viernes, 3 de junio de 2011

display numerico

EL DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
Una de las aplicaciones mas populares de los LED’s es la de señalización. Quizás la mas utilizada sea la de 7 LED’s colocadas en forma de ocho tal y como se indica en la figura 9. Aunque externamente su forma difiere considerablemente de un diodo LED típico, internamente están constituidos por una serie de diodos LED con unas determinadas conexiones internas. En la figura 9 se indica el esquema eléctrico de las conexiones del interior de un indicador luminoso de 7 segmentos.
figura 9. Display de 7 segmentos. A la izquierda aparecen las dos posibles formas de construir el circuito
La figura 9 se muestra un indicador de siete segmentos. Contiene siete LED rectangulares (a - g), en el que cada uno recibe el nombre de segmento porque forma parte del símbolo que esta mostrando. Con un indicador de siete segmentos se pueden formar los dígitos del 0 al 9, también las letras a, c, e y f y las letras minúsculas b y d. Los entrenadores de microprocesadores usan a menudo indicadores de siete segmentos para mostrar todos los dígitos del 0 al 9 mas a, b, d, d, e y f .
Polarizando los diferentes diodos, se iluminaran los segmentos correspondientes. De esta manera podemos señalizar todos los números en base 10. Por ejemplo, si queremos representar el número de 1 en el display deberemos mandar seal a los diodos b y b, y los otros diodos deben de tener tensión cero. Esto lo podemos escribir así 0110000(0). El primer digito representa al diodo a, el segundo al b, el tercero al c, y así sucesivamente. Un cero representa que no polarizamos el diodo, es decir no le aplicamos tensión. Un uno representa que el diodo esta polarizado, y por lo tanto, emite luz.
Muchas veces aparece un octavo segmento, entre paréntesis en el ejemplo anterior, que funciona como punto decimal (figura 10).
  Figura 10. Octavo segmento

Características
Solidez: excelente
Angulo de visibilidad: 150 grados
Consumo por digito: 50 mW
Vida media en horas: 100000
Luminosidad: buena
Facilidad de montaje: excelente
Vcc general: 1.5 volt.
La Vcc depende del color del LED.
Para un color rojo: Vcc=1.7volt.
Vcc más = 2 volt.
Dependiendo de la tensión aplicada obtendremos una intensidad. Es aconsejable no sobrepasar la Vcc recomendada. Si se alcanza la Vcc máxima se puede destruir el segmento.
PROTECCIÓN.
Cada segmento (y el punto) es un LED como cualquier otro. Debido a esto la corriente media que se debe aplicar es de 15 mA. Dependiendo de la lógica que estemos empleando debemos utilizar una resistencia por cada entrada y así no forzar el dispositivo:
Lógica TTL (5 volt): 220
Lógica CMOS(12 volt):680
Esta resistencia debe ser situada en cada patilla, haciendo de puente entre la señal lógica de excitación y el display.
DESARROLLO DE LA PRACTICA



    1.   Figura 1.p. Circuito a implementar.


    2. Implementar el circuito electrónico y ajustar la fuente de voltaje regulable según el valor que se indica en la figura 1.p. Respuesta: IR1=2.2 mAmperios.
    3. edir el valor de la corriente que pasa a través de la resistencia R1 de 1k. Respuesta: IR2=2 mAmperios.
    4. Medir el valor de la corriente que pasa a través de la resistencia R2 de 1k. Respuesta: IR3=0.2 mAmperios.
    5. Medir el valor de la corriente que pasa a través de la resistencia R3 de 10k. Respuesta: VR1=2.94 Voltios.
    6. Medir el valor de la caída de voltaje de la resistencia R1 de 1k. Respuesta: VR2=2.67 Voltios.
    7. Medir el valor de la caída de voltaje de la resistencia R2 de 1k. Respuesta: VR3=2.67 Voltios.
    8. Medir el valor de la caída de voltaje de la resistencia R3 de 1k. Respuesta: VD1=0.7 Voltios.
    9. Medir el valor del voltaje del diodo D1. Respuesta: VD2=0.7 Voltios.
    10. Medir el valor del voltaje del diodo D2. Respuesta: ID1=2.2 mAmperios.
    11. Medir el valor de la corriente del diodo D1. Respuesta: ID2=2.2 mAmperios.
    12. Medir el calor de la corriente del diodo D2.
    13. Realizar el cálculo matemático para la red de la figura 1.p y determinar la caída de voltaje en cada resistencia, las corrientes I, I1, e I2, la potencia en los diodo D1 y D2 y total del circuito.

