Compuerta NOR

Compuerta NOR

La compuerta NOR es un dispositivo que calcula en forma de suma las operaciones matemáticas lógicas presentes en sus entradas, pero su salida siempre será contraria al resultado de la suma real. Puede tener mas de dos entradas. La salida siempre vendrá dada por la operación matemática en forma de suma que se dé entre los valores de sus entradas independientemente de la cantidad. La suma es muy sencilla ya que sólo son dos números a sumar, el uno (1) y el cero (0). La esfera en su salida indica que los resultados son negados o contrarios a los resultados reales.  Al igual que la explicación de la compuerta OR, la forma de este dispositivo es ficticio y tiene esta forma con el fin de que  sea reconocido fácilmente y su uso no esta limitado a la electrónica sino que puede ser aplicado en computación, mecánica e incluso juegos de mesa en donde se requiere la toma de decisiones automatizada. Como la electrónica ha avanzado tanto en estos últimos años el uso de las compuertas se han visto ligadas a esta ciencia.

Compuerta NOR:

Entradas 0 – 0

Al sumar cero (0) más cero (0) el resultado inverso es uno (1)

Salida: 1

Compuerta NOR:

Entradas 0 – 1

Al sumar cero (0) más uno (1) el resultado inverso es cero (0)

Salida: 0

Compuerta NOR:

Entradas 1 – 0

Al sumar uno (1) más cero (0) el resultado inverso es cero (0)

Salida: 0

Compuerta NOR:

Entradas 1 – 1

Al sumar uno (1) más uno (1) el resultado inverso es cero (0)

Salida: 0

Circuito con Compuertas Nor        
Circuito Multivibrador a base compuertas NOR.

Este tipo de circuitos están basados en las funciones lógicas de las compuertas y su funcionamiento correcto estará ligado a la conexión de los componentes electrónicos externos y al voltaje de alimentación. Este tipo de compuerta electrónica es de tecnología CMOS por lo que se debe tener especial cuidado en su manipulación ya que la estática de nuestro cuerpo puede dañarlo. Los diferentes  resultados presentes en la salida del circuito se obtiene al variar los valores de los componentes pacientemente y esta variación debe ser tomada como un juego didáctico y lúdico con el fin de obtener una gama de funcionamiento amplia. Las entradas de la compuertas son cortocircuitadas con el fin de convertirlas en una sola entrada. La salida debe ser realimentada a la entrada del circuito a través de un condensador retardador y la resistencia se encargará de aumentar las descargas de este.

Compuerta OR

 Compuerta OR

La compuerta OR es un dispositivo que calcula en forma de suma las operaciones matemáticas lógicas presentes en sus entradas. Puede tener mas de dos entradas. La salida siempre vendrá dada por la operación matemática en forma de suma que se dé entre los valores de sus entradas independientemente de la cantidad. La suma es muy sencilla ya que sólo son dos números a sumar, el uno (1) y el cero (0). Esta compuerta más bien parece un juguete que funciona y puede ser aplicado para muchos dispositivos eléctricos y electrónicos, ya que se puede decir, que toma decisiones.  La forma de este dispositivo es ficticio y tiene esta forma con el fin de que  sea reconocido fácilmente y su uso no esta limitado a la electrónica sino que puede ser aplicado en computación, mecánica e incluso juegos de mesa en donde se requiere la toma de decisiones automatizada. Como la electrónica ha avanzado tanto en estos últimos años el uso de las compuertas se han visto ligadas a esta ciencia.

Compuerta OR:

Entradas 0 – 0

Al sumar cero (0) más cero (0) el resultado es cero (0)

Salida: 0

Compuerta OR:

Entradas 0 – 1

Al sumar cero (0) más uno (1) el resultado es uno (1)

Salida: 1

Compuerta OR:

Entradas 1 – 0

Al sumar uno (1) más cero (0) el resultado es uno (1)

Salida: 1

Compuerta OR:

Entradas 1 – 1

Al sumar uno (1) más uno (1) el resultado es uno (1)

Salida: 1

Compuertas NOT

Compuerta NOT

La compuerta NOT es un circuito Inversor lógico y su trabajo es tomar una señal lógica e invertirla, por esto, si tenemos un valor cero (0) a su entrada, obtendremos un valor uno (1) a la salida. Este tipo de compuertas encierran en su cuerpo un conjunto de componentes electrónicos que lo hacen tener estas propiedades.  Usando la compuerta NOT fabricaremos un circuito oscilador, con el fin de establecer los parámetros lógicos necesarios para conseguir nuestra meta. Nos valdremos del circuito Integrado ECG7405 que contiene en su cuerpo seis (6) inversores.

