Universidad Central del EcuadorFacultad de Filosofía, Letras y Ciencias de la Educación

Escuela de Ciencias Exactas

Carrera Informática5º Semestre

Tema: Indicador de Nivel

Integrantes:Morocho Llasha Maribel AlexandraTipantuña Haro Katherine Lizbeth

Barrera Rea Rigo David

Año Lectivo2012-2012

Dar a conocer la conectividad y el funcionamiento adecuado de un protoboard utilizando los conocimientos adquiridos durante la investigación del mismo.

OBJETIVO GENERAL

Mostrar el funcionamiento de cada uno de los circuitos a utilizarse en el proyecto

OBJETIVO ESPECÍFICO

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CARRERA DE INFORMATICA

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Indicador de Nivel.

Las luces del indicador de nivel, combinan los destellos de un par de LEDs a una frecuencia que puede ser ajustada , produciendo un interesante efecto luminoso.

Para operar este proyecto, solo conecto la batería al conector y ajusto la velocidad de destello de las luces.

El circuito de indicador de nivel esta hecho básicamente con el temporizador ULN2803 operando como reloj, la frecuencia de los pulsos producidos por el reloj,. Los ocho LEDs en polaridad opuesta se conectan a la salida del reloj que combina su iluminación.

Marco teórico

LED

Diodo emisor de luz o, también "diodo luminoso") es un diodo semiconductor que emite luz. Se usan como indicadores en muchos dispositivos, y cada vez con mucha más frecuencia, en iluminación.

Cuando un LED se encuentra en polarización directa, los electrones pueden recombinarse con los huecos en el dispositivo, liberando energía en forma de fotones. Este efecto es llamado electroluminiscencia y el color de la luz (correspondiente a la energía del fotón) se determina a partir de la banda de energía del semiconductor.

Funcionamiento físico

A ÁnodoB Cátodo1 Lente/encapsulado epóxido2 Contacto metálico3 Cavidad reflectora4 Terminación del semiconductor5 Yunque6 Plaqueta

7LEDs de distintos colores.

8 Borde plano

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El funcionamiento normal consiste en que, en los materiales conductores, un electrón al pasar de la banda de conducción a la de valencia, pierde energía; esta energía perdida se puede manifestar en forma de un fotón desprendido, con una amplitud, una dirección y una fase aleatoria.

El que esa energía perdida cuando pasa un electrón de la banda de conducción a la de valencia se manifieste como un fotón desprendido o como otra forma de energía (calor por ejemplo) depende principalmente del tipo de material semiconductor. Cuando un diodo semiconductor se polariza directamente, los huecos de la zona p se mueven hacia la zona n y los electrones de la zona n hacia la zona p; ambos desplazamientos de cargas constituyen la corriente que circula por el diodo.

Si los electrones y huecos están en la misma región, pueden recombinarse, es decir, los electrones pueden pasar a "ocupar" los huecos, "cayendo" desde un nivel energético superior a otro inferior más estable. Este proceso emite con frecuencia un fotón en semiconductores de banda prohibida directa (directbandgap) con la energía correspondiente a su banda prohibida (véase semiconductor).

Esto no quiere decir que en los demás semiconductores (semiconductores de banda prohibida indirecta o indirectbandgap) no se produzcan emisiones en forma de fotones; sin embargo, estas emisiones son mucho más probables en los semiconductores de banda prohibida directa (como el nitruro de galio) que en los semiconductores de banda prohibida indirecta (como el silicio).

Resistencia

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¿Qué es la Resistencia eléctrica?Cuando un cuerpo material es sometido a una diferencia de potencial entre dos de sus puntos, se establece una Corriente Eléctrica de una determinada magnitud. La intensidad de esta corriente, depende de diversos factores, algunos de ellos propios del material en cuestión y otros más bien externos.

La resistencia de un material determina el valor de esta corriente y engloba características del material y factores externos a los que puede estar sometido un material como son: temperatura, campo magnético, radiación electromagnética, presión y otros factores relacionados con la capacidad de conducir la corriente eléctrica.

Definición de resistencia.La resistencia se define como el cociente entre la diferencia de potencial entre dos puntos de un objeto material y la corriente establecida como consecuencia de esa diferencia de potencial. En términos matemáticos la resistencia es: 10kΩ

Unidad de medida de la resistencia.En el pasado se tomó como unidad de resistencia, la de una columna de mercurio de 106,3cm, de longitud y una sección de , a 0 ° C. Hoy día prácticamente cualquier material podría servir como unidad, basta con escoger un material de dimensiones específicas que al establecer una diferencia de potencial en él, circule por él una corriente de 1 Ampere. A esta unidad se llama Ohmio en el sistema internacional de medidas. En lugar de la palabra ohmio, a veces se escribe W (la letra griega omega). A una resistencia de un millón de ohmios se llama megohmio y se representa por MW.

Resistencias con un valor nominal: Quienes diseñan equipos electrónicos de cualquier tipo, necesitan a veces resistencias de un valor fijo, la cual tendrían que fabricar para completar su diseño, sino fuera por que existen fabricas que se han ocupado de resolver ese problema. En este caso es necesario, poder obtener resistencias con un valor especifico llamado valor nominal. Este valor normalmente es indicado en la superficie de la resistencia ya sea con un código de letras o con un código de colores como se muestra en la figura.

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El significado de este código se explica en la tabla siguiente:

Por ejemplo, una resistencia cuyos colores sea marrón, negro, rojo es una resistencia: de un valor igual a: 1(marrón) , 0 (negro), 100 (rojo), es decir de 1000 ohmios.

Existen otro código para indicar el valor de una resistencia el cual utiliza letras pero que no mencionaremos aquí por estar fuera del propósito de este trabajo.

