Uploaded by Kenny Ramírez

Informe Proyecto RamirezKenny

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INSTITUTO TECNOLÓGICO
SUPERIOR
“HUAQUILLAS”
TECNOLOGIA EN REDES Y TELECOMUNICACIONES
Nombres:
Kenny Alexander Ramírez Reyes
Informe Nº:
1
Materia:
Electronica
Tema de proyecto:
Sumador y Restador
Docente
Ing. David Herrera
Fecha de entrega:
20 de agosto de 2020
Contenido
Tabla de ilustraciones ....................................................................................................... 3
Resumen............................................................................................................................ 4
Abstract ............................................................................................................................. 4
Objetivos ........................................................................................................................... 4
Objetivo generales ........................................................................................................ 4
Objetivos específicos .................................................................................................... 4
Marco teórico .................................................................................................................... 4
Proteus .......................................................................................................................... 4
Código BCD ................................................................................................................. 4
Comparador 7485 ......................................................................................................... 5
7404 .............................................................................................................................. 6
7408 .............................................................................................................................. 6
7432 .............................................................................................................................. 7
Decodificador 7447 ...................................................................................................... 8
Sumador binario 7483................................................................................................... 8
Selector 74157 .............................................................................................................. 8
Regulador 7805 ............................................................................................................. 9
Capacitor ..................................................................................................................... 10
Resistencia .................................................................................................................. 10
Led .............................................................................................................................. 11
Dip Switch 4 posiciones ............................................................................................. 11
Display 7 Segmentos .................................................................................................. 12
Procedimiento ................................................................................................................. 12
Conclusión ...................................................................................................................... 19
Recomendaciones ........................................................................................................... 19
Bibliografía ..................................................................................................................... 19
Tabla de ilustraciones
Ilustración 1 Tabla BCD Fuente: Búsqueda de Google .................................................... 5
Ilustración 2 Comparador 7485 Fuente: Búsqueda de Google ......................................... 5
Ilustración 3 Tabla de verdad 7485 Fuente: Búsqueda de Google ................................... 6
Ilustración 4 Compuerta 7404 Fuente: Búsqueda de Google ........................................... 6
Ilustración 5 Compuerta 7408........................................................................................... 7
Ilustración 6 Compuerta 7432 Fuente: Búsqueda de Google ........................................... 7
Ilustración 7 Decodificador 7447 Fuente: Búsqueda de Google ...................................... 8
Ilustración 8 Sumador binario 7483 Fuente: Búsqueda de Google .................................. 8
Ilustración 9 Selector 74157 Fuente: Búsqueda de Google .............................................. 8
Ilustración 10 Regulador 7805 Fuente: Búsqueda de Google .......................................... 9
Ilustración 11 Capacitor Fuente: Búsqueda de Google .................................................. 10
Ilustración 12 Resistencia Fuente: Búsqueda de Google ................................................ 10
Ilustración 13 Led Fuente: Búsqueda de Google ............................................................ 11
Ilustración 14 Dip_Switch 4 ........................................................................................... 11
Ilustración 15 Display 7 Segmentos ............................................................................... 12
Ilustración 16 Proteus Resta Elaborado por: Ramírez Kenny ........................................ 12
Ilustración 17 Proteus Suma Elaborado por: Ramírez Kenny ........................................ 13
Ilustración 18 Proteus Regulador de Voltaje 5V Elaborado por: Ramírez Kenny ......... 13
Ilustración 19 Proteus Entrada de Dígitos Elaborado por: Ramírez Kenny ................... 13
Ilustración 20 Leds presentadores Elaborado por: Ramírez Kenny ............................... 14
Ilustración 21 Sumadores Elaborado por: Ramírez Kenny ............................................ 15
Ilustración 22 Selectores Elaborado por: Ramírez Kenny .............................................. 15
Ilustración 23 Comparadores Elaborado por: Ramírez Kenny ....................................... 16
Ilustración 24 Decodificadores Elaborado por: Ramírez Kenny .................................... 16
Ilustración 25 Diseño PCB Elaborado por: Ramírez Kenny .......................................... 17
Ilustración 26 Diseño 3d Elaborado por: Ramírez Kenny .............................................. 18
Resumen
El sumador y restador cumple la función de presentar un resultado en un Display 7
segmentos dependiendo de la opción que se elija, los números se ingresan de manera
binaria a través de 2 Dip Switch de 4 posiciones cada uno representa un número.
Con este circuito se emplea lo aprendido hasta el momento.
Abstract
The adder and subtractor fulfills the function of presenting a result on a 7 segment display
depending on the option chosen, the numbers are entered in a binary way through 2 Dip
Switches with 4 positions, each representing a number.
