PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA TERCER TRIMESTRE Operacionales, astables y diseño PCB (¡¡ estas prácticas tienen nota mínima !!) NOMBRE : GRUPO: Fecha de entrega : 13 Junio1 Fecha tope : 17 de Junio2 Prácticas de ANALOGICA TERCER TRIMESTRE Prácticas Nota Nota máx 1 2 3 4 suma presentación Nota 20 20 10 30 80 5-15 10 Observaciones: Se devolverá una vez corregido, este cuaderno consérvalo y procura tener la máxima claridad en tus medida y conclusiones, te servirá en tu futuro profesional. Rellena las prácticas y haz tus cálculos en lápiz, pues es fácil de que te equivoques, no añadas hojas sueltas, grápalas o recorta y pega detrás de la práctica o en el recuadro correspondiente. Entrega todas las operaciones, y en los comentarios razona el porqué de la diferencia de los valores, aplicaciones posibles a los circuitos, etc.. Puntuación = presentación * punt. de la suma / punt. máxima de la suma 1 Cada días de retraso => - 0.5p Después de la fecha de tope no se acepta ninguna práctica. Nota = 0 22 Prácticas de Electrónica José Javier Quintana Peiró PRACTICA 1 CIRCUITOS CON AMPLIFICADOR OPERACIONAL (5 p)1..- Diseña el siguiente circuito para que realice la salida del osciloscopio Enseña tu diseño por la parte de atrás, móntalo en el taller y compara el valor teórico con el real R1= R2= R+= Ganancia Teórica Ganancia real= Pon la realimentación positiva, ¿Que ocurre? Comenta el resultado: (5 puntos)2.- Diseña por ordenador un circuito que realice la siguiente expresión Vsalida = 2 Va + 3 Vb - Vc Va, Vb, Vc son tensiones que son de entrada, luego coloca unos valores arbitrarios Va que sea tensión alterna y Vb, Vc continua, imprime el circuito con sus formas de onda Imprime el circuito propuesto en EWB (5puntos) 3.- Realiza por ordenador un filtro pasa banda desde 100Hz hasta 10 Khz, enseña el diseño y la impresión del circuito con el diagrama de Bode.Ganancia 32 dB. Imprime el circuito propuesto en EWB CURSO 2004/05 2 Prácticas de Electrónica José Javier Quintana Peiró PRÁCTICA 2 ASTABLE Y MONOESTABLE CON 555 (Esta práctica pertenece a Analógica, no la cambies de sitio, aunque a lo mejor la teoría la has dado ya en digital) 1.-Se desea que el siguiente circuito para que realice pulsaciones de 0,5Hz (es decir, que la suma del tiempo alto y del tiempo bajo tiene que ser 2seg). Por ejemplo Tl=0,9seg y Th=1.1seg Tl elegido Th elegido 2.-¿Pueden ser los dos iguales? 3.-¿Cual debe de ser más grande? 4.-Realiza el diseño en la parte de atrás y rellena los valores R1 R2 .C que sea 33F y R2 que sea variable. R1= R2= 5.- Monta en el taller el circuito, como led puedes utilizar el led del entrenador o un diodo led y una resistencia arbitraria. Rellena la columna MEDIDOS 6.- Móntalo en el ordenador y rellena la columna ORDENADOR. Imprime el circuito y las formas de onda del osciloscipio, pégalos detrás. Firma ordenador Firma taller CALCULADOS MEDIDOS No medido Th y Tl 3 T total 7.-Comparalos con el valor teórico ¿que conclusión obtienes? 3 ORDENADOR 3 Estos tiempos se tienen que medir con el potenciómetro al máximo, en el taller contando los segundos de 10 pulsaciones y dividiendo por 10 y en EWB viendo las formas de onda del osciloscopio. CURSO 2004/05 3 Prácticas de Electrónica José Javier Quintana Peiró 8.- ALARMA Realiza en el taller otro astable con los siguientes tiempos : Th=7mseg Tl = 6,3mseg C=100nF Diseña R1 y R2, que tendrá que ser variable. Móntalo y únelo con el anterior astable de la forma que indica el dibujo, pon de carga un altavoz: R1= R2= 9.- ¿Por qué el primer astable se une al segundo por el pin 5? Firma alarma ¿Por qué los dos transistores son diferentes? 10.- Realiza por ordenador y en el taller un monoestable con un tiempo de duración de 2 seg, observa su funcionamiento, imprime las formas de onda ,el circuito y enseña el diseño en la hoja de atrás Firma ordenador 11.