contador con sensor infrarojo

8/12/2019 Contador Con Sensor Infrarojo

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INDICE

Presentacin

Introduccin

Objetivos

Marco Terico

Anlisis De Objetos

Problemticas

Conclusiones

Anexos


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CONTADOR CON INTERRUPTOR INFRARROJO

INTRODUCCIN

En electrnica es bastante frecuente verse necesitado de contabilizar eventos ypor tanto se requiere utilizar un contador, en nuestro caso se tratar de uncontador electrnico digital. Por otra parte, en nuestros das estamos rodeadosde dispositivos que disponen de algn tipo de contador digital, incluso en lamayora de los electrodomsticos vienen equipados con uno.

Un contador digital, bsicamente consta de una entrada de impulsos que seencarga de conformar (escuadrar) las seales, de manera que el conteo de lospulsos no sea alterado por seales no deseadas, las cuales pueden falsear elresultado final. Estos impulsos son acumulados en un contador propiamentedicho cuyo resultado, se presenta mediante un visor que puede estarconstituido por una serie de sencillos dgitos de siete segmentos.

El inters sobre los dispositivos sensibles a la luz ha ido aumentando a unavelocidad casi exponencial en aos recientes. El campo resultante de laoptoelectrnica estar recibiendo una gran cantidad de inters de investigacin

conforme se hacen esfuerzos para mejorar sus niveles de eficiencia.

Por medio de los anuncios, las personas se han enterado que las fuentes deluz proporcionan una fuente de energa nica. Esta energa, transmitida comopaquetes discretos llamados fotones, tiene un nivel relacionado con lafrecuencia de la onda de luz.

En este proyecto, construiremos un interruptor infrarrojo, el cual nos permiteobtener una seal cada vez que un objeto pasa entre dos puntos especficos,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 unaseal que pueda ser til para otro circuito de control.


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MARCO TEORICO

Display de 7 segmentos o visualizador de 7 segmentos:

Es un componente que se utiliza para la representacin de nmeros en muchos

dispositivos electrnicos debido en gran medida a su simplicidad. Aunque

externamente su forma difiere considerablemente de un diodo LED (diodos

emisores de luz) tpico, internamente estn constituidos por una serie de diodos

LED con unas determinadas conexiones internas, estratgicamente ubicados

de tal forma que forme un nmero 8.

A cada uno de los segmentos que forman el Display se les denomina a, b, c, d,

e, f y g y estn ensamblados de forma que se permita activar cada segmento

por separado consiguiendo formar cualquier dgito numrico. A continuacin se

muestran algunos ejemplos:

Si se activan o encienden todos los segmentos se forma el nmero "8".

Si se activan slo los segmentos: "a, b, c, d, e, f," se forma el nmero "0".

Si se activan slo los segmentos: "a, b, g, e, d," se forma el nmero "2".

Si se activan slo los segmentos: "b, c, f, g," se forma el nmero "4"


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Conversores analgico/digital:

Muchos procesos de inspeccin y funciones de control requieren que un voltaje

o una corriente anlogas sean convertidas a forma digital (pulsos), de tal formaque puedan ser manejadas o interconectadas a circuitos digitales. Tal es el

caso de los nuevos multmetros digitales para el taller, los cuales requieren de

un convertidor analgico/digital para "traducir" en dgitos lo que su punta de

prueba est "viendo", como diferentes niveles de voltaje o corriente (para medir

resistores, se hace pasar por tal elemento una mnima corriente de voltaje

conocido, y de acuerdo con su "cada" se deduce por analoga el valor de la

resistencia elctrica (ley de ohm). Dicha corriente es suministrada por el circuitodel multmetro, razn por la cual algunos modelos disponen de pilas internas.

Todos los parmetros fsicos conocidos tienen naturaleza analgica, por lo queFenmenos tales como presin, temperatura, velocidad, intensidad de luz,aceleracin, etc., pueden ser convertidos a un equivalente digital que permitasu tratamiento, como simples datos binarios. Comercialmente se consiguendistintas clases de convertidores A/D (Analogic-to-digital) en circuito integrado,algunos con salida lista para conectar un Display, pero en el fondo todos

desempean el mismo.Led:

Un LED, siglas en ingls de Light-Emiting Diode (diodo emisor de luz) es un

dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz poli cromtica, es decir, con

diferentes longitudes de onda, cuando se polariza de forma directa y es

atravesado por la corriente elctrica. El color depende del material

semiconductor empleado en la construccin del diodo, pudiendo variar desde el

ultravioleta, pasando por el espectro de luz visible, hasta el infrarrojo,

recibiendo stos ltimos la denominacin de IRED (Infra-Red Emiting Diode).

