Quieres saber cómo armar un circuito con compuertas lógicas y que el LED se encienda a la primera. Es posible, siempre que respetes tres cosas que los tutoriales en video suelen saltarse: la alimentación del integrado, las entradas sin conectar y la comprobación con la tabla de verdad.
Si eres aprendiz o maker y vas a montar tu primer circuito con integrados de la familia 74xx, esta guía te lleva del esquema al montaje: lista de materiales, colocación del chip, una compuerta AND con LED y el cambio a OR para comprobar que entiendes lo que armaste.
Qué necesitas para armar un circuito con compuertas lógicas
El montaje usa un integrado de compuertas, componentes pasivos y una fuente regulada de 5 V. La lista sirve para una compuerta AND con LED, y el mismo cableado se repite con un integrado de OR.
- Protoboard y cables de conexión.
- Un integrado de cuatro compuertas AND (7408, 74LS08 o 74HC08) y, para el cambio final, uno de compuertas OR (7432, 74LS32 o 74HC32).
- Dos interruptores DIP o dos pulsadores.
- Una resistencia de pull-down por cada entrada (el valor se explica más adelante).
- Un LED rojo con una resistencia de 1 kΩ.
- Una fuente regulada de 5 V y un multímetro.
Si todavía no sabes cómo funcionan las filas de una protoboard ni cómo elegir la resistencia de un LED, el curso de electrónica de Certhana Academy tiene guías para ambos temas. El panorama completo de la disciplina está en la guía sobre qué es la electrónica digital. Si aún no tienes componentes, un simulador de circuitos lógicos permite practicar los mismos pasos en el navegador, aunque no siempre reproduce fallas como una entrada al aire.
Todo el montaje trabaja a 5 V de corriente continua. Ningún paso requiere la red eléctrica, y el circuito nunca debe conectarse a ella ni a una batería sin regular. Antes de energizar, comprueba que el pin 14 va a +5 V y el pin 7 a tierra, porque invertir la alimentación de un integrado puede dañarlo.
Cómo se coloca y se alimenta el integrado en la protoboard
Un integrado de 14 pines se coloca cruzando el canal central de la protoboard, de modo que las patas de cada lado queden en filas separadas. Así cada pin conserva otros cuatro agujeros libres para conectar cables.
Con la muesca del encapsulado hacia arriba, el pin 1 queda en la esquina superior izquierda y la numeración baja por ese lado y sube por el otro. El pin 14 queda frente al pin 1 y el pin 7 queda frente al pin 8. En el circuito integrado 7408, en el 7432 y en el 7404, el pin 14 recibe la alimentación positiva y el pin 7 la tierra, según las hojas de datos de sus variantes LS y HC.
Mide la tensión directamente entre el pin 14 y el pin 7, no en los bornes de la fuente. Algunas protoboards largas dividen los rieles de alimentación en dos tramos, y un puente que falte deja al chip sin alimentación aunque la fuente marque 5 V. En el 74LS08 la alimentación recomendada va de 4,75 V a 5,25 V, así que una lectura fuera de ese rango indica un problema antes de mirar cualquier compuerta. En la familia 74HC el rango es más amplio, de 2 V a 6 V.
Por qué falla una entrada al aire y cómo evitarlo con resistencias pull-down
Una entrada de compuerta sin conectar no vale cero. Queda a una tensión indefinida, y la hoja de datos solo garantiza el comportamiento cuando la entrada está por encima del nivel alto mínimo o por debajo del nivel bajo máximo. En las familias CMOS como la 74HC, las hojas de datos exigen conectar a un nivel alto o bajo toda entrada, porque una tensión indefinida produce estados impredecibles.
La solución estándar es la resistencia pull-down: conecta cada entrada a tierra mediante una resistencia, de modo que el interruptor abierto deje la entrada en 0, y lleva el otro lado del interruptor a +5 V para que, al cerrarlo, la entrada pase a 1.
El valor de la resistencia depende de la familia. Una entrada TTL de la serie LS puede extraer hasta 0,36 mA mientras está en bajo, según la hoja de datos del DM74LS08. Con un nivel bajo máximo de 0,8 V, la resistencia debe ser menor que unos 2,2 kΩ, así que se usa 1 kΩ. Una entrada HC conduce una corriente de 1 µA como máximo, y una resistencia de 10 kΩ funciona sin problema.
El montaje con un 74LS08 (TTL) frente a un 74HC08 (CMOS)
Con un 74LS08 el pull-down debe ser de 1 kΩ y con un 74HC08 basta 10 kΩ, y solo el HC enciende bien un LED desde su salida en alto.
Las entradas de las compuertas que no uses también van conectadas: llévalas a tierra o a +5 V, nunca al aire.