- Comenta el resultado de estos circuitos: CURSO 2004/05 4 Firma taller Prácticas de Electrónica José Javier Quintana Peiró PRACTICA 3 MULTIVIBRADOR ASTABLE 1.- Monta en el taller el circuito siguiente : 2.- Realiza las medidas siguientes, aunque sea de forma aproximada TH TL medido medido TH TL Vce Q1 calculado calculado Vce Q2 Vbe 3.- Calcula los valores de R1 y R2 para que el Tiempo alto sea 2 veces más grande que el del diseño anterior y el tiempo bajo la mitad, enseña aquí los cálculos, móntalo en el taller y en el ordenador, imprímelo. 4.- Conclusiones y utilidades que se te ocurren en estos circuitos. CURSO 2004/05 5 Prácticas de Electrónica José Javier Quintana Peiró PRACTICA 4 REALIZACIÓN DE PLACAS DE CIRCUITO IMPRESO PCB PRIMERA FASE: REALIZACIÓN DE LA SERIGRAFÍA POR ORDENADOR Introducción Para realizar la serigrafía se utilizan distintos programas de realización de PCB, algunos de ellos ofrecen la posibilidad de realizarlo a partir del esquema del circuito, como son los programas de aplicación industrial OrCAD, Tango, Protel ..., es decir, que teniendo el esquema en un programa cualquiera, por ejemplo Electronic Workbench, se graba en forma de fichero .NET (Archivo NETlist = lista de conexiones) y estos programas pueden leer estos ficheros y realizar automáticamente el PCB. ¿En que lugar del menú del EWB se puede grabar el fichero NET? Otros programas tienes que colocar las cápsulas manualmente, para poder realizar el PCB, nosotros utilizaremos uno de ellos: WinCircuit, tiene la ventaja de que es sencillo, y en español, pero hay muchos más perfeccionados, en la página web del instituto tienes enlaces a muchos de ellos http://centros4.pntic.mec.es/ies.de.caudete WinCircuit Supongamos que queremos realizar el siguiente esquema : O sea, un generador de funciones. Abriremos el programa WinCircuit y colocaremos el cursor en el dibujo de los chips :dándole al botón derecho del ratón, nos saldrá el siguiente menú: Moveremos el control de la barra de desplazamiento horizontal hasta que aparezca el número de pines que deseamos, en nuestro caso son 14 pines, colocaremos la cápsula DIL en el plano, en forma horizontal, pulsando las teclas se puede hacer la rotación deseada. Si se equivoca en colocar algún componente se puede borrar pulsando Se pueden colocar textos, y si se colocan de forma componente, se pueden orientar con el componente CURSO 2004/05 6 estratégica en pulsando el botón el Prácticas de Electrónica José Javier Quintana Peiró De la mima manera se van colocando todos los componentes quedando de la forma: Ahora se procede a realizar las conexiones NetList fijándonos en el esquema del circuito y pulsando el botón El circuito queda de la forma : Hay que observar que se han colocado algunos pads para ayudar en la traza de las pistas, procurando que no se crucen, y que su trazado responda a una lógica de ahorro y sencillez. Al acabar pulsar sobre el botón para ver si el circuito entra dentro de la placa, si no es así, mover las barras de desplazamiento. El resultado final debe quedar: (se han añadido la fuente de alimentación) Para imprimir, debido a que es una “demo” pulsar sobre las lupas hasta que quede en un zoom de 1:1, y pulsar la tecla “ImprPant” que copia en la memoria del portapapeles toda la pantalla, abrir el programa Paint (Inicio·Accesorios·Paint) y pegar la imagen (Ctrl+V), desde el Paint, se puede seleccionar lo que se desea imprimir, copiar (Ctrl+C) , abrir una imagen nueva (Ctrl+N), y pegar (Ctl+V) e imprimir. CURSO 2004/05 7 Prácticas de Electrónica José Javier Quintana Peiró SEGUNDA FASE. REALIZACIÓN DEL PCB (informativo, no realizar) 1 Calcar la serigrafía en la placa de cobre. Existen dos formas para realizar el calco: 1. Automática o Fotosensible Es la que se utiliza en la