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Reporte de elaboración de las Puntas Lógicas desarrollada paso a paso ...

Description

Diseño de una Punta Lógica analógica y digital

Introducción Una punta lógica es un instrumento que sirve para detectar niveles de altos y bajos (respuestas lógicas digitales de ceros y unos) o señales de pulso en cualquier parte de un circuito digital. La punta lógica se alimenta de la misma fuente de tensión del circuito bajo examen, conectando las terminales a la batería del automóvil. Es una herramienta es sumamente útil para aquellos que trabajan en el desarrollo o reparación de circuitos de lógica TTL. La punta lógica o sonda digital, es un indicador de presencia de pulso alto, bajo, tren de pulsos o alta impedancia (salidas desconectadas). En conjunto con un inyector de señales y un detector de corriente, la punta lógica integra el equipo de medición básico para los circuitos digitales. Hay un sinfín de diseños propuestos, los cuales solamente se diferencian en los componentes que requieren porque realmente cualquier diseño que se elija realiza la misma función. Es importante aclarar que, aunque sea una herramienta de gran utilidad su elaboración es muy sencilla, por ello para efectos de la materia de autotrónica se procedió a realizar un diseño de una punta lógica para probar su funcionamiento en el automóvil.

Objetivos Objetivos generales: Elaborar una punta lógica de manera casera (una punta lógica digital y una punta lógica analógica), describir su funcionamiento y posteriormente probarla de manera real en el automóvil.

Objetivos específicos:  

 

Buscar el circuito de armado de la punta lógica digital y analógica. Obtener los materiales necesarios para su armado, dándole la apariencia más real que se pueda, para parezca una herramienta y no solo un circuito elaborado. Probar el funcionamiento de dichas puntas en el automóvil. Elaborar un reporte y video dónde se describa su elaboración, funcionamiento y resultados obtenidos.

Metodología

Buscar un circuito para diseñar una punta lógica analógica y digital

Fabricar ambas puntas y probar su funcionamiento de manera real

Generar un reporte que describa el proceso de elaboración y un vídeo dónde muestre el funcionamiento de cada una

Punta lógica analógica Proceso de elaboración

Herramientas Cautín Pinzas Tijeras

Materiales 2 resistencias de 2.7 kΩ 2 metros de cable para protoboard (1m. rojo, 1m. negro) Cinta de aislar Soldadura 1 clavo 1 jeringa de uso veterinario 2 caimanes 2 leds (1 color verde, 1 color rojo)

Procedimiento 1. Unir los leds a la punta del clavo. 2. Unir los caimanes a sus respectivos cables. 3. Colocar la resistencia en cada extremo de los leds, estas deben unir el cable del caimán con un polo del led. 4. Una vez que todo el circuito está completo, se procede a soldar las uniones de los componentes. 5. Sellar con cinta de aislar las uniones soldadas, así como las partes que se requieran. 6. Introducir el circuito elaborado en el recipiente de la jeringa. 7. Probar su funcionamiento en la batería del automóvil.

Desarrollo

Figura 1.- Unir los leds a la punta del clavo.

Figura 4.- Una vez que todo el circuito está completo, se procede a soldar las uniones de los componentes.

Figura 2.- Unir los caimanes Figura 3.- Colocar la a sus respectivos cables. resistencia en cada extremo de los leds, estas deben unir el cable del caimán con un polo del led.

Figura 5.- Sellar con cinta de aislar las uniones soldadas, así como partes que Figura 6.- las Introducir el se requieran. circuito elaborado en el recipiente de la jeringa.