Compuerta NOT:

Entrada 0

Al entrar cero (0) sale el resultado inverso uno (1)

Salida: 1

Compuerta NOT:

Entrada 1

Al entrar uno (1) sale el resultado inverso cero (0)

Salida: 0

Compuerta Lógica YES

Compuerta Lógica YES ó Si

La Compuerta YES o SI, sólo posee una entrada y una salida. En este tipo de compuertas lo que se introduce por la entrada sale con el mismo valor por la salida. Es muy similar a un trozo de cable ya que no produce variación en ninguno de sus estados. Su función principal es la de amplificador de señal o acoplador de impedancias. Se diferencia de la compuerta NOT, porque ésta lleva una esfera o círculo en la salida.

Compuerta YES:

Entrada 1

Al entrar uno (1) sale uno (1)

Salida: 1

Compuerta YES:

Entrada 0

Al entrar cero (o) sale cero (0)

Salida: 0

Compuertas Logicas

Compuertas Lógicas

Oscilador o multivibrador a base de Inversores

Para ingresar a este nuevo tema de las compuertas lógicas, he visto la necesidad de fabricar un circuito interesante primero y luego ir explicando los tipos de compuertas que existen poco a poco, con el fin de hacer ver, la utilidad práctica que este tipo de dispositivos  tienen. Observemos que existen  sólo inversores en nuestro circuito, los cuales son proporcionados por un circuito integrado llamado ECG7405 que trae seis (6) de ellos en el interior de su cuerpo y para nuestro circuito sólo usaremos tres (3). En el video siguiente existe un resumen del funcionamiento y el aspecto lógico de este dispositivo:

Principio de funcionamiento:

La clave de todo esta en emplear circuitos inversores o implementación de ellos con otras compuertas TTL o CMOS, de tal forma que el estado alto o bajo presente en un momento dado en su terminal de entrada sea opuesto al estado encontrado en la salida. La multivibración se produce cuando el estado de la salida se realimenta al circuito de entrada (mediante un cierto retardo suministrado por la corriente de tiempo RC de un condensador y un resistor externos) Supongamos, por ejemplo, que un instante determinado, la entrada se encuentra en alto (H) y la salida en bajo (L). Por razón de la realimentación retardada, al cabo de un cierto tiempo el estado (L) de la salida es llevado al terminal de entrada, cambiando las condiciones del circuito inversor: ahora la entrada es (L) y la salida (H), situación que es nuevamente comunicada al terminal de entrada por el receptor y capacitor externos, repitiendo hace así indefinidamente el cambio mutuo de estados. El rango de frecuencias obtenibles puede variar un poco con los cambios en el voltaje de alimentación, siendo menor su efecto sobre aquellas cuando se usan ciertas modificaciones compensadoras(usualmente dos receptores y un capacitó externos). La máxima estabilidad de frecuencia se logra con el empleo de un cristal de cuarzo en el anillo (LOOP) de realimentación.
Nota que el circuito de la figura posee tres (3) Inversores para su fabricación, el primero invierte la señal, el segundo la endereza y el tercero la vuelve a invertir, esto se hace para colocar circuitería externa como condensadores, potenciómetros y resistencias para incluir retardos en los tiempos y así poder controlar la frecuencia de salida.  Con el potenciómetro estableceremos la frecuencia con la que queremos trabajar simplemente variando la perilla. En el primer inversor dibujamos los pines de polaridad, en donde el pin 14 irá a 5 voltios positivos y el pin 7 irá al terminal negativo de la fuente o batería. El haber dibujado los pines de polaridad allí no significa que allí se encuentren, se hizo así con el fin de establecer en donde van los pines de polaridad del circuito integrado.

