ies.acachada@edu.xunta.es http://centros.edu.xunta.es/iesacachada
( 981-848819 2 981-842801
Tecnoloxía Nome :
BLOQUE 1: ELECTRÓNICA ANALÓXICA 1. Un secador tén unha potencia de 2300W. Que intensidade absorbe (está conectado á rede, V=230V)? Canta enerxía consume se o temos funcionando 10 min? 2. Averigua a potencia de cinco electrodomésticos da túa casa e determina se funcionan con corrente continua ou alterna. 3. No seguinte sinal de corrente, determina: a) tensión máxima; b) tensión eficaz; c) período e frecuencia; d) Vi
4. As lámpadas están conectadas directamente á tensión alterna de 220V. Como é que non as vemos acenderse a apagarse sucesivamente? 5. Explica en qué consiste a distribución de corrente eléctrica: por que nos interesa elevar a tensión nas redes de transporte? Ata que valores se eleva? Mediante qué aparatos? 6. Explica como funciona o seguinte obxecto e determina cal sería o valor de tensión de saída, se o devanado primario tén 1000 voltas, o secundario 3000 e a tensión de entrada vale 200V.
7. O seguinte é un cadro eléctrico dun fogar; indica que función compre cada un dos interrutores, así como o seu nome.
1
8. Determina o valor da seguinte resistencia, aplicando o código de cores, e explica como comprobarías empiricamente que ese valor é correcto utilizando o polimetro. Que significa o termo de “tolerancia"?
9. Atopa a intensidade que atravesa cada unha das seguintes resistencias.
10. No seguinte circuíto mixto, e unha vez presionado o interruptor (…), cal das tres lámpadas alumea máis? Por que? Se tódalas bombillas teñen 10 Ω de resistencia, que potencia disipa cada unha?
2
11. No circuíto da figura, completa o seguinte cadro e debuxa como farías as medidas de tódalas magnitudes utilizando un polímetro.
12. Que pasará no seguinte circuíto se pulso P2? Que acontecería se dispuxese outros dous condensadores en paralelo co que hai? Debuxa o esquema.
13. No seguinte circuíto que representa o accionamento remoto de tres lámpadas a través dun relé, explica qué está mal.
14. Indica a función do elemento sinalado cunha frecha na seguinte fonte de alimentación:
3
15. No seguinte circuíto, cal das dúas lámpadas ahumeará? Por que?
16. Baseados nos semicondutores hai dous grandes grupos de elementos, fundamentais na electrónica actual: díodos e transistores. Mentres os díodos teñen dúas capas de material (unha tipo P e outra tipo N), nos transistores hai tres, o que os clasifica como PNP ou NPN. Ambos tipos de transistor funcionan en activa, corte ou saturación. Explica en qué consiste cada caso. 17. Describe o que acontece no circuito:
18. O seguinte circuito serve para detectar luz. Que vantaxes lle atopas a montalo así, cun transistor, no canto de directamente con LDR e motor?