Estoy armando mi primer circuito con un 74HC08 y el LED se enciende solo cuando acerco la mano al cable de una entrada. ¿Qué está pasando y cómo lo corrijo?
La entrada sin nivel definido capta ruido y cambia de estado al tocarla. Conéctala a tierra con una resistencia pull-down de 10 kΩ y lleva el interruptor a +5 V. Si la entrada no se usa, conéctala directamente a tierra.
Pregunta de la práctica
Montaje guiado: una compuerta AND que enciende un LED
Quien necesite repasar qué es un circuito digital y cómo se reparten sus entradas, compuertas y salidas puede hacerlo en su guía propia. Aquí basta saber que este montaje tiene tres bloques: dos entradas con interruptor, una compuerta y una salida con LED.
Conexiones del circuito con una compuerta AND y un LED
Compuerta AND: primera compuerta del integrado: entradas en los pines 1 y 2, salida en el pin 3
- Alimentación: el pin 14 va a +5 V y el pin 7 a tierra
- Entradas: un interruptor en el pin 1 y otro en el pin 2, cada uno con su resistencia pull-down a tierra
- Salida: el pin 3 va a una resistencia de 1 kΩ, al ánodo del LED y el cátodo a tierra
- Entradas sin usar: los pines 4, 5, 9, 10, 12 y 13 van a tierra
En el montaje, la AND se alimenta por los pines 14 y 7, recibe dos entradas con pull-down y entrega su salida por el pin 3.
- Con la fuente apagada, coloca el integrado cruzando el canal central de la protoboard.
- Conecta el pin 14 a +5 V y el pin 7 a tierra.
- Lleva un lado del primer interruptor a +5 V y el otro al pin 1, y conecta una resistencia pull-down del pin 1 a tierra.
- Repite el paso anterior con el segundo interruptor en el pin 2.
- Conecta el pin 3, que es la salida, a la resistencia de 1 kΩ, esa resistencia al ánodo del LED y el cátodo a tierra.
- Lleva a tierra las entradas de las otras tres compuertas: los pines 4, 5, 9, 10, 12 y 13.
- Revisa el cableado contra el esquema, enciende la fuente y mide 5 V entre los pines 14 y 7.
El mismo montaje es la base de la actividad práctica con LED del curso de electrónica digital y de varios proyectos de electrónica digital que puedes documentar para un portafolio.
Comprobación con la tabla de verdad y cambio de AND a OR
Con el circuito energizado, prueba las cuatro combinaciones de los dos interruptores y anota si el LED se enciende. Un montaje correcto reproduce la tabla de verdad de la AND: el LED solo se enciende cuando ambos interruptores están cerrados.
Comportamiento esperado del LED con una AND y con una OR
El LED se enciende con la AND solo si los dos interruptores están cerrados, y con la OR basta con que uno lo esté.
Para cambiar de AND a OR, apaga la fuente y sustituye el integrado de AND por uno de OR (7432, 74LS32 o 74HC32). Ambos comparten la distribución de las compuertas, con entradas en los pines 1 y 2, salida en el pin 3 y alimentación en los pines 14 y 7, así que el resto del cableado se conserva.
Si el LED no responde como indica la tabla, el problema está en el montaje y no en la teoría. Los errores comunes en circuitos digitales, con un método para encontrarlos, tienen su propia guía.
Preguntas frecuentes
¿Qué integrados necesito para practicar las compuertas básicas?
Para AND, OR y NOT bastan tres integrados: un 7408 (AND), un 7432 (OR) y un 7404 (NOT), o sus variantes 74LS y 74HC. Con los dos primeros se comparan AND y OR sobre el mismo cableado, y con el 7404 se invierte una señal.
¿Por qué no se enciende mi LED si el montaje parece correcto?
Las causas habituales son una alimentación que no llega a los pines 14 y 7, un LED con la polaridad invertida, una entrada al aire o, con un integrado de la serie LS, una salida en alto que entrega muy poca corriente. Se revisan en ese orden, midiendo con el multímetro antes de cambiar piezas.
¿Puedo practicar sin componentes físicos?
Sí. Un simulador permite armar el mismo circuito, cambiar los interruptores y comprobar la tabla de verdad desde el navegador. El curso de electrónica digital de Certhana Academy permite hacer sus actividades prácticas en protoboard o en simulador, según los materiales que tengas.
Conclusión
Un montaje con compuertas bien hecho se reduce a cuatro hábitos: alimentar el integrado entre los pines 14 y 7, no dejar ninguna entrada al aire, proteger el LED con su resistencia y comprobar el resultado con la tabla de verdad. Con esos hábitos, pasar de AND a OR es solo cambiar de integrado. El siguiente paso es documentar el circuito con su esquema y sus pruebas.
