UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICASFÍSICAS Y QUÍMICAS

INGENIERÍA MECÁNICA

INFORME 6

SECUENCIADOR DE LUCES TRANSISTORIZADO

Estudiante:

Roberth David Pinoargote Zambrano

Docente:

LOOR CEVALLOS MAURO ENRIQUE

Ingeniero Eléctrico

Paralelo:

“A”

Asignatura:

Electrónica

PERIODO ACADEMICO

Noviembre/2020 – Marzo/2021

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Contenido

MARCO TEÓRICO ................................................................................................................. 3

Secuenciador de luces: .......................................................................................................... 3

Diodo rectificador 1N4007 ..................................................................................................... 5
Interruptor ojo de cangrejo ................................................................................................... 6
Lista de materiales: ................................................................................................................ 7
DESARROLLO ........................................................................................................................ 8

ANALISIS DE DATOS ............................................................................................................ 9

CONCLUSIONES.................................................................................................................. 17

BIBLIOGRAFÍA:...................................................................................................................... 18

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MARCO TEÓRICO

Secuenciador de luces:

Es un dispositivo electrónico capaz de encender en secuencia una cantidad dada de

elementos eléctricos. Estos dispositivos pueden ser desde varios LED´s, pasando por
bombillos o lámparas, hasta contactores o motores. Este sencillo circuito permite el
encendido secuencial de 8 LED´s los cuales se pueden programar a través de la
configuración adecuada de un banco de varios switch de tipo DIP.
Entre los módulos que conforman el circuito que se visualiza en el diagrama esquemático,
con el cual se implementa el secuenciador programable de luces, se observa en la parte
superior la fuente de potencia, la que se compone esencialmente de un transformador con
tap central y dos Diodos para la rectificación de onda completa. Al rectificador le sigue
un condensador de filtro y finalmente un circuito regulador de voltaje de 5V.
En cuanto al secuenciador propiamente, éste se compone de dos módulos básicos: un
circuito generador de pulsos de reloj formado por dos inversores NAND y cuya frecuencia
de oscilación es variable por medio del potenciómetro P1; y el circuito integrado 74LS198,
que es un registro de desplazamiento bi-direccional de 8 bits.

Transistores BJT

Los transistores de unión bipolar BJT por sus siglas en inglés (Bipolar Junction
Transistor), son dispositivos semiconductores de estado sólido que permiten controlar el
paso de corriente o disminuir voltaje a través de sus terminales.
Los transistores BJT tienen muchas aplicaciones en el campo de la electrónica, pero
comúnmente son utilizados como interruptores electrónicos, amplificadores de señales o
como conmutadores de baja potencia. Como ejemplo se usan para controlar motores,
accionar reveladores y producir sonidos en bocinas. Estos transistores son muy comunes
y de uso general los cueles pueden encontrarse en cualquiera de los aparatos de uso
cotidiano como en radios, alarmas, automóviles, ordenadores, etc.

Los transistores BJT están formados por dos uniones de tipo “P y N” o bien de dos diodos
semiconductores.

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Existen dos tipos transistores BJT, el de tipo NPN y el PNP. Las letras hacen referencia a
las capas de material semiconductor que están construidos.

1-Transistor tipo NPN: Esta formado por dos capas de material tipo “N” y separadas por
una capa tipo “P”.
2-Transistor tipo PNP: Esta formada por dos capas de material tipo “P” y separadas por
una capa tipo “N”.

Estos transistores cuentan con tres terminales, emisor, base y colector. La zona central se
denomina base, y las laterales emisor y colector. Estos pines se representan por la inicial
del nombre de la zona respectiva: E (emisor), B (base) y C (colector).

– La zona de E (emisor), es la más fuertemente dopada, es la zona en cargada de “emitir”

o inyectar portadores mayoritarios hacia la base.

-La B (base), tiene un nivel de dopado netamente inferior al de la zona de emisor. Se trata
de una zona con un espesor muy inferior al de las capas exteriores. Su misión es la de
dejar pasar la mayor parte posible de portadores inyectados por el emisor hacia el
colector.

