UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGÍA Y CIVIL INGENIERÍA DE SISTEMAS
PERFIL DEL PROYECTO FINAL DE SISTEMAS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS.
TITULO DEL PROYECTO:
SEMÁFORO INTELIGENTE .
CURSO
:
SIST. ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS.
SIGLAS
:
IS - 244
PROFESOR
:
MAG. ING. LEZAMA CUELLAR, CHRISTIAN.
INTEGRANTES
:
OSCCO CAROY, EMERSON. VALVERDE ESPINOZA, ERIK VIDAL. VERA PALOMINO, SIRLHEY LINDA.
FECHA
:
14/12/2015
AYACUCHO – PERÚ 2015
I.
II.
ÍNDICE DE CONTENIDOS.
................................................................................................. 3 RESUMEN EJECUTIVO: ..................................................................................................
a) OBJETIVOS PERSEGUIDOS: .................................................................................... 4 ............................................................................................................. 4 b) RESULTADOS: ..............................................................................................................
III.
.......................................................................................................... ............................................. 5 INTRODUCCIÓN: .............................................................
IV.
................................................................................. ...................... 6 CRONOGRAMA DE TRABAJO: ...........................................................
.................................................................... ........... 6 a) ROLES DEL EQUIPO DE PROYECTO: ......................................................... .................................................................................................... ................................. 6 b) PLAN DE TRABAJO: ................................................................... ..................................................................................... 8 V. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ...................................................................................... ........................................................................................................... 8 a) RESISTENCIAS: ............................................................................................................
b) POTENCIOMETRO: ...................................................................................................... 9 c) CAPACITOR O CONDENSADOR ELECTROLÍTICO (100µF/25V): .................. 10 ............................................................................. 11 d) CIRCUITO INTEGRADO NE555: ..............................................................................
e) CIRCUITO INTEGRADO CD4017: ........................................................................... 12 f)
................................................................................................ ......... 13 LED´S DE COLORES: .......................................................................................
.......................................................................................................... 14 14 g) PROTOBOARD: ........................................................................................................... ..................................................................................................... 14 h) DIODOS (1N4004): ......................................................................................................
VI. 1.
................................................................................. .................... 16 16 INGENIERÍA DEL PROYECTO ............................................................. ............................................................................................................... 16 16 HARDWARE: ................................................................................................................
a) Planteamiento de la solución en forma de diagrama de bloques. ............ 16 b) Diagrama detallado del circuito final (página completa). ............................ 18 .......................................................... 19 c) Descripción detallada del circuito final. ...........................................................
2.
................................................................................................................ 20 SOFTWARE: .................................................................................................................
VII.
PRUEBAS Y EVALUACION DEL FUNCIONAMIENTO ....................................... 22
VIII.
............................................................................................. 27 27 IMPACTO AMBIENTAL ..............................................................................................
IX.
COSTOS Y PRESUPUESTOS .................................................................................. 28
......................................................................................................... 29 29 X. OBSERVACIONES ..........................................................................................................
XI.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................................................... 30
XII.
...................................................................................... ......... 31 31 LECCIONES APRENDIDAS .............................................................................
XIII.
.......................................................................................................... 32 32 BIBLIOGRAFÍA: ...........................................................................................................
...................................................................................................................... ......... 33 XIV. ANEXOS: ..............................................................................................................
I.
II.
ÍNDICE DE CONTENIDOS.
................................................................................................. 3 RESUMEN EJECUTIVO: ..................................................................................................
a) OBJETIVOS PERSEGUIDOS: .................................................................................... 4 ............................................................................................................. 4 b) RESULTADOS: ..............................................................................................................
III.
.......................................................................................................... ............................................. 5 INTRODUCCIÓN: .............................................................
IV.
................................................................................. ...................... 6 CRONOGRAMA DE TRABAJO: ...........................................................