    lvk
    -6 + 0.7 + VR +0.7=0
    VR = 6-0.7-0.7
    VR =4.6 volt


    VR3=VR2=2.18 volt.
    Lvk
    -6 + 0.7 + 0.7 + 1.9 IT = 0
    1.9 IT = 4.6
    IT = 2.42 mAmperios.
    I = IT = 2.42 mAmperios.
    I1 = 2.42volt2.2 mAmperios.
    I2 = 2.42volt 0.22 mAmperios.
    PD1 = VD1 ID1 = (0.7volt)(2.42 mA)
    PD1 = 1.7 mWatts
    PD2 = VD2 ID2 = (0.7volt)(2.42 mA)
    PD2 = 1.7 mWatts
    PT = V T IT = (6volt)(2.42 mA)
    PT = 14.52 mWatts
  2. En el circuito electrónico de la figura 1.p, efectuar lo que a continuación se indica:




    1.   Figura 2.p. Circuito a implementar.
    2. Implementar el circuito electrónico y ajustar la fuente de voltaje regulable según el valor que se indica en la figura 2.p. Respuesta: IR1=0.2 mAmperios.
    3. Medir el valor de la corriente que pasa a través de la resistencia R1 de 10k. Respuesta: IR2=0.1 mAmperios.
    4. Medir el valor de la corriente que pasa a través de la resistencia R2 de 1k. Respuesta: IR3=0.1 mAmperios.
    5. Medir el valor de la corriente que pasa a través de la resistencia R3 de 1k. Respuesta: IR4=0.2 mAmperios.
    6. Medir el valor de la corriente que pasa a través de la resistencia R4 de 20k. Respuesta: VR1=2.82 Voltios.
    7. Medir el valor de la caída de voltaje de la resistencia R1 de 10k. Respuesta: VR2=0.13 Voltios.
    8. Medir el valor de la caída de voltaje de la resistencia R2 de 1k. Respuesta: VR3=0.15 Voltios.
    9. Medir el valor de la caída de voltaje de la resistencia R3 de 1k. Respuesta: VR4=5.70 Voltios.
    10. Medir el valor de la caída de voltaje de la resistencia R4 de 20k. Respuesta: VD1=0.55 Voltios.
    11. Medir el valor del voltaje del diodo D1 Respuesta: VD2 = 0.53 Voltios.
    12. Medir el valor del voltaje del diodo D2 Respuesta: ITOTAL = 0.2 mAmperios.
    13. ¿Cuál es el valor de la corriente total del circuito?
      Las corrientes en los dos diodos son iguales pues el voltaje de ruptura de ambos es 0.7 voltios, además las resistencias que están en serie con cada uno de los diodos son del mismo valor nominal.
    14. ¿Qué sucede con la corriente que pasa por los diodos D1 y D2?
    15. Realizar el cálculo matemático para la red de la figura 2.p y determinar la caída de voltaje en cada resistencia, las corrientes que pasan por los diodos D1 y D2 y total del circuito.
    por mallas
    malla I
    -9 + 10 I1 + 1(I1 – I2) + 0.7 + 20 I1= 0
    31 I1 – I2 = 8.3 (1)
    malla 2
    -0.7 + (I2 – I1) + 0.7 + I2 =0
    2 I2 – I1 = 0 (2)
    I1 = 0.27 mAmperios
    I2 = 0.13 mAmperios
    VR1 = (0.27mA)(10k) = 2.7 Voltios
    VR2 = (0.14mA)(1k) = 0.13 Voltios
    VR3 = (0.27-0.13)(1k) = 0.14 Voltios
    VR4 = (0.27mA)(20k) = 5.4 Voltios
    ID2 = IR3= 0.14 mAmperios
    ID1 = IR1 – IR3= 0.27-0.14=0.13 mAmperios

    ITOTAL = IR1 = 0.27 mAmperios.
  3. En el circuito electrónico de la figura 2.p, efectuar lo que a continuación se indica:




    1.   figura 3.p. circuito a implementar.
    2. Implementar el circuito electrónico y ajustar la fuente de voltaje regulable según el valor que se indica en la figura 3.p. Respuesta: IR1=0.7 mAmperios.
    3. Medir el valor de la corriente que pasa a través de la resistencia R1 de 1k. Respuesta: IR2=0.1 mAmperios.
    4. Medir el valor de la corriente que pasa a través de la resistencia R2 de 2k. Respuesta: IR3=0.7 mAmperios.
    5. Medir el valor de la corriente que pasa a través de la resistencia R3 de 10k. Respuesta: VR1=0.76 Voltios.
    6. Medir el valor de la caída de voltaje de la resistencia R1 de 1k. Respuesta: VR2=0.27 Voltios.
    7. Medir el valor de la caída de voltaje de la resistencia R2 de 2k. Respuesta: VR3=7.6 Voltios.
    8. Medir el valor de la caída de voltaje de la resistencia R3 de 10k. Respuesta: VD1=0.63Voltios.
    9. Medir el valor del voltaje del diodo D1. Respuesta: VD2=0.27Voltios.
    10. Medir el valor del voltaje del diodo D2. Respuesta: ID1=0.7 mAmperios.
    11. Medir el valor de la corriente del diodo D1. Respuesta: ID2=0.6 mAmperios.
    12. Medir el calor de la corriente del diodo D2. Respuesta: ITOTAL=0.7 mAmperios.
    13. ¿Cual es el valor de la potencia de consumo total del circuito? Respuesta: PTOTAL=6.51 mAmperios.
    14. ¿cual es el valor de la potencia de consumo total del circuito?
    15. Realizar el cálculo matemático para la red de la figura 3.p y determinar la caída de voltaje en cada resistencia, las corrientes I, I1 e I2 y la potencia en los diodos D1 y D2 y total del circuito.
    Por mallas
    Malla 1
    -9 + I1 +0.7 + 2(I1 – I2) + 10 I1 = 0
    13 I1 – 2 I2 = 8.3 (1)
    malla 2
    2(I1 – I2) + 0.3 =0
    -2I1 + 2 I2 = - 0.3 (2)
    I1 = 0.73 mAmperios
    I2 = 0.57 mAmperios
    IR1= 0.73 mAmperios
    IR2= 0.73-0.57 = 0.16 mAmperios
    IR3 = 0.73 mAmperios
    VR1= (0.73mA)(1k)=0.73 Voltios
    VR2= (0.16mA)(2k)=0.32 Voltios
    VR3= (0.73mA)(10k)=7.3 Voltios
    ID1 = IR1 = 0.73 mAmperios
    ID2 = 0.57 mAmperios.
  4. En el circuito electrónico de la figura 3.p, efectuar lo que a continuación se indica:




    1.  Figura 4.p. Circuito a Implementar.
    2. Implementar el circuito electrónico y ajustar la fuente de voltaje regulable según el valor que se indican en la figura 4.p. Respuesta: IR1=2.7 mAmperios.
    3. Medir el valor de la corriente que pasa a través de la resistencia R1 de 1k. Respuesta: IR2=2.7 mAmperios.
    4. Medir el valor de la corriente que pasa a través de la resistencia R2 de 2k. Respuesta: VR1=2.7 Voltios.
    5. Medir el valor de la caída de voltaje de la resistencia R1 de 1K. Respuesta: VR2=5.54 Voltios.
    6. Medir el valor de la caída de voltaje sobre la resistencia R2 de 2KW . Respuesta: Vd1=0.7 Voltios.
    7. Medir el voltaje del diodo D1. Respuesta: Vd2=0.36 Voltios.
    8. Medir el valor del voltaje del diodo D2. Respuesta: Id1=2.7m Amperios.
    9. Medir el valor de la corriente del diodo D1. Respuesta: Id2=0.0 Amperios.
    10. Medir el valor de la corriente del diodo D2. Respuesta: Id3=2.6m Amperios.
    11. Medir el valor de la corriente del diodo D3. Respuesta: toda fluye por el diodo D3.
    12. ¿Que sucede con la corriente que pasa por los diodos D2 y D3? Respuesta: Como D2 sólo conduce a partir de los 0.7 voltios y D3 lo obliga a trabajar a 0.36, entonces D2 no conduce.
    13. ¿Qué sucede con el diodo D2? Respuesta: ITOTAL=2.7m Amperios.
    14. ¿Cuál es el valor de la corriente total del circuito? Respuesta: PTOTAL=25m Watts.
    15. ¿Cuál es el valor de la potencia total del circuito?
    16. Realizar el cálculo matemático para la red de la figura 4.p y determinar la caída de voltaje en cada resistencia, las corrientes I, I2 y I3 y la potencia en los diodo D1, D2 y D3 y total al circuito.
  5. En el circuito electrónica de la figura 4.p, efectuar lo que a continuación se indica:
El diodo D2 se abre porque D3 lo hace trabajar a 0.3 voltios por lo tanto no conduce.
Lvk
-9 + I R1 + 0.7 + 0.3 + I R2=0
3 I = 8
I = 2.7mAmperios = IR1=IR2
VR1 =2.7(1)= 2.7 voltios
VR2 =2.7(2)= 5.4 voltios
ID1= 2.7 mAmperios
ID2 = 5.4 mAmperios
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