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Aquí Explicaremos Detalladamente Nuestro Proyecto, Tambien Lo Puedes Buscar En Youtube Como Contador Con Sensor IR
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Contador Con Interruptor Infrarrojo
Cristian Camilo AlvisDaniel Pérez Diossa
Diego Fernando Restrepo
Tecnólogo en mantenimiento electrónico einstrumental industrial
Camilo Enrique González Fernández
Servicio Nacional De Aprendizaje (SENA)
Trimestre ( l )
31/03/2014Armenia - Quindío
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INTRODUCCIÓN
En electrónica es bastante frecuente verse necesitado de contabilizar eventos y por tanto se requiere utilizar un contador, en nuestro caso se tratará de un contador electrónico digital. Por otra parte, en nuestros días estamos rodeados de dispositivos que disponen de algún tipo de contador digital, incluso en la mayoría de los electrodomésticos vienen equipados con uno.
Un contador digital, básicamente consta de una entrada de impulsos que se encarga de conformar (escuadrar) las señales, de manera que el conteo de los pulsos no sea alterado por señales no deseadas, las cuales pueden falsear el resultado final. Estos impulsos son acumulados en un contador propiamente dicho cuyo resultado, se presenta mediante un visor que puede estar constituido por una serie de sencillos dígitos de siete segmentos.
El interés sobre los dispositivos sensibles a la luz ha ido aumentando a una velocidad casi exponencial en años recientes. El campo resultante de la optoelectrónica estará recibiendo una gran cantidad de interés de investigación conforme se hacen esfuerzos para mejorar sus niveles de eficiencia.
Por medio de los anuncios, las personas se han enterado que las fuentes de luz proporcionan una fuente de energía única. Esta energía, transmitida como paquetes discretos llamados fotones, tiene un nivel relacionado con la frecuencia de la onda de luz.
En este proyecto, construiremos un interruptor infrarrojo, el cual nos permite obtener una señal cada vez que un objeto pasa entre dos puntos específicos, en los cuales se han ubicado el emisor y el receptor infrarrojos.
La idea es que entre estos dos elementos existe un haz de luz invisible, el cual, al ser interrumpido por el objeto, permite que el circuito receptor genere una señal que pueda ser útil para otro circuito de control.
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JUSTIFICACIÓN
Este proyecto encaminado hacia las fincas de ganado Quindianas, busca facilitar a los ganaderos la distribución del ganado en el momento mismo en que estas se dirijan hacia sus zonas de alimentación permitiendo una amplia y adecuada distribución del espacio, donde todos los animales podrán alimentarse. lo que se pretende en principio es que todas las fincas de ganado se acojan a este sistema en pro de la organización en el manejo de sus actividades.
La importancia de la realización de este circuito es debido a las problemáticas que se presentan en el hato en cuanto a la forma desorganizada en la que las vacas se dirigen a su zona de alimentación, por ejemplo si ingresan más de las 28 vacas a una sola zona o si no ingresan todas las vacas completas. se desarrollara entonces un sistema que ayude a la adecuada distribución del ganado en el momento de su alimentación facilitándole el trabajo al propietario pero donde lo más importante para que el sistema funcione perfectamente es que el mismo esté atento siempre que la alarma se active para que la apague instantáneamente.
Para los administradores y para los obreros de los hatos, se presentan problemas a la hora de distribuir cada una de las vacas a sus respectivos lugares, ya que en algunas zonas quedan más vacas que en otra y luego para distribuirlas a sus lugares de producción se pueden presentar problemas.
En la actualidad en todas las zonas ganaderas, para facilitar el conteo de ganado, o mejor el ingreso de las vacas a sus respectivos lugares de alimentación, se necesita la ayuda de muchos ganaderos, ya que algunas vacas se pueden dispersar por el lugar, o simplemente no se mueven y no ingresan, además se considera el hecho de que se en un solo corral podrían ingresar más de las vacas que este soporta, con la ayuda de este sistema se facilitara el ingreso a sus corrales y ayudara con la organización del hato.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Elaborar un sistema que se encargue de facilitar el conteo de vacas en la entrada de sus respectivas zonas de descanso y alimentación.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Identificar cuáles son las zonas de alimentación más afectadas que necesitan el circuito.
Diferenciar y clasificar cada uno de los elementos que se necesitan para establecer el sistema de conteo.
Simular el circuito en ISIS para asegurarse que no haya ningún problema a la hora de montarse.
Probar el circuito ya diseñado en ISIS para que no haya ningún problema con el montaje.
Conocer el Datasheet de cada uno de los elementos electrónicos para que no se presenten confusiones con el sistema.
Montar el circuito en el Protoboard, para hacer las respectivas pruebas de bloques, hasta que el circuito quede totalmente completo, es decir, el circuito final.
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MARCO TEORICO
Display de 7 segmentos o visualizador de 7 segmentos:
Es un componente que se utiliza para la representación de números en muchos
dispositivos electrónicos debido en gran medida a su simplicidad. Aunque
externamente su forma difiere considerablemente de un diodo LED (diodos
emisores de luz) típico, internamente están constituidos por una serie de diodos
LED con unas determinadas conexiones internas, estratégicamente ubicados
de tal forma que forme un número 8.
