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1. Escuela politécnica superior de Alcoy
VVCMP
Velocidad del Ventilador Controlada con el microcontrolador PIC
Componentes del Grupo del Trabajo
§
Raúl Fauli Bonell
§
Daniel Nac-il Chung Yoon
§
Jose Javier Melere Montero
Profesores de apoyo
§
Nacho Miró Orozco -> Profesor de LSED
§
Juan Ramón Rufino -> Profesor de SED y SAD
1

2. Indice
Indice..................................................................................................2
VVCMP ...............................................................................................3
Velocidad del Ventilador Controlada con el microcontrolador PIC ........................ 3
Capture ..............................................................................................4
La alimentación: ....................................................................................................... 4
El programador:........................................................................................................ 4
El cristal y el condensador de desacoplo:................................................................. 5
Dlisplay LCD:........................................................................................................... 5
PIC y pulsadores:...................................................................................................... 6
Optotriac: .................................................................................................................. 6
Footprint ............................................................................................7
Resistencias y Diodos:.............................................................................................. 7
Condensadores y transistores:................................................................................... 8
LEDs y Fotodiodos:.................................................................................................. 8
Conectores: ............................................................................................................... 8
Integrados, PIC (40 pines) y OPTOTRIAC (6 pines): ............................................. 9
Conector bus 10 pines y jumper: .............................................................................. 9
Rectificadores de tension y Pulsadores: ................................................................... 9
Display LCD y Potenciometro.................................................................................. 9
Componentes no eléctricos (Ventilador y Tornillos): ............................................ 10
Layout .............................................................................................. 11
Ordenación de los componentes:............................................................................ 11
Enrutar: ................................................................................................................... 12
Detalles finales: ...................................................................................................... 13
Capas a imprimir: ................................................................................................... 14
Soldar ............................................................................................... 15
Programa ......................................................................................... 16
Sensor .............................................................................................. 17
Circuito del sensor:................................................................................................. 17
Adquisición de datos: ............................................................................................. 17
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3. VVCMP
Velocidad del Ventilador Controlada con el microcontrolador PIC
Creación de una placa que regula la potencia suministrada a un ventilador y que
calcula las rpm que efectua el ventilador, explicacion de su montaje, desde el propio
diseño de la placa hasta la programación del PIC
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4. Capture
Dentro del Pack Orcad 9.2. está la herramienta Capture que es el progr ama que
utilizaremos para indicar todas las conexiones entre los elementos. Antes de nada se
debe tener bien claro todas las partes y funcionalidades de nuestro circuito.
La alimentación:
De la alimentación hay que destacar J3 y J4 son las entradas de banana, son los
encargados de alimentar la placa a unos 18 voltios, este voltaje pasará por U2 y
obtendremos a su salida V12, los 12 voltios necesarios para el ventilador. Estos 12
pasaran por U1 y a la salida tendremos Vcc y Vdd, voltajes a 5 voltios que junto al
plano de mas alimentaran todos los componentes, si la placa esta bien alimentada el led
verde nos lo indicaría. Diferenciamos la toma tierra con la masa a trabes de una
resistencia de 0 ohmios.
El programador:
El programador es el circuito junto con la placa de programación que se unira a través
de un bus de 10 pistas a J2 son necesarios para meter nuestro programa al PIC. Las
salidas RB6 y RB7 irán conectadas al PIC.
4

5. El cristal y el condensador de desacoplo:
El condensador de desacoplo es para mayor seguridad a la hora de alimentar al PIC, y
el cristal es el encargado de proporcionar la frecuencia de reloj al PIC, en este caso
utilizaremos un cristal de 20 Mhz. Ambos circuitos deben estar próximos al PIC, es una
de las cosas que debemos tener claras a la hora de empezar con el Layout
Dlisplay LCD:
En el display es donde mostraremos los resultados obtenidos, el que hemos utilizado
es de 16 pines 14 de datos que conectaremos al puerto D, el de masa y el de
alimentación que irá regulado por un potenciómetro para darle mayor o menor
iluminación.
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6. PIC y pulsadores:
El PIC es lo más importante de nuestro circuito puesto que todas las partes van
conectadas a sus pines. En librerías del capture hay varios pulsadores (SW), pero el que
nosotros compramos tenia 4 pines con lo que nos daba error para pasar el diseño al
Layout, optamos por poner un conector universal de 4 pines que se utilizan para casos
en los que no tenemos una librería para dicho componente, simplemente nos tenemos
que fijar en el footprint que le asociamos.