4
BLOQUE 2: ELECTRÓNICA DIXITAL A maior parte dos dispositivos electrónicos baséanse na electrónica dixital; esta caracterízase por poder adoptar só dous valores: 0 e 1 (os denominados bits); para transformar un sinal analóxico (que pode ter infinitos valores) nun dixital, hai que acoutar aquel e decidir a partir de qué valor se considera “1” e baixo cal “0”:
Este feito supón unha gran vantaxe á hora de transmitir información, pois é menos vulnerable ó “ruído” ou distorsións do sinal. Para transmitir un sinal analóxico hai que facer un mostreo, codificalo, transmitir en dixital e logo decodificar para volver obter o analóxico. Iso é o que acontece nas vosas casas coa nova TDT: precisades dun decodificador para transformar o sinal dixital de TV que vén polos cables e poder ver a imaxe en analóxico. Para facer a codificación é preciso transformar o valor do sinal analóxico do código decimal ó binario, polo que debemos saber transformar valores dun noutro. A representación dun número N nunha base calquera (b) obtense mediante un desenrolo polinómico onde os coeficientes an representan as cifras dos números: N=anbn + a n-1 b n-1 + ... + a1b1 + a0b0 + a-1b-1 + ... Por exemplo: O número 342,64 en base 10 (sistema decimal) sería: 342,64 = 3x102 + 4x101 + 2x100 + 6x10-1 + 4x10-2 O número 1101 en base 2 (sistema binario) sería: 1101 = 1x23 + 1x22 + 0x21 + 1x20 (Que en decimal equivalería a: 8+4+0+1 = 13) Para realizar o cambio de base decimal a base binaria procédese dividindo o número decimal por dous continuamente ata que todos os restos e cocientes sexan 0 ou 1. O número binario será o formado polo último cociente (bit de maior peso) e todos os restos, do último ó primeiro. Por exemplo, o 45 sería: Cociente Resto 45:2
22
1
22:2
11
0
11:2
5
1
5:2
2
1
2:2
1
0 Bit máis Significativo
Así pois, o número 45 exprésase en binario do seguinte xeito: 45 = 101101
5
Táboas de verdade e funcións lóxicas A táboa de verdade dun circuíto dixital é unha representación de tódolos entrados que poden atoparse nas entradas e nas saídas do circuíto. Para realizala hai que identificar esas entradas e saídas e logo utilizar a lóxica: sexa por exemplo un circuíto cunha lámpada, unha pila e un interrutor; será entrada o pulsador (chamarémola a) e saída a lámpada (chamarémola S); os estados lóxicos que se poden presentar son: Pulsador accionado: 1 Pulsador sen accionar: 0
Lámpada acesa: 1 Lámpada apagada: 0
a 0 1
S 0 1
Unha táboa de verdade tén tantos estados posibles como 2número de entradas; así, se temos 2 entradas, hai 4 estados posibles; se temos 3 entradas, 8, e así sucesivamente. Para resolver un problema lóxico hai que plantexar a táboa de verdade e estudar as saídas posibles; a isto chámaselle obter a “función lóxica” ou “forma canónica” do circuíto, que non é máis que relacionar as variables de entrada mediante operacións lóxicas: • Suma: a+b, que será “1” sempre que “a” ou “b” sexan 1 • Multiplicación: a.b, que será “1” se tanto “a” como “b” son 1, e cero en calquera outro caso • Negación: a , (lese “a negada”), que devolve o valor inverso ó de entrada. A función lóxica pode obterse de dous xeitos: como suma de produtos (Minterms) ou como produto de sumas (Maxterms; nós non a usaremos). Minterms: a saída obténse sumando tódalas combinacións que na saída dan “1”; as entradas multiplícanse, asignándoselles un “1” se están en estado normal, e “0” se están negadas. Maxterms: a saída obténse multiplicando tódalas combinacións que na saída dan “0”; as entradas súmanse, asignándoselles un “0” se están en estado normal, e “1” se están negadas.
Exemplo: sexa unha función lóxica de 3 variables de entrada (a, b e c), na que se comproba que as saídas son as dadas: abcS 0000 0011 0100 0111 1001 1010 1100 1111
Cando a=0, b=0, c=0 a función S= 0, Cando a=0, b=0, c=1 a función S = 1, e así co resto de combinacións. Solución por Minterms: S=a⋅b⋅c+a⋅b⋅c+a⋅b⋅c+a⋅b⋅c Solución por Maxterms: S = (a + b + c) ⋅ (a + b + c) ⋅ (a + b + c) ⋅ (a + b + c)
6
Portas lóxicas e Circuítos integrados Os circuítos integrados son pequenas pastillas (microchips) feitas de material semicondutor sobre as que se montan circuítos electrónicos que poden contar con miles ou millóns de dispositivos electrónicos interconectados, principalmente transistores pero tamén compoñentes pasivas como resistencias ou condensadores. Algúns dos circuítos integrados máis avanzados son os microprocesadores, que son os “cerebros” de múltiples artefactos, como por ejemplo os robots. Outra familia importante de circuítos integrados constitúena as memorias dixitais. As súas características principais son: • • • •
Realizan operacións lóxicas mediante o procesamento de impulsos eléctricos que reciben e envían Teñen patillas ou “pins” que son os terminais dos distintos dispositivos que teñen integrados Necesitan ser alimentados con tensión para funcionar Identifícanse cun número gravado e cunha muesca que permite diferenciar cada terminal. A muesca colócase á esquerda e os pins comezan a numerarse dende abaixo á esquerda.
