fe cue nci metro

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ELECTRONICA DIGITAL II M.C. José Ángel Castillo Castro.

OBJETIVO.

El objetivo de este proyecto es construir un frecuencímetro digital, el cual haga la medición de la frecuencia generada por una señal de nivel lógico TTL, en un rango de 0 a 99 Hz, con un tiempo máximo de actualización de 1 segundo, y así obtener una calificación aprobatoria satisfactoria en el examen de medio curso.

INTRODUCCION.

Un frecuencímetro es un instrumento que sirve para medir la frecuencia, contando el número de repeticiones de una onda en un intervalo de tiempo, mediante el uso de un contador que acumula el número de periodos. Esta frecuencia se mide en hertz.

El valor contado se indica en un display. Dicho conteo es responsabilidad del contador que acumula el número de eventos. Después de un periodo predeterminado (en este caso, 1 segundo) el valor contado es transferido a un display numérico y el contador es puesto a cero, comenzando a acumular el siguiente periodo de muestra.

MEDICION.

Si el elemento a contar está ya en forma electrónica, todo lo que se requiere es un simple interfaz con el instrumento. Cuando las señales sean más complejas, se tendrán que acondicionar para que la lectura del frecuencímetro sea correcta. Incluyendo en su entrada algún tipo de amplificador, filtro o circuito conformador de señal. Otros tipos de eventos periódicos que no son de naturaleza puramente electrónica, necesitarán de algún tipo de transductor. Por ejemplo, un evento mecánico puede ser preparado para interrumpir un rayo de luz, y el contador hace la cuenta de los impulsos resultantes.

APLICACIONES.

Fuera de la función específica de medir la frecuencia de una señal eléctrica, existen otros parámetros que el frecuencímetro digital mide indirectamente por ejemplo:

Velocidad por medio de ruedas dentadas y sensores de proximidad. Flujo por medio de turbinas en el circuito del líquido.

Medir velocidades de desplazamiento de bandas transportadoras también utilizando sensores magnéticos y ruedas dentadas.

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MATERIAL NECESARIO

CANTIDAD COMPONENTES2 DISPLAY ANODO COMUN2 74LS47 (DECODIFICADOR)1 555 (MULTIVIBRADOR ESTABLE)1 74LS390(CONTADOR)1 74LS374(LATCH)1 74LS221(MULTIVIBRADOR MONO ESTABLE)1 POTENCIOMETRO DE PRECISION5 RESITENCIAS DE 330Ω1 RESISTENCIAS DE 10 KΩ3 PROTOBOARD1 CAPACITOR ELECTROLITICO DE 1 µF1 CAPACITOR ELECTROLITICO DE 10 µF3 LED1 GENERADOR DE FUNCIONES

--------- CABLE NECESARIO

DESARROLLO.

El análisis de este proyecto se realizó dividiendo el diseño en partes o bloques, ya que comprendiendo la función que cada bloque desempeña se puede llegar a un mejor entendimiento y mejores resultados. A continuación se describirá a detalle el funcionamiento de cada uno de los bloques que componen el frecuencímetro digital.

Diagrama de bloques del frecuencímetro digital

74LS390 (CONTADOR)

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El siguiente bloque es el de los contadores. Se utilizaron dos contadores 74LS390 (Figura 6), que son contadores reversibles BCD síncronos TTL. Tienen doble entrada de reloj, una para cuenta ascendente y una para cuenta descendente que conmutan en la transición del nivel BAJO al nivel ALTO del pulso. La función de este C.I es contar los pulsos de entrada. La entrada de borrado síncrono se activa en nivel ALTO colocando las salidas en nivel BAJO (0000) y se inicializa en cualquier número que se cargue en las entradas de datos en forma binaria y se transfieren asíncronamente a la salida BCD (A=QA, B=QB, C=QC, D=QD). La salida de arrastre se utiliza para conectar en cascada serie varios contadores.

Distribución de terminales del contador 74LS390

74LS374 (LATCH)

El siguiente bloque funcional está compuesto por el latch 74374 (figura 7), que es un bloque secuencial formado por un conjunto de flip-flops tipo D. La función que tiene este dispositivo es almacenar los datos enviados del contador, enviarlos al decodificador que a su vez los muestra en el display. Es decir, retiene la cuenta, pasa los datos actuales a los display y elimina los datos almacenados cuando recibe un pulso de actualización del multivibrador monoestable 74221.

