Evaluacion curso microelectronica

1. PROYECTO FINAL DE
MICROELECTRONICA
GRUPO 21
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA
Y A DISTANCIA UNAD.
Autores: Fernand Bolívar Calderón;
Eider Reina; Edwin Enrique Castillo;
Héctor José Naranjo.
Introducción
Mediante el siguiente trabajo colaborativo
se pretende dar solución al problema
planteado, tomando como base para
solución de este la aplicación de
compuertas lógicas y uso del software
Microwind y DSCH. Así como la
aplicación de conceptos como de sistemas
digitales y control digital.
Resumen.
El proyecto planteado está dividido en tres
etapas o procesos los cuales determinan el
producto final. El proceso 1 es el encargado
del llenado de líquido del envase y es
activado por el sensor S1, para este se tuvo
en cuenta la variable nivel de llenado, la
cual es monitoreada por el sensor S3. El
proceso 2 corresponde al etiquetado del
envase el cual es activado por el sensor S2,
para ello debe satisfacer a cabalidad la
condición del proceso 1. El proceso tres
hace relevancia a la parada de emergencia,
donde el nivel de llenado no es el
establecido y da como finalizado el
proceso, permitiendo terminar el proceso de
manera manual por parte del operador.
Abstract.
The proposed project is divided into three
stages or processes which determine the
final product. Process 1 is the charge of
liquid filling the container and is activated
by the sensor S1, so this was taken into
account the variable filling level, which is
monitored by the sensor S3. Process 2
corresponds to the package labeling which
is activated by the sensor S2, for it must
satisfy fully the process condition 1.
Process three makes relevance to
emergency stop, where the fill level is not
established and give as complete the
process, allowing end the process manually
by the operator.
Solución Resumida.
El diagrama de bloques es la representación
gráfica del funcionamiento interno de un
sistema, que se hace mediante bloques y sus
relaciones, y que, además, definen la
organización de todo el proceso interno, sus
entradas y sus salidas
DESCRIPCION DEL PROBLEMA
En una empresa de embotellado, se desea
tener el control de las bandas y parado de
emergencia según el esquema como se
muestra la siguiente figura:
Fig 1
El motor (A) permite dar inicio a la banda
trasportadora, la cual llevara la botella vacía
hasta la primera parada para su llenado, en
este punto se encuentra con un sensor
óptico (S1) que detecta la botella y detiene
la banda trasportadora para que comience
el llenado de la botella, un motor (B) abre
una válvula y comienza el proceso de
llenado de la botella durante 3 segundos
luego la banda trasportadora (A) continua
su marcha hasta el siguiente punto, para
este caso un segundo sensor óptico (S2)
detecta la botella con líquido y detiene la
banda trasportadora para que un brazo
hidráulico etiquete la botella (C).
Para el caso en que la botella sobrepase la
cantidad de líquido almacenado, se desea
accionar una parada de emergencia con el
que un sensor (S3) estará detectando
continuamente el llenado de la botella, si
sobrepasa detiene la marcha de la banda
trasportadora (A), y existe un botón que el
operario accionara para que se pueda dar
recorrido final a la banda trasportadora a