-La zona de C (colector), es encargada de recoger o “colectar” los portadores inyectados

que han sido capaces de atravesar la base por parte del emisor. Es la zona con un nivel
de dopado inferior de las tres.

Para diferenciar los pines y el tipo de transistor NPN o PNP, debes identificar la terminal
del emisor, ya que esta tiene una flecha que cambia de dirección. En las imágenes 1 y 2
podrás observar el esquemático del transistor tipo NPN – PNP y te darás cuenta que lo
único que lo diferencia es la orientación de la flecha.

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Diodo rectificador 1N4007

El Diodo rectificador 1N4007 es un rectificador de propósito general. Su función principal

es la de conducir corriente en una sola dirección. Un diodo es un dispositivo electrónico
que tiene dos terminales. Es decir que tiene una polaridad en particular. Es decir que
cuando se polariza adecuadamente, este tiene una resistencia ideal igual a 0 ohms. Por el
contrario, cuando se polariza en inverso tiene una corriente ideal infinita. Finalmente, el
diodo 1N4007 este fabricado de un material semiconductor con una unión n-p. Esta
familia de diodos de propósito general generalmente tiene una capacidad de corriente de
1A. Se utilizan para adecuar un voltaje de corriente alterna y poder linealizar o regularizar
estos voltajes. Por ejemplo, otra aplicación de un diodo de pequeña señal es para
prevenir el retorno de la corriente en inverso que produce una bobina al des-energizarse.
Otra aplicación es de recortar la parte negativa de una señal senoidal o rectificar la misma
parte negativa con un puente rectificad

Para conectar el diodo 1N4007 se requiere polarizarlo en directo. Es decir, el ánodo a

positivo y el cátodo a negativo. El diodo tendrá una caída de aproximadamente 0.7V. El
propósito es que el voltaje sólo se conduzca o trasmita en una dirección. Por ejemplo, se
utiliza para evitar el rebote del voltaje aplicado a una bobina. También es utilizado en
rectificadores de media onda y en el rectificador de onda completa. Algo importante es
verificar que la corriente que vaya a pasar por el diodo pueda ser soportada.

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Interruptor ojo de cangrejo

Un Conmutador, Interruptor o Switch tipo Ojo de Cangrejo es un dispositivo de corte de

energía que tiene varios contactos para realizar su función específica. Hay de varios
contactos desde 2 en adelante:

• Generalmente para dos (2) contactos hay un contacto Positivo (+) y uno Negativo
(-).
• Si es de tres (3) contactos se tiene un contacto común y dos positivos.
• Para cuatro (4) contactos posee un contacto positivo, uno negativo, uno
normalmente abierto (NO) y otro normalmente cerrado (NC).
• El de cinco (5) terminales además de los indicados para el de 4 contactos posee
uno adicional que es común a masa.

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Lista de materiales:

1.- Fuente de Ca. Alterna de 120 V. 60Hz

2.- Transformador de relación 10 a 1, con tag central

3.- Diodo rectificador 1N4007 (2 unidades)

4.- Capacitor electrolítico de 2200 uf a 35 Voltios(C1)

5.- Capacitor electrolítico de 1 uf a 35 Voltios(C2)(3 unidades)

6.- Capacitor electrolítico de 47 uf a 35 Voltios(C3)(2 unidades) (elemento a cambiar sus valores)

**

7.- Capacitor electrolítico de 100 uf a 35 Voltios(C3)(2 unidades)

8.- Capacitor electrolítico de 1000 uf a 35 Voltios(C3)(2 unidades)

9.- Resistencia de 33k , (2 unidades) (elemento a cambiar sus valores) **

10.- Resistencia de 10k , (2 unidades)

11.- Resistencia de 1k , (2 unidades)

12.- Resistencia de 100k , (2 unidades)

13.- Interruptor ojo de cangrejo mini (Sw1)

14.- Regulador de voltaje 7809 (1 unidad)