.................................................................... ........... 6 a) ROLES DEL EQUIPO DE PROYECTO: ......................................................... .................................................................................................... ................................. 6 b) PLAN DE TRABAJO: ................................................................... ..................................................................................... 8 V. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ...................................................................................... ........................................................................................................... 8 a) RESISTENCIAS: ............................................................................................................
b) POTENCIOMETRO: ...................................................................................................... 9 c) CAPACITOR O CONDENSADOR ELECTROLÍTICO (100µF/25V): .................. 10 ............................................................................. 11 d) CIRCUITO INTEGRADO NE555: ..............................................................................
e) CIRCUITO INTEGRADO CD4017: ........................................................................... 12 f)
................................................................................................ ......... 13 LED´S DE COLORES: .......................................................................................
.......................................................................................................... 14 14 g) PROTOBOARD: ........................................................................................................... ..................................................................................................... 14 h) DIODOS (1N4004): ......................................................................................................
VI. 1.
................................................................................. .................... 16 16 INGENIERÍA DEL PROYECTO ............................................................. ............................................................................................................... 16 16 HARDWARE: ................................................................................................................
a) Planteamiento de la solución en forma de diagrama de bloques. ............ 16 b) Diagrama detallado del circuito final (página completa). ............................ 18 .......................................................... 19 c) Descripción detallada del circuito final. ...........................................................
2.
................................................................................................................ 20 SOFTWARE: .................................................................................................................
VII.
PRUEBAS Y EVALUACION DEL FUNCIONAMIENTO ....................................... 22
VIII.
............................................................................................. 27 27 IMPACTO AMBIENTAL ..............................................................................................
IX.
COSTOS Y PRESUPUESTOS .................................................................................. 28
......................................................................................................... 29 29 X. OBSERVACIONES ..........................................................................................................
XI.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................................................... 30
XII.
...................................................................................... ......... 31 31 LECCIONES APRENDIDAS .............................................................................
XIII.
.......................................................................................................... 32 32 BIBLIOGRAFÍA: ...........................................................................................................
...................................................................................................................... ......... 33 XIV. ANEXOS: ..............................................................................................................
II.
RESUMEN EJECUTIVO:
Hablar del semáforo es referirse al más importante elemento de control de tránsito, pues este aparato regula la circulación en las vías con mayor flujo de vehículos. El Código Código Nacional de Transito Transito define al semáforo semáforo como un dispositivo electrónico para regular el tránsito de peatones y vehículos mediante el uso de señales luminosas. Los semáforos se dividen en tres clases, que son:
Vehicular: Tiene por objeto regular el tránsito de vehículos en las intersecciones. Está compuesto esencialmente por tres faros programados para que proyecten durante un tiempo determinado un haz de luz de colores verde, amarillo y rojo.
Peatonal: Se hallan instalados en combinación con los vehiculares y tienen por objeto regular el paso de los peatones en intersecciones con alto volumen de tráfico.
Direccional: Tiene como fin informar mediante flechas, el momento adecuado para girar. Aunque en general existe claridad en torno al significado de las luces del semáforo, no sobra recordar lo que se debe hacer: cuando la luz l uz es verde, significa que hay vía libre y se puede pasar. La luz amarilla advierte al conductor que se aproxima un cambio de luz. Al ver la luz roja se debe detener el carro, pues otro flujo de vehículos se interceptará en la dirección de su marcha. En los semáforos peatonales, el significado es el siguiente: la silueta roja indica que el peatón no debe cruzar la calle, mientras que la silueta verde lo permite. En los semáforos direccionales, la flecha roja prohíbe el giro, la amarilla indica que habrá cambio de luz, y la verde autoriza el cruce en ese sentido.
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En ciertas ocasiones los semáforos tienen un funcionamiento distinto al habitual, por medio del cual informan al conductor que debe estar alerta. Así, una luz amarilla intermitente indica que puede avanzar con máxima precaución, listo a detenerse si es necesario. Mientras tanto, la luz roja intermitente es una señal de peligro que obliga a detenerse completamente. Si no hay obstáculo puede reiniciar la marcha.
a) OBJETIVOS PERSEGUIDOS: La necesidad del Semáforo, nace de los problemas que se presentan en la red de tránsito vial, es ahí donde se lleva a cabo el diseño y construcción de un semáforo; nosotros simulares este circuito, explicando cada proceso que sucede y así entender el funcionamiento de un semáforo de verdad, con materiales de laboratorios además de programar el funcionamiento de ésta (esto también genera un aporte a los estudiantes de carreras afines).
b) RESULTADOS: La representación del circuito de un semáforo fue valedera ya que se comprobó de manera eficiente; la construcción, el funcionamiento y programación de un semáforo de dos vías
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III.
