1. 1
Contador Con Interruptor Infrarrojo
Cristian Camilo Alvis
Daniel Pérez Diossa
Diego Fernando Restrepo
Tecnólogo en mantenimiento electrónico e
instrumental industrial
Camilo Enrique González Fernández
Servicio Nacional De Aprendizaje (SENA)
Trimestre ( l )
31/03/2014
Armenia - Quindío
2. 2
INTRODUCCIÓN
En electrónica es bastante frecuente verse necesitado de contabilizar eventos y
por tanto se requiere utilizar un contador, en nuestro caso se tratará de un
contador electrónico digital. Por otra parte, en nuestros días estamos rodeados
de dispositivos que disponen de algún tipo de contador digital, incluso en la
mayoría de los electrodomésticos vienen equipados con uno.
Un contador digital, básicamente consta de una entrada de impulsos que se
encarga de conformar (escuadrar) las señales, de manera que el conteo de los
pulsos no sea alterado por señales no deseadas, las cuales pueden falsear el
resultado final. Estos impulsos son acumulados en un contador propiamente
dicho cuyo resultado, se presenta mediante un visor que puede estar
constituido por una serie de sencillos dígitos de siete segmentos.
El interés sobre los dispositivos sensibles a la luz ha ido aumentando a una
velocidad casi exponencial en años recientes. El campo resultante de la
optoelectrónica estará recibiendo una gran cantidad de interés de investigación
conforme se hacen esfuerzos para mejorar sus niveles de eficiencia.
Por medio de los anuncios, las personas se han enterado que las fuentes de
luz proporcionan una fuente de energía única. Esta energía, transmitida como
paquetes discretos llamados fotones, tiene un nivel relacionado con la
frecuencia de la onda de luz.
En este proyecto, construiremos un interruptor infrarrojo, el cual nos permite
obtener una señal cada vez que un objeto pasa entre dos puntos específicos,
en los cuales se han ubicado el emisor y el receptor infrarrojos.
La idea es que entre estos dos elementos existe un haz de luz invisible, el cual,
al ser interrumpido por el objeto, permite que el circuito receptor genere una
señal que pueda ser útil para otro circuito de control.
3. 3
JUSTIFICACIÓN
Este proyecto encaminado hacia las fincas de ganado Quindianas, busca
facilitar a los ganaderos la distribución del ganado en el momento mismo en
que estas se dirijan hacia sus zonas de alimentación permitiendo una amplia y
adecuada distribución del espacio, donde todos los animales podrán
alimentarse. lo que se pretende en principio es que todas las fincas de ganado
se acojan a este sistema en pro de la organización en el manejo de sus
actividades.
La importancia de la realización de este circuito es debido a las problemáticas
que se presentan en el hato en cuanto a la forma desorganizada en la que las
vacas se dirigen a su zona de alimentación, por ejemplo si ingresan más de las
28 vacas a una sola zona o si no ingresan todas las vacas completas. se
desarrollara entonces un sistema que ayude a la adecuada distribución del
ganado en el momento de su alimentación facilitándole el trabajo al propietario
pero donde lo más importante para que el sistema funcione perfectamente es
que el mismo esté atento siempre que la alarma se active para que la apague
instantáneamente.
Para los administradores y para los obreros de los hatos, se presentan
problemas a la hora de distribuir cada una de las vacas a sus respectivos
lugares, ya que en algunas zonas quedan más vacas que en otra y luego para
distribuirlas a sus lugares de producción se
pueden presentar problemas.
En la actualidad en todas las zonas ganaderas, para facilitar el conteo de
ganado, o mejor el ingreso de las vacas a sus respectivos lugares de
alimentación, se necesita la ayuda de muchos ganaderos, ya que algunas
vacas se pueden dispersar por el lugar, o simplemente no se mueven y no
ingresan, además se considera el hecho de que se en un solo corral podrían
ingresar más de las vacas que este soporta, con la ayuda de este sistema se
facilitara el ingreso a sus corrales y ayudara con la organización del hato.
4. 4
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Elaborar un sistema que se encargue de facilitar el conteo de vacas en la
entrada de sus respectivas zonas de descanso y alimentación.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Identificar cuáles son las zonas de alimentación más afectadas que
necesitan el circuito.
Diferenciar y clasificar cada uno de los elementos que se necesitan para
establecer el sistema de conteo.