A cada uno de los segmentos que forman el Display se les denomina a, b, c, d,
e, f y g y están ensamblados de forma que se permita activar cada segmento
por separado consiguiendo formar cualquier dígito numérico. A continuación se
muestran algunos ejemplos:
Si se activan o encienden todos los segmentos se forma el número "8".
Si se activan sólo los segmentos: "a, b, c, d, e, f," se forma el número "0".
Si se activan sólo los segmentos: "a, b, g, e, d," se forma el número "2".
Si se activan sólo los segmentos: "b, c, f, g," se forma el número "4"
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Conversores analógico/digital:
Muchos procesos de inspección y funciones de control requieren que un voltaje
o una corriente análogas sean convertidas a forma digital (pulsos), de tal forma
que puedan ser manejadas o interconectadas a circuitos digitales. Tal es el
caso de los nuevos multímetros digitales para el taller, los cuales requieren de
un convertidor analógico/digital para "traducir" en dígitos lo que su punta de
prueba está "viendo", como diferentes niveles de voltaje o corriente (para medir
resistores, se hace pasar por tal elemento una mínima corriente de voltaje
conocido, y de acuerdo con su "caída" se deduce por analogía el valor de la
resistencia eléctrica (ley de ohm). Dicha corriente es suministrada por el circuito
del multímetro, razón por la cual algunos modelos disponen de pilas internas.
Todos los parámetros físicos conocidos tienen naturaleza analógica, por lo que Fenómenos tales como presión, temperatura, velocidad, intensidad de luz, aceleración, etc., pueden ser convertidos a un equivalente digital que permita su tratamiento, como simples datos binarios. Comercialmente se consiguen distintas clases de convertidores A/D (Analogic-to-digital) en circuito integrado, algunos con salida lista para conectar un Display, pero en el fondo todos desempeñan el mismo.
Led:
Un LED, siglas en inglés de Light-Emiting Diode (diodo emisor de luz) es un
dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz poli cromática, es decir, con
diferentes longitudes de onda, cuando se polariza de forma directa y es
atravesado por la corriente eléctrica. El color depende del material
semiconductor empleado en la construcción del diodo, pudiendo variar desde el
ultravioleta, pasando por el espectro de luz visible, hasta el infrarrojo,
recibiendo éstos últimos la denominación de IRED (Infra-Red Emiting Diode).
El funcionamiento físico consiste en que, un electrón pasa de la banda de
conducción a la de valencia, perdiendo energía. Esta energía se manifiesta en
forma de un fotón desprendido, con una amplitud, una dirección y una fase
aleatoria.
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Ventajas
Los leds presentan muchas ventajas sobre las fuentes de luz incandescente y
fluorescente, principalmente por el bajo consumo de energía, mayor tiempo de
vida, tamaño reducido, durabilidad, resistencia a las vibraciones, reducen la
emisión de calor, no contienen mercurio (el cual al exponerse en el medio
ambiente es altamente venenoso), 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; cuentan con mejor índice de producción cromática que otros tipos
de luminarias, 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 leds
azules), cuentan con un alto nivel de fiabilidad y duración.
Desventajas:
Según un estudio reciente parece ser que los leds que emiten una frecuencia
de luz muy azul, pueden ser dañinos para la vista y provocar contaminación
lumínica. Los leds 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.
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Resistencia:
Se le llama resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los
electrones para desplazarse a través de un conductor. La unidad de resistencia
en el sistema internacional es el ohm, que se representa con la letra griega
omega (Ω), en honor al físico alemán George Ohm, quien descubrió el principio
que ahora lleva su nombre. La resistencia está dada por la siguiente fórmula:
En donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material.
La resistencia de un material depende directamente de dicho coeficiente,
además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es
mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal
(disminuye conforme aumenta su grosor o sección transversal)
Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido
conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el
Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la
práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un
ohmímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en
Siemens.
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Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede
definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente
en que atraviesa dicha resistencia, así: 1
Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios
e I es la intensidad de corriente en amperios.
También puede decirse que "la intensidad de la corriente que pasa por un
conductor es directamente proporcional a la longitud e inversamente
proporcional a su resistencia"
Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductor. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.
Ahora veamos la ley de Ohm.
DECODIFICADOR 7447:
El decodificador 7447 está diseñado para activar segmentos específicos, aun
de códigos de entrada mayores que 1001, La codificación y la decodificación
serán siempre operaciones necesarias en sistemas digitales que traten
información, o en procesos industriales donde sea necesario suministrar datos
o presentar resultados. En algunos sistemas cibernéticos o de control es
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posible prescindir de este tipo de operaciones, siendo suficiente la aplicación
de señales digitales mediante transductores y aplicar las salidas del circuito
sobre elementos de potencia tales como lámparas, motores, etc.
Un decodificador es un circuito lógico que convierte un código binario de
entrada de N bits, en líneas de salida de manera tal, que cada una de estas
líneas sólo sea activada para una posible combinación de entrada, la figura Nº1
muestra el diagrama general del decodificador con N entradas y 2N salidas.
Muchos decodificadores están diseñados para producir salidas activas en nivel
bajo, donde solamente la salida seleccionada es baja, en tanto que todas las
otras son altas. Esto siempre lo indica la presencia de pequeños círculos en las
líneas de salida del diagrama del decodificador.