INTRODUCCIÓN:
La elaboración de dicho proyecto tiene como meta integrar los conceptos adquiridos en el cursado de la materia, Sistemas Eléctricos y Electrónicos, de la carrera de Ingeniería de Sistemas, de la Facultad de Ingeniería de Minas, Geología y Civil. El presente proyecto es de gran utilidad en el ámbito pedagógico ya que integra un número importante de el ementos electrónicos donde podemos ver en su conjunto el funcionamiento, en este caso de un semáforo que es un objeto de uso diario, pudiendo de este modo llevar la electrónica al ámbito cotidiano.
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IV.
CRONOGRAMA DE TRABAJO: a) ROLES DEL EQUIPO DE PROYECTO: Los roles de los integrantes son:
INTEGRANTES
ROL
OSCCO CAROY, EMERSON
TESORERO
VALVERDE ESPINOZA, ERIK
SECRETARIO
VERA PALOMINO, SIRLHEY
ORGANIZADORA
b) PLAN DE TRABAJO: El plan de trabajo es como sigue:
ACTIVIDADES
FECHA A REALIZARSE
Creación de un bosquejo que
14/10/15 hasta el 22/10/15
represente al proyecto final. Compra de las herramientas electrónicas a utilizar en el proyecto
23/10/15 hasta el 27/10/15
final. Armado del proyecto final en el
28/10/15 hasta el 08/11/15
protoboard. Presentación de los avances en los
09/11/15 hasta el 13/11/15
informes parciales. Pruebas del proyecto final.
14/11/15 hasta el 17/11/15
Ajustes al proyecto final.
18/11/15 hasta el 24/10/15
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Presentación del proyecto final
14/12/15 hasta el 30/11/15
7
V.
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
A continuación mostraremos los materiales usados en este proyecto, así como algunas de sus funcionalidades:
a) RESISTENCIAS: Se denomina resistor al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico.
Los resistores son fabricados en una gran variedad de for mas y tamaños. En las más grandes, el valor del resistor se imprime directamente en el cuerpo del mismo, pero en los más pequeños se utiliza el código de colores. Cada color representa un número que se utiliza para obtener el valor final de la resistencia. Las dos primeras bandas indican las dos primeras cifras del valor, la tercera banda indica cuantos ceros hay que aumentarle al valor anterior para obtener el valor final de la resistencia y por último la cuarta banda nos indica la tolerancia.
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Tabla de código de valores de las resistencias.
b) POTENCIOMETRO: Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.
Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan los reóstatos, que pueden disipar más potencia.
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c) CAPACITOR O CONDENSADOR ELECTROLÍTICO (100µF/25V): Un condensador electrolítico es un tipo de condensador que usa un líquido iónico conductor como una de sus placas. Típicamente con más capacidad por unidad de volumen que otros tipos de condensadores, son valiosos en circuitos eléctricos con relativa alta corriente y baja frecuencia. Este es especialmente el caso en los filtros de alimentadores de corriente, donde se usan para almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de corriente en la salida rectificada. También son muy usados en los circuitos que deben conducir corriente continua pero no corriente alterna.
Los condensadores electrolíticos pueden tener mucha capacitancia, permitiendo la construcción de filtros de muy baja frecuencia. Un modelo de circuito común para un condensador electrolítico es el siguiente esquema:
Donde Rleakage es la resistencia interna, R ESR es la resistencia serie equivalente, LESL es la inductancia serie equivalente (siendo L el símbolo convencional para la inductancia). RESR debe ser tan pequeña como sea posible, pues determina la pérdida de potencia cuando el condensador se usa para suavizar los picos de voltaje. Las pérdidas son cuadráticas con el rizado de corriente que fluye a su través y lineales con R ESR. Condensadores con baja ESR son imperativos para obtener buenas eficiencias en alimentadores de corriente.