Simular el circuito en ISIS para asegurarse que no haya ningún
problema a la hora de montarse.
Probar el circuito ya diseñado en ISIS para que no haya ningún
problema con el montaje.
Conocer el Datasheet de cada uno de los elementos electrónicos para
que no se presenten confusiones con el sistema.
Montar el circuito en el Protoboard, para hacer las respectivas pruebas
de bloques, hasta que el circuito quede totalmente completo, es decir, el
circuito final.
5. 5
MARCO TEORICO
Display de 7 segmentos o visualizador de 7 segmentos:
Es un componente que se utiliza para la representación de números en muchos
dispositivos electrónicos debido en gran medida a su simplicidad. Aunque
externamente su forma difiere considerablemente de un diodo LED (diodos
emisores de luz) típico, internamente están constituidos por una serie de diodos
LED con unas determinadas conexiones internas, estratégicamente ubicados
de tal forma que forme un número 8.
A cada uno de los segmentos que forman el Display se les denomina a, b, c, d,
e, f y g y están ensamblados de forma que se permita activar cada segmento
por separado consiguiendo formar cualquier dígito numérico. A continuación se
muestran algunos ejemplos:
Si se activan o encienden todos los segmentos se forma el número "8".
Si se activan sólo los segmentos: "a, b, c, d, e, f," se forma el número "0".
Si se activan sólo los segmentos: "a, b, g, e, d," se forma el número "2".
Si se activan sólo los segmentos: "b, c, f, g," se forma el número "4"
6. 6
Conversores analógico/digital:
Muchos procesos de inspección y funciones de control requieren que un voltaje
o una corriente análogas sean convertidas a forma digital (pulsos), de tal forma
que puedan ser manejadas o interconectadas a circuitos digitales. Tal es el
caso de los nuevos multímetros digitales para el taller, los cuales requieren de
un convertidor analógico/digital para "traducir" en dígitos lo que su punta de
prueba está "viendo", como diferentes niveles de voltaje o corriente (para medir
resistores, se hace pasar por tal elemento una mínima corriente de voltaje
conocido, y de acuerdo con su "caída" se deduce por analogía el valor de la
resistencia eléctrica (ley de ohm). Dicha corriente es suministrada por el circuito
del multímetro, razón por la cual algunos modelos disponen de pilas internas.
Todos los parámetros físicos conocidos tienen naturaleza analógica, por lo que
Fenómenos tales como presión, temperatura, velocidad, intensidad de luz,
aceleración, etc., pueden ser convertidos a un equivalente digital que permita
su tratamiento, como simples datos binarios. Comercialmente se consiguen
distintas clases de convertidores A/D (Analogic-to-digital) en circuito integrado,
algunos con salida lista para conectar un Display, pero en el fondo todos
desempeñan el mismo.
Led:
Un LED, siglas en inglés de Light-Emiting Diode (diodo emisor de luz) es un
dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz poli cromática, es decir, con
diferentes longitudes de onda, cuando se polariza de forma directa y es
atravesado por la corriente eléctrica. El color depende del material
semiconductor empleado en la construcción del diodo, pudiendo variar desde el
ultravioleta, pasando por el espectro de luz visible, hasta el infrarrojo,
recibiendo éstos últimos la denominación de IRED (Infra-Red Emiting Diode).
El funcionamiento físico consiste en que, un electrón pasa de la banda de
conducción a la de valencia, perdiendo energía. Esta energía se manifiesta en
forma de un fotón desprendido, con una amplitud, una dirección y una fase
aleatoria.
7. 7
Ventajas
Los leds presentan muchas ventajas sobre las fuentes de luz incandescente y
fluorescente, principalmente por el bajo consumo de energía, mayor tiempo de
vida, tamaño reducido, durabilidad, resistencia a las vibraciones, reducen la
emisión de calor, no contienen mercurio (el cual al exponerse en el medio
ambiente es altamente venenoso), en comparación con la tecnología
fluorescente, no crean campos magnéticos altos como la tecnología de
inducción magnética, con los cuales se crea mayor radiación residual hacia el
ser humano; cuentan con mejor índice de producción cromática que otros tipos
de luminarias, reducen ruidos en las líneas eléctricas, son especiales para
utilizarse con sistemas fotovoltaicos (paneles solares) en comparación con
cualquier otra tecnología actual; no les afecta el encendido intermitente (es
decir pueden funcionar como luces estroboscópicas) y esto no reduce su vida
promedio, son especiales para sistemas anti explosión ya que cuentan con un
material resistente, y en la mayoría de los colores (a excepción de los leds
azules), cuentan con un alto nivel de fiabilidad y duración.
