Pequeo Manual del Protoboard

Curso Anlisis de Circuitos

Rodrigo Moreno V.

Descripcin

El protoboard es una tabla que permite interconectar componentes electrnicos sin

necesidad de soldarlos. As, se puede experimentar de manera fcil y gil a travs del

rpido armado y desarmado de circuitos elctricos. La lgica de operacin del protoboard

es muy sencilla, bsicamente, sta es una tabla con orificios los cuales estn conectados

entre si en un orden coherente. Un protoboard tiene el siguiente aspecto:

Figura 1 Protoboard

Si bien la figura 1 muestra su aspecto en la prctica, el protoboard se puede ilustrar de la

siguiente manera.

Figura 2 Esquema del protoboard

En la figura 2 se muestra una tabla con mltiples orificios los cuales se pueden ordenar, al

igual que una matriz, en filas y columnas. En particular el esquema muestra un protoboard

de 28 filas y 16 columnas. Las columnas han sido concentradas en los grupos A, B, C y D.

Cada fila del grupo A representa un nodo, al igual que cada fila del grupo B, es decir, si se

conecta el terminal de algn elemento electrnico en el orificio (1,3), ste estar conectado

directamente con el terminal de otro elemento electrnico que se conecta en el orificio

(1,4). Adems, cada columna del grupo C representa un nodo, al igual que cada columna

del grupo D. Los largos de las columnas de los grupos C y D estn divididos en dos

mitades, desde la fila 1 a la 13, y desde la fila 16 a la 28, esto permite tener un mayor

nmero de nodos.

Integrando lo recientemente explicado, los distintos nodos quedan distribuidos dentro del

protoboard segn muestra la figura 3.

Figura 3 Ilustracin de nodos de un protoboard

En la figura 3 se puede apreciar que el grupo A tiene 28 nodos, al igual que el grupo B.

Adems, los grupos C y D tienen 4 nodos cada uno. El total de nodos de esta protoboard en

particular es de 64 nodos. Por convencin y comodidad, los grupos A y B se ocupan para

interconexin de componentes en general, mientras que los nodos de los grupos C y D se

utilizan para la alimentacin de la tabla.

Ejemplos

Para los siguientes ejemplos se utilizar la nomenclatura incorporada en el software

MICROCAP.

a) Divisor de corriente.

Se considera el siguiente divisor de corriente.

Figura 4 Divisor de corriente

El circuito presenta slo dos nodos. Esta configuracin se puede conectar en la prctica de

la siguiente forma.

Figura 5 Divisor de corriente en protoboard

b) Divisor de voltaje

Se considera el siguiente divisor de voltaje.

Figura 6 Divisor de voltaje

El circuito presenta 3 nodos. Esta configuracin se puede conectar en la prctica de la

siguiente forma.

Figura 7 Divisor de voltaje en protoboard

CONSULTA www2.ing.puc.cl/iee1122/El%20protoboard.pdf

6

DISPLAY DE 7 SEGMENTOS, CIRCUITO MANEJADOR DE DISPLAY

El display de 7 segmentos es un dispositivo usado para presentar informacin de forma

visual. Esta informacin es especficamente un dgito decimal del 0 (cero) al 9 (nueve), por lo

que se intuye que el cdigo BCD est involucrado. El caso que nos atae consta de 7 LED's

(Light Emisor Diode), uno por cada segmento, que se encendern o apagarn dependiendo de

la informacin que se les enve (dije que en este caso ya que existen tambin display 7

segmentos de cristal lquido, incandescentes, etc.).

El display 7 segmentos tiene una estructura similar a:

donde los 7 led's vienen indicados por las letras a, b, c, d, e, f y g. Con stos pueden formarse

todos los dgitos decimales. Por ejemplo, para formar el nmero tres deben activarse los led's

a, b, c, d y g y desactivar los e y f. Para el uno se usan los led's b y c (ojo, esta es la

combinacin correcta no e y f). De forma anloga se procede para el resto de los casos.

Veamos cmo queda:

7

Estos dispositivos pueden ser de tipo

nodo Comn o Ctodo Comn

En el caso de los display de nodo comn todos los nodos (+) de los led's comparten la

conexin. Estos display requieren un cero (una tierra) a la entrada de cada segmento para

encenderlo. En el caso de los display de ctodo comn todos los ctodos (-) de los led's

comparten la conexin. Estos display requieren un uno (Vcc) a la entrada de cada segmento

para encenderse. Todas las conexiones deben ser hechas a travs de una resistencia para

regular la cantidad de corriente que pasa a travs de los led's.