Explicación del Elemento Negado

El Elemento Negado, es una esfera o círculo que se encuentra ubicado en la salida de la compuerta que se dice que es de valor negado. Por lo tanto en las operaciones matemáticas que rigen estas compuertas, los resultados siempre serán contrarios a los resultados reales.  Su uso es meramente simbólico y siempre irá asociado a la salida de una compuerta lógica. 

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Video de Introducción:

1) Código de Colores

          El código de colores se utiliza en electrónica para indicar los valores de los componentes electrónicos. Es muy habitual en las resistencias pero también se utiliza para otros componentes como los condensadores, los inductores, diodos y otros. Se denomina resistencia al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En el propio lenguaje eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor aprovechando el efecto Joule.

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2) Luz Electrónica Intermitente

Circuito Electrónico Astable:

          Este circuito electrónico, hace que una luz encienda y apague a través del tiempo con rangos variables de intermitencia, es decir, que se puede variar la frecuencia en que se enciende y se paga la luz con una perilla (Potenciómetro). Éste circuito puede controlar la intermitencia en el encendido y apagado de un motor, de un relé, de un calentador o de una lámpara de potencia. Lo sencillo de éste dispositivo, hace que podamos experimentar con la fabricación de sistemas de control electrónicos. La fabricación de este aparato electrónico está basado en el funcionamiento del circuito integrado LM555 ó de ECG955M, los demás componentes electrónicos conectados a él, hacen que su funcionamiento variable sea controlable por el usuario. Propondremos para éste circuito la receta electrónica indispensable para conseguir los componentes del dispositivo. Este circuito esta hecho paso a paso por lo que cualquier persona que consiga todos los componentes y siga todas las recomendaciones de este blog, podrá armar y hacer funcionar el dispositivo de la luz electrónica intermitente. Las fotos fueron elaboradas en un programa en 3D con el fin de poder rotar las imágenes a la conveniencia del observador y sea mas sencillo la fabricación del proyecto. Este es el final de la página, por favor deje sus comentarios aquí al final.

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3) Luces Secuenciales Electrónicas

        

          Este circuito está compuesto por un contador y decodificador decimal integrado: ECG4017B, que toma la frecuencia o pulso de reloj de un circuito integrado: ECG955M. Explicaremos el funcionamiento del circuito lo más claro y resumido que podamos. Para fabricar este dispositivo debemos fabricar primero el circuito de la Luz Intermitente Electrónica. Explicaremos el armado a través de un video y luego a través de fotos paso a paso.

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Código de Colores

Código de Colores

para Resistencias

          El código de colores se utiliza en electrónica para indicar los valores de los componentes electrónicos. Es muy habitual en las resistencias pero también se utiliza para otros componentes como los condensadores, los inductores, diodos y otros. Se denomina resistencia al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En el propio lenguaje eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor aprovechando el efecto Joule.

¿Cómo es una Resistencia por dentro?         

          La resistencia es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que circula. Se opone al paso de la corriente. La corriente máxima en un resistor viene condicionada por la máxima potencia que pueda disipar su cuerpo. Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que sea necesaria otra indicación. Los valores más comunes son 0,25 W, 0,5 W y 1 W.

          Existen resistencias de valor variable, que reciben el nombre de potenciómetros. Los resistores se utilizan en los circuitos para limitar el valor de la corriente o para fijar el valor de la tensión. A diferencia de otros componentes electrónicos, los resistores no tienen polaridad definida. Para caracterizar un resistor hacen falta tres valores: resistencia eléctrica, disipación máxima y precisión o tolerancia. Estos valores se indican normalmente en el encapsulado dependiendo del tipo de éste; para el tipo de encapsulado axial, el que se observa en las fotografías, dichos valores van rotulados con un código de franjas de colores. Estos valores se indican con un conjunto de rayas de colores sobre el cuerpo del elemento. Son tres, cuatro o cinco rayas; dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o dorada) a la derecha, se leen de izquierda a derecha. La última raya indica la tolerancia (precisión). El valor de la resistencia eléctrica se obtiene leyendo las cifras como un número de una, dos o tres cifras; se multiplica por el multiplicador y se obtiene el resultado en Ohmios (Ω). El coeficiente de temperatura únicamente se aplica en resistencias de alta precisión o tolerancia menor del 1%.