Desventajas:
Según un estudio reciente parece ser que los leds que emiten una frecuencia
de luz muy azul, pueden ser dañinos para la vista y provocar contaminación
lumínica. Los leds con la potencia suficiente para la iluminación de interiores
son relativamente caros y requieren una corriente eléctrica más precisa, por su
sistema electrónico para funcionar con voltaje alterno, y requieren de
disipadores de calor cada vez más eficientes en comparación con las bombillas
fluorescentes de potencia equiparable.
8. 8
Resistencia:
Se le llama resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los
electrones para desplazarse a través de un conductor. La unidad de resistencia
en el sistema internacional es el ohm, que se representa con la letra griega
omega (Ω), en honor al físico alemán George Ohm, quien descubrió el principio
que ahora lleva su nombre. La resistencia está dada por la siguiente fórmula:
En donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material.
La resistencia de un material depende directamente de dicho coeficiente,
además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es
mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal
(disminuye conforme aumenta su grosor o sección transversal)
Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido
conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el
Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la
práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un
ohmímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en
Siemens.
9. 9
Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede
definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente
en que atraviesa dicha resistencia, así: 1
Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios
e I es la intensidad de corriente en amperios.
También puede decirse que "la intensidad de la corriente que pasa por un
conductor es directamente proporcional a la longitud e inversamente
proporcional a su resistencia"
Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar en
conductores, aislantes y semiconductor. Existen además ciertos materiales en
los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno
denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es
prácticamente nulo.
Ahora veamos la ley de Ohm.
DECODIFICADOR 7447:
El decodificador 7447 está diseñado para activar segmentos específicos, aun
de códigos de entrada mayores que 1001, La codificación y la decodificación
serán siempre operaciones necesarias en sistemas digitales que traten
información, o en procesos industriales donde sea necesario suministrar datos
o presentar resultados. En algunos sistemas cibernéticos o de control es
10. 10
posible prescindir de este tipo de operaciones, siendo suficiente la aplicación
de señales digitales mediante transductores y aplicar las salidas del circuito
sobre elementos de potencia tales como lámparas, motores, etc.
Un decodificador es un circuito lógico que convierte un código binario de
entrada de N bits, en líneas de salida de manera tal, que cada una de estas
líneas sólo sea activada para una posible combinación de entrada, la figura Nº1
muestra el diagrama general del decodificador con N entradas y 2N salidas.
Muchos decodificadores están diseñados para producir salidas activas en nivel
bajo, donde solamente la salida seleccionada es baja, en tanto que todas las
otras son altas. Esto siempre lo indica la presencia de pequeños círculos en las
líneas de salida del diagrama del decodificador.
Botón o pulsador:
Es un dispositivo utilizado para realizar cierta función. Los botones son de
diversas formas y tamaño y se encuentran en todo tipo de dispositivos, aunque
principalmente en aparatos eléctricos y electrónicos.
11. 11
Descripción
Consta del botón pulsador; una lámina conductora que establece contacto con
los dos terminales al oprimir el botón, y un muelle que hace recobrar a la
lámina su posición primitiva al cesar la presión sobre el botón pulsador.
Tipos
Diferentes tipos de pulsadores: (a) Basculante. (b) Pulsador timbre. (c) Con
señalizador. (d) Circular. (e) Extraplano.
Funcionamiento
El botón de un dispositivo electrónico funciona por lo general como
un interruptor eléctrico, es decir en su interior tiene dos contactos, al ser
pulsado uno, se activará la función inversa de la que en ese momento este
realizando, si es un dispositivo NA (normalmente abierto) será cerrado, si es un
dispositivo NC (normalmente cerrado) será abierto.
Usos
El "botón" se ha utilizado en calculadoras, teléfonos, electrodomésticos, y
varios otros dispositivos mecánicos y electrónicos, del hogar y comerciales.
En las aplicaciones industriales y comerciales, los botones pueden ser unidos
entre sí por una articulación mecánica para que el acto de pulsar un botón haga
que el otro botón se deje de presionar. De esta manera, un botón de parada
puede "forzar" un botón de inicio para ser liberado. Este método de unión se
utiliza en simples operaciones manuales en las que la máquina o proceso no
tienen circuitos eléctricos para el control.
