Este documento describe un proyecto de indicador de nivel con luces de velocidad variable. Presenta información sobre LEDs, resistencias, circuitos integrados ULN2803 y otros componentes electrónicos. Explica el funcionamiento del circuito y cómo varía la frecuencia de destello de los LEDs al ajustar un potenciómetro. El objetivo es mostrar el funcionamiento de cada circuito utilizado en el proyecto.

1. Uni versidad Central del Ecuador
Facultad de Filosof ía, Letras y Ciencias de la Educación
Escuela de Cienci as Exactas
Carrera Informática
5º Semestre
Tema: Indicador de Nivel.
Integrantes:
Morocho Ll asha Maribel Alexandra
Tipantuña Haro Katherine Lizbeth
Barrera Rea Ri go David
Año Lecti vo
2012-2012

2. FACULTAD DE FILOSOFIA LETRAS Y CIENCIAS DE LA EDUCACION
ESCUELA DE CIENCIAS EXACTAS
CARRERA DE INFORMATICA
OBJETIVO
GENERAL
Dar a conocer la conectividad y el funcionamiento
adecuado de un protoboard utilizando los
conocimientos adquiridos durante la investigación del
mismo.
OBJETIVO
ESPECÍFICO
Mostrar el funcionamiento de cada uno de los
circuitos a utilizarse en el proyecto
Indicador de Nivel.

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Las luces del indicador de nivel, combinan los destellos de un par de LEDs a una
frecuencia que puede ser ajustada , produciendo un interesante efecto luminoso.
Para operar este proyecto, solo conecto la batería al conector y ajusto la velocidad de
destello de las luces.
El circuito de indicador de nivel esta hecho básicamente con el temporizador
ULN2803 operando como reloj, la frecuencia de los pulsos producidos por el reloj,.
Los ocho LEDs en polaridad opuesta se conectan a la salida del reloj que combina su
iluminación.
Marco teórico
LED
Diodo emisor de luz o, también "diodo luminoso") es un diodo semiconductor que
emite luz. Se usan como indicadores en muchos dispositivos, y cada vez con mucha
más frecuencia, en iluminación.
Cuando un LED se encuentra en polarización directa, los electrones pueden
recombinarse con los huecos en el dispositivo, liberando energía en forma de fotones.
Este efecto es llamado electroluminiscencia y el color de la luz (correspondiente a la
energía del fotón) se determina a partir de la banda de energía del semiconductor.
Funcionamiento físico
A Ánodo
B Cátodo
1 Lente/encapsulado epóxido
2 Contacto metálico
3 Cavidad reflectora
4 Terminación del semiconductor
5 Yunque
6 Plaqueta
LEDs de distintos colores.
7
8 Borde plano

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El funcionamiento normal consiste en que, en los materiales conductores, un electrón
al pasar de la banda de conducción a la de valencia, pierde energía; esta energía
perdida se puede manifestar en forma de un fotón desprendido, con una amplitud, una
dirección y una fase aleatoria.
El que esa energía perdida cuando pasa un electrón de la banda de conducción a la
de valencia se manifieste como un fotón desprendido o como otra forma de energía
(calor por ejemplo) depende principalmente del tipo de material semiconductor.
Cuando un diodo semiconductor se polariza directamente, los huecos de la zona p se
mueven hacia la zona n y los electrones de la zona n hacia la zona p; ambos
desplazamientos de cargas constituyen la corriente que circula por el diodo.
Si los electrones y huecos están en la misma región, pueden recombinarse, es decir,
los electrones pueden pasar a "ocupar" los huecos, "cayendo" desde un nivel
energético superior a otro inferior más estable. Este proceso emite con frecuencia un
fotón en semiconductores de banda prohibida directa (directbandgap) con la energía
correspondiente a su banda prohibida (véase semiconductor).
Esto no quiere decir que en los demás semiconductores (semiconductores de banda
prohibida indirecta o indirectbandgap) no se produzcan emisiones en forma de fotones;
sin embargo, estas emisiones son mucho más probables en los semiconductores de
banda prohibida directa (como el nitruro de galio) que en los semiconductores de
banda prohibida indirecta (como el silicio).
Resistencia
¿Qué es la Resistencia eléctrica?
Cuando un cuerpo material es sometido a una diferencia de potencial entre dos de sus
puntos, se establece una Corriente Eléctrica de una determinada magnitud. La
intensidad de esta corriente, depende de diversos factores, algunos de ellos propios
del material en cuestión y otros más bien externos.
La resistencia de un material determina el valor de esta corriente y engloba
características del material y factores externos a los que puede estar sometido un
material como son: temperatura, campo magnético, radiación electromagnética,
presión y otros factores relacionados con la capacidad de conducir la corriente
eléctrica.
Definición de resistencia.
La resistencia se define como el cociente entre la diferencia de potencial entre dos
puntos de un objeto material y la corriente establecida como consecuencia de esa
diferencia de potencial. En términos matemáticos la resistencia es: 10kΩ
Unidad de medida de la resistencia.
En el pasado se tomó como unidad de resistencia, la de una columna de mercurio de
106,3cm, de longitud y una sección de , a 0 ° C. Hoy día prácticamente cualquier
material podría servir como unidad, basta con escoger un material de dimensiones
específicas que al establecer una diferencia de potencial en él, circule por él una
corriente de 1 Ampere. A esta unidad se llama Ohmio en el sistema internacional de
medidas. En lugar de la palabra ohmio, a veces se escribe W (la letra griega omega).
A una resistencia de un millón de ohmios se llama megohmio y se representa por MW.

