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Tema 7 - Contenido educativo

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Subido el 5 de noviembre de 2024 por Elena R.

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Hola, empezamos la primera parte del tema 7 00:00:01
dedicado a electrónica digital 00:00:04
Bien, la electrónica digital se encarga 00:00:07
de sistemas electrónicos en los cuales la información 00:00:14
está codificada en dos únicos estados 00:00:17
o bien hablamos de algo que es verdadero o falso 00:00:19
o en inglés high-low, porque al final va a ser un nivel 00:00:21
alto de tensión y bajo de tensión, por ejemplo 00:00:24
un nivel alto 5 voltios y será como verdadero 00:00:27
está activo y nivel bajo 0 voltios 00:00:31
Y está no activo, no se ha activado, es falso o no es verdadero 00:00:34
Más comúnmente vamos a trabajar con valores 1 y 0, que es el sistema binario 00:00:39
Porque al final la electrónica forma parte de sistemas digitales, electrónico, informática 00:00:45
Entonces todo está ligado a 1 y 0 00:00:51
Normalmente en la electrónica 1 es nivel alto y 0 es nivel bajo 00:00:54
Es decir, 1 es 5 voltios y 0 es 0 voltios 00:00:58
Uno, hay señal, activo, cero, inactivo 00:01:01
Entonces la información, por ejemplo, la vida real 00:01:05
Cualquier documento de texto, de ordenador 00:01:08
Una foto, la música 00:01:11
Todo está codificado en binario 00:01:14
Todos son unos y ceros 00:01:16
Son muchos unos y muchos ceros 00:01:18
En conjunto se transmiten 00:01:20
Pero no deja de ser una foto 00:01:22
Es una cosa cuadrada 00:01:24
El que tiene dígitos y códigos en binario 00:01:28
que identifican un color, entonces cada puntito, cada píxel se codifica con unos códigos en binario 00:01:31
que a su vez representan un código de un color, todo en esta vida actualmente está en binario 00:01:39
realmente lo que estamos haciendo es mediante sensores de algún circuito captar sonido, luz, temperatura 00:01:46
representar los números, y estos números 00:01:56
que van a estar en diferentes sistemas 00:01:59
como el binario, el código SDX, el decimal, el ASCII, las letras por ejemplo 00:02:04
no dejan ser un código ASCII que por dentro son binarios 00:02:08
todas esas medidas de sensor de temperatura, de luz, de sonido 00:02:11
de lo que sea, pues luego es mucho más fácil 00:02:16
de comparar, operar, contar, almacenar y tratar 00:02:20
esas señales si están en un sistema digital en el que tenemos valores que están mucho más 00:02:23
estandarizados y cuantificados que no un valor cualquier analógico que puede estirar muchísimo 00:02:30
y es más difícil de controlar. Entonces para tratar las señales y cualquier cosa que utilicemos 00:02:34
en nuestros sistemas digitales actuales, pues vamos a utilizar en este caso, en este tema, 00:02:41
un sistema binario. Es verdad que en la vida real se utilizan diferentes tipos de códigos, 00:02:46
pero todos al final están representados por 1 y 0 00:02:50
un poco el ejemplo de lo que hemos contado sería un poco esto 00:02:54
en la vida real tenemos sensores, puede ser temperatura, micrófonos, pulsadores, lo que sea 00:03:00
eso no dejan de ser señales analógicas que pueden tener cualquier valor un poco así variado aleatorio 00:03:06
lo que hacemos es convertirlo en analógico digital 00:03:12
que hay dispositivos, circuitos integrados que lo hacen 00:03:15
y obtenemos números en binario 00:03:19