Diseño
Hay que tener en cuenta, a la hora de diseñar circuitos electrónicos, que la
excesiva acumulación de botones, puede confundir al usuario, por lo que se
tenderá a su uso más imprescindible.
También existen "botones virtuales", cuyo funcionamiento debe ser igual al de
los "físicos"; aunque su uso queda restringido para pantallas táctiles o
gobernadas por otros dispositivos electrónicos.
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LM358:
La abreviatura LM358 indica un chip de 8 pines, que contiene
dos amplificadores operacionales de bajo poder. El LM358 está diseñado para
uso general como amplificadores, filtros de paso alto y bajo, filtros de paso
banda y sumadores analógicos.
Una de las características de este circuito es que ser diseñado para operar con
una sola fuente de alimentación estática que van desde un mínimo de 3 Va un
máximo de 32 V, aunque normalmente no se están estabilizando en niveles
entre 5 V y 15V.
De hecho, mientras que la mayoría de los circuitos integrados que contienen la
operativa necesita dos fuentes de alimentación, uno positivo y uno negativo, el
LM358 puede ser conectado a la alimentación positiva, mientras que sólo el
suministro negativo se sustituye por la masa.
El LM358 es utilizado en infinidad de aplicaciones. Usualmente se le ve como
acondicionador de señales provenientes de transductores o sensores, como
micrófonos, sondas de temperatura, etc. El circuito integrado LM358 puede
operar en diferentes configuraciones, dependiendo de la función que se quiera
obtener de él.
13. 13
LED de infrarrojos (IRLED):
El diodo IRLED (del inglés Infrared light Emiting
Di o d e ) , e s u n e m i s o r d e r a y o s infrarrojos que son una radiación
electromagnética situada en el espectro electromagnético, en el intervalo que
va desde la luz visible a las microondas. Estos diodos se diferencian de
los LED por el color de la cápsula que los envuelve que es de color
azul o gris. El diámetro de ésta es generalmente de 5 mm. Los rayos
infrarrojos se caracterizan por ser portadores de calor radiante.
Estos rayos son producidos en mayor o menor intensidad por
cualquier objeto a temperatura superior al cero absoluto.
Fototransistor:
El Fototransistor es un Fotodetector que trabaja como un transistor clásico,
pero normalmente no tiene conexión base.
En estos transistores la base está reemplazada por un cristal fotosensible que
cuando recibe luz, produce una corriente y desbloquea el transistor. En el
fototransistor la corriente circula sólo en un sentido y el
bloqueo del transistor depende de la luz; cuanta más luz hay más
conduce. El principio del fototransistor es aparentemente el mismo que el del
14. 14
transistor clásico. Pero si observamos el componente se ve que sólo posee dos
patas, un emisor y un colector, pero le falta la base. La base de hecho es
sustituida por una capa de silicio fotosensible. Si esta capa
está iluminada aparece en la base una corriente que crece con la luz,
lo que pone en marcha al transistor. El fototransistor reacciona con la
luz visible y también con los rayos infrarrojos que son invisibles. Para
distinguirlo del LED su cápsula es transparente. En el fototransistor, al igual
que en los LED, la polaridad viene dada por la longitud de sus patas pero
con una diferencia muy importante; en el fototransistor la pata
larga es el negativo (-), al revés que en los LED, que es el positivo (+).
Contador 7490:
Un 7490 es un contador que puede contar del 0 al 9 de una forma cíclica, y ese
es su modo natural. QA, QB. QC y QD son cuatro bits en un número binario, y
esto pines se ciclan desde el 0 al 9. Puedes configurar el chip para que cuente
a otro número máximo de números y luego volver a cero. Se hace cambiando
el cableado de las líneas R01, R02, R91 y R92. Si R01 y R02 son 1, es decir, 5
voltios, y tanto R91 o R92 son 0 (tierra), entonces el chip reseteará QA, QB,
QC y QD a cero. Si R91 o R92 es 1 (de nuevo 5 voltios), entonces e contador
en QA, QB, QC y QD irá a 1001. Veamos un gráfico del chip 7490 para ver
mejor los pines.
15. 15
Para crear un contador como en nuestro caso con doble Display se requiere,
de otro contador 7490 adicional, cada uno se encarga manejar un Display y van
interconectados entre sí, para compartir los mismos pulsos de los IR.
