Control de represa automatizada con fpga y vhdl

1. Control de represa automatizada con FPGA y
VHDL
Jorge Andrés Riaño, Nicolás Martínez Yate, María Fernanda Trochez
Jariano88@gmail.com, martinezyate@gmail.com, mtrochez12@gmail.com
Universidad ECCI
Bogotá DC – Colombia.
Resumen— En este documento se muestra
una forma de control de una represa, esta
misma se evidencia la forma de llenado y
vaciado de la represa y controlada por un
sistema con sensores donde nos indica el
nivel actual del agua.
Índice de términos — VHDL, FPGA,
decodificación, memoria, contador.
I. INTRODUCCIÓN
Según la ingeniería, una represa es una
barrera fabricada con piedra, hormigón o
materiales sueltos, que se construye en una
zona cerrada o desfiladero sobre un río o
arroyo, que tiene como finalidad embalsar el
agua en el cauce fluvial y así aprovecharla para:
 Abastecer o regar
 Elevar su nivel con el objetivo de
derivarla a canalizaciones de riego
 Evitar inundaciones abajo de la presa
 Producir energía mecánica para
aprovecharla directamente, como en
los antiguos molinos, o de forma
indirecta para producir energía
eléctrica, como se hace en las centrales
hidroeléctricas
Teniendo esta problemática basamos nuestro
desarrollo en un sistema de programación
VHDL a través de la tarjeta BASYS 2, con la
cual se evidencio el aprendizaje obtenido a
través del estudio en sistemas digitales 1.
II. CONTENIDO
Se identifican las herramientas y procesos
utilizados para poder realizar el sistema.
A. Implementación
Este diseño como tal fue implementado en
una parte física haciendo uso de la tarjeta
BASYS, 2 mini bombas de agua y los
correspondientes sensores.
Por parte de la FPGA se hará uso de los
switch para el cambio de los estados.
B. Hardware
En el diseño de hardware se tuvo en cuenta el
voltaje manejado por la FPGA para poder mover
las motos bombas sin problemas y así mismo se
lograra llenar y vaciar cada una de las cámaras.

2. JECC 2017 U. ECCI
Figura.1. FPGA, BASYS 2.
La tarjeta basys2 es un diseño de circuito y la
plataforma de aplicación que cualquiera puede
utilizar para el desarrollo y construcción de
circuitos digitales reales. La tarjeta Basys2
Construido alrededor de una matriz de Xilinx
Spartan-3E compuertas programable de campo
y un controlador USB Atmel AT90USB2,
ofrece hardware completo, listo para su uso
adecuado para la celebración de los circuitos
que van desde dispositivos lógicos básicos a los
controladores complejos. [1]
Para realizar el llenado y vaciado de cada una
de las cámaras se realizó con ayuda de unas
mini moto bombas. Figura 2
Figura.2. Matriz de 5x7.
Las cuales trabajan de 3 a 6 voltios, lo que las
hacia funcionales para trabajar con la BASYS
2. Figura 3.
Figura.3. Prueba de llenado.
La corriente suministrada por la BASYS 2 no
era suficiente para activar las moto bombas, se
procede con la implementación de un
amplificador en configuración Darlington, esto
lo realizamos mediante el transistor TIP122
Figura 4. Configuración de transistor.

3. JECC 2017 U. ECCI
Figura 5. Conexión del transistor.
C. Software
Por la parte correspondiente al manejo
interno de cada uno de los motores se utilizara
como señal de reloj cada uno de los pulsadores
de la tarjeta desarrolladora, con esto
controlamos el manejo de la máquina de
estados.
Cada estado está controlado por medio de
unos sensores ubicados dentro de la represa
indicando así el nivel actual de agua.
C.1. Contadores
En este caso utilizamos una maquina tipo
Moore para el uso de los contadores.
Figura.5. maquina de moore
Máquina de Moore: Las salidas solo
dependen del estado interno y de cualquier
entrada sincronizada con el circuito, como se
observa en la figura 5. Donde las salidas del
sistema son únicamente sincrónicas.[3]
C.2. Sensor
Para la maquina de estados se simulo un sensor
este sensor lo que realizaba es que al momento
de entrar en contacto con el agua enviaba una
señal de entrada lo que indicaba el nivel actual
de agua.
D. Actuadores:
El componente más importante a utilizar
como actuador será dos moto bombas las cuales
tiene implementado un amplificador para su
mejor rendimiento.
.

4. JECC 2017 U. ECCI
III. CONCLUSIONS
El uso de dispositivos como tarjetas
desarrolladoras en este caso la BASYS2
fomenta el aprendizaje y desempeño en
estudiantes ayudando a estos a poseer un
mayor conocimiento en cuanto al manejo del
lenguaje a utilizar y del uso de nuevos
aplicativos.
Las numerosas maneras en las que las
contraseñas reusables pueden comprometer la
seguridad han impulsado el desarrollo de otras
técnicas. Desafortunadamente, ninguna se ha
vuelto tan disponible universalmente para los
usuarios que buscan una alternativa más segura.
La adopción de la tecnología FPGA ofrece a
los ingenieros e investigadores con diferentes
niveles de experiencia los beneficios del silicio
reprogramable. Para obtener más información
acerca de cómo se utilizan los FPGAs en
diversas industrias y aplicaciones
REFERENCES
[1] http://comunidadplanetaazul.com/agua/aprende-
mas-acerca-del-agua/represas-y-embalses/
[2] http://www.puntoflotante.net/MATRIZ%20
DE%20LEDS.htm (2002) The IEEE
website. [Online]. Available:
http://www.ieee.org/
[3] http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingen
ieria/2000477/lecciones/070101.htm
IV. AUTORES
Jorge Andrés Riaño
Nacido en Bogotá
(Cundinamarca), Colombia,
el 7 de agosto de 1995,
estudiante de ingeniería
electrónica, tecnólogo
en telecomunicaciones y
cursando 8 semestre trabajo
como analista de sistemas de
información.
María Fernanda Trochez
Nacido en Bogotá
(Cundinamarca), Colombia,
el 30 de Enero de 1994,
estudiante de ingeniería
electrónica, tecnólogo
en telecomunicaciones y
cursando 8 semestre
actualmente trabajando en
una empresa de como asesora
de ventas de FOX
Nicolas Martinez Yate
Nacido en Bogotá
(Cundinamarca), Colombia,
el 28 de junio de 1996,
estudiante de ingeniería
electrónica, tecnólogo
en telecomunicaciones y
cursando 8 semestre trabajo
como asesor de callcenter.