Esa medida está representada en binario 00:03:22
Hacemos una serie de operaciones 00:03:25
Trabajamos con números porque los ordenadores 00:03:27
Trabajan con bits 00:03:29
Ordenadores o móviles 00:03:31
O cualquier sistema un poco actual 00:03:34
Y podemos comparar, contar, almacenar 00:03:37
Operar, modificar 00:03:39
Cuando almacenamos algún dato o alguna cosa 00:03:40
Que está en una memoria de un ordenador 00:03:42
Está en binario 00:03:44
En realidad se representa en bytes 00:03:45
Muchas veces si utilizáis 00:03:48
O habéis oído el concepto byte 00:03:50
son 8 bits, entonces cuando tengo un disco duro de un terabyte, pues ese byte es que es un tera, es que tiene un montón de bytes y un montón de bits indirectamente, para almacenar la información es indispensable en el mundo actual o al verlo en digital, 00:03:51
Antes teníamos unas tintas de audio o las tintas de VHS de los vídeos antiguos 00:04:10
Que nosotros somos muy jóvenes y seguramente, salvo algunos, no saben lo que es 00:04:19
Pues eso estaba más en analógico 00:04:25
Es más difícil de guardar porque tienen esos sistemas que con el tiempo se estropean 00:04:27
Y todo lo que sea digital, pues perduran el tiempo 00:04:32
Es mucho más fácil de tratar, de guardar y de hacer con ellos lo que sea 00:04:34
Una vez que tenemos un sistema digital en el que hemos hecho todas estas cosas 00:04:39
Pues luego la salida, nuestro sistema vuelve a tener que ser analógico 00:04:43
¿Por qué? Pues por ejemplo nosotros cantamos o hacemos un programa de radio 00:04:49
Escuchamos o hablamos por un micro 00:04:53
Puede ser nuestro móvil, hablamos con alguien 00:04:55
Ese micrófono se pasa a digital, se transmite en digital por el móvil, por las ondas 00:04:59
Me llega aquí al otro móvil 00:05:04
se transmite y al final cuando llega al receptor 00:05:06
vuestro amigo que está hablando al otro lado del móvil 00:05:09
o cualquier email que recibe algún amigo 00:05:11
al otro lado del móvil 00:05:13
o del ordenador, lo que sea 00:05:15
para volver a escucharlo, por ejemplo 00:05:17
nuestro oído lo escucha analógico 00:05:19
por tanto habrá que volver a pasar de digital 00:05:21
analógico para 00:05:23
volver a representar esto en algo que 00:05:24
nuestros ojos y nuestros oídos 00:05:27
entienden, por ejemplo altavoces 00:05:28
alarmas, sonidos, diodos LED 00:05:31
porque la luz al final 00:05:33
no deja de ser también nada lógico 00:05:34
entonces pues hay un sistema de por medio 00:05:36
que lo que vamos a hacer ahora va a ser un poco 00:05:39
ver muy poquito 00:05:41
porque el curso se nos echa encima 00:05:43
pero bueno, cómo se trata la información y cómo por dentro 00:05:44
pues puede trabajar diferentes sistemas 00:05:47
digitales como pueden ser ordenadores 00:05:49
o los móviles, que no deja de ser 00:05:51
pues estos sistemas digitales 00:05:53
que trabajan en binario 00:05:55
lo que vamos a ver en este, lo poquito que nos trae 00:05:57
de curso va a ser 00:05:59
las puertas lógicas 00:06:01
con las que podemos hacer un mínimo de detección y de un poco de procesamiento de sensores 00:06:03
y de cosas que os puedan venir bien para el año que viene para la doméstica. 00:06:11
Aquí vemos por ejemplo lo que es una diferencia entre una señal analógica y digital. 00:06:18
La analógica puede coger valores un poco ahí seguidos y variables. 00:06:22