With this circuit, what has been learned so far is used.
Objetivos
Objetivo generales

Comprender y analizar el funcionamiento de los diferentes componentes
integrados en el proyecto y de la codificación BCD, además de implementar lo
aprendido en clases.
Objetivos específicos



Crear el diseño esquemático utilizando el apoyo del software simulador Proteus
Isis y verificar el diseño y funcionamiento del circuito desarrollado.
Manejar un display 7 segmentos para que muestre el resultado de las operaciones.
Crear el diseño PCB del circuito y el diseño 3D
Marco teórico
Proteus
Según (José Prieto, Martín Pernía, Villegas Saiz, Martín Ramos, & Nuño García, 2018):
“El programa Proteus 8, de Labcenter Electronics, permite cubrir todas las fases
que van desde la idea hasta la implementación de la misma en forma de placa de
circuito impreso o PCB: captura de esquema, simulación de funcionamiento y
diseño de la PCB. Si bien no es la única herramienta del mercado que permite
realizar estas tareas, la posibilidad de llevar a cabo simulaciones interactivas del
circuito a diseñar y de incluir dispositivos microcontroladores en estas
simulaciones le confieren a Proteus 8 un valor añadido del que carecen otros
paquetes de programas similares”.
Código BCD
“El código 8421 es un tipo de código decimal binario (BCD) en el cual se puede
representar dígitos decimales de 0 hasta 9. La designación 8421 indica los pesos binarios
de los cuatro bits (23, 22, 21, 20). La facilidad de conversión entre los números en código
BCD es la principal ventaja de este código”. (Floyd, 2006)
Ilustración 1 Tabla BCD
Fuente: Búsqueda de Google
Comparador 7485
Un comparador es un circuito lógico que se encarga de comparar dos palabras en un
código binario, diciendo si son iguales, el comparador7485, es un comparador de
magnitud de 4-Bits que realiza comparación de códigos binarios rectos y códigos BCD
(8-4-2-1).
(Carrod Electronica , 2015) Afirma que:
“Se toman tres decisiones completamente descodificadas sobre dos palabras de 4
bits (A, B) y están disponibles externamente en tres salidas. Este dispositivo es
totalmente expandible a cualquier cantidad de bits sin puertas externas. Las
palabras de mayor longitud se pueden comparar conectando comparadores en
cascada. Las salidas A> B, A <B y A = B de una etapa que maneja bits menos
significativos se conectan a las correspondientes A> B, A <B y A = B entradas de
la etapa siguiente que manejan bits más significativos. La etapa que maneja los
bits menos significativos debe tener un voltaje de alto nivel aplicado a la entrada
A = B. Las rutas en cascada del S85 se implementan con solo un retardo de dos
puertas para reducir los tiempos generales de comparación para palabras largas.
Un método alternativo de conexión en cascada que reduce aún más el tiempo de
comparación se muestra en los datos de aplicación típicos”.
Ilustración 2 Comparador 7485
Fuente: Búsqueda de Google
Ilustración 3 Tabla de verdad 7485
Fuente: Búsqueda de Google
7404
“La compuerta lógica 7404 es un inversor que realiza la operación denominada inversión
o complementación. El inversor cambia un nivel lógico al nivel opuesto. En términos de
bits, cambia un 1 por un 0, y un 0 por 1” (Floyd, 2006)
Ilustración 4 Compuerta 7404
Fuente: Búsqueda de Google
7408
(Electronica Led Semiconductors, 2016) Dice que:
“Circuito integrado TTL 74LS08. Cuatro compuertas AND de dos entradas. El
74LS08 es un cuádruple de 2 entradas de tecnología LS, Positivo-Y con cuatro
compuertas independientes y de 2 entradas. El SN7408 se caracteriza por la
operación catálogo. Su uso es para industria, comunicaciones y red, entrada y
salida TTL”.
Ilustración 5 Compuerta 7408
7432
El 74L2 es una compuerta lógica que implementa la disyunción lógica de entrada positiva
con 4 compuertas OR independientes y opera en un rango de tensión de alimentación de
4.75 a 5.25V.