Buzzer (Speaker):
Zumbador, Buzzer en inglés, es un transductor electroacústico que produce un
sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono. Sirve como
mecanismo de señalización o aviso, y son utilizados en múltiples sistemas
como en automóviles o en electrodomésticos, incluidos los despertadores.
Inicialmente este dispositivo estaba basado en un sistema electromecánico que
era similar a una campana eléctrica pero sin el badajo metálico, el cual imitaba
el sonido de una campana.
Su construcción consta de dos elementos, un electroimán y una lámina
metálica de acero. El zumbador puede ser conectado a circuitos integrados
especiales para así lograr distintos tonos.
Cuando se acciona, la corriente pasa por la bobina del electroimán y produce
un campo magnético variable que hace vibrar la lámina de acero sobre la
armadura.
Compuerta AND 4 Entradas:
Cada compuerta tiene dos variables de entrada designadas por A y B y una
salida binaria designada por x.
La compuerta AND produce la multiplicación lógica AND: esto es: la salida es 1
si la entrada A y la entrada B están ambas en el binario 1: de otra manera, la
salida es 0.
16. 16
Estas condiciones también son especificadas en la tabla de verdad para la
compuerta AND. La tabla muestra que la salida x es 1 solamente cuando
ambas entradas A y B están en 1.
El símbolo de operación algebraico de la función AND es el mismo que el
símbolo de la multiplicación de la aritmética ordinaria (*).
Las compuertas AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la
salida es 1 si todas las entradas son 1, como en nuestro caso que es una
compuerta AND de cuatro entradas, con referencia 7421, este lo que hace es
enviar el pulso cuando ya llega el conteo al número 27, para que sea activado
el Buzzer.
Transistor NPN 2N2222 O 2N3904:
El 2N2222, también identificado como PN2222, es un transistor bipolar NPN de
baja potencia de uso general.
Sirve tanto para aplicaciones de amplificación como de conmutación. Puede
amplificar pequeñas corrientes a tensiones pequeñas o medias; por lo tanto,
sólo puede tratar potencias bajas (no mayores de medio Watts). Puede trabajar
a frecuencias medianamente altas.
Las hojas de especificaciones señalan como valores máximos garantizados
500 miliamperios, 50 voltios de tensión de colector, y hasta 500 milivatios de
potencia. La frecuencia de transición es de 250 a 300 MHz, lo que permite
utilizarlo en aplicaciones de radio de alta frecuencia (hasta 300 MHz). La
beta (factor de amplificación, hFe) del transistor es de por lo menos 100;
valores de 150 son típicos.
17. 17
LA ELECTRONICA
La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que
estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el
control del flujo de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.
Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos, desde
los semiconductores hasta las válvulas termoiónicas. El diseño y la gran
construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forman
parte de la electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica,
electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El
estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología se suele
considerar una rama de la física, más concretamente en la rama de ingeniería
de materiales.
Aplicaciones de la electrónica
La electrónica desarrolla en la actualidad una gran variedad de tareas. Los
principales usos de los circuitos electrónicos son el control, el procesado, la
distribución de información, la conversión y la distribución de la energía
eléctrica. Estos usos implican la creación o la detección de campos
electromagnéticos y corrientes eléctricas. Entonces se puede decir que la
electrónica abarca en general las siguientes áreas de aplicación:
Electrónica de control
Telecomunicaciones
Electrónica de potencia
Sistemas electrónicos
Un sistema electrónico es un conjunto de circuitos que interactúan entre sí para
obtener un resultado. Una forma de entender los sistemas electrónicos consiste
en dividirlos en las siguientes partes:
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1. Entradas o Inputs – Sensores (o transductores) electrónicos o
mecánicos que toman las señales (en forma de temperatura, presión,
etc.) del mundo físico y las convierten en señales de corriente o voltaje.
Ejemplo: El termopar, la foto resistencia para medir la intensidad de
la luz, etc.
2. Circuitos de procesamiento de señales – Consisten en artefactos
electrónicos conectados juntos para manipular, interpretar y transformar
las señales de voltaje y corriente provenientes de los transductores.
3. Salidas u Outputs – Actuadores u otros dispositivos (también
transductores) que convierten las señales de corriente o voltaje en
señales físicamente útiles. Por ejemplo: un Display que nos registre la
temperatura, un foco o sistema de luces que se encienda
automáticamente cuando esté oscureciendo.
