punta logica de prueba informe
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7/18/2019 Punta Logica de Prueba Informe
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República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Defensa
Universidad Nacional Politécnica de la fuerza Armada
Maracay- Edo. Aragua
Punta Lógica de Prueba
Elaborado:
Ángel Ortiz C.I 24.816.705
Paulino Dale C.I 25.464.414
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CIRCUITO PARA DISEÑAR UNA PUNTA LÓGICA
Una Punta Lógica es un dispositivo que nos permite detectar la existencia de 0
y 1 lógicos en un sistema digital lo cual nos permite o facilita la detección de
errores en un circuito que use compuertas lógicas.
Una punta lógica debe mostrar al usuario tres estados el bajo (que va de 0v a
0.9 v) también llamado 0 lógico o Low, el alto (que va de 2v a 5.4 v)también
llamado 1 logico o Hi y el estado de alta impedancia (que nos representa el voltaje
comprendido entre el bajo y el alto , es decir de 0.9 a 2v que no lo reconoce la
compuerta y también cuando no existe conexión alguna) también llamado Z.
R1
100
R2
2k
R3
330Ohm
R5
330Ohm
BAJOLED-RED
ALTOLED-GREEN
1
2
3
:
7400
10
9
8
U1:C
7400
R6
3k
+5
Q1BC547
+1.3
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DESCRIPCIÓN FUNCIONAL
Una punta lógica se puede hacer usando dos compuertas NAND y un
transistor NPN cuyo emisor estará conectado a la fuente y el colector a la entrada
de la compuerta que alimenta al led indicador del uno lógico.
La punta funciona de la siguiente manera:
Cuando la punta detecta un uno lógico (2v a 5.4v) la caída de voltaje en la
base del emisor hace que el transistor NPN conduzca la corriente entre el emisor y
el colector y la gran mayoría de los electrones vayan a tierra, de tal manera un
pequeño voltaje en el rango de cero lógico llegue a la compuerta NAND de tal
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manera que 0*0=1 según la tabla de la verdad de las compuertas NAND y de esta
manera el led verde encenderá.
Cuando la punta detecta un cero lógico (0v a 0.9v) la caída de voltaje en la
base del transistor no es suficiente para que este abra un camino de la corriente
hacia a tierra así que a la compuerta NAND del led verde recibe de entrada un uno
lógico y según la tabla de la verdad de las NAND 1*1=0 y por lo tanto el led no
prende. Pero esta pequeña caída de voltaje que esta en el rango del cero lógico
llega a las dos entradas de la NAND que esta antes del led azul que indica el bajo
de tal manera que la salida de la NAND según la tabla de la verdad será un uno
lógico y este led encenderá.
Si la punta se conecta a un circuito abierto o que entrega un voltaje en el rango
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de impedancia (0.9 a 2v) el voltaje en la base del transistor no es suficiente para
hacer que llegue el cero lógico a la entrada de la NAND del alto y de igual manera
el voltaje de impedancia no va a activar las entradas de la NAND del led que
indica el bajo que como salida marcara impedancia lo cual tampoco prendera el
led.
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DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE FUNCIONAMIENTO
Para su correcto funcionamiento, la punta de prueba debe conectarse a la
misma tierra del circuito a probar, mientras esta no esté conectada y se pruebe
algún punto del circuito que deba mandar uno o cero lógico según el previo
análisis, la punta no debe marcar impedancia, es decir no prender ningún led de
alto o bajo. Lo cual nos indicaría en este caso que no existe la conexión.
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Una vez conectada la punta lógica al circuito si el voltaje esta comprendido
entre Ov y 0.9v que es el cero lógico de los TTL (que es la familia de compuertas
para la cual fue diseñado este dispositivo), la punta debe encender el led rojo
como indicativo del cero lógico o Low.