“Cuando todas sus entradas están en 0 (cero) o en BAJA, su salida está en 0 o en
BAJA, mientras que cuando al menos una o ambas entradas están en 1 o en ALTA,
su SALIDA va a estar en 1 o en ALTA. En otro sentido, la función de la compuerta
OR efectivamente encuentra el máximo entre dos dígitos binarios, así como la
función AND encuentra el mínimo. Se puede ver claramente que la salida X
solamente es “0” (0 lógico, nivel bajo) cuando la entrada A como la entrada B
están en “0”. En otras palabras la salida X es igual a 0 cuando la entrada A y la
entrada B son 0. Este dispositivo realiza la función booleana Y = A + B o Y = (A
• B) en lógica positiva”. (Teslabem, 2020)
Ilustración 6 Compuerta 7432
Fuente: Búsqueda de Google
Decodificador 7447
“Los decodificadores son circuitos integrados que convierten una entrada de
código binario a código BCD correspondiente para encender los segmentos de un
display para que se forme el valor en decimal que responde al número binario, los
display de 7 segmentos pueden ser de ánodo o cátodo común, y para cada uno
corresponde el decodificador a usar, para el display de ánodo común usamos un
7447 y para uno de cátodo común el 7448”. (Koalab, 2017)
Ilustración 7 Decodificador 7447
Fuente: Búsqueda de Google
Sumador binario 7483
“Circuito Integrado, TTL 74LS83, Sumador binario de 4-Bit donde las sumas (Σ)
se proporcionan para cada bit y el acarreo resultante (C4) se obtiene a partir del
cuarto bit. Estos agregadores cuentan con una mirada interna completa a través de
los cuatro Bits Cuenta con una implementación de ripple-carry. La lógica del
sumador, incluido el carry, se implementa en su forma verdadera, lo que significa
que el logrado sin necesidad de inversión lógica o de nivel”. (Electronica Led
Semiconductors, 2016)
Ilustración 8 Sumador binario 7483
Fuente: Búsqueda de Google
Selector 74157
El 74157 es un selector de datos o multiplexor cuádruple de 2 a 1 líneas con inversores y
controladores para suministrar la selección de datos en el chip completo para las cuatro
compuertas de salida. Se proporciona una entrada de luz estroboscópica por separado.
Una palabra de 4 bits se selecciona de una de las dos fuentes y se enruta a las cuatro
salidas. (AV Electronics, 2020)
Regulador 7805
Según (Veloso, 2016):
“Es un dispositivo electrónico que tiene la capacidad de regular voltaje positivo
de 5V a 1A de corriente, en la mayoría de los desarrollos con arduino o con
programadores Pic estamos obligados a garantizar una fuente de tensión
constante, eso disminuye la posibilidad de dañar nuestro circuito debido a
oscilaciones en los niveles de tensión, la forma más práctica y simple de lograr
esto es mediante el Regulador de voltaje 7805, básicamente es un dispositivo que
cuenta con 3 pines”.
Ilustración 10 Regulador 7805
Fuente: Búsqueda de Google
Capacitor
“Un capacitor o también conocido como condensador es un dispositivo capaz de
almacenar energía a través de campos eléctricos (uno positivo y uno negativo).
Este se clasifica dentro de los componentes pasivos ya que no tiene la capacidad
de amplificar o cortar el flujo eléctrico”. (Ingeniería Mecafenix, 2019)
Ilustración 11 Capacitor
Fuente: Búsqueda de Google
Resistencia
“Se denomina resistencia o resistor al componente electrónico diseñado para
introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito
eléctrico, es decir que ofrecen oposición al paso de la corriente eléctrica y se
utilizan para reducir la intensidad y provocar caídas de tensión”. (Facil Electro,
2018)
Ilustración 12 Resistencia
Fuente: Búsqueda de Google
Led
(Mecatronica Latam, 2019) Afirma que:
El diodo emisor de luz o LED (light-emitting diode) es una fuente de luz que emite
fotones cuando se recibe una corriente eléctrica de muy baja intensidad. El LED por lo
general se encierra en un material plástico de color que acentúa la longitud de onda
generada por el diodo y ayuda a enfocar la luz en un haz.
Ilustración 13 Led
Fuente: Búsqueda de Google
Dip Switch 4 posiciones
“El Dip Switch 4 se trata de un conjunto de micro-interruptores eléctricos que se
presenta en un formato encapsulado (que se denomina Dual In – Line Package –
DIP), la totalidad del paquete de interruptores se puede también referir como
interruptor DIP en singular, pueden contener 1, 2, 3,4, 6, 8 hasta 9 microinterruptores. Es esta característica lo que diferencia a estos micro-interruptors del
resto”. (GeekBot Electronics, 2019)
Ilustración 14 Dip_Switch 4
Display 7 Segmentos
“A cada uno de los siete LED en el display se le asigna un segmento posicional con uno
de sus pines de conexión que se saca directamente del encapsulado de plástico
rectangular. Estos pines LED individuales están etiquetados de a hasta g que representan
cada LED individual. Los otros pines LED están conectados entre sí y conectados (por
su ánodo o cátodo) para formar el pin común”. (Patagonia Tech, 2016)
Ilustración 15 Display 7 Segmentos
Procedimiento
Para la creación del circuito sumador/restador se utilizó el software proteus en el cual se
realiza la simulación del circuito.