Básicamente son tres etapas: La primera (transductor), la segunda (circuito
procesador) y la tercera (circuito actuador).
19. 19
ANALISIS DE OBJETOS DEL SISTEMA ELECTRÓNICO CONTADOR DE VACAS
1- Descripción Del Objeto Como Operador: el sistema electrónico
contador de vacas o censado de vacas lecheras en un Hato, es un
dispositivo, el cual su trabajo consiste básicamente en contar una
determinada cantidad de vacas, ya que el usuario, requiere establecer
este en un potrero. El cuál es el más utilizado, por lo tanto necesita un
control de conteo automatizado para esto. Este sistema de
automatización estará suministrado por una fuente de 5V.
2- Descripción Anatómica Del Objeto: este sistema electrónico contador
de vacas, está conformado por 2 partes primordiales, las cuales son los
sistemas de entrada y los sistemas de salida. Pero consta decir que
cada sistema tiene unos sub-sistemas, es decir que estos están dentro
del sistema que los rige.
Por otra parte, este sistema electrónico tiene una forma muy
convencional, ya que, está dividido en dos sistemas los cuales son, uno
de entrada y uno de salida.
SISTEMAS DE ENTRADA
FUENTE DE ALIMENTACIÓN 5V
SENSADO CON IR
SISTEMAS DE SALIDA
VISUALIZADOR DISPLAY
SONIDO DE ZUMBADOR
20. 20
3- Análisis Funcional: este sistema electrónico contador de vacas según
nuestro diseño funciona de la siguiente manera.
El circuito esta alimentado con una fuente de 5v, es decir que
todo el circuito funcionara con este voltaje, este es un sistema de
entrada.
Los sensores, en este caso funcionaran como detectores al paso
de las vacas de un lugar a otro. Este es un sistema de entrada.
Los Displays cumplen un papel muy importante, ya que le
mostrara al usuario encargado de las vacas, cuantas han pasado
por los sensores de un lado a otro. Este es un sistema de salida.
21. 21
El zumbador en este caso, será un sistema de alerta, el cual le
avisara al usuario, que la penúltima vaca ha pasado al otro lado y
así él pueda de inmediato cerrar la puerta cuando pase la última
vaca. Este es un sistema de salida.
22. 22
8 Y 9.
Esta Es La Etapa De Sensado O Bloque De Entrada De Sensado Infrarrojo, Esta Es
La Etapa Principal De Nuestro Proyecto, Puesto Que, Este Es Quien Nos Enviara El
Pulso Cuando El Objeto En Este Caso La Vaca Se Interponga En Medio De Este, Aquí
Lo Estamos Simulando Con Un LDR, Dado Que, El Simulador Proteus No Cuenta Con
La Librería De Sensores Infrarrojos, Este Cuenta Con El IR (LDR) En Nuestro Caso,
Que Envía Una Señal Al AO LM358N, Debido Que A Medida Que Se Separan El
Emisor Y El Receptor Llega Una Señal Muy Pequeña, Por Consiguiente, Se Utiliza El
Amplificador Operacional LM358N Para Como Su Nombre Lo Indica Proporcionar Una
Ganancia A La Señal Que Recibe.
23. 23
Esta Es La Etapa De Visualización Display O Bloque De Visualización Display, Ya
Que, Necesitamos Observar La Cantidad De Vacas Que Han Entrado Al Potrero,
Dentro De Esta Hay Otro Bloque Más Que Lo Podemos Llamar Conteo Y
Decodificación De La Señal; Este Símbolo Que Vemos (PULSE), Es La Señal Que
Recibe El 74LS90 Del Amplificador Lm358, En Este Se Almacenan Los Datos Y El
Conteo De Las Vacas Que Pasar Por Medio Del Sensor, El 74LS90 Envía Un Código
En BCD (Decimal Codificado En Binario) Al Decodificador 7447, Este Se Encarga De
Activar El Orden Indicado Que Necesita El Display De 7 Segmentos, Todo Este Bloque
Pertenece A La Etapa De Visualización Y Por Ultimo Quien Nos Indicara Cuantas
Vacas Han Transitado O Han Entrado Al Potrero Es El Display.