2. manera que se elimine el producto
defectuoso.
Justificación
El planteamiento del problema se lleva a
cabo, tomando como fundamento los cursos
de electrónica digital, donde aplicaremos
los conceptos básicos de las compuertas
lógicas para realizar un montaje global que
dé solución al ejercicio planteado,
comprobando su correcto funcionamiento
por medio de las simulaciones realizadas en
los software aplicados.
Marco metodológico
Para la fase uno debemos tener claro la
descripción del problema para estructurar y
plantear la solución más eficiente a base de
compuertas lógicas y posterior simulación.
Para la fase dos y tres el circuito
implementado para la solución del
problema es desarrollado en los software
DSCH y Microwind con su respectiva
simulación y explicación.
Para la fase cuatro se desarrolla el análisis
de las gráficas de simulación para
diferentes variables.
FASE 1
Tabla de Verdad
ENTRADAS SALIDAS
E_I
nici
al
S
_
1
S
_
2
S
_
3
E_
M
an
M
ot
_A
M
ot
_B
B_
Et
iq
Al
ar
ma
0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 1 0 0 0
1 1 0 0 0 0 1 0 0
1 0 1 0 0 0 0 1 0
1 0 0 1 0 0 0 0 1
1 0 0 1 1 1 0 0 0
Diagrama de Bloques
El diagrama se compone de cinco bloques
en los cuales:
1. B-1 correspondiente a las entradas
de los sensores S_1, S_2, y S_3 el
pulsador de inicio E_inicial y el
pulsador de arranque manual
E_Man.
2. Los bloque de control B-2 del
Mot_A, B-3 del Mot_B y el B-4
del B_Etiq.
3. B-5 bloque de salida de la alarma,
Mot-A banda transportadora, Mot-
B llenado y el B-etiq el brazo
hidráulico de etiquetado.
Circuito en DSCH con compuertas
FASE 2
Diseño.
A continuación se presenta una posible
solución al problema planteado en el
simulador DSCH.

3. Para lo cual tenemos la siguiente
descripción:
Para los sensores se utilizan pulsadores con
la denominación S_1, S_2, S_3
Para el arranque inicial con un pulsador
E_inicial (Encendido inicial)
Para el accionamiento manual por exceso
en el llenado un pulsador E_man
(encendido manual)
Como el simulador no cuenta con un
dispositivo de temporización se utilizan dos
elementos “clock”; uno simulara el
temporizador de llenado y el segundo una
temporización para la etiqueta.
Circuito.
Conexiones.
1. El motor A de la banda
transportadora controlado por una
compuerta and tres entradas así.
La entrada “a” a través de una
compuerta xnor donde a esta están
conectados en su entrada “a” salida
de un bloque de transistores que
activan la alarma por medio del
sensor S_3. La entrada “b” a tierra.
Este bloque de transistores se
activan con el pulsador E_Man y
que anula la alarma y activa la
entrada “a” de la compuerta and.
La entrada “b” de la compuerta and
mediante un inversor y este con el
sensor S_2
La entrada “c” mediante una
compuerta xor y esta con sus
entradas una al sensor S_1 y la
segunda al pulsador de arranque
inicial E_inicial.
2. El motor B de llenado controlado
por una compuerta and dos entradas
así:
La entrada “a” conectada
directamente a la señal del sensor
S_1
La entada “b” conectada mediante
una compuerta and dos entradas la
cual una entrada conectada en
paralelo al sensor S_1 y la segunda
al dispositivo clock denominado
Temp_1
3. El brazo hidráulico de etiquetado
así:
Controlado mediante una
compuerta and dos entadas la cual
la entrada “a” directamente al
sensor S_2 y la entrada “b”
conectada mediante una compuerta
and dos entradas la cual una entrada
conectada en paralelo al sensor S_2
y la segunda al dispositivo clock
denominado Temp_2.
4. Las tres compuertas de control de
los motores y el brazo hidráulico
tienen conectado en su salida una
lámpara que nos simula el
funcionamiento de cada motor.
Funcionamiento.
Una vez se energiza el circuito la
compuerta del Mot_A-Banda tendrá sus
entrada a y b en uno, manualmente se
activa E_inicial y arranca la banda
transportadora.