Sin embargo una señal digital puede tener o ceros o unos, lo que viene siendo nivel bajo, nivel alto. 00:06:26
La electrónica, pues el cero es cero voltios y el uno suele ser cinco voltios. 00:06:32
Hay dispositivos, como hemos visto, circuitos integrados, que de una señal a la lógica lo que va cogiendo son muestras, 00:06:39
cada cierto tiempo hay un tiempo de muestreo, y lo transforma en una señal digital. 00:06:45
Cualquier sistema digital, en nuestro caso, lo que tenemos que tener claro es que vamos a hacer un circuito, 00:06:56
en nuestro caso vamos a hacer un circuito muy básico con puertas lógicas, 00:07:00
Si nos diera tiempo el curso, pues hubiéramos visto otros sistemas de circuitos que hacen cosas un poquito más avanzadas 00:07:03
Pero lo que vamos a quedar es simplemente con circuitos basados en puertas lógicas 00:07:11
¿Qué vamos a tener? Vamos a tener dos sistemas 00:07:16
Pensamos que, por ejemplo, vamos a tener un sistema domótico que va a detectar señales a la entrada 00:07:18
Puede tener una, dos, tres, cuatro variables, las que sean, ¿vale? 00:07:23
A la entrada vamos a tener unas variables que leen una serie de valores, unos sensores 00:07:27
van a entrar al circuito lógico, van a operar en binario 00:07:31
y a la salida vamos a tener una salida, que bien podríamos 00:07:35
enganchar en unos LEDs para que me indicara el valor de esa salida 00:07:38
o una alarma, o que activara un aire acondicionado 00:07:43
o una calefacción, o subir a una persiana, o lo que quiera ser una salida 00:07:47
un actuador, son sensores, por ejemplo, domóticos 00:07:51
sensores que leen y actuadores que actúan 00:07:55
pensamos en un sistema normal 00:07:58
los dispositivos un poco digitales 00:08:01
que vamos a ver 00:08:07
van a ser igual, unas puertas lógicas 00:08:09
o hubiera sido igual 00:08:11
si hubiéramos avanzado un poco más el tema 00:08:13
pequeños circuitos que están dentro de estos 00:08:14
lo que hemos visto, pequeñas cucarachitas 00:08:17
en este caso tienen unas patitas 00:08:20
más a cada lado 00:08:21
pero que cada una de ellas 00:08:22
tiene su 00:08:25
su data sheet 00:08:26
su hoja de características 00:08:29
es el que podríamos mirar su diagrama 00:08:30
para cómo conectarlos. En este caso las puertas 00:08:32
lógicas que vamos a ver contiene 00:08:34
mira que son pequeños estos circuitos 00:08:36
pero contiene unas cuatro puertas 00:08:38
dentro de cada microchip 00:08:40
para poder rentabilizar mejor y son 00:08:42
muy baratas. Esto es 00:08:44
un diagrama de segmentos 00:08:46
así se hacen los 00:08:49
según conectemos los unos y los ceros 00:08:50
y según las hojas características 00:08:52
pues somos capaces de conseguir los números 00:08:54
que vemos por ejemplo un ascensor 00:08:56
Lo que tenemos que tener claro es que vamos a 00:08:58
con bits y los bits tienen dos valores o cero o uno entonces vamos a estar hablando de por ejemplo 00:09:04
entradas que vamos a llamar como a b c en la mayoría de los casos y salida porque a veces la 00:09:11
llamo s o lo que vosotros veréis como q ¿cuántas combinaciones puedo hacer con los bits? pues 00:09:16
depende de los bits que tenga por ejemplo tengo dos entradas las dos entradas normalmente se hace 00:09:22
por combinatoria 2 elevado, 2 en la base es el 2 posibles valores de los bits, 0 a 1 00:09:29
y el exponente se pone en el número de cuantos bits o cuantas entradas tenga, en este caso 00:09:36