Figura 7.- Diseño final

Diagrama utilizado (punta lógica analógica) Figura 7.- Resultado final

Figura 8.- Diagrama original

Descripción: Este diagrama fue el que se siguió para la elaboración de la punta lógica, sin embargo se debe aclarar que se hicieron algunas adaptaciones, la primera es que solo se ocuparon dos leds, la segunda es que ambos leds se conectaron directamente, el cable positivo (color rojo) se conecto al polo positivo del led verde y la tierra de este led se conecto al clavo, para el caso del led rojo fue al revés, el lado negativo se conecto a la entrada del caimán negro y el lado positivo al clavo unido con la terminal del led verde, esto con el fin de que al momento de conectar la sonda se apreciara que ambas lámparas estaban prendidas (esto simple y sencillamente para demostrar desde un inicio que nuestra herramienta no presentaba cortos, leds fundidos, por que ese sería el indicador para saber que esta trabajando correctamente, debido a que si al momento de conectar los leds no encendían quiere decir que nuestra herramienta no está trabajando correctamente). Posteriormente al probar la punta lógica en cada polo, un led se iría apagando, indicando así la polaridad, si led verde se apaga, lo que medimos es el polo negativo (quedando encendido el led rojo), si el led rojo se apaga, lo que medimos es el polo positivo (quedando el led verde encendido), lo único que si se respeto tal cual del circuito fue el color y la manera de conectar los caimanes (color rojo a la batería, polo positivo, color negro a la batería en el polo negativo).

Simulación del circuito (punta lógica analógica) Para comprobar que la herramienta realizada funcionaba correctamente, se procedió a realizar la simulación de dicha herramienta en la plataforma Tinkercad, dónde simplemente se armó el circuito propuesto y se procedió a realizar el análisis en la

simulación.

Descripción de funcionamiento: El polo positivo de la batería de alimentación se conecta al polo positivo del led rojo, el polo negativo de la batería de alimentación se conectará al polo negativo del led verde (esto, como ya se dijo anteriormente, con la finalidad de que enciendan ambos leds y con ello verificar que no estén fundidos), posteriormente el polo positivo del led verde se conectará al polo positivo del led rojo y ambos irán a la punta para medir (cable color verde, que en el circuito real viene siendo el clavo), posteriormente con la punta para medir se procede a analizar los polos en la batería, (si es negativo el polo se mantendrá encendido el led rojo, si por el contrario es positivo se mantendrá encendido el led verde).

Figura 9.- Simulación de la punta lógica analógica en Tinkercad

Figura 10.- Circuito conectado a la batería de alimentación Figura 11.- Analizando un polo negativo (led rojo encendido)

Resultados obtenidos (punta lógica analógica) Figura 12.- Analizando un polo positivo (led verde encendido)

VÍDEO DE FUNCIONAMIENTO:https://drive.google.com/file/d/1ZQjsV_2ZB4T3BFz6KI8r0H2NG2XfLL3/view?usp=sharing

Consideraciones: Se usó una tablilla al momento de probar el circuito, con el propósito de darle un poco más de sombra al circuito para que se apreciará el momento en que los respectivos leds prendían y apagaban al conectarlos a los respectivos polos.

Resultado práctico: Fue el esperado, la herramienta de la punta lógica funciono adecuadamente, además de que coincidió su comportamiento con lo obtenido en la simulación realizada en Tinkercad.

Punta lógica digital Proceso de elaboración

Herramientas Cautín Pinzas Tijeras

Materiales 6 resistencias de 220 Ω 2 metros de cable para protoboard (1m. rojo, 1m. negro) Cinta de aislar Soldadura 1 clavo 1 jeringa de uso veterinario 2 caimanes 1 display de 8 segmentos 1 compuerta AND de tres entradas 1 resistencia de 1kΩ 1 resistencia de 470 Ω Integrado 555

Procedimiento 1. Unir los componentes como se muestra en el esquema proporcionado por el profesor (figura 13). 2. Unir los caimanes a sus respectivos cables. 3. Una vez que todo el circuito está completo, se procede a soldar los componentes. 4. Introducir el circuito realizado en una jeringa y agregarle una punta para medir (se puede utilizar un clavo). 5. Realizar un circuito generador de pulsos utilizando el integrado 555 (modo aestable) para probar la señal de la punta lógica. 6. Probar el funcionamiento de la punta lógica en el automóvil. 7. Realizar un video dónde se demuestre su funcionamiento.

