Embedded Files
L’electrònica és la ciència tecnològica que s’ocupa del processament, de l’emmagatzematge i la transmissió de senyals elèctrics, analògics i digitals, mitjançant dispositius basats en el transport d'electrons.
En funció del tipus de senyals que es tracten, podem distingir entre l'electrònica analògica (senyals continus) i l'electrònica digitals (senyals discontinus).
1. Electrònica Analògica
1. Electrònica Analògica
A 2n curs de l'ESO vas treballar amb les plaques Arduino i l'entorn de programació Snap4Arduino. Llavors, vas fer una introducció als conceptes bàsics de l'electrònica: resistències, LEDS, sensors, etc. Anem a veure amb més detall això de l'electrònica:
Com es fan el semiconductors
Creació d'un microxip
1.1 Resistors
1.1 Resistors
1.1 Codi de colors de les resistències
1.1 Codi de colors de les resistències
1.2 Circuits amb resistències
1.2 Circuits amb resistències
Circuit sèrie
En els circuits en sèrie els components estan associats un darrere l'altra sense cap altre connexió.
El valor de la resistència equivalent* d'una associació en sèrie correspon a la suma de totes les resistències que estan en sèrie.
* la resistència equivalent és la que correspondria a substituir un grup per una única que tingui el mateix comportament.
Circuit paral·lel
En els circuits en paral·lel els dos extrems dels components estan connectats a un mateix punt.
El valor de la resistència equivalent correspon a la inversa de la suma de les inverses.
Matemàticament, aquesta forma de càlcul es pot simplificar si únicament hi ha dues resistències en paral·lel:
Podeu trobar exemples d'exercicis resolts en aquesta pàgina web a part dels exercicis que hem anat fent a classe:
Simuladors de circuits
Simuladors de circuits
2. Electrònica Digital
2. Electrònica Digital
L'electrònica digital es caracteritza per tractar senyals amb valors finits, normalment s'utilitzen dos nivells: Hight (nivell alt) i Low (nivell baix). Aquests nivells s'associen a 2 digits: 0 i 1 (interruptor obert o interruptor tancat). En canvi l'ectrònica analògica tracta amb senyals amb valors infinits (temperatura, humitat, etc.)
Sistemes de numeració i portes lògiques
Sistemes de numeració i portes lògiques
En l'ectrònica digital s'utilitza el sistema de numeració binari en el qual els nombres es representen sols en dos dígits: 0 i 1.
Per convertir un nombre binari en decimal, s'ha d'anar multiplicant cada bit pel pes que té associat. Per poder convertir de decimal a binari cal dividir el nombre per 2 fins que ja no es pot més.
Conversió de decimal a binari
Conversió de binari a decimal
Els sistemes electrònics digitals per poder fer operacions binàries utilitzen l'àlgebra lògica l'àlgebra de Boole
L’àlgebra de Boole és el conjunt de lleis i postulats que permeten fer operacions lògiques amb variables binàries.
Una funció lògica és una expressió algebraica formada per variables binàries i un o diversos operadors lògics.
Les funcions lògiques bàsiques són: la funció OR (suma lògica), la funció AND (producte lògic) i la funció NOT (inversió lògica o negació). Cada funció lògica té associada porta lògica (amb el seu símbol) i la taula de la veritat.
Les portes lògiques són circuits electrònics que tenen la capacitat de realitzar operacions lògiques. Per poder dur a terme automatismes, molts sistemes digitals porten incorporats xips en què dins i hi ha integrades moltes portes lògiques.
Les portes lògiques s'implementen amb components electrònics. En la imatge superior tenim tres exemples de construcció de portes lògiques amb transistors.
Les taules de veritat representen totes les combinacions possibles dels valors que poden prendre les variables d'entrada i quin valor pren la variable de sortida. El nombre de combinacions possibles és de 2n on n= nombre de variables. Per exemple: si tenim dues variables, a i b, el nombre total de combinacions serà de 4.
*La demostració dels teoremes de morgan es pot fer aplicant es pot fer aplicant les taules de veritat
Hi ha altres funcions complementàries que són la negació de les dues primeres i la OR exclusiva (XOR). En aquest enllaç podeu veure-ho.
A la pàgina web d'en Celestí Capell trobaràs informació sobre electrònica digital, amb simuladors de circuits binaris, entre d'altres recursos.
Simuladors digitals
Simuladors digitals
Resolució de problemes lògics
Resolució de problemes lògics
Per resoldre un problema real i implementar-lo amb un circuit electrònic lògic, cal seguir els passos següents:
Identificar les entrades i sortides del sistema.
Elaborar la taula de la veritat.
Obtenir la funció lògica resultant a partir de la taula de la veritat (tots els casos en que la sortida és 1).
Simplificar la funció lògica (per obtenir circuits lògics més senzills)
Dissenyar i implementar el circuit lògic.
Avaluar i comprovar el funcionament del circuit.
Exemple:
En la taula de la veritat de l'esquerra tenim tres variables d'entrada (a,b,c) i una variable de sortida (F).
A partir de la taula treiem la funció lògica:
F= /a·b·c + a·/b·/c + a·/b·c + a·b·c
Simplificada: F= b·c (/a+a) + a·/b (c+/c) = b·c + a·/b
A partir de la funció lògica simplificada podem crear els logigrames, és a dir els circuits lògics amb portes lògiques.
Els polsadors simbolitzen les entrades digitals: a, b i c
Report abuse