Optotriac:
Con el optotriac podremos controlar mediante una salida del PIC la potencia que
queramos darle al ventilador (CON3)
Sensor:
El sensor se trata de dos fotodiodos de infrarojos, el blanco es el emisor y el azul el
receptor quien le dará la señal al PIC, entre ellos se debe colocar las aspas del ventilador
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7. Footprint
Dentro del Capture debemos modificar de todos los componentes la propiedad
footprint, es la encargada de asignar el tamaño real de todos los componentes,
naturalment e antes de nada debemos comprarlos .
Una vez comprados con el Layout dentro Tools à Library Manager buscaremos y
comprobaremos en las librerías los footprint de todos los componentes
Resistencias y Diodos:
Puesto que todas las resistencias son del mismo tamaño, igual que con los diodos,
con un simple footprint para todos es suficiente.
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8. Condensadores y transistores:
A diferencia que antes en estos si que según el valor cambian de tamaño.
LEDs y Fotodiodos:
De los leds hay que fijarse en que la parte tallada es el catodo, los fotodiodos deben
estar tumbado mirándose para detectar cuando una aspa del ventilador pasa por en
medio.
Conectores:
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9. Integrados, PIC (40 pines) y OPTOTRIAC (6 pines):
Conector bus 10 pines y jumper:
Rectificadores de tension y Pulsadores:
Display LCD y Potenciometro
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10. Componentes no eléctricos (Ventilador y Tornillos):
De Estos componentes no son importante ahora para el footprint del orcad, pero si que
son necesarios una vez en el Layout, le indicaremos ne w à component y le
modificaremos la propiedades de non-electric activada.
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11. Layout
Una vez asignados todos los footprints a los componentes, en tools à Create netlist,
abilitar la casilla pulgadas (inches) y aceptar, lo más seguro es que nos salgan algunos
errores como que no concuerdan los números de pines.
Una vez resueltos esos pequeños fallos, se creara un nuevo archivo con extensión
*.MNL, con Layout seleccionando new abriremos el archivo MNL y creara un archivo
*.MAX
Ordenación de los componentes:
Layout te pone los componentes todos en una fila es muy importante la colocación
antes de enlutar. Como ya hemos dicho el condensador de desacoplo, y el cristal deben
estar proximos al PIC.
Muy importante también es hacer grupos según las partes, el programador , la
alimentación , …
Puesto que todos los elementos van al PIC, dejaremos el PIC en el centro e iremos
buscando la mejor colocación para el resto de grupos
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12. Enrutar:
A la hora de enrutar nos puede venir de ayuda el Auto à Autorute pero no es
suficiente, habrá que ingeniárselas para poder hacerlo sin ningún puente, para ello hay
una serie de teclas directas de gran ayuda:
R à Girar componentes
B à Selecciona la region de la parte que quieras modificar
M à Minimizar conexiones, selecciona funciona mejor si seleccionas toda una parte
W à Editar ancho de la pista que quieras colocar (para hacer tramos más estrechos)
Otras cosas a tener en cuenta es el ancho predeterminado de las pistas y la separacion
entre ellas
Route – Spacing :
20 20 10 30 30 20
Nets:
min 20, con 30, max 40
Layers:
La única Routing: BOTTOM, las demás UNUSED
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13. Detalles finales:
Ya estan todas las pistas enrutadas ahora tan solo nos faltan unos ultimos detalles:
à Las lineas de alimentación deben deben ser de ancho 40
à Colocar un marco de ancho 5 en las capas 0, 2, 23 (shift 23)
à Colocar el nombre del grupo, y recordar darle la vuelta (mirror)
à Todo Route-spacing a 40, antes plano de masa.
à Plano de masa, seleccionado obstacle tool, new – properties –Cooper poor – GND
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14. Capas a imprimir:
FOTOLITO: capa 2
COMPONENTES: capa 23 (shift3)
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15. Soldar
Este es el resultado del fotolito una vez ya insolado, ahora tansolo falta soldar y
comprobar fallos
Haremos todos los agujeros a 0.7 mm que es el tamaño más pequeño de los
componentes, y luego iremos viendo que componentes no caben, las tuercas estan a 2.3
mm y los conectores banana a 3.5 mm
Para soldar lo mejor es calentar la pista que queremos estañar y acercar el estaño para
echarle una gotita teniendo cuidado con las demás pistas.
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16. Programa
Nuestra placa tiene como misión realizar una medición de velocidad de un ventilador a su vez que
controlar la velocidad del ventilador. Para ello utilizamos un PIC 16F877 que se encargara de
recoger la señal del sensor y con los debidos cálculos hallar la velocidad a la que este funcinando el
ventilador en ese momento. La ota tarea será que mediante unos pulsadores sea capaz de regular
la velocidad del ventilador adaptando la salida que regula a un circuito qu permita un mayor voltaje
puesto que el PIC solo trabaja a 5 voltios. A continuación se enumeran las partes mas importantes
del programa:
PWM
la función pwm nos permite regular la potencia ; esto se consigue dejando durante un periodo una
parte del tiempo salida a 1 y otra parte del tiempo a 0 siendo mayor la potencia cuanto mayor tiempo
permanezca en un periodo a nivel alto
TIMER1
Del timer1 aprovechamos su función de contador para que cada milisegundo se produzca una
interrupcion y si se produce un cambio `por flanco de subida suma 1 al contador. De esta forma
contablilizamos todas las veces que pasa algo entre los dos fotodiodos.