Ilustración 16 Proteus Resta
Elaborado por: Ramírez Kenny
Ilustración 17 Proteus Suma
Elaborado por: Ramírez Kenny
Se creó un regulador de voltaje con un 7805 que convierte de 10V a 5V, esto con el fin
de evitar posibles sobrecargas de energía o disminución de la vida útil de los
componentes.
Ilustración 18 Proteus Regulador de Voltaje 5V
Elaborado por: Ramírez Kenny
La entrada de los números a restar se los realiza a través de los Dip Switchs de 4
posiciones, teniendo en cuenta que a través de las combinaciones binarias que se realicen
se mostrara un número en el display, además que en el cable que se conecta con el
decodificador se colocó un terminal “default”, para que las señales que se produzcan en
esta sección sean replicadas sin el uso de una conexión por cable.
Ilustración 19 Proteus Entrada de Dígitos
Elaborado por: Ramírez Kenny
Para determinar qué tipo de operación queremos realizar se colocó un “botón”, el cual si
está presionado realizara la operación Suma, caso contrario realizara una resta.
Para presentar el resultado de la Suma/Resta se colocó dos Displays de 7 segmentos cada
uno representa la unidad y la decena, además estos están enlazados a la parte de salida
del decodificador, los displays son alimentados de energía por parte de un terminal
“Power”.
Ilustración 20 Leds presentadores
Elaborado por: Ramírez Kenny
La parte de las operaciones aritméticas son realizadas por el componente 7483 que es un
sumador binario de 4-Bit donde las sumas se proporcionan para cada bit y el acarreo
resultante se obtiene a partir del cuarto bit, los terminales “default” nombrados como “NA
y NB” representan a los valores de cada Display.
Ilustración 21 Sumadores
Elaborado por: Ramírez Kenny
El selector 75157 se encarga de recibir datos por su 8 entradas y las convierte para que
estos salgan e un formato de 4 salidas, esto ayuda a la hora de enviar los datos al siguiente
componente ya que la mayoría solo cuentan con 4 entradas.
Ilustración 22 Selectores
Elaborado por: Ramírez Kenny
Los comparadores 7485, se encargan de recibir las señales en código BCD y los
transforma en binario para que así las señales enviadas sean comprendidas por los
componentes enlazados a este.
Ilustración 23 Comparadores
Elaborado por: Ramírez Kenny
En la parte final del circuito se tiene a los decodificadores 7447, estos enviaran las señales
a través de un terminal “default” a los display para que se enciendan y presenten los datos
sin tener que estar conectados entre sí por cables.
Ilustración 24 Decodificadores
Elaborado por: Ramírez Kenny
En el diseño PCB tiene como fin conectar de manera virtual los componentes ocupados
en la parte del esquemático, esto con el fin de tener una pre visualización de la estructura
que tendrá nuestra placa, además que permite simplificar el diseño a nuestra
conveniencia.
Ilustración 25 Diseño PCB
Elaborado por: Ramírez Kenny
Se le cambio el tamaño de las pistas para que al momento de implementarlo en escala real
no existe problema porque las entradas son muy pequeñas.
Ilustración 26 Tamaño de entrada
Elaborado por: Ramírez Kenny
Al momento de la creación de las pistas se le coloco puentes para poder conectar todos
los componentes cabe recalcar que a la hora de impresión del diseño los puentes no se
visualizaran.
Ilustración 27 Puentes PCB
Elaborado por: Ramírez Kenny
Proteus cuenta con la opción de verificar nuestro circuito de forma 3D con esto sabremos
cómo se verá nuestra placa terminada.
Ilustración 28 Diseño 3d
Elaborado por: Ramírez Kenny
Conclusión
La creación y aplicación de las técnicas aprendidas en clase ayudaron demasiado a la hora
de crearlo, ya que se tenía una base para ciertas cosas, tales como el regulador de voltaje,
además de la investigación de los diferentes “DATASHEET”, para crear la encapsulación
algunos que no contaban con ella, hay que recalcar que en la realidad se vale de
microprocesadores y compuertas más inteligentes que ayudaran a diseñar el circuito con
el mismos propósito pero de manera más simplificada y práctica.
Recomendaciones
 Se debe tener en cuenta la encapsulación de los documentos para evitar errores al
momento de la creación del modelo PCB
 Se recomienda el uso de terminales tales como los “default, input y outpout” para
evitar la congestión de cables en nuestro proyecto, además así se encontrara más
fácil los problemas de conexión
Bibliografía
AV
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AV
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Koalab.
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