en un sistema con 2 entradas, cuantas combinaciones diferentes puedo tener con 2 entradas, pues 00:09:42
2 elevado, es decir 4 cosas, puedo tener que la entrada sea 0 0, 0 1, 1 0 o 1 1, son las 00:09:47
4 combinaciones que puedo tener con 2 posibles valores de binario 00:09:55
0, 1, habiéndolos cogido en este caso con 2 entradas 00:09:59
si tengo 3 sensores, tengo 3 entradas, puedo tener 00:10:02
2 elevado a 3 combinaciones diferentes 00:10:07
por ejemplo, si un sensor mide a 0, otro a 0, otro a 0 00:10:10
en un caso, en otro caso que mide a 0, 0, 1 00:10:14
en otro caso sea 0, 1, 0, 3 00:10:19
En este caso da 8 combinaciones diferentes de las que se van turnando según A, B o C va cogiendo 0 o 1 00:10:22
Esto también me viene dando los números, lo que es en binario, los números digitales, o sea el número decimal 00:10:32
El número 0 se representa con el 000, el número 1 con el 001, el número 2 con el 010 00:10:38
Por ejemplo, tenéis visto aquí en binario cómo se representan con 3 bits estos números en digital. 00:10:45
Que en vez de 3 sensores a la entrada en mi sistema tengo 4. 00:10:54
Evidentemente, cuantas más entradas tenga, más combinaciones tenga. 00:10:58
Tengo, ¿vale? Entonces, 2 elevado a 4, tengo 4 entradas, por lo tanto, tengo 16 combinaciones con 4 entradas. 00:11:02
Desde que todas sean 0 hasta que todas sean 1. 00:11:10
Pero claro, entre medias puedo tener una, dos encendidas, una que sea la D, otra que sea la C, otra que sea la sola 00:11:13
Todas las posibles combinaciones de los casos que puedo tener en binario sé que son 16 casos porque es 2 elevado a 4 00:11:20
Para saber el número de casos que tengo simplemente elevar a 2 el número de variables de entrada que tengo 00:11:29
Bien, pues lo que un poco es el objetivo de la clase de hoy, esta primera parte, es identificar las diferentes puertas lógicas que tenemos 00:11:34
qué es lo que hace cada una de ellas, para qué sirve, su simbología y su tabla de verdad 00:11:44
es un poco el cómo funciona 00:11:51
imagino que esto en algún momento posiblemente lo hayáis visto en tecnología de la ESO o cosas así 00:11:53
pero vamos, es súper sencilla 00:11:58
primera puerta, puerta NOT 00:12:00
si un poco sabéis inglés, NOT es NO 00:12:04
lo que hace es invertir la entrada 00:12:07
su símbolo es este, tengo la entrada, la partita de entrada, la partita de salida 00:12:09
Y es como un triangulito con una bolita a la derecha 00:12:13
Siempre que ves una bolita es la bolita de negación 00:12:17
¿Qué es lo que hace el circuito? 00:12:19
Pues que ya nos tenemos que fijar y me lo representa con la tabla de verdad 00:12:23
Cuando la entrada es 0 00:12:26
Cuando la entrada tengo un 0 00:12:28
La salida es la contraria, es decir, 1 00:12:31
Son dos valores opuestos 00:12:35
La contraria de 0 es 1 y la contraria de 1 es 0 00:12:36
Cuando la entrada es 0, la salida me da 1 00:12:39
cuando la entrada es 0 la salida me da 1 00:12:42
y cuando la entrada es 1 la salida es 0 00:12:46
son siempre en binario y son valores contrarios 00:12:49
entonces cuando la entrada sea 1 00:12:51
esto entra por aquí y la salida sea 0 00:12:54
por ejemplo, si lo veo en electrónica 00:12:57
si yo enchufo aquí 5 voltios 00:13:00
un valor alto de 5 voltios 00:13:02
a la salida me sale 0 00:13:04
y si enchufo 0 a la entrada 00:13:06
a la salida me va a dar 5 voltios 00:13:09
Va a hacer lo contrario de lo que yo le ponga 00:13:11
