Simplificación Gráfica

Cuando trabajamos en técnicas digitales, muchas veces nos encontramos con la problemática que debemos implementar físicamente ecuaciones bastante complejas y que arrastrarían un gasto importante de dinero, mas allá de ser poco práctico.

Para evitar esto podemos simplificar la ecuación  de manera algebraica, aplicando algebra de boole, o bien  de manera gráfica.

La simplificación gráfica se basa en la implementación de mapas de karnaugh. Su objetivo primordial es entregar una ecuación simplificada que tenga la misma tabla de verdad que la ecuación original con su consecuente ahorro de dinero a la hora de la implementación.
Para que quede claro veamos el siguiente videotutorial:

Fuente: http://www.youtube.com/watch?v=QJOnkyXJBc4

 Ahora bien, aclarando que recomiendo no perder la ejercitación en el tema, muchas veces ocurre que estamos con bastante trabajo asi que les comento que navegando me topé con un programa que permite la resolución de mapas de karnaugh. Karnaugh map minimizer es un programa que se encuentra bajo licencia GPL y lo podrán descargar fácilmente. Les dejo una captura del sitio:

  fuente: http://k-map.sourceforge.net/

Su uso es bastante intuitivo y permite la resolución por minitérminos (suma de productos), o bien por maxitérminos (productos de sumas).


Supongamos que tengo que diseñar un circuito lógico con compuertas que me indique con un  1 lógico a su salida cuando el número que ingresa por sus 4 bits de entrada representa un número mayor o igual a 9. Simplemente completamos la tabla sabiendo que su salida debe ser 1 para la condición dada y simplificamos.

 Tengan en cuenta que las variables AB se encuentran a la izquierda y CD arriba. 
Ahora simplemente faltaría implementarlo con compuertas y nuestro circuito estará listo.

Simulación on-line

Una de las fases de nuestro proyecto es la simulación. Navegando me he encontrado con un sitio que permite la posibilidad de simular un circuito on-line. Esta pensado particularmente para circuitos digitales de cierto nivel de complejidad. Para la simulación se dispone de niveles lógicos,indicadores, compuertas lógicas, flip-flops, etc.
En la siguiente captura se aprecia la simulación de un contador asincrónico módulo 4.

Fuente: http://logic.ly/

Sencillo secuencial con 4017

Siguiendo con los efectos de luces, construyamos un secuencial sencillo de un único efecto con velocidad variable. Utilizaremos dos circuitos integrados el 555 y un CD4017

Circuito Eléctrico

Con este conexionado logramos que por cada pulso de clock se active una salida (se irán activando en orden creciente) y las restantes que en  nivel lógico bajo.Al conectar Clock enable a 0 lógico se repite el ciclo constantemente.
La velocidad de con la que se realiza el efecto depende de la frecuencia de salida del 555- cosa que ya discutimos en un Post anterior-.

Simulación:

Circuito Impreso:

   

Finalmente el proyecto terminado resultaría:

Vale aclarar nuevamente que el impreso anterior admite muchas modificaciones y sobre todo lo que se vincula con el efecto los led´s. Se puede pensar entonces que cada salida del circuito integrado 4017 controle distintas placas con, por ejemplo, letras "armadas" a partir de led´s.

Más proyectos con 555

Anteriormente vimos como construir un simple juego de luces con el famoso circuito integrado 555.

Les dejo ahora un interesante sitio donde podrán encontrar muchos proyectos con este integrado.Si bien está en inglés no les resultará difícil recorrer el sitio, o bien pueden usar un traductor. En muchos proyectos podrán encontrar imágenes y videos.  Verdaderamente interesante.

Captura:

Fuente:
http://www.instructables.com/id/47-projects-to-do-with-a-555/

Juego de luces con 555

En este post  vamos a abordar la construcción de un sencillo juego de luces, a partir del la utilización del ya conocido - y además importante- circuito integrado 555.

Es muy utilizado en el modo astable, como es nuestro caso, pero también frecuente su uso en el modo monoestable en el caso de temporizadores. 
Más alla de la aplicación  que le damos en este aquí, es importante reconocer que en dicha configuración es usado también como generador de reloj para sistemas digitales y muchas más aplicaciones.

Analicemos el circuito eléctrico:

 La frecuencia de salida en modo astable está dada por:
                                            

Rx: en este caso está dada por la suma entre R2 y el valor resistivo del potenciómetro.

Ahora bien, internamente el 555 dispone de 2 comparadores analógicos que comandan las estradas S y R de un biestable. Dichos comparadores ya tienen establecida una tensión de referencia en uno de sus terminales siendo los terminales restantes para la comparación los terminales 2 y 6. 
Por este motivo al unir eléctricamente estos terminales y conectarlos al capacitor la salida de los comparadores cambiará cuando la tensión este por debajo o por encima de un determinado valor, a su vez dichas saliadas actúan sobre el biestable y su salida cambiará de 0 a 1 y viceversa mientras se sigan dando estas condiciones. 
La velocidad de este cambio dependerá del tiempo en que el capacitor se cargue o descargue. Aquí entran en juego los resitores y el potenciómetro ya que la carga del capacitor está dada por el producto R C.

Vayamos a la simulación:

 

  
Veamos ahora el circuito impreso:

 

Vale aclarar que se dejó una bornera de salida para en caso que se necesite utilizar el pulso de salida para otra aplicación.

Finalmente un posible prototipo podría ser el siguiente:

En este caso me decidí por leds de alta luminosidad. 

Si bien aquí solo utilizamos dos leds , el efecto visual sería mayor si construimos, por ejemplo, dos figuras con leds de manera que cada figura sea controlada con un transistor. Luego simplemente el pulso de salida actuaría sobre cada transistor el niveles diferentes y se obtendría el efecto deseado.
El circuito está siendo alimentado con 12Vcc

Un recorrido interesante

En este caso vemos una muy buena presentación que aborda temas como: componentes pasivos, semiconductores, cristales, diodos, para luego recorrer el mundo de los transistores bipolares y culminar con circuitos integrados y fuentes de alimentación. Como mencionamos en el título de post un recorrido interesante.

Electronica 4ºEso

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fuente:http://www.slideshare.net/jcarlostecnologia/electronica-4eso-presentation

Más de circuitos impresos....

             En el post anterior hablamos de la construcción de circuitos impresos por transferencia térmica.  Les dejo aqui un excelente videotutorial que he visto en un sitio que me resulto muy interesante.

Fuente: http://construyasuvideorockola.com

Circuitos impresos: Transferencia térmica

La construcción de un circuito impreso es uno de los pasos más importantes a la    hora de comenzar nuestro proyecto. Se presenta aquí un tutorial que no     pretende ser definitivo , sólo deriva de la experiencia obtenida en la elaboración de proyectos.

En primera instancia tenemos la placa virgen de cobre con las dimensiones que finalmente tendrá nuestro impreso.

A continuación es conveniente eliminar de la placa virgen impurezas y grasitud. Particularmente utilizo lana de acero para realizar dicha limpieza.

Un poco de historia

Resulta interesante poder apreciar detenidamente los avances que se producen en las ciencias. Particularmente en electrónica se han dado avances increíbles que, quizás mirando desde el hoy, los pasamos por alto. Les dejo entonces una línea de tiempo donde se aprecian algunos de estos avances a lo largo de gran parte del siglo pasado.