI. Hallaremos sólo las funciones y no haremos el
esquemático debido a lo grande del mismo. Asumiremos que la entada será única y
exclusivamente un número BCD válido por lo que el resto de los casos no nos
interesan (dont care). Asumiremos también que nuestro circuito será destinado a un
display de cátodo común (por lo que tendrá salida con lógica positiva). Para ello
empecemos con la tabla de la verdad. Sabiendo que la entrada será I (formada por
I3I2I1I0) y las salidas serán los siete segmentos posibles a, b, c, d, e, f y g (como ya se
ha mostrado), tenemos que:
I3
I2
I1
I0
a
b
c
d
e
f
g
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
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0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
X
X
X
X
X
X
X
1
0
1
1
X
X
X
X
X
X
X
1
1
0
0
X
X
X
X
X
X
X
1
1
0
1
X
X
X
X
X
X
X
1
1
1
0
X
X
X
X
X
X
X
1
1
1
1
X
X
X
X
X
X
X
Ahora bien. En este caso tenemos 7 funciones de salida que llamaremos a(I), b(I), c(I), d(I),
e(I), f(I) y g(I). Éstas vienen dadas por:
10
a(I)=∑(0,2,3,5,7,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)
b(I)=∑(0,1,2,3,4,7,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)
c(I)=∑(0,1,3,4,5,6,7,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)
d(I)=∑(0,2,3,5,6,8)+d(10,11,12,13,14,15)
e(I)=∑(0,2,6,8)+d(10,11,12,13,14,15)
f(I)=∑(0,4,5,6,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)
g(I)=∑(2,3,4,5,6,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)
Que luego de hacer las respectivas simplificaciones por mapas de Karnaugh nos queda:
a = I3 + I2I0 + I2'I0' + I2'I1
b = I1I0 + I1'I0' + I2'
c = I0 + I2 + I1'
d = I1I0' + I2'I1 + I2I1'I0 + I2'I0'
e = I1I0' + I2'I0'
f = I3 + I2I0' + I2 I1' + I1'I0'
g = I3 + I2 I1' + I2I0' + I2'I1
Partiendo de estas funciones simplificadas se realiza la implementación.
Como ejercicio implemente el circuito anterior con un decodificador de salida con lógica
negativa y con compuertas AND ó NAND. Dibuje el esquemático.
También como ejercicio haga la implementación con tecnología SSI para cuando la
salida es con lógica negativa.
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http://lasclases.com/CircuitosLogicos/tema11.html
Antonio Rodríguez
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Isabel Vera
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