Botón o pulsador:
Es un dispositivo utilizado para realizar cierta función. Los botones son de
diversas formas y tamaño y se encuentran en todo tipo de dispositivos, aunque
principalmente en aparatos eléctricos y electrónicos.
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Descripción
Consta del botón pulsador; una lámina conductora que establece contacto con
los dos terminales al oprimir el botón, y un muelle que hace recobrar a la
lámina su posición primitiva al cesar la presión sobre el botón pulsador.
Tipos
Diferentes tipos de pulsadores: (a) Basculante. (b) Pulsador timbre. (c) Con
señalizador. (d) Circular. (e) Extraplano.
Funcionamiento
El botón de un dispositivo electrónico funciona por lo general como
un interruptor eléctrico, es decir en su interior tiene dos contactos, al ser
pulsado uno, se activará la función inversa de la que en ese momento este
realizando, si es un dispositivo NA (normalmente abierto) será cerrado, si es un
dispositivo NC (normalmente cerrado) será abierto.
Usos
El "botón" se ha utilizado en calculadoras, teléfonos, electrodomésticos, y
varios otros dispositivos mecánicos y electrónicos, del hogar y comerciales.
En las aplicaciones industriales y comerciales, los botones pueden ser unidos
entre sí por una articulación mecánica para que el acto de pulsar un botón haga
que el otro botón se deje de presionar. De esta manera, un botón de parada
puede "forzar" un botón de inicio para ser liberado. Este método de unión se
utiliza en simples operaciones manuales en las que la máquina o proceso no
tienen circuitos eléctricos para el control.
Diseño
Hay que tener en cuenta, a la hora de diseñar circuitos electrónicos, que la
excesiva acumulación de botones, puede confundir al usuario, por lo que se
tenderá a su uso más imprescindible.
También existen "botones virtuales", cuyo funcionamiento debe ser igual al de
los "físicos"; aunque su uso queda restringido para pantallas táctiles o
gobernadas por otros dispositivos electrónicos.
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LM358:
La abreviatura LM358 indica un chip de 8 pines, que contiene
dos amplificadores operacionales de bajo poder. El LM358 está diseñado para
uso general como amplificadores, filtros de paso alto y bajo, filtros de paso
banda y sumadores analógicos.
Una de las características de este circuito es que ser diseñado para operar con
una sola fuente de alimentación estática que van desde un mínimo de 3 Va un
máximo de 32 V, aunque normalmente no se están estabilizando en niveles
entre 5 V y 15V.
De hecho, mientras que la mayoría de los circuitos integrados que contienen la
operativa necesita dos fuentes de alimentación, uno positivo y uno negativo, el
LM358 puede ser conectado a la alimentación positiva, mientras que sólo el
suministro negativo se sustituye por la masa.
El LM358 es utilizado en infinidad de aplicaciones. Usualmente se le ve como
acondicionador de señales provenientes de transductores o sensores, como
micrófonos, sondas de temperatura, etc. El circuito integrado LM358 puede
operar en diferentes configuraciones, dependiendo de la función que se quiera
obtener de él.
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LED de infrarrojos (IRLED):
El d iodo IRLED (de l ing lés In f ra red l i gh t Emi t ing D i o d e ) , e s u n e m i s o r d e r a y o s infrarrojos que son una radiación electromagnética situada en el espectro electromagnético, en el intervalo que va desde la luz visible a las microondas. Estos diodos se diferencian de los LED por el color de la cápsula que los envuelve que es de color azul o gris. El diámetro de ésta es generalmente de 5 mm. Los rayos infrarrojos se caracterizan por ser portadores de calor radiante. Estos rayos son producidos en mayor o menor intensidad por cualquier objeto a temperatura superior al cero absoluto.
Fototransistor:
El Fototransistor es un Fotodetector que trabaja como un transistor clásico, pero normalmente no tiene conexión base.
En estos transistores la base está reemplazada por un cristal fotosensible que cuando recibe luz, produce una corriente y desbloquea el transistor. En e l
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f o to t rans is to r la co r r ien te c i rcu la só lo en un sen t ido y e l b loqueo de l t rans is to r depende de la luz; cuanta más luz hay más conduce. El principio del fototransistor es aparentemente el mismo que el del transistor clásico. Pero si observamos el componente se ve que sólo posee dos patas, un emisor y un colector, pero le falta la base. La base de hecho es sus t i tu ida por una capa de s i l i c io fo tosens ib le . S i es ta capa es tá iluminada aparece en la base una corriente que crece con la luz, lo que pone en marcha al transistor. El fototransistor reacciona con la luz visible y también con los rayos infrarrojos que son invisibles. Para distinguirlo del LED su cápsula es transparente. En el fototransistor, al igual que en los LED, la polaridad viene dada por la longitud de sus pa tas pero con una d i fe renc ia muy impor tan te ; en e l fo to t rans is to r la pa ta la rga es e l negativo (-), al revés que en los LED, que es el positivo (+).