TIMER2
Se producira cada milisegundo una interrupción pero no nos interesa que sea tan rapida por lo
que ponemos unas condiciones para que se produzca una cada 100 milisegundos, la cuál lee el
valor de entrada de unos pulsadores que suben o bajan la potencia con el PWM ; la otra se
producira cada segundo y calculara la diferencia en el contador que habia un segundo atras y la de
ahora, lo que será igual a las aspas que han pasado en un segundo
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17. Sensor
Circuito del sensor:
Aqui podemos observar el circuito del sensor; está el emisor que tiene una resistencia para que
no llegue mas corriente de la necesaria al led emisor, el cual siempre estará iluminando.
Al otro lado el circuito receptor que tien un fotodiodo que deja pasar corriente en el sentido del
palito cuando incide luz sobre conectando por tanto la masa a la salida, y cuando no incide luz es
Vcc la que queda conectada a la salida separada por una resistencia.
Adquisición de datos:
En estas imagenes podemos ver una prueba que hicimos donde se observa que se producen
unos cuando algo se interpone entre los fotodiodos emisor y receptor . Para adaptar la señal
colocamos una resistencia antes del PIC con lo que conseguimos una señal lo más cuadrática
posible.
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18. Al incidir el haz de luz ultravioleta la tensión de la salida es aproximada a 0, y cuando no incide a
5 V, este es el resultado obtenido del osciloscopio, al colocar el ventilador en marcha entre los
fotodiodos.
El resultado final, hemos podido comprobar que el PIC puede captar un haz de luz de 0.5
milisegundos
18

19. 5
4
VCC
D2
V12
R13 10k
1
R4
Sensor
PWM
1
D
D3
D4
220
LED
D
Q1
OPTOACOPLADOR
2
4
LED
J1
GND
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
1
2
3
DD7
DD6
DD5
DD4
DD3
DD2
DD1
DD0
LCD-E
LCD-R/W
LCD-RS
CON3
U3
VPP
VDD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C6
C
100n
LCD-RS
LCD-R/W
LCD-E
RB7/PGD
RB6/PGC
RB5
RB4
RB3/PGM
RB2
RB1
RB0/INT
CLKIN
13
CLKOUT 14
SENSOR
15
16
CLKIN
PWM
17
18
DD0
19
DD1
20
C8
10M
20M
C7
18p
B
OSC/CLKIN
OSC2/CLKOUT
RCO/T1OSO/T1CK1
RC1/T1OSI/CCP2
RC2/CCP1
RC3/SCK/SCL
RD0/PSP0
RD1/PSP1
40
39
38
37
36
35
34
33
RB7
RB6
RD7/PSP7
RD6/PSP6
RD5/PSP5
RD4/PSP4
RC7/RX/DT
RC6/TX/CK
RC5/SDO
RC4/SDI/SDA
RD3/PSP3
RD2/PSP2
MCLR/Vpp
RA0/AN0
RA1/AN1
RA2/AN2/VrefRA3/AN3/Vref+
RA4/TOCK1
RA5/AN4/SS
RE0/RD/AN5
RE1/WR/AN6
RE2/CS/AN7
R1
CLKOUT
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
DD7
DD6
DD5
DD4
VCC
J6
1
3
R5
2
4
J4
1
3
R2
2
4
4k7
Pulsador4_1
VCC
VDD
R15
DD3
DD2
4k7 R8
D1
1
C4
IN
OUT
100n
VDD
C5
10K
100n
D5
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
2
4
6
8
10
VPP
VDD
VSS
DATA
CLK
C1
100n
R10
J9
100
1
RESET
B
RB7
100
R11
ICSP
LED
10u
CON3
1
3
5
7
9
R14
3
LM7805
2
LM7812
C2
3
VCC
GND
1N4004
OUT
J2
U1
2
IN
C
2
V12
GND
U2
1
J8
3
2
1
R7
10k
Pulsador4_2
J7
1N4148
D6
+
R6
4K7
PIC16F877
18p
1
VDD
4k7
GND
J3
LCD DISPLAY
DB7
DB6
DB5
DB4
DB3
DB2
DB1
DB0
E
R/W
RS
VO
VDD
VSS
R3 220
2
5
VCC
3
RB6
100
1
A
0 R12
-
GND
5
4
A
VSS
3
2
1