15.- Diodos LED rojo (3 unidades)

16,. Diodos LED verde (3 unidades)

17.- Transistor 2N3904 (2 unidades)

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DESARROLLO

Se estudiará un circuito simulado de Secuenciador de luces transistorizado, con el

objetivo de que se pueda diseñar y comprender el funcionamiento del transistor BJT en
estado de corte y saturación. Algunos de los materiales principales para este circuito
serán elementos pasivos como resistencias y condensadores, así como también leds de
colores distintos. Se utilizará también transistores 2N3904 para su respectivo análisis con
los instrumentos de medición tales como los osciloscopios. Ya realizado el circuito se
deben analizar los datos cada vez que se cambien las resistencias y los condensadores:
R1, R2, C3, C4.

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ANALISIS DE DATOS

Cambio de condensadores
C3,C4= 47uF; R1,R2= 33K
COLOR DE LED TIEMPO (s)
Tiempo encendido led verde 0.50 s
Tiempo encendido led rojo 0.21 s

Análisis
Se utilizo los datos dados por el osciloscopio siendo la línea verde parte de los leds
verdes y la línea amarilla parte de los leds rojos. En este caso con los valores iniciales se
puede observar lo siguiente: el tiempo de saturación del transistor 1 en mayor que el del
transistor 2 y, por tanto, los leds de color amarillo están mas tiempo encendidos que los
rojos.

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 C3,C4= 1uF; R1,R2= 33K
COLOR DE LED TIEMPO (s)
Tiempo encendido led verde 0.010 s
Tiempo encendido led rojo 0.004 s

Análisis
Se modifico el valor de los condensadores C3 Y C4 de 47uF a 1uF y mantenimiento la
resistencia R1 y R2 en 33k se pudo observar lo siguiente: Al disminuir el valor de los
condensadores el tiempo de saturación de los transistores se redujo, y por tanto el tiempo
de cambio de encendido entre los leds verdes y rojos también disminuyó. También se
mantiene la tendencia de que los leds verdes permanecen mas tiempos encendidos que
los rojos.

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 C3,C4= 100uF; R1,R2= 33K
COLOR DE LED TIEMPO (s)
Tiempo encendido led verde 1.29 s
Tiempo encendido led rojo 0.58 s

Análisis
Se modifico el valor de los condensadores C3 Y C4 de 47uF a 100 uF y mantenimiento la
resistencia R1 y R2 en 33k se pudo observar lo siguiente: Al aumentar el valor de los
condensadores se ve un notorio en el tiempo de cambio entre los leds verdes y rojos, esto
porque aumenta el tiempo de saturación tanto para el transistor Q1 como para el
transistor Q2. También se mantiene la tendencia de que los leds verdes permanecen más
tiempos encendidos que los rojos.

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 C3,C4= 1000uF; R1,R2= 33K
COLOR DE LED TIEMPO (s)
Tiempo encendido led verde 12.75 s
Tiempo encendido led rojo 5.87 s

Análisis
Se modifico el valor de los condensadores C3 Y C4 de 47uF a 1000 uF y mantenimiento
la resistencia R1 y R2 en 33k se pudo observar lo siguiente: Se observa un gran aumento
en el tiempo de estado de saturación al estado de corte, y por lo tanto aumenta el tiempo
en que cambian de estar encendidos los leds verdes y rojos. También se mantiene la
tendencia de que los leds verdes permanecen más tiempos encendidos que los rojos.

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Cambio de condensadores
C3,C4= 47uF; R1,R2= 33K
COLOR DE LED TIEMPO (s)
Tiempo encendido led verde 0.50 s
Tiempo encendido led rojo 0.21 s

Análisis
Se utilizo los datos dados por el osciloscopio siendo la línea verde parte de los leds
verdes y la línea amarilla parte de los leds rojos. En este caso con los valores iniciales se
puede observar lo siguiente: el tiempo de saturación del transistor 1 en mayor que el del
transistor 2 y, por tanto, los leds de color amarillo están mas tiempo encendidos que los
rojos.