Desarrollo

Diagrama utilizado (punta lógica digital)

Simplemente se procedió a seguir el diagrama de la figura 13 para el armado,

Figura 13.- Diagrama original de la punta lógica digital

una vez terminado se procedió a probar el circuito y verificar su funcionamiento.

Figura 14.- Circuito armado, probando el primer resultado

Figura 15.- Circuito armado, probando el segundo resultado

Figura 16.- Circuito armado, probando el tercer resultado

Figura 17.- Componentes soldados e incorporación a la jeringa

Figura 18.- Resultado final

Figura 19.- Circuito generador de pulsos (usado para probar la punta lógica)

Descripción de funcionamiento: Al medir con la punta lógica, si se trata de un polo positivo en el display se marcará el número uno “1”, si se trata de un polo negativo mostrará entonces el número cero “0”, además si se trata de un pulso (una señal) mostrará la letra “P” , para ello antes de conectar en el automóvil se utilizó el circuito mostrado en le figura 19, el cual genera a la salida una señal de onda cuadrada.

Simulación del circuito (punta lógica digital)

Figura 20.- Simulación del circuito, analizando un estado negativo.

Figura 21.- Simulación del circuito, analizando un estado positivo.

Figura 22.- Simulación del circuito, analizando una señal cuadrada.

Resultaos obtenidos (punta lógica digital)

VÍDEO DE FUNCIONAMIENTO:https://drive.google.com/file/d/1Ktt0s_5DD6c QJaESGHPQDta9hHQhKxWF/view?usp=sharing

Consideraciones: Además del circuito original, se le anexó un componente extra, este es una lámpara que se activa con un botón que está arriba de la jeringa, esto para alumbrar mejor cuando se trabajen a oscuras, para visualizar mejor la parte a analizar y evitar tocar algún otro componente. Además, para visualizar que esté en operación al encender la fuente de alimentación debe de encender el punto del display, lo cuál indica que está en operación, esto simplemente como un indicador, para probar que funciona (antes de conectar al automóvil) se procedió a armar un pequeño circuito generador de pulsos, esto con el fin de probar que la punta lógica marcara una “P” en el display, lo que indica que efectivamente es capaz de medir una señal (denominada pulso).

Resultado práctico: Fue el esperado, la herramienta de la punta lógica funciono adecuadamente, además de que coincidió su comportamiento con lo obtenido en la simulación realizada en Tinkercad.

Conclusión La punta lógica a pesar de una herramienta sencilla, es bastante útil, pues la sencillez de su fabricación y funcionamiento es lo que la hace indispensable al momento de detectar señales, cabe aclarar que se optó por este modelo y no el sugerido por el profesor (en el caso de la punta lógica analógica) por que se tuvieron algunos inconvenientes en conseguir algunos componentes, esto debido a la contingencia actual, aún así se buscaron opciones que pudieran dar el resultado deseado con menos materiales, la decisión de cambiar la configuración original para que se mantuvieran ambos leds prendidos al momento de conectar, y no que se fueran prendiendo conforme se checaban los polos como en la mayoría de los modelos establecidos, fue por dos motivos, como se especió en el desarrollo el primero fue para indicar que la herramienta funcionara, que los leds usados no estuvieran fundidos y con ello saber que está trabajando correctamente, el segundo fue para diferenciarlos de casi todos los modelos propuestos, además de que se procuró que fuera lo más parecido posible a una punta lógica comercial. Para el caso de la punta lógica digital se respeto el diagrama proporcionado por el profesor, pero se le anexó la conexión de una lámpara para que fuera más fácil trabajar y analizar en el automóvil, pues hay zonas dónde no se aprecian muy bien los componentes, aun así, el funcionamiento fue el esperado en ambos casos, por ello y de acuerdo con los resultados obtenidos, la práctica se pudo lograr con éxito.

Referencias [1]Mendoza, C. (s.f.). Slideshare. Obtenido de https://es.slideshare.net/chrisjoelmendoza/la-punta-lgica [2]Mi Libro Automotriz.com. (s.f.). Obtenido de https://libroautomotriz.com/automotriz/punta-logica-automotriz-casera/...