La siguiente presentación es una guía para el diseño y fabricación de un dado electrónico en el aula de tecnología, 4º ESO. La práctica se encuentra contextualizada en el currículum de la asignatura, bloques I, III y IV.

1. ACTIVIDAD DE AULA SOPORTADA
CON APLICACIONES WEB 2.0
…
Infraestructuras y Tecnologías de la Información en Centros Educativos
Máster Universitario en Profesor de Educación Secundaria Obligatoria y
Bachillerato, Formación Profesional y Enseñanzas de Idiomas
Universidad de Burgos
Inés de la Fuente López, 28 de Enero de 2019

2. Introducción a la actividad planteada
DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN DADO ELECTRÓNICO
En grupos de cuatro, los alumnos deberán realizar un proyecto de diseño y
fabricación de un dado electrónico que muestre, de forma aleatoria, un
número del uno al seis. Los números se representarán en el circuito mediante
siete diodos led situados estratégicamente en la placa. La señal para el
lanzamiento del dado se implementará mediante un pulsador. Las seis tareas
fundamentales que se deben llevar a cabo son:
- Elección de componentes y diseño del circuito electrónico.
- Simulación del circuito electrónico en la herramienta MSim.
- Diseño de la localización de los componentes en la placa de circuito.
- Fabricación del prototipo.
- Pruebas de funcionamiento.
- Entrega de la memoria completa del proyecto.

3. Identificación de la actividad dentro del currículum
CONTEXTUALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA
- Educación Secundaria Obligatoria
- Curso: 4º ESO
- Asignatura: Tecnología
- Áreas de trabajo: aula de teoría, aula de informática y taller
- Bloques de contenido que abarca la actividad:
Bloque I. Tecnologías de la información y de la
comunicación
Bloque III. Electrónica
Bloque IV. Control y robótica

4. Identificación de la actividad dentro del currículum
ASPECTOS A DESARROLLAR RELACIONADOS CON CADA BLOQUE
Bloque III: Electrónica
Conocimientos básicos sobre electrónica analógica y
digital: componentes, simbología, análisis de circuitos
elementales, problemas sencillos de puertas lógicas.
Bloque IV: Control y Robótica
Estudio de los sistemas automáticos y de sus
componentes, las características básicas de un
robot y los programas para su control.
Bloque I: Tecnologías de la información y la comunicación
Contenidos vinculados con la importancia de las TIC en la
sociedad. En particular, la necesidad de tratar la
información, almacenarla y transmitirla.

5. Identificación de la actividad dentro del currículum
RESULTADOS DE APRENDIZAJE Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Aprendizaje significativo Implementación en el
proyecto
Criterios de evaluación
- Publicación e intercambio de
información en medios digitales.
- Uso seguro y responsable de estos
medios.
- Diseño asistido por ordenador: Msim.
-Montaje de circuitos sencillos.
- Electrónica digital: operaciones y
funciones lógicas.
- Programas de diseño y simulación
para el análisis y la realización de
circuitos electrónicos básicos.
- Elección de los componentes más
apropiados.
- Búsqueda de bibliografía.
- Simulación con software de
diseño de circuitos electrónicos.
- Redacción de la memoria del
proyecto.
- Localizar, intercambiar y publicar información a través
de Internet empleando servicios de localización,
comunicación y gestores de transmisión de sonido,
imagen y datos.
- Conocer las medidas de seguridad aplicables a cada
situación de riesgo.
- Utilizar el ordenador como herramienta de
adquisición e interpretación de datos.
- Acceder a servicios de intercambio y publicación de
información digital con criterios de seguridad y uso
responsable.
- Utilizar equipos informáticos y emplear herramientas
de diseño asistido por ordenador.
En la siguiente tabla se muestran los principales puntos que se pretenden trabajar en
la actividad así como las competencias adquiridas evaluables:

6. Proyecto de diseño y fabricación de un dado electrónico
ENUNCIADO DEL PROYECTO
En grupos de cuatro, se debe realizar un
proyecto de diseño y fabricación de un dado
electrónico que muestre, de forma aleatoria, un
número del uno al seis. Los números se
representarán en el circuito mediante siete
diodos led situados estratégicamente en la
placa. La señal para el lanzamiento del dado se
implementará mediante un pulsador.
En las últimas diapositivas podréis encontrar gran cantidad de material de
estudio para comenzar a trabajar en el proyecto.

7. Proyecto de diseño y fabricación de un dado electrónico
CONSIDERACIONES INICIALES PARA ABORDAR EL DISEÑO
- Desarrollo de un dado que tenga un aspecto atractivo
- Representación de los números similar a la del dado tradicional
- Menor coste posible
- Tamaño y disposición de los componentes reducido
- Desarrollado en el menor tiempo posible
- Prototipo con garantías de calidad

8. Proyecto de diseño y fabricación de un dado electrónico
ÍNDICE DE PUNTOS A DESARROLLAR
1. Elección de componentes y diseño del circuito electrónico
2. Simulación del circuito electrónico en la herramienta Msim
3. Diseño de la localización de los componentes en la placa
4. Fabricación del prototipo
5. Pruebas de funcionamiento
6. Entrega de la memoria completa del proyecto
7. Solución alternativa: Arduino

9. - Una alimentación autónoma de 5V
- Un interruptor de puesta en marcha
- Un pulsador para lanzar el dado
- Una placa y una envolvente apropiadas
- Un circuito integrado contador
- Siete diodos LED que emitan un brillo aceptable para interior y exterior
- Un oscilador que permita que los números vayan cambiando a una
frecuencia no apreciable por el ojo humano
Proyecto de diseño y fabricación de un dado electrónico
1. ELECCIÓN DE COMPONENTES Y DISEÑO DEL CIRCUITO ELECTRÓNICO

10. Proyecto de diseño y fabricación de un dado electrónico
1. ELECCIÓN DE COMPONENTES Y DISEÑO DEL CIRCUITO ELECTRÓNICO
CONTADOR BINARIO 74LS192
Un contador es un circuito en el que las salidas siguen una
secuencia fija que cuando acaba vuelve a empezar.
También se trata de circuitos que reciben sus datos en
forma serial ordenados en distintos intervalos de tiempo.
1. Los pulsos de entrada pueden ser pulsos de reloj u
originarse en una fuente externa y pueden ocurrir a
intervalos de tiempo fijos o aleatorios.
2. El número de salidas limita el máximo número que
se puede contar.