Contador 7490:
Un 7490 es un contador que puede contar del 0 al 9 de una forma cíclica, y ese es su modo natural. QA, QB. QC y QD son cuatro bits en un número binario, y esto pines se ciclan desde el 0 al 9. Puedes configurar el chip para que cuente a otro número máximo de números y luego volver a cero. Se hace cambiando el cableado de las líneas R01, R02, R91 y R92. Si R01 y R02 son 1, es decir, 5 voltios, y tanto R91 o R92 son 0 (tierra), entonces el chip reseteará QA, QB, QC y QD a cero. Si R91 o R92 es 1 (de nuevo 5 voltios), entonces e contador en QA, QB, QC y QD irá a 1001. Veamos un gráfico del chip 7490 para ver mejor los pines.
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Para crear un contador como en nuestro caso con doble Display se requiere, de otro contador 7490 adicional, cada uno se encarga manejar un Display y van interconectados entre sí, para compartir los mismos pulsos de los IR.
Buzzer (Speaker):
Zumbador, Buzzer en inglés, es un transductor electroacústico que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono. Sirve como mecanismo de señalización o aviso, y son utilizados en múltiples sistemas como en automóviles o en electrodomésticos, incluidos los despertadores.
Inicialmente este dispositivo estaba basado en un sistema electromecánico que era similar a una campana eléctrica pero sin el badajo metálico, el cual imitaba el sonido de una campana.
Su construcción consta de dos elementos, un electroimán y una lámina metálica de acero. El zumbador puede ser conectado a circuitos integrados especiales para así lograr distintos tonos.
Cuando se acciona, la corriente pasa por la bobina del electroimán y produce un campo magnético variable que hace vibrar la lámina de acero sobre la armadura.
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Compuerta AND 4 Entradas:
Cada compuerta tiene dos variables de entrada designadas por A y B y una salida binaria designada por x.La compuerta AND produce la multiplicación lógica AND: esto es: la salida es 1 si la entrada A y la entrada B están ambas en el binario 1: de otra manera, la salida es 0. Estas condiciones también son especificadas en la tabla de verdad para la compuerta AND. La tabla muestra que la salida x es 1 solamente cuando ambas entradas A y B están en 1.El símbolo de operación algebraico de la función AND es el mismo que el símbolo de la multiplicación de la aritmética ordinaria (*).Las compuertas AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la salida es 1 si todas las entradas son 1, como en nuestro caso que es una compuerta AND de cuatro entradas, con referencia 7421, este lo que hace es enviar el pulso cuando ya llega el conteo al número 27, para que sea activado el Buzzer.
Transistor NPN 2N2222 O 2N3904:
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El 2N2222, también identificado como PN2222, es un transistor bipolar NPN de baja potencia de uso general.
Sirve tanto para aplicaciones de amplificación como de conmutación. Puede amplificar pequeñas corrientes a tensiones pequeñas o medias; por lo tanto, sólo puede tratar potencias bajas (no mayores de medio Watts). Puede trabajar a frecuencias medianamente altas.
Las hojas de especificaciones señalan como valores máximos garantizados 500 miliamperios, 50 voltios de tensión de colector, y hasta 500 milivatios de potencia. La frecuencia de transición es de 250 a 300 MHz, lo que permite utilizarlo en aplicaciones de radio de alta frecuencia (hasta 300 MHz). La beta (factor de amplificación, hFe) del transistor es de por lo menos 100; valores de 150 son típicos.
LA ELECTRONICA
La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que
estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el
control del flujo de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente.
Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos, desde
los semiconductores hasta las válvulas termoiónicas. El diseño y la gran
construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forman
parte de la electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica,
electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El
estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología se suele
considerar una rama de la física, más concretamente en la rama de ingeniería
de materiales.
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Aplicaciones de la electrónica
La electrónica desarrolla en la actualidad una gran variedad de tareas. Los
principales usos de los circuitos electrónicos son el control, el procesado, la
distribución de información, la conversión y la distribución de la energía
eléctrica. Estos usos implican la creación o la detección de campos
electromagnéticos y corrientes eléctricas. Entonces se puede decir que la
electrónica abarca en general las siguientes áreas de aplicación:
Electrónica de control
Telecomunicaciones
Electrónica de potencia
Sistemas electrónicos
Un sistema electrónico es un conjunto de circuitos que interactúan entre sí para
obtener un resultado. Una forma de entender los sistemas electrónicos consiste
en dividirlos en las siguientes partes:
1. Entradas o Inputs – Sensores (o transductores) electrónicos o
mecánicos que toman las señales (en forma de temperatura, presión,
etc.) del mundo físico y las convierten en señales de corriente o voltaje.
Ejemplo: El termopar, la foto resistencia para medir la intensidad de
la luz, etc.
2. Circuitos de procesamiento de señales – Consisten en artefactos
electrónicos conectados juntos para manipular, interpretar y transformar
las señales de voltaje y corriente provenientes de los transductores.
3. Salidas u Outputs – Actuadores u otros dispositivos (también
transductores) que convierten las señales de corriente o voltaje en
señales físicamente útiles. Por ejemplo: un Display que nos registre la
temperatura, un foco o sistema de luces que se encienda
automáticamente cuando esté oscureciendo.
Básicamente son tres etapas: La primera (transductor), la segunda (circuito
procesador) y la tercera (circuito actuador).
