1. Universidad Técnica
De Manabí

2.  Obtener datos para LED rojos y verdes.
 Desplegar en pantallas números con
indicadores de siete segmentos.
 Trasferir una señal a través de un
optocoplador.

3. La optoelectrónica es una tecnología que
combina la óptica y la electrónica.
A este interesante campo pertenecen los
diodos emisores de luz (LED, light: emttiing
diode), las pantallas o displays de LED y
los optocopladores.

4. El diodo emisor de luz (LED) es una fuente
luminosa de estado sólido. Que han
reemplazado a los focos en diversas
aplicaciones debido a las siguientes
ventajas:.
1. Consumen poco voltaje
2. Su vida útil es muy larga (más de
20 años)
3. Su tiempo de conmutación es muy
breve (nanosegundos, ns)

5. Una configuración de LED es un grupo de LED que despliega números,
letras y otros símbolos: la más común es la pantalla de 7 segmentos de la
figura (a) . La pantalla tiene 7 LED rectangulares (de la A a la G) y cada uno
se llama segmento porque forma parte del carácter presentado en la
pantalla..
La figura (b) muestra el diagrama
esquemático, donde un voltaje positivo
alimenta todos los ánodos. Al aterrizar
con una resistencia limitadora de
corriente uno o varios diodos todos se
pueden formar dígitos de 0 a 9, así
como la mayoría de las letras del
alfabeto y algunos signos de
puntuación...

6. La corriente de un diodo con polarización
inversa es pequeña debido a sus
portadores minoritarios. La cantidad de
estos dependerá de la temperatura y de la
luz que incida en la unión.
Cuando la base de un diodo es opaca, la
luz externa no llega a la unión; por lo
tanto, no se detecta ningún, efecto
fotoeléctrico (transformación de la luz en
electricidad). En cambio, si la base del
diodo es de vidrio, la luz que entra
modifica la cantidad de corriente inversa...

7. La figura muestra el símbolo esquemático de un fotodiodo; las
flechas que entran representan la luz que incide. Observe también
que la polarización del fotodiodo es inversa. De esta manera, si la
intensidad luminosa aumenta, la corriente inversa se incrementa.
Ésta es pequeña, en general, unas decenas de microampers. El
fotodiodo es un ejemplo de fotodetector, dispositivo capaz de
convertir la luz que incide en electricidad...

8. Un optoacoplador combina, en una misma base, un LED y un
fotodetector.
La figura muestra un acoplador formado por un LED y un fotodiodo:
el primero está a la izquierda y el segundo, a la derecha. El voltaje
que alimenta, al LED fuerza la circulación de la corriente a través
del LED. La luz que éste emite incide en el fotodiodo y crea una
corriente inversa que pasa por el resistor R1. El voltaje del
fotodiodo es
Vsal= Vss – IR2

9. Este voltaje de salida dependerá de la magnitud de la corriente
inversa. SÍ se modifica el voltaje que alimenta al LED, varían la
intensidad luminosa, la corriente del fotodiodo y, en consecuencia,
Vsal. Si la corriente del LED tiene una variación de ca, Vsal tendrá
la misma variación de ca.
La principal ventaja del optoacoplador es el aislamiento eléctrico
entre el circuito del LED y el circuito del fotodiodo; es común que la
resistencia entre el circuito de entrada y el de salida sea mayor a
los 1010 Ω. Por ello, el optoacoplador también se conoce como
"optoaislador"; el único contacto entre los circuitos de entrada y de
salida es el haz luminoso.

10.  Dos fuentes de alimentación: una de 15v y otra ajustable, de 1
a 15v
 Equipos: multímetro digital, multímetro.
 Resistores: dos de 270Ω a 1 W.
 Diodo: N914 (o un diodo de pequeña señal equivalente).
 LED rojo: TIL221 (otras opciones de soportar hasta 40 mA).
 LED verde: TII222 (otras opciones: cualquier LED verde capaz
de soportar hasta 50 mA).
 Pantalla de 7 segmentos: TIL312 (o su equivalente mas
cercano).
 Optoacoplador: 4N26 (o su equivalente mas cercano).

