Tema 7: Prácticas de Taller

🎯 Objetivos de Aprendizaje

Al finalizar este tema, serás capaz de:

• Utilizar correctamente una protoboard (placa de prototipado)
• Identificar y manejar circuitos integrados digitales
• Montar y verificar circuitos lógicos básicos
• Usar simuladores de electrónica digital
• Diagnosticar fallos comunes en montajes

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1. La Protoboard (Breadboard)

1.1. Estructura

Una protoboard permite montar circuitos sin soldadura, mediante conexiones internas.

Diagrama de conexiones:

    BUSES DE ALIMENTACIÓN (horizontales)
    ┌────────────────────────────────────┐
    │ + + + + + + + + + + + + + + + + +  │  ← VCC (Rojo)
    │ - - - - - - - - - - - - - - - - -  │  ← GND (Negro/Azul)
    ├────────────────────────────────────┤
    │ a b c d e   f g h i j              │
    │ ○ ○ ○ ○ ○   ○ ○ ○ ○ ○  1           │
    │ ○ ○ ○ ○ ○   ○ ○ ○ ○ ○  2           │
    │ ○ ○ ○ ○ ○   ○ ○ ○ ○ ○  3           │
    │    ...     Canal ...               │
    │ ○ ○ ○ ○ ○   ○ ○ ○ ○ ○  30          │
    ├────────────────────────────────────┤
    │ - - - - - - - - - - - - - - - - -  │  ← GND
    │ + + + + + + + + + + + + + + + + +  │  ← VCC
    └────────────────────────────────────┘

Conexiones internas:

• Buses laterales: Conectados horizontalmente (toda la fila)
• Filas centrales: Conectadas verticalmente (a-e juntos, f-j juntos)
• Canal central: Separación para insertar CIs

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1.2. Reglas de Uso

✅ Hacer:

• Insertar componentes con cuidado (sin forzar)
• Usar cables de colores (Rojo=+5V, Negro=GND, otros=señales)
• Mantener el montaje ordenado y limpio

❌ NO hacer:

• Insertar componentes con la alimentación conectada
• Forzar componentes (puedes doblar pines)
• Crear cortocircuitos directos entre VCC y GND
• Tocar los pines de los CIs con los dedos (electricidad estática)

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2. Circuitos Integrados (CIs) Digitales

2.1. Identificación de un CI

Información en el chip:

    74LS08N
    ────────
    │o      │  ← Muesca (indica pin 1)
    │1    14│
    │2    13│
    │...    │
    │7     8│
    └───────┘

Nomenclatura: 74LS08

• 74: Familia TTL estándar
• LS: Low-power Schottky (bajo consumo)
• 08: Función (4 puertas AND)
• N: Encapsulado (DIP plástico)

Pin 1: Marcado con muesca, punto o círculo. Se cuenta en sentido antihorario.

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2.2. Familias Lógicas

Familia	Alimentación	Velocidad	Consumo	Observaciones
TTL (74xx)	5V ±0.25V	Rápida	Alto	Estándar industrial
LS (74LSxx)	5V	Media	Bajo	Más usada en educación
CMOS (40xx)	3-15V	Lenta	Muy bajo	Más versátil en tensión
HC (74HCxx)	5V	Rápida	Bajo	CMOS compatible con TTL

Niveles lógicos TTL:

• Nivel ALTO (1): 2.0V - 5V
• Nivel BAJO (0): 0V - 0.8V
• Zona prohibida: 0.8V - 2.0V (indefinido)

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2.3. Pinout de CIs Comunes

CI 7408 (4 puertas AND)

     7408
    ┌──┐─┐
1A  │1 └┐│ 14 VCC
1B  │2  ││ 13 4B
1Y  │3  ││ 12 4A
2A  │4  ││ 11 4Y
2B  │5  ││ 10 3B
2Y  │6  ││  9 3A
GND │7  ││  8 3Y
    └────┘

IMPORTANTE

Pin 14 = +5V, Pin 7 = GND (común a casi todos los CIs de 14 pines)

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3. Montaje Básico: Puerta AND con LED

3.1. Componentes Necesarios

• 1x CI 7408 (puertas AND)
• 2x Interruptores o pulsadores
• 1x LED (rojo, verde, etc.)
• 1x Resistencia 330Ω (para proteger el LED)
• 2x Resistencias 10kΩ (pull-down para las entradas)
• Fuente de alimentación 5V
• Cables de conexión