24. 24
Esta Es La Etapa Del Zumbador O Bloque De Potencia, En Este Bloque, Nos Daremos
Cuenta Cuando La Ultima Vaca Va A Cruzar El Camino Pero En La Vaca Numero 27,
Este Circuito Nos Enviara Una Señal En Forma De Sonido, Para Avisar Al Funcionario
Del Ato, O En Encargado En El Instante De Las Vacas En El Potrero, Para Que Este
Solo Ingrese La Ultima Vaca, Y Cuando El Buzzer O Zumbador Deje De Sonar Es
Porque Ya Ha Ingresado La Ultima Vaca Y Este Se Encargara De Impedir El Paso A
Los Otros Bovinos. Esta Etapa O Bloque Consta De Un Circuito Integrado (Compuerta
Lógica AND), Esta Se Encarga De Controlar De Que El Numero Al Cual Se Necesita
25. 25
Dar La Orden Al Zumbador De Que Se Active, Por Ello, Esta Compuerta Es De 4
Entradas, Esta Lo Que Hace Es Coger Las Cuatro Entradas Y Cuando Todas Estén
En 1 (5 Voltios Digitales), Esta Dejara La Señal De Salida También En 1, Por
Consiguiente, Este Envía Una Señal Al Transistor Este Allí Funciona Como Un
Interruptor Para Controlar La Señal Que Sale Por El C.I AND, Cuando La Salida Da 1,
El Relay Se Activa Instantáneamente Para Dar Paso A Los Correspondientes Voltajes
Y Corrientes Que Necesita El Zumbador, De Esta Manera Tenemos Implementado
Este Bloque Y Con La Unión De Los Bloques O Etapas Llegamos A Un Circuito
General Que Es El De Nuestro Proyecto Contador De Bovinos.
10.
Este Es El Circuito Final De Nuestro Proyecto, A Continuación Mostraremos Las
Imágenes De Nuestro Proyecto En Físico, Pero Primero Vamos A Explicar Un Poco
Sobre Lo Que Es Nuestro Contador Y Sus Partes, Como Ya Hemos Explicado, Existen
Tres Etapas; Las Cuales Son: Etapa De Sensado IR, Etapa De Visualización Display,
Y Por Ultimo La Etapa De Potencia Que Es Igual A El Bloque De Sonido O Alarma
Con Zumbador, Como Ya Lo Hemos Expresado Anteriormente en La Etapa De
Sensado IR, Lo Reemplazamos Por Un LDR, Debido A Que El Simulador No Cuenta
Con La Librería De Sensores IR, Con Esta LDR Cumple La Misma Función Pero como
La Normatividad Que Este Proyecto Indica El Sensado Debe Ser Infrarrojo.
26. 26
Esta Es La Unión De Las Etapas De Nuestro Circuito, Su Funcionamiento Es
Simple, Cuando El Emisor Que se Encuentra en La Parte Izquierda De La
Imagen, Es Interrumpido Mediante Un Objeto, En Este Caso Una Vaca, Este
envía una Señal Al Circuito Integrado Lm358, Este Se Encarga De Amplificar
Esta Señal Y Proporcionarle Una Ganancia, Esta Ganancia Será Enviada Al
Contador 7490, Que Como Su Orden Lo Indica Contara De Manera Ordenada
Cada Vez Que Se Interponga Un Objeto En Medio Del Sensor, El 7490 Envía
Un Código (BCD) Binary-Coded Decimal, Decimal Codificado En Binario,
Cuando Este envía este Código Dependiendo de cuál sea el número que se
debe cargar, la señal que llegará en código, va a ser recibida por el
decodificador 7447, este se encarga como su nombre lo indica decodificar este
código para que esté listo y sea aceptado por el Display de 7 Segmentos
Ánodo Común. Aquí Ya Hemos Mencionado Dos Etapas: La Etapa De
Sensado Y La Etapa De Visualización, Enseguida le sigue la etapa De
Potencia, Que Consta De Un Circuito Integrado 7421 (AND 4 Entradas), Este
Multiplica Las 4 Señales De Entrada, Cuando La Salida Es 1 (En Binario 5
Voltios), Se Activara Un Buzzer O Speaker, que Es Controlado Por Un
Transistor NPN 2N2222, Y Un Relé, Allí Este Tipo De alarma Nos Indicará Que
Solo Puede Ingresar Otro Bovino O Vaca, Como El Proyecto Nos Requiere
Que solo Sean 28 Vacas Las Que Deben Ser Ingresadas a Sus Zonas De
Alimentación, Hemos Configurado El 7421 De Modo De Que Se Active el
Buzzer En El Numero 27, Todo Esto Es El Contador Con Sensor Infrarrojo.