¿Cómo leer el Código?

¿Cuál es la primera y última banda?

          Para poder leer eficientemente el valor de una resistencia a través del código de colores, lo primero que debemos hacer es posicionarla correctamente, es decir, debemos saber cuál es la parte izquierda y la derecha, con el fin de leerla bien al igual que un cuaderno o un libro. Si observas la resistencia de cerca podrás ver una banda de color dorado o plateado, la cual representa la tolerancia. Al ubicar esta banda podremos decir que ese es el lado derecho de la resistencia y obviamente el otro lado restante será el izquierdo, con lo que ahora si podremos leer su valor gracias al código de colores que se encuentra en la primera foto del blog. Una forma rápida de encontrar esta banda es observar un pequeño espacio entre dos bandas de color y que generalmente son la tercera cifra y la tolerancia. El lado donde se encuentra la tolerancia es siempre el lado derecho. 

¿Si la distancia no es muy grande cómo hago?

          Si la distancia entre las dos bandas no se aprecia claramente, debemos acudir a nuestra buena percepción u observación de los colores, ya que deberemos distinguir correctamente la diferencia entre el color amarillo y el color dorado y la diferencia entre el color gris y el plateado. Una vez que identifiquemos el color dorado o plateado que corresponde a la tolerancia, sabremos que ese lado es el derecho de la resistencia y procederemos a leerla de izquierda a derecha, respetando las normas del código de colores para leer resistencias. Estas normas serán estudiadas minuciosamente a continuación:

¿Cómo se lee el código de colores?

          Al tener ubicada correctamente la resistencia, es decir, al saber cuál es el lado izquierdo y el derecho de la resistencia, podemos empezar a leer el valor de este componente. Según la foto, leemos la resistencia de izquierda a derecha, donde la primera banda representa la primera cifra, es decir, el primer número de ella, la segunda banda de color representa la segunda cifra o el segundo número, la tercera banda representa la cantidad de ceros a la derecha que se le colocan al número, por lo tanto si la banda es rojo, el código de colores me indica el número dos, por lo tanto son dos ceros que tengo que añadirle a los dos primeros números, la cuarta banda de color representa la tolerancia del componente, es decir, la cantidad de ohmios hacia arriba y hacia abajo que permite la resistencia, debido a esto, las resistencias más precisas poseen una banda de color dorado que representa 5%  de la tolerancia, mientras que la banda de color plateado representa un 10% haciendo esta tolerancia mucho más grande y por ende menos precisa.

Cifra por Cifra

Primera Cifra

          Esta primera banda, según hacíamos referencia en la imagen anterior, es la primera cifra o es el primer número más significativo del componente resistivo. Al ser la primera cifra debemos leer el código de colores tal cual se nos presenta, es decir, si la banda es de color marrón, buscamos el código de colores y no damos cuenta de que el color marrón representa el número uno, por lo tanto esta banda vale uno y ese será el primer número de nuestra resistencia. Si el color es negro, la primera cifra valdrá 0 y como es el lado más izquierdo de la resistencia esa cifra no valdrá nada, ya que 0 a la izquierda no tiene valor. Generalmente esta banda viene de color negro cuando el valor resistivo es muy pequeño.

Segunda Cifra

          Esta segunda banda, es la segunda cifra o es el segundo número más significativo del componente resistivo. Al ser la segunda cifra debemos leer el código de colores tal cual se nos presenta, es decir, si la banda es de color verde, buscamos el código de colores y no damos cuenta de que el color verde representa el número cinco, por lo tanto esta banda vale cinco y ese será el segundo número de nuestra resistencia. Si el color es negro, la segunda cifra valdrá 0 y ese cero será añadido a la cantidad de ceros de la tercera banda de la resistencia. Esa cifra aquí si vale, ya que es un 0 a la derecha del número. 