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ANALISIS DE OBJETOS DEL SISTEMA ELECTRÓNICO CONTADOR DE VACAS
1- Descripción Del Objeto Como Operador: el sistema electrónico contador de vacas o censado de vacas lecheras en un Hato, es un dispositivo, el cual su trabajo consiste básicamente en contar una determinada cantidad de vacas, ya que el usuario, requiere establecer este en un potrero. El cuál es el más utilizado, por lo tanto necesita un control de conteo automatizado para esto. Este sistema de automatización estará suministrado por una fuente de 5V.
2- Descripción Anatómica Del Objeto: este sistema electrónico contador de vacas, está conformado por 2 partes primordiales, las cuales son los sistemas de entrada y los sistemas de salida. Pero consta decir que cada sistema tiene unos sub-sistemas, es decir que estos están dentro del sistema que los rige.
Por otra parte, este sistema electrónico tiene una forma muy convencional, ya que, está dividido en dos sistemas los cuales son, uno de entrada y uno de salida.
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SISTEMAS DE ENTRADA
FUENTE DE ALIMENTACIÓN 5V
SENSADO CON IR
SISTEMAS DE SALIDA
VISUALIZADOR DISPLAY
SONIDO DE ZUMBADOR
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3- Análisis Funcional: este sistema electrónico contador de vacas según nuestro diseño funciona de la siguiente manera.
El circuito esta alimentado con una fuente de 5v, es decir que todo el circuito funcionara con este voltaje, este es un sistema de entrada.
Los sensores, en este caso funcionaran como detectores al paso de las vacas de un lugar a otro. Este es un sistema de entrada.
Los Displays cumplen un papel muy importante, ya que le mostrara al usuario encargado de las vacas, cuantas han pasado por los sensores de un lado a otro. Este es un sistema de salida.
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El zumbador en este caso, será un sistema de alerta, el cual le avisara al usuario, que la penúltima vaca ha pasado al otro lado y así él pueda de inmediato cerrar la puerta cuando pase la última vaca. Este es un sistema de salida.
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8 Y 9.
Esta Es La Etapa De Sensado O Bloque De Entrada De Sensado Infrarrojo, Esta Es La Etapa Principal De Nuestro Proyecto, Puesto Que, Este Es Quien Nos Enviara El Pulso Cuando El Objeto En Este Caso La Vaca Se Interponga En Medio De Este, Aquí Lo Estamos Simulando Con Un LDR, Dado Que, El Simulador Proteus No Cuenta Con La Librería De Sensores Infrarrojos, Este Cuenta Con El IR (LDR) En Nuestro Caso, Que Envía Una Señal Al AO LM358N, Debido Que A Medida Que Se Separan El Emisor Y El Receptor Llega Una Señal Muy Pequeña, Por Consiguiente, Se Utiliza El Amplificador Operacional LM358N Para Como Su Nombre Lo Indica Proporcionar Una Ganancia A La Señal Que Recibe.
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Esta Es La Etapa De Visualización Display O Bloque De Visualización Display, Ya Que, Necesitamos Observar La Cantidad De Vacas Que Han Entrado Al Potrero, Dentro De Esta Hay Otro Bloque Más Que Lo Podemos Llamar Conteo Y Decodificación De La Señal; Este Símbolo Que Vemos (PULSE), Es La Señal Que Recibe El 74LS90 Del Amplificador Lm358, En Este Se Almacenan Los Datos Y El Conteo De Las Vacas Que Pasar Por Medio Del Sensor, El 74LS90 Envía Un Código En BCD (Decimal Codificado En Binario) Al Decodificador 7447, Este Se Encarga De Activar El Orden Indicado Que Necesita El Display De 7 Segmentos, Todo Este Bloque Pertenece A La Etapa De Visualización Y Por Ultimo Quien Nos Indicara Cuantas Vacas Han Transitado O Han Entrado Al Potrero Es El Display.
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Esta Es La Etapa Del Zumbador O Bloque De Potencia, En Este Bloque, Nos Daremos Cuenta Cuando La Ultima Vaca Va A Cruzar El Camino Pero En La Vaca Numero 27, Este Circuito Nos Enviara Una Señal En Forma De Sonido, Para Avisar Al Funcionario Del Ato, O En Encargado En El Instante De Las Vacas En El Potrero, Para Que Este Solo Ingrese La Ultima Vaca, Y Cuando El Buzzer O Zumbador Deje De Sonar Es Porque Ya Ha Ingresado La Ultima Vaca Y Este Se Encargara De Impedir El Paso A Los Otros Bovinos. Esta Etapa O Bloque Consta De Un Circuito Integrado (Compuerta Lógica AND), Esta Se Encarga De Controlar De Que El Numero Al Cual Se Necesita
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Dar La Orden Al Zumbador De Que Se Active, Por Ello, Esta Compuerta Es De 4 Entradas, Esta Lo Que Hace Es Coger Las Cuatro Entradas Y Cuando Todas Estén En 1 (5 Voltios Digitales), Esta Dejara La Señal De Salida También En 1, Por Consiguiente, Este Envía Una Señal Al Transistor Este Allí Funciona Como Un Interruptor Para Controlar La Señal Que Sale Por El C.I AND, Cuando La Salida Da 1, El Relay Se Activa Instantáneamente Para Dar Paso A Los Correspondientes Voltajes Y Corrientes Que Necesita El Zumbador, De Esta Manera Tenemos Implementado Este Bloque Y Con La Unión De Los Bloques O Etapas Llegamos A Un Circuito General Que Es El De Nuestro Proyecto Contador De Bovinos.
