Esta actividad esta incluida en el tema de electronica digital y esta dirigida al alumnado de 4º de la ESO.
Vamos a aprender la diferencia entre una señal electrica analogica y otra digital. Tambien sabremos determinar el estado de una salida en funcion del estado de las señales de entrada en un circuito basico.
El espectacular desarrollo de algunas tecnologías, como la electrónica (con sus sensores, actuadores y microcontroladores) y la informática (con programas cada vez más precisos capaces de desarrollar millones de operaciones en intervalos de tiempo reducido), ha permitido la construcción de dispositivos de control autónomos capaces de ejecutar tareas distintas en función de los datos y estímulos suministrados por sus sensores externos.
La electrónica, a su vez, la podemos subdividir en dos grandes grupos, electrónica analógica y electrónica digital, imponiéndose esta última debido a que permite la integración de cientos de componentes en un solo chip o controlador programable capaz de realizar múltiples y complejas funciones de una forma sencilla y eficaz.
Los campos de aplicación de la electrónica digital son innumerables, si bien cabe destacar el empleo de esta tecnología en equipos destinados al tratamiento, procesado y transmisión de datos (ordenadores, sistemas de comunicación, telefonía, etc.), sistemas de control de procesos industriales (autómatas programables, controladoras, etc.) y, en general, integrada en la mayoría de equipos y productos electrónicos de uso cotidiano (televisores, relojes, calculadoras ... ).
En esta Unidad analizaremos, en primer lugar, el concepto de señales analógicas y digitales, la forma de representarlas y el modo de transmitirlas. Posteriormente estudiaremos las puertas lógicas más habituales, realizando una breve introducción al álgebra de Boole, que aplicaremos a la resolución de problemas tecnológicos sencillos; así, obtendremos, siempre que sea posible, los diagramas de las funciones lógicas que solucionan los ejercicios mediante una simbología digital comparada con los esquemas eléctricos que solucionan los ejercicios.
TAREA
El objetivo de esta actividad es conocer las señales eléctricas digitales, y diferenciarlas de las señales analógicas,
Esto nos permitirá plantear el proceso adecuado a las señales eléctricas de partida, de forma que se transformen en la función de salida que estamos buscando.
El conocimiento de las señales digitales, nos permitirá finalmente comprender los operadores digitales básicos o puertas lógicas, como elementos para construir circuitos mas complejos.
SEÑALES ANALÓGICAS:
En los circuitos estudiados hasta ahora hemos utilizado señales eléctricas analógicas, esto es, todas aquellas que pueden adquirir infinitos valores entre dos cualesquiera, es decir, sufren variaciones de forma contínua.
Ejemplo: Representación de una señal analógica que obedece a la variación de la temperatura en función del tiempo.
En la figura, se ha representado como puede variar una magnitud física, como la temperatura en función del tiempo, y como ésta puede adoptar infinitos valores, es por tanto una magnitud analógica.
Entre 15ºc y 16ºc se pueden obtener infinitos valores intermedios, 15,01; 15,02; 15,03....
Existen por tanto gran cantidad de magnitudes analógicas, entre las que se encuentran la humedad, la intensidad de luz o la temperatura.
SEÑALES DIGITALES:
Las señales digitales son aquellas que únicamente pueden adoptar valores concretos que representan valores o estados concretos de un circuito o de una señal, por ejemplo una lampara incandescente desde el punto de vista de una señal digital solo puede tener dos estados: o apagada o encendida, mientras que desde el punto de vista analógico su magnitud de intensidad lumínica puede presentar infinitos valores en funcion del tiempo, de la temperatura, incluso de la tensión aplicada.
Asi por ejemplo en el circuito anterior formado por una bateria, un interruptor y una lámpara, esta lucirá o no en función de la posición del interruptor. Se establece en este caso el convenio siguiente:
Si existe señal, es decir, la lámpara se ilumina = Valor 1
Si no existe señal, es decir, la lámpara no ilumina = Valor 0
Los estados posibles en cuanto a la señal de entrada que produce el interruptor, son activado si hay señal (1) y desactivado si no hay señal, lámpara apagada (0).
Observa como en función de la posición o estado del interruptor (señal de entrada), se produce o no la activación de la lámpara (señal de salida).
Estos dos valores cero y uno, sirven de base para el diseño de múltiples circuitos electrónicos digitales. Cada uno de estos valores reciba el nombre de bit o digito binario. Estos valores no expresan cantidad, sino posición o estado físico de la señal.
Los métodos mas utilizados para representar las señales digitales son los cronogramas y las tablas de la verdad, estas ultimas mas intuitivas, son las que vamos a utilizar para realizar la tarea propuesta.
La representación de señales mediante tabla de la verdad, representa los distintos estados posibles que pueden producirse en las señales de entrada, asi como los resultados que de estas se obtienen en las señal o señales de salida.
TAREA PROPUESTA:
Como ejercicio practico vamos a deducir la tabla de la verdad de un circuito sencillo formado por dos interruptores en paralelo con otro en serie.
La realización de este ejercicio nos servirá como introducción al estudio de las puertas lógicas.
PROCESO
Vamos a plantear como dijimos, la realización de la tabla de la verdad para un circuito sencillo, formado por dos interruptores en paralelo y uno en serie. Al final completaremos la tabla con ceros y unos según convenga.
Actividad:
Copia en tu cuaderno este circuito, aplicando los conceptos anteriores, completa la tabla anterior colocando ceros y unos donde convenga.
Como puedes comprobar todas las combinaciones posibles que pueden presentar los estados de los interruptores a, b, y c se han colocado en las filas y columnas de la tabla, solo queda asignar el estado de la salida s.
RECURSOS
Puedes utilizar como recurso:
• El libro de texto
• La web tecno12-18
EVALUACION
Para evaluar la presente actividad se tendra en cuenta los siguientes criterios.
- Limpieza y puntualidad general del trabajo.
- Exactitud en la confeccion de tablas de la verdad.
- Preguntas del profesor relacionadas con la realizacion de la actividad
- finalmente se valorara que los estudiantes realicen una comprobacion practica de los resultados.
CONCLUSION
Hemos manejado conceptos basicos de electronica digital aplicados al funcionamiento de un circuito elemental, esto nos permitira adentrarnos en el manejo de operadores logicos como son las puertas logicas.
