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Laboratorio 1 Manejo del Osciloscopio y funcionamiento del LM555 Jeison David Mateus González, Wilmer Ferney Romero Avellaneda Corporación Unificada Nacional de Educación Superior CUN Ingeniería Electrónica Sensores Electrónicos y Actuadores Gr.30101 Bogotá – Colombia Correo-1: [email protected] Correo–2: [email protected] Resumen: En este artículo se presentara el manejo adecuado del osciloscopio como instrumento de medición, se procederá a evaluar dos configuraciones del circuito lm555. Identificando sus voltajes, el periodo y la frecuencia generada en el osciloscopio. Se establecerán diversos cálculos para comprobar su comportamiento y en otros pasos para hallar valores no conocidos, posteriormente se explicara brevemente lo realizado en cada punto y se incluirán imagenes para una mejor apreciación. I. Introducción El osciloscopio es un instrumento de medición electrónico el cual representa gráficamente las señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. El circuito integrado lm555 se elabora a partir de una combinación de comparadores lineales y un flip flop digital. Su presentación se realiza por lo general en un encapsulado en doble línea de ocho terminales. Este circuito es eficaz y versátil a la hora de producir temporizaciones. III. Marco Teórico Las formulas usadas para resolver los cálculos de las configuraciones del lm555 y para hallar periodo y frecuencia son: T1 = 0.693 * (RA +RB) * C T2 = 0.693 * (Rb) * C T = T1 + T2 = 1 / f f=1/T II. Objetivos Material y Equipo utilizado Identificar las funciones de los controles más importantes e interactuar con el osciloscopio. Hallar la amplitud, periodo y frecuencia usando la señal del instrumento. Observar los cambios efectuados en la señal del osciloscopio al variar la resistencia. Manejar de forma efectiva las dos configuraciones del lm555 comprobando que se cumplan los cálculos para el periodo con las señales. Fuente de voltaje DC a 9V Resistencias en valores de KΩ Protoboard Caimanes Cableado Multímetro Osciloscopio Sondas Potenciómetro de 500K Ω 2 circuitos integrados LM555 Condensadores electrolíticos de 47µF y 1 µF 3.1 Circuito Integrado LM555 Procederemos a realizar los montajes descritos en la guía de laboratorio. 3.1.1 Montaje astable con lm555 Para el primer ejercicio se elabora un esquema sencillo, del circuito en configuración astable, con los siguientes valores: Fig 2. Oscilador con condensador de 47µF. punto B. Ra= 220KΩ Rb= 1KΩ En esta imagen tomada del osciloscopio hay que mencionar que la onda tiene esa forma, puesto que la sonda utilizada esta atenuada X 10. C= 1µF 3.1.3 Señal de salida en el Osciloscopio. Para el tercer ejercicio, se vuelve a cambiar el condensador, ahora colocando nuevamente el de 1µF, la resistencia se ajusta a un valor de 250KΩ Fig 1. Montaje Astable punto A. 3.1.2 Verificación del Oscilador Para el segundo ejercicio, se tomaran los mismos valores de resistencias, con la excepción de cambiar el condensador por uno de 47 µF. Se observara en el montaje que los tiempos cambian, haciéndose mayores. Los valores son Ra = 220KΩ Rb = 1KΩ T = 5ms F = 200hz Fig 3. Señal de salida Punto C. 3.1.4 Cálculos de la señal de salida. 3.1.5 Obteniendo una señal de 15Khz y 50Khz. Para el cuarto ejercicio, se toman los mismos valores del ejercicio anterior, adicionalmente se harán unos cálculos con respecto a la onda para medir su voltaje, periodo y frecuencia. Para el quinto ejercicio, mediante los cálculos de periodo y frecuencia, se hallara una frecuencia de 15Khz y 50Khz. Vin = 9V a) para la frecuencia de 15Khz, entendemos que su periodo es el inverso: Ra = 250KΩ Rb = 1KΩ T=1/f Vol /div = 1V f = 66.6 µS = 1 / 15Khz Time / div = 1ms “El voltaje medido con el multímetro y el observado con el osciloscopio es variable puesto a que ambos instrumentos de medición difieren en su exactitud al momento de medir” Ahora con la fórmula para hallar el tiempo en el circuito astable, se despejara y se buscara el valor de resistencia ideal. T = 0.693 * R * C R = 96.10 Ω b) para la frecuencia de 50Khz, entendemos que su periodo es el inverso: Fig 4. Voltaje practico en la señal observada Punto D T=1/f = 1 / 50Khz Con los valores tomados anteriormente, procedemos a calcular: f = 20 µS Amplitud = 6.8 Vpp con la fórmula empleada en la parte a despejaremos el valor de resistencia para esta frecuencia. T = 4.6 ms T = 0.693 * R * C f = 1/T = 1 / 4.6ms f = 217.4 Hz El ciclo de útil de la onda es de 4.6 milisegundos IV. Se comprobó eficazmente que al cambiar de condensadores, los tiempos de periodo cambian incrementándose. Se observó la señal en el osciloscopio al momento de variar el potenciómetro mostrando un cambio. se demostró que el voltaje medido y el voltaje mostrado en el osciloscopio (amplitud) son diferentes ya que depende de la medición del instrumento. Se aplicó los conceptos vistos en clase sobre el cálculo de periodos, frecuencias y el manejo eficaz del osciloscopio. R = 28.86 Ω 3.1.6 Configuración Monoastable Para el sexto ejercicio, la configuración ahora será en monoestable, los materiales serán los mismos, incluiremos un pulsador para su accionamiento. V. Conclusiones Referencias Bibliográficas [1] Vargas Segura, Cesar, El Temporizador C.I 555, Medidas e instrumentos, Corporación Unificada Nacional de Educación Superior CUN. P.1-3. Fig 5.Configuracion Monoastable Punto F. [2] Borrego Colomer, Agustín, Osciloscopio [sitio web] R = 1KΩ http://electronica.ugr.es/~amroldan/asignaturas/curso03 04/cce/practicas/manuales/osciloscopio/osciloscopio.ht m C = 1µF [28 de agosto a las 14:22] Los valores tomados para este ejercicio fueron: Aplicando y resolviendo la fórmula: T = 1.1 * 1KΩ * 1µF T = 1.1 ms f = 1 / 1.1ms [3] Empleo del temporizador 555 como multivibrador astable, Tecnohobby.net [página web] http://www.tecnohobby.net/ppal/index.php?option=co m_content&view=article&id=27%3Aempleo-deltemporizador-555-como-multivibradorastable&catid=11%3Acircuitos-integrados&Itemid=11 [29 de agosto a las 16:13] f = 909.09 hz “la intensidad del led es baja debido a que se le coloco una resistencia de protección de valor alto” [4] El circuito integrado 555, Electrónica de invierno [informe pdf] http://electronicavm.files.wordpress.com/2011/04/c-i555.pdf [30 de agosto a las 17:39]