Tercera Cifra

          Esta tercera banda, es la cantidad de ceros a la derecha del componente resistivo. Al ser la tercera cifra debemos leer el código de colores como ceros y no como números, es decir, si la banda es de color rojo, buscamos el código de colores y nos damos cuenta de que el color rojo representa DOS CEROS, por lo tanto esta banda vale DOS CEROS y NO EL NÚMERO 2. Y esa será la cantidad de CEROS que se le añadirán al valor en números que arrojan las dos primeras bandas de nuestra resistencia. Si el color es negro, la tercera banda valdrá CERO CEROS, es decir, que no hay ningún cero en esa banda. Recuerda, esta banda sólo vale CEROS.

Cuarta Cifra

Ésta cuarta banda, representa la tolerancia de la resistencia, esto quiere decir, que la resistencia comercial que tenemos enfrente posee un rango resistivo que puede variar en un determinado porcentaje, siendo las resistencias más precisas las que poseen una banda en su tolerancia de color dorado que representan el 5% de su valor y la banda de tolerancia de color plateado representa el 10%, existe una tercera banda, la cual es sin color y representa el 20%, haciendo a este tipo de resistencias las menos precisas del mercado. Por ejemplo, si tenemos una resistencia de 100 Ohmios y la banda es dorada, tendremos que el 5% de 100 es 5, por lo tanto debemos sumar y restar este 5 al valor 100 de la resistencia, con lo que o tendremos un valor resistivo que puede estar entre 95 ohmios y 105 ohmios, pero decimos que el valor de esa resistencia es aproximadamente 100 ohmios. Si la tolerancia de esta resistencia de 100 ohmios es de color plata, el 10% de 100 es 10, por lo tanto, esta resistencia puede tener un valor entre 90 ohmios y 110 ohmios. Por último, si la tolerancia de esta resistencia es una banda sin color, tendremos que el 20% de 100 es 20, por lo tanto, esta resistencia puede tener un valor entre 80 ohmios y 120 ohmios.

Tolerancia:

Dorado: 5%

Plateado: 10%

Sin color: 20%

Algo que debemos saber y tener en cuenta es la notación Científica:

K = Kilo = 000 Tres (3) ceros

M = Mega = 000000 Seis (6) Ceros

G = Giga = 000000000 Nueve (9) Ceros

T = Tera = 000000000000 Doce (12) Ceros

Con esta herramienta podemos resumir la cantidad de ceros en una resistencia

Ejemplos 1 y 2

 Ejemplos Prácticos

Ejemplo 1

Aquí tenemos esta resistencia con los siguientes colores:

Primera Banda: Azul = Número 6

Segunda Banda: Rojo = Número 2

Tercera Banda: Naranja = Ceros: 000

Cuarta Banda: Dorado = Tolerancia = 5%

Anotamos: R = 62000 Ohm + ó -  5%

Según la Notación científica 000 = K

R = 62 K Ohm y el 5% de 62000 es 3100, por lo tanto:

La Resistencia que podremos medir estará entre los siguientes valores: 58900 Omh y 65100 Ohm

Total: R = 62 K más o menos 3100 Ohm

Ejemplo 2

Aquí tenemos esta resistencia con los siguientes colores:

Primera Banda: Rojo = Número 2

Segunda Banda: Azul = Número 6

Tercera Banda: Verde = Ceros: 00000

Cuarta Banda: Dorado = Tolerancia = 5%

Anotamos: R = 2.600.000 Ohm + ó -  5%

Según la Notación científica 000000 = M

R = 2,6 K Ohm y el 5% de 2.600.000 es 130.000. Recuerda que si la M son 6 ceros, al quitarle 5 ceros al 2.600.000, nos quedará debiendo 1 por lo tanto corremos la coma un lugar más y quedará entre el 2 y el 6.

La Resistencia que podremos medir estará entre los siguientes valores: 2.470.000 Omh y 2.730.000 Ohm

Total: R = 2,6 K más o menos 130000 Ohm