Distribución de terminales del bloque secuencial SN74LS374

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74LS47 (DECODIFICADOR)

Para visualizar un valor codificado con 4 bits se utiliza un display de 7 segmentos formados por diodos led y un circuito decodificador BCD (4 bits) a 7 segmentos. Se utilizó el decodificador 74LS48. A continuación se mostrara el diagrama de conexión de este dispositivo

74LS48 Decodificador BCD (4 bits) a 7 segmentos

DISPOSITIVO VIZUALIZADOR DE INFORMACION (DISPLAY)

El último bloque está compuesto por dos dispositivos visualizadores de información, en el cual se verá el resultado de la frecuencia medida, es decir, el resultado de la medición del frecuencímetro.

Se utilizó un display numérico de LED’S formato siete segmentos polaridad cátodo común. Se muestra el diagrama de este dispositivo

Diagrama de conexión del display formato siete segmentos polaridad cátodo común.

Desarrollo: conexión de los 74LS390 (Contadores) conexión en cascada

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Imagen de la simulacion que muestra la conexión de los 74LS192 en casacada

El pin 5 (CPu) del 74LS192 (1) es conectado al pin 12 (TCu) del 74LS192 (2)

El pin 11 (PL) del 74 LS192 (1) es conectado al pin 11 (PL) del 74LS192 (2)

Los Pines 15 (P0), 1 (P1), 10 (P2), 9 (P3), 14 (MR) del 74LS192 (1) son conectados a GND

Los Pines 15 (P0), 1 (P1), 10 (P2), 9 (P3), 14 (MR) del 74LS192 (2) son conectados a GND

Nota: Para mejor entendimiento ver los datasheet de los componentes

Imagen física de la conexión en cascada el 74LS390

Conexión de 74LS192 (contador) – 74LS374 (LATCH)

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Imagen de la simulación que muestra la conexión de los 74LS192 (contadores) – 74LS374 (LATCH)

74LS192 (1)

El pin 3 (Q0) del 74LS192 es conectado al pin 13 (D4) del 74LS374



El pin 7(Q3) del 74LS192 es conectado al pin 18 (D7) del 74LS374

74LS192 (2)

El pin 3(QO) del 74LS192 es conectado al pin 3(DO) del 74LS374

EL pin 2(Q1) del 74LS192 es conectado al pin 4(D1) del 74LS374

EL pin 6(Q2) del 74LS192 es conectado al pin 7(D2) del 74LS374

El pin 7(Q3) del 74LS192 es conectado al pin 8 (D3) del 74LS374


Imagen fisica de la conexion del 74LS192(contador) al 74LS374(latch)

Conexión del 74LS374 (LATCH) A 74LS48 (DECODIFICADOR)

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Imagen de la simulación que muestra la conexión de los 74LS374(LATCH) – 74LS48 (DECODER)

El pin 12 (O4) del 7ALS374 es cinectado al pin 7 (A) del 7aLS48 (1)

El pin 15 (O5) del 7ALS374 es cinectado al pin 1(B) del 7aLS48 (1)

El pin 16 (O6) del 7ALS374 es cinectado al pin 2 (C) del 7aLS48 (1)

El pin 19 (O7) del 7ALS374 es cinectado al pin 6 (D) del 7aLS48 (1)



El pin 5 (O1) del 7ALS374 es cinectado al pin 1 (B) del 7aLS48 (2)

El pin 6 (O2) del 7ALS374 es cinectado al pin 2 (C) del 7aLS48 (2)

El pin 9(O3) del 7ALS374 es cinectado al pin 6 (D) del 7aLS48 (2)


Imagen fisica de la conexion del 74LS374(latch) al 74LS48(Decodificador)

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Imagen fisica de la conexion del 74LS48 al Diplay

Imágenes del funcionamiento del Frecuencímetro Digital

CONCLUSIONES

Este proyecto consistió en elaborar un frecuencímetro digital. En primera instancia, se tuvo que investigar que es un frecuencímetro y como funciona. A partir de estos conocimientos, se ideo un método que permitiera crear dicho frecuencímetro. Se seleccionaron los dispositivos electrónicos que se utilizarían, y para poder saber cuál es la mejor selección debemos tener conocimiento de sus características de funcionamiento y diseño. Esta información la obtenemos de la hoja de datos (Datasheet) de cada dispositivo.

Es de suma importancia saber interpretar la hoja de datos, y este proyecto nos ayudo a familiarizarnos con estas hojas, a trabajar en equipo, y a conocer más afondo el funcionamiento de los dispositivos electrónicos utilizados, los circuitos integrados TTL, bloques funcionales, etc.

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