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d) CIRCUITO INTEGRADO NE555: El temporizador IC 555 es un circuito integrado (chip) que se utiliza en la generación de pulsos y de oscilaciones. El 555 puede ser uti lizado para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip flop. Sus derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de sincronización en un solo paquete. Introducido en 1971 por Signetics, el 555 sigue siendo de uso generalizado debido a su facilidad de uso, precio bajo y la estabilidad.
Muchas empresas los fabrican en versión de transistores bipolares y también en CMOS de baja potencia. A partir de 2003, se estimaba que mil millones de unidades se fabricaban cada año. Este circuito suele ser utilizado para trabajos sencillos como trabajos escolares, debido a su bajo costo y facilidad de trabajar con él.
Ahora haremos una descripción de las conexiones:
GND (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra (masa). Disparo (normalmente la 2): Es donde se establece el inicio del tiempo de retardo si el 555 es configurado como monoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando esta patilla ti ene menos de 1/3 del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez.
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Salida (normalmente la 3): Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador, ya sea que esté conectado como monoestable, estable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje de alimentación (Vcc) menos 1.7 V. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla de reinicio (normalmente la 4). Reinicio (normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida a nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a alimentación para evitar que el temporizador se reinicie. Control de voltaje (normalmente la 5): Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la práctica como Vcc -1.7 V) hasta casi 0 V (aprox. 2 V menos). Así es posible modificar los tiempos. Puede también configurarse para, por ejemplo, generar pulsos en rampa. Umbral (normalmente la 6): Es una entrada a un comparador interno que se utiliza para poner la salida a nivel bajo. Descarga (normalmente la 7): Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento. Voltaje de alimentación (VCC) (normalmente la 8): es la patilla donde se conecta el voltaje de alimentación que va de 4.5 V hasta 16 V.
e) CIRCUITO INTEGRADO CD4017: Es un circuito integrado CMOS, el cual su nombre completo es CD4017BC, aunque por lo general solo se lo llama como 4017 es un contador/divisor o decodificador con 10 salidas.
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Con solo 16 pines, contiene en su interior un contador Johnson de 5 etapas que puede dividir o contar por valores entre 2 y 9 pulsos que se ingresan por una de sus entradas llamada clock (reloj). Por ello si tenemos un tren de pulsos regulares y lo ingresamos por el pin 14 (clock) del 4017, se podrá obtener un pulso, según la salida, por cada 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, o 10 ciclos que se apliquen en la entrada. Debido a lo anterior mencionado más la característica que brinda de un reset y un pin de habilitación, se hace muy fácil implementar una gran diversidad de circuitos con ellos. El voltaje máximo de alimentación que podemos usar con el 4017 es de 18v. Si bien puede funcionar con solamente 5V, se comporta mejor a altas velocidades si se alimenta con al menos 9v.
f) LED´S DE COLORES: Un led (del acrónimo inglés LED, light-emitting diode: ‘diodo emisor de luz’; el plural aceptado por la RAE es ledes) es un componente optoelectrónico pasivo y, más concretamente, un diodo que emite luz.
Los ledes se usan como indicadores en muchos dispositivos y en iluminación. Los primeros ledes emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojo, visible y ultravioleta.
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Debido a su capacidad de operación a altas frecuencias, son también útiles en tecnologías avanzadas de comunicaciones y control. Los ledes infrarrojos también se usan en unidades de control remoto de muchos productos comerciales incluyendo equipos de audio y video.
g) PROTOBOARD: Una placa de pruebas (en inglés: protoboard o breadboard) es un tablero con orificios que se encuentran conectados eléctricamente entre sí de manera interna, habitualmente siguiendo patrones de líneas, en el cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para el armado y prototipado de circuitos electrónicos y sistemas similares.
Está hecho de dos materiales, un aislante, generalmente un plástico, y un conductor que conecta los diversos orificios entre sí. Uno de sus usos principales es la creación y comprobación de prototipos de circuitos electrónicos antes de llegar a la impresión mecánica del circuito en sistemas de producción comercial.
h) DIODOS (1N4004): Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodos más sencillos. El nombre diodo rectificador” procede de su aplicación, la
cual consiste en separar los ciclos positivos de una señal de corriente alterna.