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Resistencias con un valor nominal: Quienes diseñan equipos electrónicos de
cualquier tipo, necesitan a veces resistencias de un valor fijo, la cual tendrían que
fabricar para completar su diseño, sino fuera por que existen fabricas que se han
ocupado de resolver ese problema. En este caso es necesario, poder obtener
resistencias con un valor especifico llamado valor nominal. Este valor normalmente es
indicado en la superficie de la resistencia ya sea con un código de letras o con un
código de colores como se muestra en la figura.
El significado de este código se explica en la tabla siguiente:
Por ejemplo, una resistencia cuyos colores sea marrón, negro, rojo es una resistencia:
de un valor igual a: 1(marrón) , 0 (negro), 100 (rojo), es decir de 1000 ohmios.
Existen otro código para indicar el valor de una resistencia el cual utiliza letras pero
que no mencionaremos aquí por estar fuera del propósito de este trabajo.
Circuito Integrado

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Es un circuito integrado ideal para ser empleado como interfaz entre las
salidas de un PIC o cualquier integrante de las familiasTTL o CMOS y dispositivos que
necesiten una corriente más elevada para funcionar.
Todas sus salidas son a colector abierto y se dispone de un diodo para evitar las
corrientes inversas. El modelo ULN2803 esta especialmente diseñado para ser
compatible con entradas TTL, mientras que el modelo ULN2804 está optimizado para
voltajes entre 6 y 15 volt, tipicos de la familia CMOS.
En uControl hemos utilizado este integrado en algunos proyectos, como en el Módulo
Reles x 8 que forma parte del PIC TRAINER.
Pinout del integrado.
Cada una de las 8 secciones que componen al ULN2803 o ULN2804 pueden verse en
el diagrama siguiente_

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Interior del integrado.
Configuración interna
Las altas prestaciones de los microcontroladores PIC derivan de las características de
su arquitectura. Están basados en una arquitectura tipo Harvard que posee buses y
espacios de memoria por separado para el programa y los datos, lo que hace que
sean más rápidos que los microcontroladores basados en la arquitectura tradicional de
Von Neuman.
Otra característica es su juego de instrucciones reducido (35 instrucciones) RISC,
donde la mayoría se ejecutan en un solo ciclo de reloj excepto las instrucciones de
salto que necesitan dos.
Posee una ALU (Unidad Aritmético Lógica) de 8 bits capaz de realizar operaciones
de desplazamientos, lógicas, sumas y restas. Posee un Registro de Trabajo (W) no
direccionable que usa en operaciones con la ALU.
Dependiendo de la instrucción ejecutada, la ALU puede afectar a los bits de Acarreo
, Acarreo Digital (DC) y Cero (Z) del Registro de Estado (STATUS).
La pila es de 8 niveles. No existe ninguna bandera que indique que esté llena, por lo
que será el programador el que deberá controlar que no se produzca su
desbordamiento.
Este microcontrolador posee caracterísitcas especiales para reducir componentes
externos con lo que se reducen los costos y se disminuyen los consumos. Posee 4
diferentes modos de oscilador, desde el simple circuito oscilador RC con lo que se
disminuyen los costos hasta la utilización de un oscilador a cristal.
En el modo SLEEP el consumo se reduce significativamente y puede ‘despertarse’
al microcontrolador utilizando tanto interrupciones internas como externas y señal de
reset. Además posee la función Watchdog Timer (Perro Guardian) que protege al
micro de ‘cuelgues’ debido a fallos software que produzcan bucles infinitos