4. Al activarse el S_1 apaga la banda y activa
el motor de llenado Mot_B-Llen, con el
reloj Temp 1 simulamos los tres segundos
de llenado y en el simulador manualmente
liberamos el S_1 para que continúe la banda
transportadora.
Ya con el llenado de loa botella esta llega
hasta el etiquetado, se activa el sensor S_2,
apaga la banda transportadora y activa el
brazo hidráulico B_Etiq, con el reloj
Temp_2 simulamos aproximadamente un
segundo mientras se pone la etiqueta,
manualmente en el simulador liberamos el
S_2 y la banda continua su transporte.
Cuando la botella llena y etiquetada pase
por el sensor S_3 y este detecte el exceso de
llenado se activa y apaga la banda y
automáticamente se enciende la alarma. El
operador retira la botella y por medio del
pulsador E_Man podrá activar la banda
anulando automáticamente la alarma, una
vez realizado se libera de forma manual el
S_3.
Código generado.
// DSCH3
// 23/05/2014 11:32:34
// C:UNAD FBCUNAD9
SEMMICROELECTRONICACOL
3punto2TC3a.sch
module
punto2TC3a( S_3,clk1,S_4,S_2,S_1,ALER
TA);
input S_3,clk1,S_4,S_2,S_1;
output ALERTA;
wire w5,w7,w8,w9,w10,w11,w14;
and #(16) and3_1(w5,S_1,S_3,S_4);
and #(16) and3_2(w7,S_1,S_2,S_4);
and #(16) and3_3(w8,S_1,S_2,S_3);
and #(16) and3_4(w9,S_2,S_3,S_4);
or #(16) or2_5(w10,w8,w7);
or #(16) or2_6(w11,w5,w9);
and #(16) and2_7(ALERTA,w14,clk1);
or #(16) or2_8(w14,w10,w11);
endmodule
// Simulation parameters in Verilog Format
always
#1000 S_3=~S_3;
#3500 clk1=~clk1;
#2000 S_4=~S_4;
#4000 S_2=~S_2;
#8000 S_1=~S_1;
// Simulation parameters
// S_3 CLK 10 10
// clk1 CLK 35.000 35.000
// S_4 CLK 20 20
// S_2 CLK 40 40

5. // S_1 CLK 80 80
FASE 3
Diseño en Microwind.
Según la especificación de la guía a
continuación tenemos nuestro circuito
anteriormente expuesto a base de
compuertas lógicas, ahora a base de
transistores cumpliendo con la
especificación.
Se realiza el guardado del diseño como
archivo verilog.
Procedemos la compilación en Microwind.
Código generado.
---(Compiler starts)---(9:28:16 )---
# Line 4, module punto2TC3a starts
# Line 4, 6 I/Os in punto2TC3a
# Line 5, store 5 inputs
# Line 6, store 1 outputs
# End of module punto2TC3a
------("punto2TC3a" module routing, 14
wires)----
------("punto2TC3a" IO routing, 14
wires)----
80. Routed 3 wires "S_1"
72. Routed 3 wires "S_3"
64. Routed 3 wires "S_4"
56. Routed 3 wires "S_2"
48. Routed 1 wires "clk1"
40. Routed 1 wires "ALERTA"
# Scan Clocks and Pwl
# Clock S_3, period 2.00ns
# Clock clk1, period 7.00ns
# Clock S_4, period 4.00ns
# Clock S_2, period 8.00ns
# Clock S_1, period 16.00ns
Layout width=19µm, height=10µm
--(Compiler End - No error)---(9:28:17 )---
FASE 4
Simulación
Voltaje vs tiempo

6. Se observa que se cumple la activación de
salidas respecto a entradas, en el cual el
valor total del tiempo de simulación es de
42seg.
Voltaje vs corriente.
Se observa que a un voltaje de 1.2V el
mayor pico de corriente es de 2.519mA en
la salida de la alerta. Con una potencia de
7.760uW.
Voltaje vs voltaje.
Se nota la transferencia de voltaje y que los
niveles de tensión son iguales.
Frecuencia vs tiempo.
En esta grafica se puede observar que la
frecuencia con que es simulado es de 5Ghz,
el voltaje es de 1 voltios, el tiempo de cada
pulso es de 1ns.
Diagrama de ojo.
Simulación 3D
Se observa cómo se van añadiendo cada
una de las capas que conforman el chip, en
la parte superior se notan las conexiones o
pines de salida y entradas.

7. Conclusiones
• Hay que ser claros y objetivos y
apuntar que no se logro comprender
la información que se genero de las
graficas en la simulación de
Microwind.
• Se llevó a cabo el diseño análisis e
implementación del ejercicio
propuesto.
• Se tomó como base la aplicación de
compuertas lógicas para el
desarrollo de la propuesta.
BIBLIOGRAFIA
Robayo Betancourt, Faiber, Modulo
Microelectrónica, julio de 2009,
universidad Nacional Abierta y a Distancia
UNAD.