El funcionamiento fsico consiste en que, un electrn pasa de la banda de

conduccin a la de valencia, perdiendo energa. Esta energa se manifiesta en

forma de un fotn desprendido, con una amplitud, una direccin 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 energa, mayor tiempo de

vida, tamao reducido, durabilidad, resistencia a las vibraciones, reducen la

emisin de calor, no contienenmercurio (el cual al exponerse en el medio

ambiente es altamentevenenoso), en comparacin con latecnologa

fluorescente, no crean campos magnticos altos como la tecnologa de

induccin magntica, con los cuales se crea mayor radiacin residual hacia el

ser humano; cuentan con mejorndice de produccin cromtica que otros tipos

de luminarias, reducen ruidos en las lneas elctricas, son especiales para

utilizarse con sistemas fotovoltaicos (paneles solares) en comparacin con

cualquier otra tecnologa actual; no les afecta el encendido intermitente (es

decir pueden funcionar como luces estroboscpicas) y esto no reduce su vida

promedio, son especiales para sistemas anti explosin ya que cuentan con un

material resistente, y en la mayora de los colores (a excepcin de los leds

azules), cuentan con un alto nivel de fiabilidad y duracin.

Desventajas:

Segn un estudio reciente parece ser que los leds que emiten una frecuencia

de luz muy azul, pueden ser dainos para la vista y provocar contaminacin

lumnica. Los leds con la potencia suficiente para la iluminacin de interiores

son relativamente caros y requieren una corriente elctrica ms precisa, por su

sistema electrnico para funcionar con voltaje alterno, y requieren de

disipadores de calor cada vez ms eficientes en comparacin con las bombillas

fluorescentes de potencia equiparable.
http://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento)http://es.wikipedia.org/wiki/Venenosohttp://es.wikipedia.org/wiki/Luminaria_fluorescentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Luminaria_fluorescentehttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_reproducci%C3%B3n_crom%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_reproducci%C3%B3n_crom%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Luminaria_fluorescentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Luminaria_fluorescentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Venenosohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento)


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Resistencia:

Se le llama resistencia elctrica a la igualdad de oposicin que tienen los

electrones para desplazarse a travs de un conductor. La unidad de resistencia

en el sistema internacional es el ohm, que se representa con la letra griegaomega (), en honor al fsico alemn George Ohm, quien descubri el principio

que ahora lleva su nombre. La resistencia est dada por la siguiente frmula:

En donde es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material.

La resistencia de un material depende directamente de dicho coeficiente,

adems es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es

mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su seccin transversal

(disminuye conforme aumenta su grosor o seccin transversal)

Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia elctrica tiene un parecido

conceptual a la friccin en la fsica mecnica. La unidad de la resistencia en elSistema Internacional de Unidades es el ohmio (). Para su medicin en la

prctica existen diversos mtodos, entre los que se encuentra el uso de un

ohmmetro. Adems, su cantidad recproca es la conductancia, medida en

Siemens.

Adems, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede

definirse como la razn entre la diferencia de potencial elctrico y la corriente

en que atraviesa dicha resistencia, as: 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.


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Tambin 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"

Segn sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar enconductores, aislantes y semiconductor. Existen adems ciertos materiales enlos que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenmenodenominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia esprcticamente nulo.

Ahora veamos la ley de Ohm.

DECODIFICADOR 7447:

El decodificador 7447 est diseado para activar segmentos especficos, aun

de cdigos de entrada mayores que 1001, La codificacin y la decodificacin

sern siempre operaciones necesarias en sistemas digitales que traten

informacin, o en procesos industriales donde sea necesario suministrar datos

o presentar resultados. En algunos sistemas cibernticos o de control es

posible prescindir de este tipo de operaciones, siendo suficiente la aplicacin

de seales digitales mediante transductores y aplicar las salidas del circuito

sobre elementos de potencia tales como lmparas, motores, etc.

Un decodificador es un circuito lgico que convierte un cdigo binario de

entrada de N bits, en lneas de salida de manera tal, que cada una de estas

lneas slo sea activada para una posible combinacin de entrada, la figura N1

muestra el diagrama general del decodificador con N entradas y 2N

salidas.


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Muchos decodificadores estn diseados 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 pequeos crculos en las

lneas de salida del diagrama del decodificador.

LED de infrarrojos (IRLED):

El d iodo IRLED (de l ing ls In f ra red l igh t Emi t ingDiode), es un emisor de rayos infrarrojos que son una radiacinelectromagntica situada en el espectro electromagntico, en el intervalo queva desde la luz visible a las microondas. Estos diodos se diferencian delos LED por el color de la cpsula que los envuelve que es de colorazul o gris. El dimetro de sta es generalmente de 5 mm. Los rayosinfrarrojos se caracterizan por ser portadores de calor radiante.Estos rayos son producidos en mayor o menor intensidad porcualquier objeto a temperatura superior al cero absoluto.


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Fototransistor:

El Fototransistor es un Fotodetector que trabaja como un transistor clsico,pero normalmente no tiene conexin base.