27. 27
Problemáticas que nos encontramos a la hora de desarrollar el proyecto.
Una de los problemas más grandes que tuvimos, fue el orden en que se
conectaban cada uno de los elementos, ya que, no seguimos los pasos
que nos dio el profesor en el momento de documentarnos acerca de los
bloques, nosotros cuando empezamos el proyecto hicimos de una vez el
circuito final simulado, y después si sacamos las etapas o bloques de
este.
Otro problema que nos encontramos, fue en la parte del diseño del
sensor, ya que el emisor de la luz infrarroja emitía la luz
adecuadamente, pero el receptor no quería reconocerla, Dado que,
debíamos ponerle un elemento óptico que dejara perpetrar solo la luz
Infrarroja y no dejara pasar la luz normal, ya que, el fototransistor
también reconoce la luz normal.
En el desarrollo de la etapa del contador, se presentó un problema a la
hora de conectar todos los cables respectivos ya que eran muchos y se
creaban confusiones, por consiguiente, debíamos desmontar esta etapa
y dejar el cableado más reducido, ya que, este nos permitía encontrar el
error mas fácil.
Al momento de unir la etapa del sensor con la del contador o
visualizador, ya que, este nos contaba en desorden, debido a que el
Sensado estaba muy sensible, para ello debimos poner otra resistencia
en serie en el emisor IR para que éste quedara bien calibrado.
28. 28
CONCLUSIONES
En el desarrollo de este proyecto surgieron algunos problemas en cuanto a la
construcción, ya que el diseño del circuito era muy extenso, además de ello
tiene una gran cantidad de conexiones que a simple vista son muy difíciles de
manejar.
Para elaborar el proyecto de la manera más adecuada, era necesario tener un
conocimiento a fondo de cada uno de los elementos electrónicos a utilizar. Si
se tenía el estudio de cada uno de los elementos se facilitaría la construcción y
se evitarían muchos problemas, que más tarde no dejarían desarrollar el
proyecto completamente.
Antes de empezar a desarrollar completamente el trabajo, se debió hacer una
simulación en la herramienta llamada ISIS. Después de que se elaborara, fue
necesario probar el circuito definitivamente para facilitar la construcción del
proyecto en el Protoboard respectivo.
Ya conociendo cada uno de los elementos, y el circuito a elaborar, se procedió
a diseñar el circuito en el Protoboard, pero para ello era necesario conocer muy
bien cada conexión del sistema de conteo, ya que si se hacía una conexión mal
simplemente no iba a funcionar adecuadamente.
36. 36
Diodo 1N4001
https://www.google.com.co/search?q=Rel%C3%A9&source=lnms&tbm=isch&s
a=X&ei=WsE6U-
esIInjsASl34DgDw&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1366&bih=661#q=Diodo+1N40
01&tbm=isch
Contador Con Interruptor IR
http://www.steren.com/diagramas/
Contador Con Interruptor IR
http://www.youtube.com/watch?v=z5GvYLrV4Tc
Sensor IR
https://www.google.com.co/search?q=Sensor+De+Proximidad+infrarrojo&sourc
e=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=HMQ6U_qkHaqisQSTooGwBQ&ved=0CAYQ_AU
oAQ&biw=1366&bih=661#q=Sensor+Infrarrojo&tbm=isch&facrc=_&imgdii=_&i
mgrc=P_PqHnE8yKtteM%253A%3B9XlWuIpqAaopAM%3Bhttp%253A%252F
%252Fi1164.photobucket.com%252Falbums%252Fq562%252Fizac77%252Fa
yaho%252FEsquemadeunsensordeinfrarrojos.png%3Bhttp%253A%252F%252
Fwww.taringa.net%252Fposts%252Fhazlo-tu-
mismo%252F14915855%252FLuz-automatica-con-Sensores-
Circuito.html%3B360%3B391
Video Youtube
http://www.youtube.com/watch?v=ksDZjbbb8m8
INDICE
Presentación 1
Introducción 2
Justificación 3
Objetivos 4
Marco Teórico 5-16
La Electrónica 17-18
Análisis De Objetos 19-21
Bloques Del Circuito Y Circuito Final 22-25
Montaje Del Circuito En Protoboard 26
