Diseño e implementación de un módulo didáctico para prácticas docentes de electrónica.

Abstract

En este proyecto se propone el diseño e implementación en placa de circuito impreso o PCB (Printed Circuit Board) de un sistema electrónico que se empleará como módulo didáctico para la realización de experiencias prácticas orientadas a que el estudiante se familiarice con la utilización de los analizadores lógicos para el análisis y comprobación del funcionamiento de los elementos o bloques digitales de un circuito electrónico digital. El módulo o sistema electrónico en el que se basa el módulo consiste en un conversor analógico-digital (A/D) basado en el método de conversión denominado contador-rampa. El conversor diseñado e implementado se puede utilizar como un CAD de 8 o de 4 bits de resolución, dependiendo del estado de la señal de control incluida para ese fin y que es accesible por el usuario. El conversor, además del contador binario, del CDA y del comparador en el que se basa cualquier CAD basado en el método contador-rampa, incorpora un contador BCD (Binary Coded Decimal) de dos dígitos, dos decodificadores BCD a 7 segmentos y dos visualizadores de 7 segmentos, cuya finalidad es la de mostrar el valor decimal de la palabra digital de salida resultante de la conversión. Para su implementación, basada principalmente en la utilización de tecnología SMD, se ha usado la herramienta de software libre de modelado de circuitos impresos denominada KiCAD. La placa de circuito impreso diseñada, fácil de manejar, incorpora diversos puntos de prueba que sirven para analizar las diferentes señales analógicas y digitales presentes en el circuito.

This project proposes the design and implementation on a printed circuit board or PCB (Printed Circuit Board) of an electronic system that will be used as a didactic module to carry out practical experiences oriented to familiarizing the student with the use of logic analyzers for the analysis and verification of the operation of the elements or digital blocks of a digital electronic circuit. The module or electronic system which the module is based consists of an analogdigital (A / D) converter based on the conversion method called counter-ramp. The designed and implemented converter can be used as an 8 or 4-bit resolution ADC depending on the state of the control signal included for that purpose and which is accessible by the user. The converter, in addition to the binary counter, the DAC and the comparator on which any ADC based on the counter-ramp method is based, incorporates a two-digit BCD (Binary Coded Decimal) counter, two 7-segment BCD decoders and two displays of 7 segments, whose purpose is to show the decimal value of the digital output word resulting from the conversion. For its implementation, based mainly on the use of SMD technology, was used the free software tool for printed circuit modeling called KiCAD. The designed printed circuit board, easy to handle, incorporates various test points that are used to analyze the different analog and digital signals present in the circuit.