Y como contrario de dos posibles valores 00:13:15
Del 0 a 1 y del 1 a 0 00:13:17
También cosa importante, aparte de simbología 00:13:19
Saber su tabla de verdad 00:13:24
Y a nivel un poco representación matemática 00:13:26
En este circuito, pues la salida se representa la entrada con un gorrito arriba 00:13:30
El gorrito arriba me está indicando el valor contrario o el negado a la entrada 00:13:34
Siempre que veo un gorrito es como cuando se representó esa bolita 00:13:39
El resumen de la puerta es pues eso 00:13:43
Realiza la función negación lógica 00:13:49
Y toma el valor 1 cuando la entrada vale 0 00:13:52
Y toma el valor 0 cuando la entrada vale 1 00:13:55
Siguiente puerta, OR 00:13:59
Es una puerta en principio mínimo de dos entradas 00:14:01
Aunque puede tener más 00:14:04
Pero lo más sencillo que vamos a ver es de dos entradas 00:14:05
Tengo dos puertas, A y B 00:14:09
El símbolo es este de aquí 00:14:10
Y a nivel matemático, pues se representa como la suma, ¿vale? 00:14:12
La OR es la suma, es un poco la suma binaria, ¿vale? 00:14:16
Entonces, ¿qué me va a representar? Pues he puesto aquí una chuletilla. 00:14:20
Toma el valor 1 cuando alguna de las entradas vale 1. 00:14:25
Con que alguna de las entradas valga 1, la salida 1. 00:14:29
Y será 0 solamente cuando todas las entradas valen 0. 00:14:33
Como vemos aquí, cuando las dos entradas valen 0, me da 0. 00:14:38
Pero en cuanto una de las entradas o las dos me da uno, la salida es igual a uno 00:14:41
¿Vale? Es igual, cero o cero me da cero, cero o uno me da uno 00:14:46
En el momento que tengo uno, ese uno gana 00:14:52
Uno o cero me da uno y uno o uno me da uno 00:14:54
¿Vale? Esta es su tabla, de verdad, si nos quedamos con un poco esta regla 00:14:59
Me da uno en el momento en que al menos una de las entradas o las dos da uno 00:15:03
O solo da 0 cuando las dos entradas son 0 00:15:09
Siguiente puerta, AND 00:15:12
En inglés, I 00:15:15
Ese I se representa matemáticamente como el producto 00:15:17
Entonces tiene dos entradas, mínimo 00:15:22
Tiene este simbolito y la salida 00:15:26
La tabla de verdad es la siguiente 00:15:29
Si me acuerdo de la siguiente regla que he puesto ahí 00:15:30
Pues eso, al final es el producto lógico 00:15:32
Y la función toma el valor 1 solamente 00:15:34
cuando las dos entradas son 1 00:15:38
en el momento que tenga alguna de las entradas igual a 0 00:15:41
la salida da 0 y lo vemos 00:15:44
si la entrada una da 0 y otra 0 00:15:47
0 por 0, 0 00:15:50
0 por 1, 0 00:15:51
1 por 0, 0 00:15:54
y 1 por 1, 1 00:15:57
si queréis quedar con esta regla como el producto 00:15:58
tienen que ser las dos 1 para que me dé 1 00:16:00
en el momento que alguna de las entradas da 0, esto da 0 00:16:04
Ahora vienen las contrarias, igual que hemos tenido la or y la an, si tiene una bolita a la salida de la or es la nor, pone una n delante a la or, es el mismo simbolito que la or pero con una bolita, por si os he dicho que la bolita representaba un poco el negado 00:16:06
La OR hace la suma primero, el OR y luego el gorrito encima de los dos 00:16:27
Esto no es igual a tener el negado de uno más el negado del otro 00:16:34
Esto sería otra puerta lógica, esto no es igual 00:16:46
Primero hace la suma y luego lo niega 00:16:49
Cuidado con eso, por si os encontráis o hay que hacer algún fetuitillo 00:16:56
Que tenga lo negado individualmente 00:17:00
Es el negado, el gorrito, incluye a los dos 00:17:03