11. Proyecto de diseño y fabricación de un dado electrónico
1. ELECCIÓN DE COMPONENTES Y DISEÑO DEL CIRCUITO ELECTRÓNICO
OSCILADOR LM555
El LM-555 es un circuito integrado muy estable cuya función es
la de producir pulsos de temporización y funcionar como
oscilador.
Vamos a trabajar con el modo de funcionamiento
correspondiente al multivibrador aestable que se
caracteriza por generar una onda cuadrada continua
de ancho de banda predefinido.

12. Proyecto de diseño y fabricación de un dado electrónico
1. ELECCIÓN DE COMPONENTES Y DISEÑO DEL CIRCUITO ELECTRÓNICO
En este apartado también se indicarán todos los cálculos efectuados en cada una de
las partes en que se ha dividido el proyecto.
1. Valores de los componentes
discretos: resistencias,
condensadores.
2. Ecuaciones lógicas del
contador y / o las puertas
lógicas necesarias.

13. Proyecto de diseño y fabricación de un dado electrónico
2. SIMULACIÓN DEL CIRCUITO Y LOCALIZACIÓN DE COMPONENTES
• Las simulaciones se realizarán mediante
el programa MICROSIM. 8.0.
• Los esquemas deben estar preparados
para la posterior realización de la placa
de circuito impreso.
• Se puede simular el circuito completo,
pero primero es conveniente simular
cada bloque de forma independiente,
para ello se utilizarán generadores de
estímulos digitales y etiquetas para
visualizar las salidas.

14. Proyecto de diseño y fabricación de un dado electrónico
2. SIMULACIÓN DEL CIRCUITO Y LOCALIZACIÓN DE COMPONENTES
• Se indicarán los resultados de cada
simulación indicando los parámetros
de configuración utilizados en el
“Setup”.
• En las gráficas obtenidas, se indicarán
los valores medidos sobre ellas.
• Es preciso incluir los márgenes de
funcionamiento aceptables.

15. Proyecto de diseño y fabricación de un dado electrónico
3. FABRICACIÓN DEL PROTOTIPO
Guía de pasos para la fabricación de la placa de circuito impreso
1. Dibujo de la placa, ubicación de componentes
2. Rutado de la placa mediante programa de diseño electrónico
3. Mecanizado de las placas: taladrado, fresado y corte
4. Insolado y revelado
5. Atacado químico de las pistas del circuito
6. Comprobación de continuidades y cortocircuitos
7. Montaje de componentes y soldadura manual

16. Proyecto de diseño y fabricación de un dado electrónico
4. PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO
Comprobación de que los resultados de las medidas realizadas sobre el prototipo están
de acuerdo con las especificaciones. En caso contrario realizar las modificaciones
pertinentes: valores de los cálculos, añadir o quitar elementos del circuito, corregir
defectos de fabricación o incluso buscar otra solución si es necesario.
- Comprobación de alimentaciones.
- Comprobación de funcionalidades.
- Comprobación de seguridad.
Es recomendable elaborar una tabla de verificación como la que se presenta a
continuación:
Parámetro Valor calculado Valor simulado Valor medido Aceptación Observaciones
Vin
Proyecto de diseño y fabricación de un dado
electrónico

17. Proyecto de diseño y fabricación de un dado electrónico
5. ENTREGA DE LA MEMORIA DEL PROYECTO
Generación de documentación definitiva: se incluirán esquemas de montaje,
instrucciones de funcionamiento, manual del usuario, dimensiones del equipo,
fotografías, documentación para la fabricación de la pcb, ficheros de fotolitos de la
pistas, serigrafía, máscaras de soldadura, ficheros de taladrado y lista de materiales.
Especificaciones finales: características
técnicas del equipo diseñado teniendo
en cuenta los ensayos que ha sido capaz
de superar.
Bibliografía: documentación consultada
para el desarrollo del proyecto.

18. MATERIAL DE CONSULTA
RECOPILACIÓN DE ARCHIVOS Y LINKS DE INTERÉS
1. Software de uso recomendados
2. Aplicaciones de uso general
3. Guías de diseño del dado electrónico
4. Hojas de características de los componentes electrónicos
5. Solución con Arduino
DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UN DADO ELECTRÓNICO

19. MATERIAL DE CONSULTA
LISTA DE REPRODUCCIÓN EN YOUTUBE
1. Vídeo Tutorial: Diseño del circuito del dado electrónico
2. Vídeo Tutorial: Fabricación de la placa de circuito impreso del dado
electrónico
3. Vídeo Tutorial: Simulación de circuitos electrónicos en Psim
4. Perforación con CNC y fabricación de circuitos impresos
5. Ejercicio LED intermitente con circuito integrado L555
6. Circuito integrado contador 74LS192
7. Versión del dado electrónico con Arduino
Diseño y fabricación de un dado electrónico