10.
Este Es El Circuito Final De Nuestro Proyecto, A Continuación Mostraremos Las Imágenes De Nuestro Proyecto En Físico, Pero Primero Vamos A Explicar Un Poco Sobre Lo Que Es Nuestro Contador Y Sus Partes, Como Ya Hemos Explicado, Existen Tres Etapas; Las Cuales Son: Etapa De Sensado IR, Etapa De Visualización Display, Y Por Ultimo La Etapa De Potencia Que Es Igual A El Bloque De Sonido O Alarma Con Zumbador, Como Ya Lo Hemos Expresado Anteriormente en La Etapa De Sensado IR, Lo Reemplazamos Por Un LDR, Debido A Que El Simulador No Cuenta Con La Librería De Sensores IR, Con Esta LDR Cumple La Misma Función Pero como La Normatividad Que Este Proyecto Indica El Sensado Debe Ser Infrarrojo.
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Esta Es La Unión De Las Etapas De Nuestro Circuito, Su Funcionamiento Es Simple, Cuando El Emisor Que se Encuentra en La Parte Izquierda De La Imagen, Es Interrumpido Mediante Un Objeto, En Este Caso Una Vaca, Este envía una Señal Al Circuito Integrado Lm358, Este Se Encarga De Amplificar Esta Señal Y Proporcionarle Una Ganancia, Esta Ganancia Será Enviada Al Contador 7490, Que Como Su Orden Lo Indica Contara De Manera Ordenada Cada Vez Que Se Interponga Un Objeto En Medio Del Sensor, El 7490 Envía Un Código (BCD) Binary-Coded Decimal, Decimal Codificado En Binario, Cuando Este envía este Código Dependiendo de cuál sea el número que se debe cargar, la señal que llegará en código, va a ser recibida por el decodificador 7447, este se encarga como su nombre lo indica decodificar este código para que esté listo y sea aceptado por el Display de 7 Segmentos Ánodo Común. Aquí Ya Hemos Mencionado Dos Etapas: La Etapa De Sensado Y La Etapa De Visualización, Enseguida le sigue la etapa De Potencia, Que Consta De Un Circuito Integrado 7421 (AND 4 Entradas), Este Multiplica Las 4 Señales De Entrada, Cuando La Salida Es 1 (En Binario 5 Voltios), Se Activara Un Buzzer O Speaker, que Es Controlado Por Un Transistor NPN 2N2222, Y Un Relé, Allí Este Tipo De alarma Nos Indicará Que Solo Puede Ingresar Otro Bovino O Vaca, Como El Proyecto Nos Requiere Que solo Sean 28 Vacas Las Que Deben Ser Ingresadas a Sus Zonas De
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Alimentación, Hemos Configurado El 7421 De Modo De Que Se Active el Buzzer En El Numero 27, Todo Esto Es El Contador Con Sensor Infrarrojo.
Problemáticas que nos encontramos a la hora de desarrollar el proyecto.
Una de los problemas más grandes que tuvimos, fue el orden en que se conectaban cada uno de los elementos, ya que, no seguimos los pasos que nos dio el profesor en el momento de documentarnos acerca de los bloques, nosotros cuando empezamos el proyecto hicimos de una vez el circuito final simulado, y después si sacamos las etapas o bloques de este.
Otro problema que nos encontramos, fue en la parte del diseño del sensor, ya que el emisor de la luz infrarroja emitía la luz adecuadamente, pero el receptor no quería reconocerla, Dado que, debíamos ponerle un elemento óptico que dejara perpetrar solo la luz Infrarroja y no dejara pasar la luz normal, ya que, el fototransistor también reconoce la luz normal.
En el desarrollo de la etapa del contador, se presentó un problema a la hora de conectar todos los cables respectivos ya que eran muchos y se creaban confusiones, por consiguiente, debíamos desmontar esta etapa y dejar el cableado más reducido, ya que, este nos permitía encontrar el error mas fácil.
Al momento de unir la etapa del sensor con la del contador o visualizador, ya que, este nos contaba en desorden, debido a que el Sensado estaba muy sensible, para ello debimos poner otra resistencia en serie en el emisor IR para que éste quedara bien calibrado.
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CONCLUSIONES
En el desarrollo de este proyecto surgieron algunos problemas en cuanto a la construcción, ya que el diseño del circuito era muy extenso, además de ello tiene una gran cantidad de conexiones que a simple vista son muy difíciles de manejar.
Para elaborar el proyecto de la manera más adecuada, era necesario tener un conocimiento a fondo de cada uno de los elementos electrónicos a utilizar. Si se tenía el estudio de cada uno de los elementos se facilitaría la construcción y se evitarían muchos problemas, que más tarde no dejarían desarrollar el proyecto completamente.
Antes de empezar a desarrollar completamente el trabajo, se debió hacer una simulación en la herramienta llamada ISIS. Después de que se elaborara, fue necesario probar el circuito definitivamente para facilitar la construcción del proyecto en el Protoboard respectivo.
Ya conociendo cada uno de los elementos, y el circuito a elaborar, se procedió a diseñar el circuito en el Protoboard, pero para ello era necesario conocer muy bien cada conexión del sistema de conteo, ya que si se hacía una conexión mal simplemente no iba a funcionar adecuadamente.
