Kit Placa Lógica Digital: Componentes y Guía de Montaje

Componentes y materiales

• 2x Protoboard (genérica)
• 100x Cables jumper
• 52x Resistencia 10 kΩ
• 40x Resistencia 220 Ω
• 40x LED (genérico)
• 52x Interruptor pedal 4PDT (latching)
• 2x Arduino Mega 2560
• 1x Registro de desplazamiento Texas Instruments 74HC595 (Serial‑Paralelo)
• 1x Regulador lineal 7805
• 1x Fuente conmutada 9V 1A
• 1x Condensador 4.7 µF
• 1x Condensador 10 µF

Herramientas necesarias

• Soldador
• Multímetro digital Digilent Mastech MS8217
• Pistola de pegamento caliente

Aplicaciones y servicios online

• Arduino IDE

Sobre el proyecto

Resumen

Este tutorial está diseñado para la "Placa Lógica Digital", dificultad intermedia, usada como dispositivo de entrenamiento para principiantes en electrónica, cubriendo circuitos lógicos importantes. En lugar de TTL clásico ("transistor‑transistor logic"), usamos un microcontrolador Microchip programable con placa Arduino e IDE.

Temas principales: aprendizaje de lógicas, temporización de protocolos, transferencia de datos, todo con señales booleanas digitales.

• El Arduino esclavo (izquierda) enciende LEDs mediante trama de 4 bytes enviada por el maestro y controla directamente el 74HC595.
• Los 2 hilos SDA y SCL sincronizan el flujo de bytes entre los dos Arduino mediante protocolo I²C.
• El Arduino maestro (derecha) lee los estados de los interruptores y decide enviar un bit a través del bus I²C con trama de 4 bytes.

Interfaz frontal

De arriba abajo:

• 7 Puertas lógicas
• Interruptor alimentación DC
• Multiplexor 8 bits
• Decodificador 8 bits
• Codificador 8 bits
• Flip‑Flop J‑K
• Registro de desplazamiento SIPO
• Sumador completo 4 bits
• Nombre del alumno

Plataforma de diseño gráfico

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Especificación rápida de la placa

Prácticas con la placa

• Alimentar con interruptor basculante (rocker)
• Cambiar lógica de entrada con interruptores toggle
• Si la lógica es verdadera, LED rojo se enciende
• Aprender tabla de verdad de cada circuito
• Puertas: AND, NAND, OR, NOR, XOR, XNOR, NOT
• Multiplexor, Decodificador, Codificador
• Flip‑Flop J‑K
• Registro de desplazamiento
• Sumador completo 4 bits

Regulador L7805

Puede tomar 1.5V como tensión de arranque; alimentar con mínimo 8V para cargas exigentes.

Resistencia pull‑up

Conexión en protoboard

Registro 74HC595 Serial‑In Parallel‑Out

Conexión 74HC595 a Arduino

1. Conexiones fijas:

• GND (pin 8) → tierra
• Vcc (pin 16) → 5V
• OE (pin 13) → tierra
• MR (pin 10) → 5V

Esto activa todas las salidas permanentemente. Al encender, los LEDs pueden mostrar estado aleatorio hasta que el programa inicie. Se puede controlar MR y OE desde Arduino para evitarlo, pero esta forma deja más pines libres.

2. Conexión a Arduino:

• DS (pin 14) → Arduino Digital 11 (azul)
• SH_CP (pin 11) → Arduino Digital 12 (amarillo)
• ST_CP (pin 12) → Arduino Digital 8 (verde)

Se les llama dataPin, clockPin, latchPin. El condensador 0.1µF en latchPin evita parpadeos.

3. Añadir 8 LEDs:

Cátodo (patilla corta) de cada LED a tierra común; ánodo (larga) a cada salida del registro. Esto es sourcing current. Algunos registros solo hacen sinking (invierte LEDs). Verifica tu datasheet. Añade resistencia 470Ω en serie para proteger LEDs.

Nuestro diseño con 74HC595

Pinout Arduino Mega 2560

I²C en Arduino Mega 2560

Línea de datos serie (SDA) y línea de reloj serie (SCL) en Arduino Mega:

• SDA (Pin 20)
• SCL (Pin 21)

Parte trasera (Back End)

Resultado final

Código

Digital Logic Board GitHub

Software CU1 y CU2: github.com/saifalikabi/Digital-Logic-Board

Esquemáticos

Tabla Excel para los dos controladores Mega.