Dentro, os circuítos integrados conteñen dentro diversas portas lóxicas; deben estar conectados á tensión (pin Vcc) e a terra (pin 7). Traballaremos con:
As portas lóxicas Trátase de dispositivos electrónicos que realizan operación lóxicas grazas ós seus circuítos con transistores. Mediante as táboas de verdade representamos as posibles funcións de saída de cada porta para unha combinación dada de variables de entrada. Cada porta lóxica tén a súa táboa de verdade:
7
AND: a súa función consiste en multiplicar as variables de entrada:
Entrada A
Entrada B
Saída
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
NOT: a función de saída é a inversa da de entrada. A variable lóxica A sae dunha NOT como “A negada”.
Entrada A
Saída
0
1
1
0
OR: a función de saída é a suma das variables de entrada:
NAND: realiza a función de produto lóxico negado .
Entrada A
Entrada B
Saída
Entrada A
Entrada B
Saída
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
NOR: realiza a función de suma lóxica negada.
Entrada A
Entrada B
Saída
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
8
Exercicios de Electrónica Dixital: 1. Pasa a decimal os seguintes números binarios: 00101, 1101101, 100001 e 111,01. 2. Pasa a binario estes números decimais: 13, 26, 8 e 32. 3. Determina a táboa de verdade para os circuítos:
4. Demostra o teorema de Demorgan, a + b = a ⋅ b ; para isto debes facer dúas táboas de verdade, unha para cada lado da igualdade, e comprobar que dan o mesmo. 5. Obtén as funcións lóxicas por Minterm e Maxterm a partir da táboa de verdade: a b c S 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0
5. Obtén a función lóxica por Minterm e debuxa o esquema con portas lóxicas que corresponde ós circuítos do exercicio 3. 6. Implementa con portas lóxicas as seguintes función: a) F = A+B •(A+C)
c) S = A•B+ (A+C)•B
b) N= A •B + (AC)
d) G= (A+B+C)•(AC)+B
7. Implementa mediante interrutores as segientes funcións lóxicas: S = a ⋅ b + c , S = (a + b + c) ⋅ d 8. Escribe as funcións que son implementadas polos esquemas seguintes (ambas son formas válidas de representar as portas)
9
9. Unha caixa forte tén tres portas con cadanseu sensor. Nela hai unha alarma que se encende cando se abren dúas portas simultaneamente. Obtén a táboa de verdade do funcionamento da alarma (“A”) e implementa a súa función con portas lóxicas. 10. Implementa con portas lóxicas o circuíto que acende a luz interior dun coche cando se abre calquera das dúas portas dianteiras. Dispoñemos de dous pulsadores A e B, un en cada porta, que dan 1 ó abrir as portas e 0 con elas pechadas. 11. Implementa con portas lóxicas o seguinte circuíto: un motor eléctrico pode xirar en ambos sentidos: D xiro á dereita e E xiro á esquerda. O sentido de xiro do motor está xestionado pola acción de dous pulsadores: “d” (para xiro á dereita) e “e” (para xiro á esquerda). Ademais, o circuíto posúe un interrutor de selección “l” que fai que o funcionamento do circuíto siga as seguintes condicións: a. Se só se pulsa un dos dous botóns de xiro, o motor xira no sentido correspondente. b. Se se pulsan os dous botóns de xiro simultaneamente, o sentido de xiro depende do estado do interrutor “l” de xeito que: b.1) se “l” está activado, o motor xira á dereita. b.2) se “l” está en repouso, o motor xira á esquerda.
10
BLOQUE 3: COMUNICACIÓN 1. Explica as características dunha onda electromagnética e diferénciaa dunha onda mecánica. Por que se utilizan as electromagnéticas para transmitir información? Que é unha onda de radio? 2. O espectro radioeléctrico é o conxunto de ondas que electromagnéticas que existen. As ondas de radio van dende as de rádar de barcos ás nucleares ou “gamma” (Υ). Cal é a diferencia fundamental entrambas?