11. TOMA DE DATOS DE UN LED ROJO.
Contando con todos los materiales necesarios procedemos a
realizar el experimento.
Antes de realizar el circuito identificamos el cátodo en el LED el
cual es ligeramente más corto que la de el ánodo, esto es muy
importante para no correr el riesgo de destruir el LED al
energizarlo de forma inversa.
Procedemos a armar el circuito que esta formado por una fuente
variable de 12 V que alimenta una resistencia de 220 Ω que esta
conectada en serie con un diodo de pequeña señal equivalente ,
conectado de forma inversa y su otro extremo va conectado al
negativo de la fuente .

12. Como ya sabemos el diodo invertido es una protección para el LED
en caso de accidentalmente aplicamos una voltaje inverso mayor a
3 V con lo cual podríamos destruir o degradar las características
del LED. Comprobamos su funcionamiento energizando y
observando la iluminación del LED:
Para tomar datos colocamos un amperímetro para medir la
corriente del LED así como un voltímetro para conocer el voltaje
del LED :

13. Luego ajustamos la fuente y anotamos la lectura en el
regulable de manera que voltímetro la cual nos da :
haya 10 mA en el LED.
.

14. A continuación procedemos Y tomamos lectura del
a ajustar la fuente de voltímetro:
variable de manera que nos
. de 20 mA :

15. Continuamos variando la Anotamos la medición del
fuente hasta que marque voltímetro:
en el amperímetro 30mA:
.

16. DATOS PARA UN LED VERDE.
Realizamos los mismos pasos
anteriores y tomamos datos. Es
. así que tenemos los siguientes
valores: cuando la fuente
regulable nos da 10mA, el voltaje
en el LED es de: 2.08 V.
Cuando la fuente nos da 20 mA.
En el LED tenemos 2.2 V
A 30 mA. el voltímetro nos marca : 2.45 V
Y cuando la fuente nos da los 33.5 mA. Que es su máxima
capacidad el voltímetro nos marca un voltaje de 2.45 V en el
LED

17. I. ma V verde V V rojo V
10 1.89 2.08
20 1.94 2.27
30 1.96 2.45
40 2.01 2.6

18. .
Para este experimento utilizamos la pantalla de 7
segmentos que se requiere en la lista de materiales y
notamos que tienen 7 segmentos y un punto decimal a
la derecha. Para poderlo energizar tenemos que conocer
su configuración interna la cual se expresa en el
siguiente diagrama.

19. Armamos el circuito que se muestra en la figura:
Observamos en el diagrama que de la fuente que esta regulada
a .5 V va conectada una resistencia de 220 Ω y luego en serie
va al terminal 3 que energiza todas los segmentos de la pantalla
y dependiendo que segmento deseamos que se encienda la
conectamos a tierra con lo cual podemos realizar diferentes
convecciones que nos que como resultado que los segmentos
encendidos nos formen números y letras.

20. Es así que para que los
Para el numero 1 los
segmentos en la pantalla formen terminales a conectados a
un 0 cuando están encendidos tierra son B; C (5,7)
.
deben estar aterrizados los
segmentos
A;B;C;D;E;F(2,4,5,7,9,10)

21. Para el números 2 tenemos a Para que aparezca en la
tierra los terminales pantalla el 3 tenemos que
A;B;G;D;E(,1,4,5,9,10) aterrizar las terminales
. A;B;C;D;G(1,4,5,7,9)

22. Para el número 4 tenemos la Para formar un 5 en la
siguiente configuración: B; C; pantalla los terminales a tierra
F; G (1, 2, 5,7) son: A; C; D; F; G (1, 2, 4,
. 7,9)

23. En el numero 6 tenemos Par obtener el numero 7
A,C;D;E;F;G(1,2,4,7,9,10) tenemos que conectar a
tierra A; B; C (4, 5,7)
.

24. El numero 8 esta dado con la Aparece el numero 9 en la
puesta a tierra de pantalla cuando aterrizamos
A;B;C;D;F;G(1,2,4,5,7,9,10) A;B;C;D;F;G ( 1,2,4,5,7,9)
.