3.2. Esquema del Circuito

       +5V
        │
        ├──[Interruptor A]──┬──[10kΩ]──GND
        │                   │
        │                   ├─→ Pin 1 (1A)
        │                   
        ├──[Interruptor B]──┬──[10kΩ]──GND
        │                   │
        │                   ├─→ Pin 2 (1B)
        │
       Pin 14 (VCC)
        
       Pin 7 (GND) ──→ GND
       
       Pin 3 (1Y) ──→ [330Ω] ──→ [LED+] ──→ GND

3.3. Pasos de Montaje

1. Desconectar la alimentación
2. Insertar el CI 7408 atravesando el canal central
3. Conectar Pin 14 al bus +5V (cable rojo)
4. Conectar Pin 7 al bus GND (cable negro)
5. Montar los interruptores con resistencias pull-down
6. Conectar las salidas de los interruptores a pines 1 y 2
7. Conectar Pin 3 → Resistencia 330Ω → LED (ánodo)
8. Conectar cátodo del LED a GND
9. Revisar conexiones (comprobar que no hay cortos)
10. Conectar la alimentación

3.4. Verificación

Probar las 4 combinaciones:

A	B	LED
0	0	Apagado
0	1	Apagado
1	0	Apagado
1	1	Encendido

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4. Simuladores de Electrónica Digital

4.1. Tinkercad Circuits

URL: tinkercad.com/circuits

Ventajas:

• Gratuito y online (no necesita instalación)
• Incluye componentes reales (CIs, protoboard)
• Simulación en tiempo real
• Permite código Arduino

Cómo usarlo:

1. Crear cuenta gratuita
2. Nuevo diseño → "Circuits"
3. Arrastrar componentes desde la barra lateral
4. Conectar con cables (clic y arrastrar)
5. Iniciar simulación

4.2. Falstad Circuit Simulator

URL: falstad.com/circuit

Ventajas:

• Muy visual (muestra flujo de corriente)
• Incluye sección "Digital Logic"
• Sin registro

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5. Diagnóstico de Fallos

5.1. Fallos Comunes

Síntoma	Posible Causa	Solución
Nada funciona	Falta alimentación	Comprobar VCC y GND
LED siempre encendido	Cortocircuito a VCC	Revisar conexiones
LED siempre apagado	LED invertido o quemado	Verificar polaridad, probar LED
Comportamiento errático	Entradas flotantes	Añadir resistencias pull-down/up
CI muy caliente	Cortocircuito interno	Desconectar y revisar

5.2. Herramientas de Diagnóstico

• Multímetro: Medir tensiones y continuidad
• LED de prueba: Verificar niveles lógicos
• Cables de repuesto: Sustituir cables sospechosos

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6. Normas de Seguridad

Seguridad en el taller

1. Trabajar sin tensión al montar o modificar circuitos
2. Nunca superar 5V en circuitos TTL
3. Descargar electricidad estática antes de tocar CIs
4. Guardar componentes en bolsas antiestáticas
5. No comer ni beber en el taller
6. Informar de averías al profesor

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📝 Prácticas

Práctica 1: Puerta AND

Monta el circuito del apartado 3 y verifica la tabla de verdad.

Práctica 2: Puerta OR

Repite con el CI 7432 (puertas OR).

Práctica 3: Sistema de Alarma

Diseña y monta: "La alarma suena si hay humo (S1) O si hay intrusión (S2) Y NO está desactivada (D)"

$$F = S_1 + (S_2 \cdot \overline{D})$$

Práctica 4: Display 7 Segmentos

Monta un circuito con CI 7447 + display para mostrar los dígitos 0-9.

Práctica 5: Votación

Implementa el sistema de voto por mayoría del Tema 5.

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❓ Preguntas de Repaso

1. ¿Cómo se identifican las filas conectadas en una protoboard?
2. ¿Qué significa "74LS08"?
3. ¿Por qué necesitamos resistencias pull-down?
4. ¿Cuál es la función del pin 7 en un CI de 14 pines?
5. ¿Qué herramienta usarías para comprobar si hay 5V en un punto?

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🔗 Recursos Adicionales

• Video tutorial protoboard: YouTube - Cómo usar una protoboard
• Pinouts de todos los CIs: Datasheet Catalog
• Tutoriales Tinkercad: learn.tinkercad.com