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ANEXOS
Datasheet De La Compuerta AND De 4 Entradas
Datasheet Del Contador 74LS90
Datasheet Del 7447
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Datasheet Del Display De 7 Segmentos
Datasheet Del Relé
Leds Infrarrojos
31
Datasheet Del Amplificador Operacional LM358
Diodo Convencional
Transistor 2N2222
32
WEBGRAFIA
Display #1https://www.google.com.co/search?q=IMAGENES&rlz=1C1SAVI_enCO557CO557&espv=210&es_sm=122&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=5KiGUprYCcL_kAfs54CYDw&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1366&bih=666#es_sm=122&espv=210&q=display+7+segmentos&tbm=isch&facrc=_&imgdii=_&imgrc=0nCq_x2aNhVSAM%3A%3BCivl_Sq2rMpoqM%3Bhttp%253A%252F%252F4.bp.blogspot.com%252F-EZhw3PeXeAc%252FUZQTAOCjNuI%252FAAAAAAAAAfc%252F73P1poCOvKg%252Fs1600%252Fsg_clock_display_conn.gif%3Bhttp%253A%252F%252Finteleudi.blogspot.com%252F2013%252F05%252Fcontador-con-display-7-segmentos.html%3B707%3B425
Display #2https://www.google.com.co/search?q=IMAGENES&rlz=1C1SAVI_enCO557CO557&espv=210&es_sm=122&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=5KiGUprYCcL_kAfs54CYDw&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1366&bih=666#es_sm=122&espv=210&q=display+7+segmentos&tbm=isch&facrc=_&imgdii=_&imgrc=uggAP-0lSSIfMM%3A%3BIo8rXIi4Rb3F1M%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.steren.com.mx%252F_imgs%252Fprod%252Fzoom%252Fda05.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.steren.com.co%252Fcatalogo%252Fprod.php%253Fp%253D1608%2526feature%253Dcomprajuntos%3B425%3B271
Led #1https://www.google.com.co/search?q=IMAGENES&rlz=1C1SAVI_enCO557CO557&espv=210&es_sm=122&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=5KiGUprYCcL_kAfs54CYDw&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1366&bih=666#es_sm=122&espv=210&q=led&tbm=isch&facrc=_&imgdii=_&imgrc=jMYkh8xAB4NigM%3A%3BDm5GSD076gWeGM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.societyofrobots.com%252Fimages%252Felectronics_led_diagram.png%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.societyofrobots.com%252Felectronics_led_tutorial.shtml%3B470%3B305
Led #2https://www.google.com.co/search?q=IMAGENES&rlz=1C1SAVI_enCO557CO557&espv=210&es_sm=122&source=lnms
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Ley De Ohmhttps://www.google.com.co/search?q=IMAGENES&rlz=1C1SAVI_enCO557CO557&espv=210&es_sm=122&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=5KiGUprYCcL_kAfs54CYDw&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1366&bih=666#es_sm=122&espv=210&q=ley+de+ohm&tbm=isch&facrc=_&imgdii=_&imgrc=Q2wWF_xckgM6JM%3A%3B4L-lPuHacgrXUM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.aulataller.es%252Fejercicios%252Fley-de-ohm%252FleyOhm.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.aulataller.es%252Fejercicios%252Fley-de-ohm%252Fley-de-ohm-corriente-continua.html%3B532%3B218
Resistenciahttps://www.google.com.co/search?q=IMAGENES&rlz=1C1SAVI_enCO557CO557&espv=210&es_sm=122&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=5KiGUprYCcL_kAfs54CYDw&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1366&bih=666#es_sm=122&espv=210&q=resistencia&tbm=isch&facrc=_&imgdii=_&imgrc=u7-nDhWsKhMiDM%3A%3BKBTbqwvt8yoKeM%3Bhttp%253A%252F%252Fburgath.com%252Fwp-content%252Fuploads%252F2012%252F06%252F220_resistor1-454x320.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fburgath.com%252Fproductos%252Fresistencias%252F10153%252F%3B454%3B320
7447 #1 https://www.google.com.co/search?q=IMAGENES&rlz=1C1SAVI_enCO557CO557&espv=210&es_sm=122&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=5KiGUprYCcL_kAfs54CYDw&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1366&bih=666#es_sm=122&espv=210&q=7447&tbm=isch&facrc=_&imgdii=_&imgrc=mZ09zqdTAS0DLM%3A%3Bls2pyGuLHZhIFM%3Bhttp%253A%252F%252Frookieelectronics.com%252Fwp-content%252Fuploads%252F2012%252F07%252Fdigclock-7447.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Frookieelectronics.com%252Fsequential-7-segment-display%252F%3B268%3B162
7447 #2https://www.google.com.co/search?q=IMAGENES&rlz=1C1SAVI_enCO557CO557&espv=210&es_sm=122&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=5KiGUprYCcL_kAfs54CYDw&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1366&bih=666#es_sm=122&espv=210&q=7447&tbm=isch&facrc=_&imgdii=_&imgrc=E4LZkd_F0OfEMM%3A%3BfDvpmi8vTbn2NM%3Bhttp%253A%252F%252Fsigma.octopart.com%252F17559223%252Fimage%252FTexas-Instruments-SN7447AN.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Foctopart.com%252Fsn7447an-texas%252Binstruments-20539%3B639%3B480