3. No anterior esquema, extraído da Wikipedia, indica onde irían situadas as ondas de TV UHF, TV VHF, Radio AM e Radio FM, telefonía móbil. 4. Teléfono: cales son os elementos que permiten transducir a voz en sinal eléctrico? 5. Por que se denomina “celulares” aos dispositivos móbiles? 6. Quen foi o inventor da radio? Que papel tivo esta na historia? Que futuro cres que lle agarda? 7. A que corresponde o seguinte debuxo? Coñeces outra modulación? Fai un esquema e explícaa:
8. Por que as televisións de antes ocupaban tanto? 9. Que son os raios catódicos? 10. Que diferencia hai entre unha tele de plasma e unha LCD? 11. Que vantaxes e inconvintes tén a TDT respecto da emisión analóxica? 12. Que sistema que conta con 24 satélites, combinado con mapas, permite xeolocalizar? Cantos satélites se precisan para determinar con exactitude a localización dun punto? 13. Indica un formato libre e un non libre para audio e para vídeo. Explica en qué consiste a compresión de imaxe e vídeo. Como se consigue a compresión mp3?
11
BLOQUE 4: INSTALACIÓNS ELÉCTRICAS (As imaxes deste bloque están quitadas das infografías de Eroski.com, que vos recomendo visualizar antes de realizar os exercicios). 1. No seguinte esquema que representa a chegada da enerxía eléctrica ó fogar, sinala onde estaría a acometida aérea e a subterránea. Que diferencias hai entrambas?
2. Indica no esquema do cadro de protección o nome e función que tén cada interrutor. De que material debe ser a carcasa do mesmo? Onde soe estar instalado? Neste cadro falta o ID: para que serve e como funciona ese interrutor?
3. O Regulamento Electrotécnico de Baixa Tensión (RBTE) é un regulamento español adaptado ás autonomías que prescribe as condicións de montaxe, explotación e mantemento de instalacións de baixa tensión. Según este regulamento, en España considérase baixa tensión aquela que é menor ou igual a 1000V en CA ou 1500V para CC. Atopa as normas básicas que estipula o RBTE para as seguintes instalacións: •
Portalámpadas: (humidades, potencia...)
•
Interrutores e conmutadores:
•
Tomas de corrente:
•
Caixas de conexión:
•
Cables (Norma UNE 21089): cores, grosores...
4. Nunha instalación de calefacción con caldeira: que función tén esta? Que circula polo interior dos radiadores? De que material soen ser os radiadores? Que tipos de caldeiras existen? Que diferencia existe entre este sistema é o de radiadores termoeléctricos? 5. Que diferencias hai entre as caldeiras de gas propano, de gas natural ou de gasóleo C?
12
6. Explica como funciona un sistema de calefacción por chan radiante, indicando que é cada un dos elementos que se ven na figura. Que vantaxes e inconvintes tén respecto doutros sistemas de calefacción:
7. Cada vez máis podes observar nas vivendas de hoxendía sistemas de calefacción e refrixeración por bomba de calor. Estes son moi usados xa no sur de España, e supoñen un aforro técnico, pois serven á vez para quentar e arrefriar unha estancia. Podes explicar como funcionan?
8. Como funciona o sistema de “acumuladores”? Por que soen acenderse durante a noite? 9. Hoxe volven usarse os sistemas de calefacción con lume: polo xeral, no rual, queimando leña; nas cidades, queimando biomasa. Investiga sobre os custes destes sistemas e compáraos cos dos sistemas anteriores (caldeira de gas, termoemisores...) 10. Instalación de auga: explica que función teñen os elementos sinalados na imaxe:
13
BLOQUE 5: ROBÓTICA E PROGRAMACIÓN 1. Programación WinLogo: Que é un procedemento? que figura se representa co seguinte procedemento (o denominado “jasafello”)? Canto vai valer o lado de “jasafello”? PARA JASAFELLO :LADO REPITE 10 [AV :LADO GD 36] FIN 2.
BLOQUE 6: PNEUMÁTICA E HIDRÁULICA Pneumática: nomea os elementos do seguinte circuíto e explica cómo funciona
14