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Si se aplica al diodo una tensión de corriente alterna durante los medios ciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite el paso de la corriente eléctrica. Pero durante los medios ciclos negativos, el diodo se polariza de manera inversa; con ello, evita el paso de la corriente en tal sentido. Durante la fabricación de los diodos rectificadores, se consideran tres factores: la frecuencia máxima en que realizan correctamente su función, la corriente máxima en que pueden conducir en sentido directo y las tensiones directa e inversa máximas que soportarán. Una de las aplicaciones clásicas de los diodos rectificadores, es en las fuentes de alimentación; aquí, convierten una señal de corriente alterna en otra de corriente directa.
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VI.
INGENIERÍA DEL PROYECTO
Indicaremos los materiales usados para este proyecto:
1. HARDWARE: a) Planteamiento de la solución en forma de diagrama de bloques. Paso 1: los materiales.
diseñamos el circuito para este proyecto.
conseguimos los materiales que se usaran en este proyecto.
comprobamos que los materiales esten en buen estado (uso del multimetro)
Paso 2: conectamos el NE555 con los diferentes materiales.
Colocamos el NE555 en el protoboard
Puenteamos el pin 8 y 4, y las conectamos a positivo.
Colocamos el potenciomet ro de 100KΩ entre los pines 6 y 7 .
Y del pin 7 colocamos un resistor que lo llevamos a positivo.
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Puenteamos 6 y 2, y dejamos al pin 5 sin ninguna conección.
Colocamos el condensador de 100µF/25V del pin 2 al 1, y de esta ultima a tierra.
El pin 3 se conecta con un resistro de 1KΩ, y a esta le colocamos despues un led, esta saldra a tierra.
Paso 3: diseño del semáforo para la primera vía.
Colocamos el CD4017 en el protoboard.
Conectamos el pin 16 a positivo
Puenteamos el pin 6 y 15, y tambien puenteamos los pines 8 y 13 y de estas a tierra..
Conectamos el pin 14 al 3 del NE555.
Conectamos desde los pines 3, 2 y 4, a tres leds y de estas hacemos una conección al led de color verde 1.
Conectamos el pin 7 al led, y de esta al led amarillo 1.
Conectamos desde los pines 10, 1 y 5, a tres leds y de estas hacemos una conección al led de color rojo 1.
los leds rojo 1, amarillo 1 y verde1, las colocamos a un resistor de 1kΩ y de esta a tierra.
Paso 4: diseño del semáforo para la segunda vía.
Desde los leds de los pines 3, 2 y 4, hacemos una conección al diodo rectificador y de esta al led de color rojo 2.
Conectamos el pin 7 a un diodo rectificador, y de esta al led de color rojo 2.
Conectamos el pin 10 a un diodo rectificador, y de esta al led de color verde 2.
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Conectamos el pin 1 a un diodo rectificador, y de esta al led de color verde 2.
Conectamos el pin 5 a un diodo rectificador, y de esta al led de color amarillo 2.
de los leds rojo 2, amarillo 2 y verde 2, conectamos a un resistor de 1KΩ y de esta a tierra.
b) Diagrama detallado del circuito final (página completa).