industria. Consiste en utilizar Placa Fotosensible Positiva e imprimir el anterior circuito en una trasparencia. Se quita la protección y se coloca la trasparencia en la placa, someterla mediante una insolación de 5 minutos (insoladora=tubos preferiblemente UVA), despues someter la placa en una solución de revelador de placa positiva (1parte de revelador por 4 de agua)( si es en polvo 1 bolsa C160 por 2 litros de agua) (que quede 1cm por encima de la placa) hay que controlar el tiempo para que quede bien revelado, pero sin pasarse antes que el revelador se coma las pistas, ir removiendo y terminar antes del total aclarado (aprox 20 seg). Aclarar enseguida. Debe de quedar una imagen nítida. La solución se gasta entre placa y placa. 2. Manual en Placa de cobre. El objetivo es calcar la serigrafía con la máxima precisión en la placa de cobre, para ello se marcan los agujeros mediante unos pequeños punzamientos, y se calca la serigrafía obtenida por ordenador en la placa mediante un rotulador permanente, 2 Retoque Con el rotulador permanente procuraremos retocar aquellos detalles que no hayan quedado bien, sobre todo las curvas y las conexiones en los pads, pues son los responsables de que las pistas de cobre salten de la placa. 3 Ataque de ácido al cobre Tener preparado la solución de ácido de Cloruro Férrico ( o de forma más casera 1 parte de agua oxigenada del 10% + 1 parte de Agua oxigenada del 40% (farmacias o peluquerías) + 2 partes de salfumán + 1-2 partes de agua). ATENCIÓN EXTREMAR LAS PRECAUCIONES, USAR GUANTES, Y GAFAS DE PROTECCIÓN, EVITAR EL CONTACTO CON LOS OJOS, Y LA PIEL. Dejar la placa serigrafiada durante 2 a 5 minutos (depende de la magnitud de la placa) 4 Comprobar la continuidad Mediante un polímetro se va comprobando las pistas, sobre todo las + largas que no estén cortadas, y las que están próximas, que no se cortocircuiten. 5 Perforar los agujeros, estañado o soldadura. En la perforación procurar dañar lo mínimo la placa, utilizando el grosor más pequeño posible, para que no salte el cobre. En la soldadura, procuraremos no calentar demasiado los componentes para no dañarlos, sobre todo los activos: Chips, y transistores. Hay que calentar lo necesario los pines lo suficiente para que el estaño se adhiera, pero lo mínimo para no calentar el componente. La soldadura debe de quedar brillante y adherida a la pista (no en forma de “pelota”). PRÁCTICA: Debes de realizar un proyecto(obligatorio)(max 3 hojas) de un circuito que quieras, tienes que explicar para qué sirve, qué características tiene, y cómo funciona, junto con otras características que consideres oportunas. Un ejemplo lo tienes en la siguiente página. No se pide la realización del circuito. CURSO 2004/05 8 Prácticas de Electrónica José Javier Quintana Peiró 1 Título : GENERADOR DE FUNCIONES DE BAJA FRECUENCIA 2 Objetivos 2.1. Conocer el funcionamiento del circuito integrado ICL8038 2.2. Estudiar las diferentes frecuencias del ancho de banda audible 2.3. Regulación de las formas de onda en su simetría, amplitud y frecuencia. 3. Características del circuito: 3.1. Componentes: Circuito integrado ICL8038 fabricado por Intersil : 3.1.1. Señales senoidal, triangular y cuadrada 3.1.2. Distorsión del 1% en senoidal y del 0.1% en triangular 3.1.3. Margen de frecuencias entre 0.001Hz y 300kHz 3.1.4. Tensión de salida entre 5V y 28V 3.1.5. Gran estabilidad frente a las variaciones de temperatura 3.2. Del circuito 3.2.1. El montaje responde a un circuito sencillo y práctico de generación de señales entre 20Hz y 20kHz correspondientes a la banda audible. 3.2.2. Se regula mediante el potenciómetro de 1K la frecuencia y mediante el potenciómetro de 10k la amplitud. 4. Funcionamiento <explicar los principios de funcionamiento del circuito> 5. Esquema eléctrico 6. Esquema PCB (escala 1:1) CURSO 2004/05 9