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Funcionamiento
La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial
entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada
capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en
Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas
sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio, estas adquieren una carga eléctrica de 1
culombio.
La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los
condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro- µF =
10-6, nano- nF = 10-9 o pico- pF = 10-12 -faradios. Los condensadores obtenidos a partir
de supercondensadores (EDLC) son la excepción. Están hechos de carbón activado
para conseguir una gran área relativa y tienen una separación molecular entre las
"placas". Así se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de faradios. Uno
de estos condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad
de 1/3 de Faradio, haciendo innecesaria la pila. También se está utilizando en los
prototipos de automóviles eléctricos.
El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula:
en donde:
: Capacitancia
: Carga eléctrica almacenada en la placa 1.
: Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2.

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Batería de 6v
Una batería es un dispositivo electroquímico el cual
almacena energía en forma química. Cuando se conecta a
un circuito eléctrico, la energía química se transforma en
energía eléctrica. Todas las baterías son similares en su
construcción y están compuestas por un número de celdas
electroquímicas. Cada una de estas celdas está
compuesta de un electrodo positivo y otro negativo
además de un separador. Cuando la batería se está
descargando un cambio electroquímico se está
produciendo entre los diferentes materiales en los dos electrodos. Los electrones son
transportados entre el electrodo positivo y negativo vía un circuito externo (bombillas,
motores de arranque etc.)
Lamentablemente como todo lo que es producido por el hombre, tiene residuos
contaminantes, los ácidos y materiales pesados contaminan el ambiente, claro que
mencionaremos este delicado tema, pero no será parte de análisis en este proyecto.
Protoboard o breadbord
Se conocen en castellano como "placas de prototipos" y son esencialmente unas
placas agujereadas con conexiones internas dispuestas en hileras, de modo que
forman una matriz de taladros a los que podemos directamente "pinchar" componentes
y formar el circuito deseado. Como el nombre indica, se trata de montar prototipos, de
forma eventual, nunca permanente, por lo que probamos y volvemos a desmontar los
componentes, quedando la protoboard lista para el próximo experimento.
Es una especie de tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componentes
electrónicos y cables para armar circuitos. Como su nombre lo indica, esta tableta
sirve para experimentar con circuitos electrónicos, con lo que se asegura el buen
funcionamiento del mismo.
Estructura del protoboard: Básicamente un protoboard se divide en tres regiones:
A) Canal central: Es la región localizada en el medio del protoboard, se utiliza
para colocar los circuitos integrados.
B) Buses: Los buses se localizan en ambos extremos del protoboard, se
representan por las líneas rojas (buses positivos o de voltaje) y azules (buses
negativos o de tierra) y conducen de acuerdo a estas, no existe conexión física
entre ellas. La fuente de poder se conecta aquí.

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C) Pistas: La pistas se localizan en la parte central del protoboard, se
representan y conducen según las líneas rosas.
Agua con sal.
Sirve como un conductor de energía cuando se trabaja con circuitos.
Desarrollo del Proyecto
Luces de Velocidad Variable
Materiales
1) 8 resistencias de 10kΩ
2) 8 diodos LED de 5mm
3) Un circuito integrado de ULN2803
4) Una batería
5) Un protoboard.
6) Cables de conexión
7) Agua con sal.
Procedimiento.
Cuando el agua llega a nivel en donde se encuentra uno de los sensores ,se crea una
unión eléctrica entre la conexión común para todos los sensores y a nivel del agua
.dicha unión se cierra un circuito , enviándose la energía necesaria para encender el
LED que indica dicho nivel .
Si el nivel del agua cubre varios sensores se encenderán tantos LEDs como sensores
cubra, de esta manera tendremos una idea del nivel d liquido dentro de un tanque.en
este experimento utilizamos un interruptor para aumentar la seguridad del circuito y
ahorrar energía, pero también puede funcionar de modo directo.

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CONCLUSIÓN
Los conocimientos obtenidos nos sirvió como una
guía para trabajar con circuitos integrados (Electrónica),
utilizando su simbología y esquemas como referencia
para realizar el proyecto en un protoboard.
Bibliografía
http://es.wikipedia.org/wiki/Potenci%C3%B3metro
http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica
http://es.wikipedia.org/wiki/Led
«http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Circuito_integrado_555&oldid=56
732588»
http://es.wikipedia.org/wiki/Placa_de_pruebas

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