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c) Descripción detallada del circuito final. El circuito opera con leds verde, amarillo y rojo en la correcta secuencia de un semáforo real de doble vía. El tiempo completo de un ciclo verde, amarillo y rojo puede ser variado desde el potenciómetro en el CI 555. La forma de conectar el CI 555 como lo muestra en las figuras 01 y 02, es de modo astable, es decir como
generador de tren de pulso. Esta configuración se denomina comúnmente circuito de reloj o simplemente reloj. La frecuencia y el periodo (del encendido de los leds del semáforo) dependen exclusivamente del capacitor y la resistencia, que en este caso en el circuito armado, podemos modificar la resistencia variable. El CI 555 con su configuración astable (mencionada anteriormente) proporciona los pulsos de reloj que ingresan en el 4017. Las salidas de este circuito integrado que van de Q0 a Q9 (un total de 10 salidas), van pasando de estado alto a bajo por cada pulso del reloj, de Q0 a Q9, estas no se corresponden con pines consecutivos sino
c) Descripción detallada del circuito final. El circuito opera con leds verde, amarillo y rojo en la correcta secuencia de un semáforo real de doble vía. El tiempo completo de un ciclo verde, amarillo y rojo puede ser variado desde el potenciómetro en el CI 555. La forma de conectar el CI 555 como lo muestra en las figuras 01 y 02, es de modo astable, es decir como
generador de tren de pulso. Esta configuración se denomina comúnmente circuito de reloj o simplemente reloj. La frecuencia y el periodo (del encendido de los leds del semáforo) dependen exclusivamente del capacitor y la resistencia, que en este caso en el circuito armado, podemos modificar la resistencia variable. El CI 555 con su configuración astable (mencionada anteriormente) proporciona los pulsos de reloj que ingresan en el 4017. Las salidas de este circuito integrado que van de Q0 a Q9 (un total de 10 salidas), van pasando de estado alto a bajo por cada pulso del reloj, de Q0 a Q9, estas no se corresponden con pines consecutivos sino que la salida Q0 está en el pin 3, Q1 en el 2, Q2 en el 4, Q3 en el 7, Q4 en el 10, Q5 en el 1, Q6 en el 5, Q7 en el 6, Q8 en el 9 y finalmente Q9 en el 11. Una vez que se tiene en claro lo anterior, podemos resumir el funcionamiento del circuito en: El 555 como oscilador astable, provee los pulsos del reloj que le son trasmitidos al 4017 a través de su pin 14, a partir de ello podemos observar que en el circuito, los tres primeros leds que salen de los pines 3, 2 y 4 se encienden, encendiendo el led verde 1 y el led rojo 2, Luego se enciende el led amarillo 1 que está conectado al pin 7, por lo que enciende junto con el rojo 2 durante un ciclo, antes de pasar al verde 2. Luego se enciende el led rojo1 y el led verde 2, que están conectadas al pin 10, luego siguen así en el ciclo del pin 1, después cambia el led verde 2 al encendido del led amarillo 2. Luego
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el ciclo comienza nuevamente debido a que se conectó el pin 15 (RESET) al pin 6.
2. SOFTWARE: El diseño se realizó en el software LIVEWIRE, este software nos ayuda mucho en lo que es la simulación, ya que contiene diferentes tipos de simulaciones, para cualquier necesidad de análisis.
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Fig. 02: diseño del proyecto del semáforo de dos vía
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VII.
PRUEBAS Y EVALUACION DEL FUNCIONAMIENTO
Hacemos las siguientes pruebas para ver si nuestro diseño está bien.
VII.
PRUEBAS Y EVALUACION DEL FUNCIONAMIENTO
Hacemos las siguientes pruebas para ver si nuestro diseño está bien.
Fig. 03: funcionamiento del circuito integrado NE555.
Como se puede ver el circuito integrado NE555 funciona correctamente, está trabajando como un reloj, de modo astable. Ahora veremos la simulación completa del proyecto:
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Fig. 03: simulación normal del proyecto del semáforo de dos vías.
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Fig. 04: simulación de control, aquí podemos controlar cualquier c omponente, dándonos el efecto inmediato.
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Fig. 04: simulación de control, aquí podemos controlar cualquier c omponente, dándonos el efecto inmediato.
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Fig. 05: simulación current flow, aquí nos permite observar el flujo de voltaje
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Fig. 05: simulación current flow, aquí nos permite observar el flujo de voltaje
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Fig. 05: simulación real en el protoboard.
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Fig. 05: simulación real en el protoboard.
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VIII.
IMPACTO AMBIENTAL
En este proyecto el medio ambiente se ve afectado por dos de nuestros componentes: a) LED:
Ventajas: Los ledes presentan muchas ventajas sobre las fuentes de luz incandescente y fluorescente, tales como: el bajo consumo de energía, un mayor tiempo de vida, tamaño reducido, resistencia a las vibraciones, reducida emisión de calor, no contienen mercurio (el cual al exponerse en el medio ambiente es altamente nocivo), 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; 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
VIII.
