CONEXIÓN DEL CI 74LS181 (ALU) INTRODUCCIÓN En esta práctica se realizará la conexión adecuada para poner en operación un circuito integrado 74LS181, mejor conocido como “ALU” (por sus siglas en
inglés que quieren decir “Unidad Lógica Aritmética ”). La base práctica de la mecatrónica radica en la electrónica digital, digital, por lo que es de suma importancia conocer acerca de las conexiones que en esta unidad se puedan llevar a cabo para empezar a crear bases prácticas para la carrera. La ALU es in circuito integrado que, como sus siglas lo expresan, sirve para llevar a cabo operaciones lógicas en sistema de numeración binario, que es el sistema básico con el cual funcionan las computadoras, y resulta de gran interés conocer el funcionamiento de este dispositivo, así como realizar las operaciones básicas de conexión del mismo.
MATERIALES Para realizar las operaciones de control y conexión de este circuito integrado se requiere de los siguientes elementos:
CIRCUITO INTEGRADO 74LS181N (ALU)
La unidad lógica aritmética (ALU, por sus siglas en ingles) es un circuito integrado compuesto de 24 pines, que son las entradas para ensamblarla a nuestro protoboard. Las especificaciones técnicas de la ALU son las siguientes:
Modo de utilización: La ALU funciona con señales de encendido y apagado, (on- or) donde el sistema binario se representa teniendo como el número uno encendido (Higt), y por ende, el número cero como apagado (Low). Esta es la forma de funcionar de la ALU, teniendo lo que son las ent radas: compuertas “A”, de cero a tres; compuertas “B”, de igual manera que A, de cero a tres, tres selectores, de cero a tres, los selectores Cn y M, y las salidas, representadas como F, también de cero a uno.
A
continuación,
se
presenta
un
diagrama
de
funciones
de
la
ALU:
Más adelante especificaremos a qué se refiere todo esto cuando nos adentremos a los dip switch.
PROTOBOARD Vista superior de un protoboard
Diagrama
de
líneas
de
conexión
del
protoboard.
El protoboar es un elemento que es usado para probar nuestros circuitos de manera segura sin tener que cortar ninguna terminal de nuestros componentes, y se recomienda no exceder los 2 amperes si lo vamos a usar a 127V. Cabe mencionar que para esta práctica fueron necesarios dos protoboard por la necesidad de mantener la estética del circuito y así también tener un mejor control del mismo.
Leds rojos Los lesd se pueden describir como pequeños focos, pero en sí, su nombre se debe a sus siglas en ingles de Light Emitting Diode, y con esto podemos deducir que el led es solo un tipo más de diodo. A continuación se presenta un diagrama de las especificaciones técnicas de un led:
En la figura, las acotaciones están dadas en mm, recordándole al lector que el ánodo es el que se conecta al positivo y el cátodo va directo al negativo o tierra ya que, de conectarse inversamente, este se comporta como si no recibiera corriente, es decir, el circuito está abierto. Se utilizaron 18 de estos elementos.
Resistencias de 330 ohms Las resistencias son elementos electrónicos que se oponen al paso de la corriente eléctrica de acuerdo a la nomenclatura establecida que especifica su resistividad. A continuación se presenta una tabla del código de colores para las resistencias.
Queda claro que existen resistencias que poseen 4 y 5 bandas. Para nuestro caso, manejamos 4 bandas y el orden de colores es naranja (3), naranja (3), morado (múltiplo por 10 Ω) y dorado ( de tolerancia), quedándonos el siguiente orden: 33 x 10 Ω tolerancia de ±5 % del valor total de la resistencia .
Dip switch de 4 y 8 contactos
1 cargador de celular de 5 a 6 volts de corriente continua (Vcd) a no mas de 800 miliamperes (mA) Cabe
señalar
que
sobrepasar
especificaciones
significa
ocasionado
el
en
especificaciones
circuito,
dadas
funcionamiento del circuito.
un
estas
desperfecto ya
garantizan
que el
las
óptimo
Regulador de voltaje 7805. Este regulador la función que realiza es, como su nombre lo dice, regular el voltaje que llega al circuito, ya que por lo general, el cargador envía un voltaje de 6 volts, o más, y lo que hace este elemento es regular el voltaje de salida a 5 volts 1 A, lo cual es adecuado para el funcionamiento del circuito.
1 metro de cable UTP
2 pinzas (corte de “punta de ganso” y punta)
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Lo primero que se debe realizar es desfundar el cable UTP para posteriormente extraer los pequeños alambres que se obtienen de él. Se recomienda efectuar las conexiones de cada elemento con un color de cable diferente para poder llevar un mejor control del mismo. Se debe utilizar un simulador para efectuar la conexión correspondiente y verificar que se realicen las conexiones correctamente. A continuación se presenta un diagrama realizado en el programa Multisim 10, con el fin de facilitar la conexión:
Cabe mencionar que la forma de conexión que aquí se recalca es la misma en esencia para la realización del circuito; sin embargo, físicamente se debe realizar la conexión correspondiente de acuerdo al orden de los pines como se ubican realmente en la ALU.
También recalcamos que la fuente de voltaje que se maneja en el simulador no es la fuente que realmente tenemos con el cargador de celular. En este caso resulta necesario realizar la conexión de un regulador de voltaje 7805 como el que se muestra en la figura: Cabe mencionar que la entrada a tierra y la salida entran en el mismo pin, por lo que no se recalcó ninguna entrada a tierra o negativo. Una
vez
realizada
la
conexión,
es
muy
importante tener en cuenta las formas de las líneas de conexión del protoboard, esto con el fin de de realizar la conexión de manera entendible y clara para poder identificar cualquier falla fácilmente. Debemos de realizar un puente en los dip switch con el fin de que los nones estén conectados en el negativo de la fuente y los pares en el positivo de la misma. Al realizar la conexión de esta manera damos por hecho que dos pines del dip switch ocupan un canal que envía la señal tanto al led como a la ALU, de tal manera que
estando el contacto non arriba y el par abajo (
) tenemos una señal cero (Low);
por el contrario, teniendo el par arriba y el non abajo (
) tenemos señal uno
(Hight), y de esta forma el led correspondiente a ese canal está prendido.
Se debe hacer mención de que al tener los dos contactos abajo (
) la señal
que recibe la ALU es por default uno (Hight) al no recibir una señal cero, aunque nuestro led esté apagado y así lo indique; se debe subir siempre el contacto non para enviar la señal a la ALU. Ahora bien, si tenemos ambos contactos arriba (
) lo que estaríamos causando es un corto circuito que lo único que provoca es que se apague todo el circuito y se caliente sobremanera el regulador de voltaje, por ello se debe tener precaución de evitar tener los dos contactos arriba para no dañar nuestro regulador. Uno de los errores que se presentan con mayor frecuencia es que se conecten los diversos elementos en una de las entradas del protoboard de tal manera que se encuentren en línea directa con el mismo. Tenemos que recordar que la corriente fluye por donde más fácil se le hace circular, por lo que si se conectan cualquiera de los elementos de esta manera, a excepción de los dip witch que pasan directamente el voltaje, no circula voltaje por ninguno de ellos por las razones antes mencionadas.
RESULTADOS
CONCLUSIONES