Existen casos donde aparece un octavo segmento que suele usarse como punto decimal (ver

el DP):

En la figura pueden verse tambin una de

las configuraciones de pines ms popular

que contienen los display 7 segmentos y

lo que representan. Los pines 3 y 8 son el

nodo comn el ctodo comn

(dependiendo de cul sea el caso del 7

segmentos elegido) y aunque

regularmente es indiferente cul de ellos

conecten existen casos de modelos de

display en los que, por sus

especificaciones, se requieren ambos

conectados (o tambin quiz porque

8

requieran cumplir alguna condicin de manejo de corriente en su circuito). El encapsulado de

este mismo display luce algo como:

Para la versin que contiene slo un dgito pero existen

algunas para ms dgitos como por ejemplo el de dos

dgitos que es bastante usado o los de X dgitos y medio

donde el medio viene dado por el hecho de que l slo

puede representar el nmero uno (tiene nicamente dos

segmentos).

Existen circuitos integrados a nivel MSI que pueden realizar

la tarea de manejar estos display. Estos IC's son decodificadores, especficamente los

conocidos como decodificadores de BCD a 7 segmentos, como son los casos de los IC 7446,

7447 y 7448 de la familia TTL. El 7446 y 7447 tienen salidas con lgica negativa por lo que

enviarn un cero al segmento que se desea encender. Esto quiere decir que manejan Display 7

segmentos de nodo comn. Ambos son Open Collector (bueno para el manejo de corriente

necesario en algunos casos) y se diferencian nicamente en la salida que pueden manejar (30v

para el 7446 y 15v para el 7447). Nuestros circuitos generalmente estarn construidos con

tecnologa TTL a 5V y por ello lo ms seguro es que empleemos el 7447. En el caso del 7448

las salidas son de lgica positiva por lo que son usados con los dispositivos ctodo comn.

Todos comparten una caracterstica: esperan a la entrada un nmero en BCD y es para cada

una de ellas que desplegarn el dgito decimal correspondiente. Pero an as, estos IC tienen

respuestas para otras combinaciones a la entrada distintas de BCD. En el siguiente dibujo se

muestran las salidas reflejadas en los display de 7 segmentos para todas las combinaciones

binarias de 4 bits posibles:

9

Aparte de los dgitos decimales, se ven las salidas para cuando el decodificador tiene entrada

de 1010, 1011, 1100, 1101, 1110 y 1111. Este ltimo caso apaga todos los segmentos y por

ello no se ve nada.

A continuacin se muestra una implementacin tpica usada para la prueba de los display de 7

segmentos:

El display mostrar el dgito decimal que corresponda con el nmero binario

seleccionado por los interruptores 1, 2, 3 y 4 del dip switch. En esta configuracin se ve

que las resistencias delimitadoras de corriente se colocan en el nodo comn

(sabemos que son nodo comn por el uso del 7447) pero dependiendo de la

implementacin, e incluso a veces del display, en algunos casos pueden requerirse el

uso de una resistencia por cada segmento y la conexin directa de los nodos a Vcc.

10

A continuacin veremos la implementacin de un circuito decodificador de BCD a 7

segmentos usando tecnologa SSI. Hallaremos slo las funciones y no haremos el

esquemtico debido a lo grande del mismo. Asumiremos que la entada ser nica y

exclusivamente un nmero BCD vlido por lo que el resto de los casos no nos

interesan (dont care). Asumiremos tambin que nuestro circuito ser destinado a un

display de ctodo comn (por lo que tendr salida con lgica positiva). Para ello

empecemos con la tabla de la verdad. Sabiendo que la entrada ser I (formada por

I3I2I1I0) y las salidas sern los siete segmentos posibles a, b, c, d, e, f y g (como ya se

ha mostrado), tenemos que:

I3 I2 I1 I0 a b c d e f g

0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0

0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0

0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1

0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1

0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1

0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1

0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1

1 0 1 0 X X X X X X X

1 0 1 1 X X X X X X X

1 1 0 0 X X X X X X X

1 1 0 1 X X X X X X X

1 1 1 0 X X X X X X X

1 1 1 1 X X X X X X X

Ahora bien. En este caso tenemos 7 funciones de salida que llamaremos a(I), b(I), c(I), d(I),

e(I), f(I) y g(I). stas vienen dadas por:

11

a(I)=(0,2,3,5,7,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)

b(I)=(0,1,2,3,4,7,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)

c(I)=(0,1,3,4,5,6,7,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)

d(I)=(0,2,3,5,6,8)+d(10,11,12,13,14,15)

e(I)=(0,2,6,8)+d(10,11,12,13,14,15)

f(I)=(0,4,5,6,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)

g(I)=(2,3,4,5,6,8,9)+d(10,11,12,13,14,15)

Que luego de hacer las respectivas simplificaciones por mapas de