Pulsadorhttps://www.google.com.co/search?q=IMAGENES&rlz=1C1SAVI_enCO557CO557&espv=210&es_sm=122&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=5KiGUprYCcL_kAfs54CYDw&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1366&bih=666#q=pulsador&tbm=isch&facrc=_&imgdii=R9CAI9lTGKUHBM%3A%3BY9-gyj2vD4HwOM%3BR9CAI9lTGKUHBM%3A&imgrc=R9CAI9lTGKUHBM%253A%3BWEFb5jax7EHYVM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.bricogeek.com%252Fshop
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lm358 #1https://www.google.com.co/search?q=lm358+datasheet&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=9LI6U8CaGqOysATGnICwBQ&sqi=2&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1366&bih=661#facrc=_&imgdii=_&imgrc=r_uXwGHBj5LXaM%253A%3BoQf56IiAeJup9M%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.electroschematics.com%252Fwp-content%252Fuploads%252F2008%252F11%252Flm358.gif%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.electroschematics.com%252F628%252Flm358-datasheet%252F%3B239%3B146
Lm358 #2https://www.google.com.co/search?q=lm358+datasheet&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=9LI6U8CaGqOysATGnICwBQ&sqi=2&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1366&bih=661#facrc=_&imgdii=KE9VL_L8y4dFGM%3A%3Bk9uhaTFqIZwjRM%3BKE9VL_L8y4dFGM%3A&imgrc=KE9VL_L8y4dFGM%253A%3B-Z8EwR2TxuUnKM%3Bhttp%253A%252F%252Fd2hcq6ej8tp1ns.cloudfront.net%252Flarge%252FIC-LM358_LRG.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.te1.com.br%252F2012%252F07%252Fpre-amplificador-de-microfone-com-lm358%252F%3B800%3B600
7490 https://www.google.com.co/search?q=lm358+datasheet&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=9LI6U8CaGqOysATGnICwBQ&sqi=2&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1366&bih=661#q=7490&tbm=isch&facrc=_&imgdii=_&imgrc=mG-5SotGXwP0YM%253A%3Bw6vzUWYYivTdFM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.engineersgarage.com%252Fsites%252Fdefault%252Ffiles%252F7490_1.jpg%253F1281349306%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.engineersgarage.com%252Felectronic-components%252F74ls90-ic-datasheet%3B640%3B480
Buzzerhttps://www.google.com.co/search?q=lm358+datasheet&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=9LI6U8CaGqOysATGnICwBQ&sqi=2&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1366&bih=661#q=Buzzer&tbm=isch&facrc=_&imgdii=_&imgrc=KxsCcrDB4JB4OM%253A%3BxGsuOFcujcwxsM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.easyvectors.com%252Fassets%252Fimages%252Fvectors%252Fafbig%252Fbuzzer-clip-art.jpg%3Bhttp
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%253A%252F%252Fwww.easyvectors.com%252Fbrowse%252Fother%252Fbuzzer-clip-art%3B425%3B354
Compuerta Logica AND 7421https://www.google.com.co/search?q=7421+datasheet&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=ocA6U8iEJqa3sATe4IDIBw&sqi=2&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1366&bih=661#facrc=_&imgdii=_&imgrc=8eDKSdrI5dgFuM%253A%3Bl-FY8lYInGcEfM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.techmake.com%252Fmedia%252Fdatasheets%252FHD74LS21%252520-%25252001.png%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.techmake.com%252Fcom-0005.html%3B321%3B261
Reléhttps://www.google.com.co/search?q=Rel%C3%A9&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=WsE6U-esIInjsASl34DgDw&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1366&bih=661#q=Rele&tbm=isch
Diodo 1N4001https://www.google.com.co/search?q=Rel%C3%A9&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=WsE6U-esIInjsASl34DgDw&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1366&bih=661#q=Diodo+1N4001&tbm=isch
Contador Con Interruptor IRhttp://www.steren.com/diagramas/
Contador Con Interruptor IRhttp://www.youtube.com/watch?v=z5GvYLrV4Tc
Sensor IRhttps://www.google.com.co/search?q=Sensor+De+Proximidad+infrarrojo&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=HMQ6U_qkHaqisQSTooGwBQ&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1366&bih=661#q=Sensor+Infrarrojo&tbm=isch&facrc=_&imgdii=_&imgrc=P_PqHnE8yKtteM%253A%3B9XlWuIpqAaopAM%3Bhttp%253A%252F%252Fi1164.photobucket.com%252Falbums%252Fq562%252Fizac77%252Fayaho%252FEsquemadeunsensordeinfrarrojos.png%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.taringa.net%252Fposts%252Fhazlo-tu-mismo%252F14915855%252FLuz-automatica-con-Sensores-Circuito.html%3B360%3B391
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INDICE
Presentación 1Introducción 2Justificación 3Objetivos 4Marco Teórico 5-16La Electrónica 17-18Análisis De Objetos 19-21Bloques Del Circuito Y Circuito Final 22-25Montaje Del Circuito En Protoboard 26Problemáticas 27Conclusiones 28Anexos 29-31Webgrafía 32-35
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