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 C3,C4= 47uF; R1,R2= 10K
COLOR DE LED TIEMPO (s)
Tiempo encendido led verde 0.19 s
Tiempo encendido led rojo 0.10 s

Análisis
Se modifico el valor de las resistencias R1 y R2 de 33k a 10k y manteniendo los condensadores
C3 y C4 en 47uF se pudo observar lo siguiente, al disminuir la resistencia se observa que al
tiempo en el que permanecen encendidos los leds es mucho menor y por tanto el cambio entre
leds rojos y verdes es más rápido en comparación que en el estado inicial del circuito. También se
mantiene la tendencia de los leds verdes permanecen mas tiempos encendidos que los rojos.

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 C3,C4= 47uF; R1,R2= 1K
COLOR DE LED TIEMPO (s)
Tiempo encendido led verde 0.019 s
Tiempo encendido led rojo 0.005s

Análisis
Se modifico el valor de las resistencias R1 y R2 de 33k a 1k y manteniendo los condensadores C3
y C4 en 47uF se pudo observar lo siguiente, los tiempos de saturación de los transistores antes de
llegar al estado de corte disminuyen notablemente en comparación con el estado inicial del
circuito, con esto se observa que los leds permanecen menos tiempos encendidos. También se
mantiene la tendencia de los leds verdes permanecen más tiempos encendidos que los rojos.

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 C3,C4= 47uF; R1,R2= 100K
COLOR DE LED TIEMPO (s)
Tiempo encendido led verde 1.35 s
Tiempo encendido led rojo 0.78 s

Análisis
Se modifico el valor de las resistencias R1 y R2 de 33k a 100k y manteniendo los condensadores
C3 y C4 en 47uF se pudo observar lo siguiente, con esta modificación en la resistencia,
aumentando su valor se observa que aumenta el tiempo de saturación antes de llegar al estado de
corte y por tanto los leds permanecen más tiempos encendidos en comparación con el estado
inicial del circuito. También se mantiene la tendencia de los leds verdes permanecen más tiempos
encendidos que los rojos.

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CONCLUSIONES

En este informe numero 6 se analizo un “Secuenciador de luces transistorizado” y se pudo

concluir que, se pudo lograr diseñar el circuito en el programa Multisim sin ningún
problema, además se pudo observar los diferentes cambios en los leds al momento de
modificar las resistencias o los condensadores y así sus valores técnicos cambiaban. Se
pudo observar las 2 tendencias en el circuito al momento de modificar las resistencias o
los condensadores: cuando se aumentaba el valor de los condensadores, aumentaba el
tiempo de saturación de los transistores, lo que provocaba que los leds se mantuvieran
más tiempo encendidos; mientras que cuando se disminuya el tiempo de saturación
también disminuía provocando que los leds estén menos tiempo encendidos; lo mismo
sucedía si los cambios se realizaban en las resistencias R1 y R2.
La otra tendencia que se pudo observar es que el tiempo en que permanecían encendidos
los leds rojos eran menores a los de los verdes, provocando que el cambio de los leds
verdes a rojos tarde mas que el tiempo de cambio de los leds rojos a los verdes, esto
sucedió por la diferencia de consumo que tienen los leds rojos de los verdes.

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BIBLIOGRAFÍA:
• Muñoz, C. (2017). Secuenciador programable de luces - EcuRed. Consultado el 11 de junio de
2017, de
https://www.ecured.cu/Secuenciador_programable_de_luces#:~:text=Dispositivo%20electrónico%20
capaz%20de%20encender,lámparas%2C%20hasta%20contactores%20o%20motores.
• Transistores de unión bipolar BJT; Conoce su funcionamiento. (2021). Consultado el 21 de febrero
de 2021, de https://uelectronics.com/transistores-bjt/

• M., R., 2014. Diodo 1N4007 Rectificador de pequeña señal. [online] HeTPro.
Available at: <https://hetpro-store.com/diodo-1n4007/> [Accessed 14 April 2014].

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