25. Por ultimo si queremos que se encienda el punto decimal
aterrizamos a tierra el terminal 6
.

26. .
Para este experimento necesitamos el diagrama interno
del optoacoplador 4N26:
Luego armamos el circuito que se presenta en la
grafica:
En la grafica observamos que la fuente regulable a
alimenta a una resistencia de 220 Ω y en serie con u
diodo el cual esta conectado de forma inversa a la
fuente, a continuación conectado en paralelo el pin 1 y 2
del optoacoplador en paralelo con el diodo.

27. Del pin 5 del optoacoplador va Utilizamos dos voltímetros para
conectado una resistencia de medir el voltaje de la fuente
220 Ω en serie y esta va a dar regulable, y el otro lo ponemos
. la parte positiva de la fuente
a en paralelo a la salida de los
fija de 16 V. el pin 4 esta pines 4 y 5 cuyo voltaje que se
conectado a tierra de al negativo marque se la designara como
de la fuente fija . voltaje de salida.

28. Ajustamos la fuente regulable a Ajustamos el voltaje de la
2 V y medimos el voltaje de fuente regulable en 4 V y
salida y nos da 15.35 V tenemos un voltaje de salida de
.
(3.05mA) 11.27 v (21.7mA)

29. Aumentando el voltaje de la Un voltaje de 8 V en la fuente
fuente regulable a 6 V tenemos ajustable tenemos un voltaje
un voltaje de salida de 10. 35 V de salida de 9.73 V (28.5mA)j
.
(25.8mA)
Y al máximo voltaje de nuestra fuente ajustable, 8.90 V, nos da
un voltaje de salida de 9.64 v (29.2mA)

30. Vs V Vsal V
2 14.7 v (5.8mA)
.
4 11.21v (21.5mA)
6 10.24v (26mA)
8 9.7v (28.1mA)
10 9.2v (30.1mA)
12 9.02v (31.1mA)
14 8.8v (52.2mA)

31. A,B ,C,D,E,F (2,4,5,7,9,10)
. B,C (5,7)
A,B,G,D,E(1,4,5,9,10)
A,B,G,C,D(1,4,5,7,9)
F,G,B,C (2,1,5,7)
A,F,G,C,D(1,4,7,9)
A,F,G,C,D,E(1,2,4,7,9,10)
A,B,C (4,5,7)
A,B,C,D,E,F,G(1,2,4,5,7,9,10)
A,B,C,D,F,G(1,2,4,5,7,9)
6

32.  Al observar los datos de la tabla de datos de los LED
rojo y verde, comprobamos que se cumple lo
. anteriormente dicho con respecto a la caída de voltaje
de los LEDS, que se ubican entre 1.5 y 2.5 V. en este
caso para los rojos los LED rojos presentan mayor
caída de tensión con respecto a los LEDS de color
verde.
 También observamos que al aumentar la intensidad de
corriente la luminosidad del LED aumenta tanto en los
de color rojo como en los de color verde
:

33.  Es posible desplegar números y letras y otros
símbolos siempre y cuando se conozcan la
. configuración interna de la pantalla.
 Para proyectar números y letras así como signos al
energizar el ánodo , solo hay que aterrizar a tierra los
segmentos que deseamos que se enciendan •
 En el experimento de el optoacoplador mientras mayor
sea el voltaje de la fuente regulable, menor será el
voltaje de salida , con lo que se cumple la formula
Vsal =V ss –IR2
l
:

34.  Mientras mayor sea la intensidad luminosa del LED
.
en el interior del optoacoplador , mayor será la
corriente que circule por el fotodiodo el cual al
multiplicarlo por la resistencia y restarlo con la
fuente fija que alimenta esta parte del circuito
producen la caída del voltaje que se expresa en la
tabla de datos
:

35.  Precisión al identificar el ánodo y el cátodo en el LED
.
 Tener mucho cuidado con la polarización inversa del
diodo de protección del LED, ya que si por accidente
aplicamos un voltaje inverso mayor de 3 V lo podemos
destruir o degradar sus características.
 El voltaje del diodo de protección de 0.7 evita que el
voltaje inverso del LED , rebase el valor de 3 V
:

36.  Identificar el ánodo y el cátodo en la pantalla de 7
. segmentos , para así energizarlo adecuadamente y
que trabaje sin ningún problema
 Tener en cuenta la configuración de los pines en el
optoacoplador para no equivocarse con las entradas y
salida del optoacoplador