IMPACTO AMBIENTAL
En este proyecto el medio ambiente se ve afectado por dos de nuestros componentes: a) LED:
Ventajas: Los ledes presentan muchas ventajas sobre las fuentes de luz incandescente y fluorescente, tales como: el bajo consumo de energía, un mayor tiempo de vida, tamaño reducido, resistencia a las vibraciones, reducida emisión de calor, no contienen mercurio (el cual al exponerse en el medio ambiente es altamente nocivo), 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; 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 ledes azules), cuentan con un alto nivel de fiabilidad y duración. Desventajas: Según un estudio reciente parece ser que los ledes que emiten una frecuencia de luz muy azul, pueden ser dañinos para la vista y provocar contaminación lumínica. Los ledes 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. b) Cable telefónico:
Para nuestro circuito las conexiones son importantes y por ende este material es importante. Al usar estas, hay sobras que ya no se pueden usar por ser pequeñas, esto contamina al ambiente ya que esta echo de materiales como plástico y metales como el cobre, estos son muy difíciles de descomponerse.
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IX.
COSTOS Y PRESUPUESTOS
Mencionaremos los costos de cada material usado:
MATERIALES
CANTIDAD
COSTO UNITARIO
01 unid.
S/. 60.00
Circuito integrado CN555
01 unid.
S/. 2.00
Circuito integrado CD4017
01 unid.
S/. 2.50
LED´S de colores
13 unid.
S/. 0.50
Resistores de 1KΩ
04 unid.
S/. 0.10
01 unid.
S/. 0.50
05unid.
S/. 0.20
Potenciómetro de 50KΩ
01 unid.
S/. 1.00
Protoboard
01 unid.
S/. 15.00
Multímetro
01 unid.
S/. 45.00
01 metros
S/1.00
Fuente de tensión variable de 0V a 12V
Condensador electrolítico de 100µF/25V Diodos rectificadores 1N4004
Cable telefónico.
COSTO TOTAL:
S/. 134.00
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X.
OBSERVACIONES
Uno de las principales dificultades fue la mala lectura del circuito integrado CD4017, cuyo pines y salidas eran muy diferentes, esto nos retrasó mucho tiempo. Otro factor fue el del simulado en el software, primero se consideró el software PROTEUS, pero los miembros del grupo no encontraron el circuito integrado CD4017, que es muy fundamental para este proyecto, por lo que nos vimos obligados a buscar otro software que si incluyera este material en sus datos, así fue como encontramos el software LIVEWIRE, que nos fue de gran ayuda en la simulación de este proyecto como se vio antes. Para el armado del circuito, se debe tener en cuenta qué componente tienen polaridad (como los diodos led, diodos rectificadores y capacitor electrolítico) y cuáles no poseen polaridad (como el capacitor cerámico y resistencias), para lograr conectarlo correctamente y de este modo evitar conexiones erróneas dañando algún componente del circuito. Al igual que es conveniente consultar las hojas de dato del Circuito Integrado CD4017BC y el Amplificador Operacional Lm555CN para verificar la ubicación correcta de los pines a conectar.
29
XI.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El proyecto fue todo un éxito, se logró la meta de diseñar, construir y hacer funcionar este proyecto, pero en el proceso se sufrió de muchas dificultades, para lo cual mencionamos que se debe tener mucho cuidado con los materiales con los que se trabaja, y estudiarlos mucho para entender su funcionamiento, y por ultimo tener los materiales de repuesto ya que nunca se sabe cuándo se puede llegar a necesitar.
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XII.
LECCIONES APRENDIDAS
Una de las lecciones aprendidas fue el de conseguir una fuente de tensión variable, fue muy difícil de conseguir ya que justo en estos meses se vendieron todas, escaseando en nuestra ciudad, tuvimos que esperar que llegaran otra vez a las tiendas, esto demoró casi un mes.
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XIII.
BIBLIOGRAFÍA: a)
Allan H. Robbins y Whilhelm C. Miller, Análisis de circuitos, cuarta edición - editorial Cengage Learning.
b)
https://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado
c)
http://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-438910
d)
https://jferrero2001.files.wordpress.com/2012/11/marianachavez1.pdf
e)
https://es.wikipedia.org/wiki/Led
f)
https://es.wikipedia.org/wiki/Placa_de_pruebas
g)
http://www.ladelec.com/teoria/informacion-tecnica/321-diodosrectificadores
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