¿Cuál es la regla para acordarse de esto? 00:17:06
Pues es la función contraria a la OR 00:17:11
Entonces, la OR daba 1 con cualquiera de las entradas igual a 1 00:17:13
Aquí veo un 1, aquí veo un 1, aquí veo un 1 00:17:20
Al revés, donde antes daba 0 ahora ponemos un 1 00:17:22
Y donde antes estaba 1 00:17:25
Ahora ponemos 0 00:17:27
Si nos acordamos un poco de la tabla OR 00:17:28
Es cambiar al contrario 00:17:31
La tabla OR era 0, 1, 1, 1 00:17:32
Lo pinto aquí 00:17:36
La tabla OR 00:17:37
La OR era 0 cuando las dos entradas son 0 00:17:38
Y 1 cuando al menos una de las dos es 1 00:17:44
Pues si hacemos el contrario la sacamos 00:17:48
No tenemos que memorizar la tabla para nada 00:17:50
Porque sacando la OR 00:17:52
su contraria es el contrario del cero 00:17:53
da uno, el contrario del uno da cero 00:17:55
uno, cero, uno, cero 00:17:57
la an, lo mismo, es la contraria 00:18:01
de la an, ¿vale? entonces si la an era 00:18:04
a por b, el contrario 00:18:06
pongo el gorrito, vemos que tiene 00:18:08
después de la an, la bolita 00:18:09
¿vale? 00:18:12
¿qué regla tiene esto? pues un poco 00:18:14
la función contraria a la an 00:18:16
cuando la función toma 00:18:18
valor cero, únicamente cuando 00:18:20
las dos entradas valen uno 00:18:22
que era cuando la an 00:18:24
Antes daba 1 00:18:25
La puerta AND antes era 0, 0, 0 00:18:27
Y solo valía 1 00:18:32
1 por 1, 1 00:18:34
¿Vale? Esto era la AND 00:18:36
Pues la NAND 00:18:38
¿Vale? Que es la contraria 00:18:40
Donde antes daba 0, pongo 1 00:18:43
Y donde daba 1, pongo 0 00:18:45
Sabiéndose la puerta AND, la NAND es la contraria 00:18:47
Vale, estamos acabando 00:18:51
Puerta XOR 00:18:55
es la OR exclusiva 00:18:57
es como si fuera la OR 00:19:00
pero tiene una doble línea ahí 00:19:03
el símbolo es como un signo más 00:19:06
pero con un circulito rodeado 00:19:08
esta función, esta puerta 00:19:10
se utiliza cuando 00:19:13
o es 1 cuando 00:19:14
solo 00:19:15
es 1 cuando las entradas 00:19:18
tienen distinto valor 00:19:21
por ejemplo 00:19:22
que la A vale 0 y la B vale 1 00:19:24
Entonces la salida, como son distintas, la salida vale 1 00:19:26
Cuando la A vale 1 y la B vale 0, son distintas, la salida vale 1 00:19:29
Entonces, solo toma valor 1 cuando las entradas tienen distinto valor 00:19:33
Y toma valor 0 cuando las entradas son iguales 00:19:39
Los que tenéis que acordaros de eso 00:19:43
Puerta en XOR, contraria a la que hemos visto en la referencia anterior 00:19:45
Contraria a la XOR exclusiva 00:19:51
¿Vale? Es una NOR exclusiva 00:19:53
Y pasa como al revés 00:19:56
Ahora, cuando las entradas sean iguales 00:20:00
Dará 1, ¿vale? 00:20:04
Cuando 0, 0, 1, 1, dará 1 00:20:06
Y cuando sean distintas, dará 0 00:20:08
¿Vale? Es la OR exclusiva de antes 00:20:10
Y a la salida, negación 00:20:13
Así que es A y este más redondeado, negación 00:20:15
Materias:
Electrónica
Etiquetas:
Tutorial
Niveles educativos:
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  • Formación Profesional
    • Ciclo formativo de grado medio
      • Primer Curso
      • Segundo Curso
Subido por:
Elena R.
Licencia:
Dominio público
Visualizaciones:
1
Fecha:
5 de noviembre de 2024 - 21:17
Visibilidad:
Clave
Centro:
IES BARAJAS
Duración:
20′ 21″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1280x720 píxeles
Tamaño:
92.61 MBytes

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