En estos transistores la base est reemplazada por un cristal fotosensible quecuando recibe luz, produce una corriente y desbloquea el transistor. En elfo to t rans is to r la co r r ien te c i rcu la s lo en un sen t ido y e lb loqueo de l t rans i s to r depende de la luz; cuanta ms luz hay msconduce. El principio del fototransistor es aparentemente el mismo que el deltransistor clsico. Pero si observamos el componente se ve que slo posee dospatas, un emisor y un colector, pero le falta la base. La base de hecho essus t i tu ida por una capa de s i l i c io fo tosens ib le . S i es ta capaest iluminada aparece en la base una corriente que crece con la luz,lo que pone en marcha al transistor. El fototransistor reacciona con laluz visible y tambin con los rayos infrarrojos que son invisibles. Paradistinguirlo del LED su cpsula es transparente. En el fototransistor, al igualque en los LED, la polaridad viene dada por la longitud de sus patas perocon una d i fe renc ia muy impor tan te ; en e l fo to t rans is to r la pa tala rga es e l negativo (-), al revs que en los LED, que es el positivo (+).


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Contador 7490:

Un 7490 es un contador que puede contar del 0 al 9 de una forma cclica, y esees su modo natural. QA, QB. QC y QD son cuatro bits en un nmero binario, y

esto pines se ciclan desde el 0 al 9. Puedes configurar el chip para que cuentea otro nmero mximo de nmeros y luego volver a cero. Se hace cambiandoel cableado de las lneas R01, R02, R91 y R92. Si R01 y R02 son 1, es decir, 5voltios, y tanto R91 o R92 son 0 (tierra), entonces el chip resetear QA, QB,QC y QD a cero. Si R91 o R92 es 1 (de nuevo 5 voltios), entonces e contadoren QA, QB, QC y QD ir a 1001. Veamos un grfico del chip 7490 para vermejor los pines.

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 vaninterconectados entre s, para compartir los mismos pulsos de los IR.


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SISTEMAS DE ENTRADA

FUENTE DE ALIMENTACIN 5V

SENSADO CON LED INFRAROJO Y FOTOTRANSISTOR

SISTEMA DE SALIDA

VISUALIZADOR DISPLAY


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1- Anlisis Funcional: este sistema electrnico contador, segn el diseofunciona 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 deentrada.

Los sensores, en este caso funcionaran como detectores al pasode un objeto de un lugar a otro. Este es un sistema de entrada.

Los Displays cumplen un papel muy importante, ya que lemostrara al usuario encargado de los objetos, cuantas hanpasado por los sensores de un lado a otro. Este es un sistema desalida.

Diagrama de contador con sensor de movimiento

El circuito esta diseado para llevar a cabo el conteo de un objeto que paseentre el led infrarojo y el foto transistor el cual enviara un pulso hacia elcontador de dcadas que a su vez llevara al decodificador 7447 y este har

visualizar en el display la veces q esta pasado un objeto


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Problemticas que nos encontramos a la hora de desarrollar el proyecto.

Una de los problemas ms grandes que tuvimos, fue el orden en que se

conectaban cada uno de los elementos, ya que, no seguimos los pasosque nos dio el profesor en el momento de documentarnos acerca de losbloques, nosotros cuando empezamos el proyecto hicimos de una vez elcircuito final simulado, y despus si sacamos las etapas o bloques deeste.

Otro problema que nos encontramos, fue en la parte del diseo delsensor, ya que el emisor de la luz infrarroja emita la luzadecuadamente, pero el receptor no quera reconocerla, Dado que,debamos ponerle un elemento ptico que dejara perpetrar solo la luzInfrarroja y no dejara pasar la luz normal, ya que, el fototransistortambin reconoce la luz normal.

En el desarrollo de la etapa del contador, se present un problema a lahora de conectar todos los cables respectivos ya que eran muchos y secreaban confusiones, por consiguiente, debamos desmontar esta etapay dejar el cableado ms reducido, ya que, este nos permita encontrar elerror mas fcil.

Al momento de unir la etapa del sensor con la del contador ovisualizador, ya que, este nos contaba en desorden, debido a que elSensado estaba muy sensible, para ello debimos poner otra resistenciaen serie en el emisor IR para que ste quedara bien calibrado.


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CONCLUSIONES

En el desarrollo de este proyecto surgieron algunos problemas en cuanto a laconstruccin, ya que el diseo del circuito era muy extenso, adems de ellotiene una gran cantidad de conexiones que a simple vista son muy difciles demanejar.

Para elaborar el proyecto de la manera ms adecuada, era necesario tener unconocimiento a fondo de cada uno de los elementos electrnicos a utilizar. Sise tena el estudio de cada uno de los elementos se facilitara la construccin yse evitaran muchos problemas, que ms tarde no dejaran desarrollar el

proyecto completamente.Antes de empezar a desarrollar completamente el trabajo, se debi hacer unasimulacin en la herramienta llamada ISIS. Despus de que se elaborara, fuenecesario probar el circuito definitivamente para facilitar la construccin delproyecto en el Protoboard respectivo.

Ya conociendo cada uno de los elementos, y el circuito a elaborar, se procedia disear el circuito en el Protoboard, pero para ello era necesario conocer muybien cada conexin del sistema de conteo, ya que si se haca una conexin mal

simplemente no iba a funcionar adecuadamente.


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ANEXOS

Datasheet Del Contador 74LS90

Datasheet Del 7447

Leds Infrarrojos


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contador con sensor infrarojo

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