Si conectamos la punta lógica a una salida que se supone debe mandar un 1
lógico, es decir, entregando un voltaje comprendido entre 2 a 5.4v, este
dispositivo debe encender el led verde como indicativo de la existencia de un Hi o
un alto.
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Si algunas de las entradas o salidas de la compuerta o del bloque del circuito
que se esta analizando manda un voltaje comprendido en el rango de impedancia
(0.9v a1.9v) la punta lógica no debe encender ningún led.
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MONTAJE Y LISTADO DE COMPONENTES
Para realizar la punta lógica se utilizaron los siguientes componentes:
Primero que nada la tarjeta para
prueba de circuitos (Protoboard)
donde se realizo la implementación del
circuito.
Un integrado de cuatro compuertas
NAND de dos entradas conocido
como el 74LS00 perteneciente a la
familia TTL.
Dos leds uno de color verde para
indicar el alto y uno azul para indicar el
bajo.
Un transistor NPN que será usado
como interruptor para evitar que el alto
encienda en el rango de voltajes del
bajo y de la impedancia.
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Además se usaron 5 resistencias (1 de 100 ohm, 2
de 2k y dos de 330 ohm) cables como puentes y como
fuente interna de voltaje un cargador de 5V y 750 mA.
Datasheet del circuito integrado el cual consta de cuatro compuertas NAND
(7400) donde se presenta su composición interna y su patillaje
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Datasheet del transistor que se utilizo NPN BC547 donde se muestran algunas
propiedades y su patillaje.
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Se tiene la punta desconectada totalmente lo que da a entender que esta está en
el rango de la alta impedancia o un circuito abierto.
Cuando la punta de prueba se conecta a un valor de tensión entre 0-0.8 voltios esta
enciende el LED azul del circuito lo que significa que estamos en presencia de un BAJO
(LOW) o también llamado Cero lógico.
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Cuando la punta lógica se conecta en valores de tensión entre el rango de 1-2,1
Voltios esta se encuentra también en un rango de alta impedancia lo cual el circuito lo
asocia como un valor desconocido, es decir, no encenderá ningún LED en esos valores.
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Cuando la punta de prueba se conecta en los valores comprendidos entre el rango
de los 2,2-5 Voltios el circuito lo asocia como un UNO lógico, lo cual en nuestro caso se
encenderá el LED color Verde
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Como en el caso anterior esta demuestra un UNO lógico pero esta vez con una
tensión un poco mayor la cual es 5 Voltios y como se dijo anteriormente encendió el LED
verde
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CONCLUSION
La punta lógica es un dispositivo que permite probar la funcionalidad de un
circuito basado en el uso de compuertas lógicas por lo que es de mucha utilidad a
la hora de comprobar el buen funcionamiento de cualquier circuito electrónico
basado en la transmisión de señales de 1 y 0 lógicos.
El diseño de la punta lógica o punta de prueba esta basado en el uso de
compuertas negadoras en este caso de tipo NAND y el uso de un transistor NPN,
este es el formato básico pero cambiando el uso de mas compuertas puede
implementarse de distintas maneras, como por ejemplo hacer que la punta indique
la impedancia con un led.
El valor de las resistencias usadas es fundamental para manejar la ganancia del
transistor ya que debe asegurarse que ocurra la caída de voltaje correcta para que
la base del transistor permita o no que haya continuidad entre el colector y el
emisor del mismo.
Por último debemos recordar que la punta lógica debe estar conectada a la
tierra del circuito al que vamos a probar y que no debemos conectarla a un voltaje
mayor a los 5 voltios porque dañaríamos el indicador.
En conclusion una punta lógica es un circuito que utiliza las funciones de la
compuerta NAND para la prueba de cualquier compuerta lógica o circuito
electrónico basado en las entradas y salidas de ceros y unos lógicos.
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BIBLIOGRAFÍA
-Fundamentos de Sistemas Digitales 7ma Edición Thomas L. Floyd
-Sistemas digitales Principios y aplicaciones Tocci Widmer
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