Circuito Integrado

Es un circuito integrado ideal para ser empleado como interfaz entre las salidas de un PIC o cualquier integrante de las familiasTTL o CMOS y dispositivos que necesiten una corriente más elevada para funcionar.

Todas sus salidas son a colector abierto y se dispone de un diodo para evitar las

corrientes inversas. El modelo ULN2803 esta especialmente diseñado para ser

compatible con entradas TTL, mientras que el modelo ULN2804 está optimizado para

voltajes entre 6 y 15 volt, tipicos de la familia CMOS.

En uControl hemos utilizado este integrado en algunos proyectos, como en el Módulo

Reles x 8 que forma parte del PIC TRAINER.

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Pinout del integrado.

Cada una de las 8 secciones que componen al ULN2803 o ULN2804 pueden verse en

el diagrama siguiente_

Interior del integrado.

Configuración interna

Las altas prestaciones de los microcontroladores PIC derivan de las características de su arquitectura. Están basados en una arquitectura tipo Harvard que posee buses y espacios de memoria por separado para el programa y los datos, lo que hace que sean más rápidos que los microcontroladores basados en la arquitectura tradicional de Von Neuman.

Otra característica es su juego de instrucciones reducido (35 instrucciones) RISC, donde la mayoría se ejecutan en un solo ciclo de reloj excepto las instrucciones de salto que necesitan dos.

Posee una ALU (Unidad Aritmético Lógica) de 8 bits capaz de realizar operaciones de desplazamientos, lógicas, sumas y restas. Posee un Registro de Trabajo (W) no direccionable que usa en operaciones con la ALU.

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Dependiendo de la instrucción ejecutada, la ALU puede afectar a los bits de Acarreo , Acarreo Digital (DC) y Cero (Z) del Registro de Estado (STATUS).

La pila es de 8 niveles. No existe ninguna bandera que indique que esté llena, por lo que será el programador el que deberá controlar que no se produzca su desbordamiento.

Este microcontrolador posee caracterísitcas especiales para reducir componentes externos con lo que se reducen los costos y se disminuyen los consumos. Posee 4 diferentes modos de oscilador, desde el simple circuito oscilador RC con lo que se disminuyen los costos hasta la utilización de un oscilador a cristal.

En el modo SLEEP el consumo se reduce significativamente y puede ‘despertarse’ al microcontrolador utilizando tanto interrupciones internas como externas y señal de reset. Además posee la función Watchdog Timer (Perro Guardian) que protege al micro de ‘cuelgues’ debido a fallos software que produzcan bucles infinitos

Funcionamiento

La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional de unidades se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio, estas adquieren una carga eléctrica de 1 culombio.

La capacidad de 1 faradio es mucho más grande que la de la mayoría de los condensadores, por lo que en la práctica se suele indicar la capacidad en micro- µF =

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10-6, nano- nF = 10-9 o pico- pF = 10-12 -faradios. Los condensadores obtenidos a partir de supercondensadores (EDLC) son la excepción. Están hechos de carbón activado para conseguir una gran área relativa y tienen una separación molecular entre las "placas". Así se consiguen capacidades del orden de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorpora en el reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de 1/3 de Faradio, haciendo innecesaria la pila. También se está utilizando en los prototipos de automóviles eléctricos.

El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula:

en donde:

: Capacitancia

: Carga eléctrica almacenada en la placa 1.: Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2.

Batería de 6v

Una batería es un dispositivo electroquímico el cual almacena energía en forma química. Cuando se conecta a un circuito eléctrico, la energía química se transforma en energía eléctrica. Todas las baterías son similares en su construcción y están compuestas por un número de celdas electroquímicas. Cada una de estas celdas está compuesta de un electrodo positivo y otro negativo además de un separador. Cuando la batería se está descargando un cambio electroquímico se está produciendo entre los

diferentes materiales en los dos electrodos. Los electrones son transportados entre el electrodo positivo y negativo vía un circuito externo (bombillas, motores de arranque etc.)

Lamentablemente como todo lo que es producido por el hombre, tiene residuos contaminantes, los ácidos y materiales pesados contaminan el ambiente, claro que mencionaremos este delicado tema, pero no será parte de análisis en este proyecto.

Protoboard o breadbord

Se conocen en castellano como "placas de prototipos" y son esencialmente unas placas agujereadas con conexiones internas dispuestas en hileras, de modo que forman una matriz de taladros a los que podemos directamente "pinchar" componentes y formar el circuito deseado. Como el nombre indica, se trata de montar prototipos, de forma eventual, nunca permanente, por lo que probamos y volvemos a desmontar los componentes, quedando la protoboard lista para el próximo experimento.

Es una especie de tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para armar circuitos. Como su nombre lo indica, esta tableta

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sirve para experimentar con circuitos electrónicos, con lo que se asegura el buen funcionamiento del mismo.

Estructura del protoboard: Básicamente un protoboard se divide en tres regiones:

A) Canal central: Es la región localizada en el medio del protoboard, se utiliza para colocar los circuitos integrados.

B) Buses: Los buses se localizan en ambos extremos del protoboard, se representan por las líneas rojas (buses positivos o de voltaje) y azules (buses negativos o de tierra) y conducen de acuerdo a estas, no existe conexión física entre ellas. La fuente de poder se conecta aquí.

C) Pistas: La pistas se localizan en la parte central del protoboard, se representan y conducen según las líneas rosas.

Agua con sal.

Sirve como un conductor de energía cuando se trabaja con circuitos.

Desarrollo del Proyecto

Luces de Velocidad Variable

Materiales

1) 8 resistencias de 10kΩ2) 8 diodos LED de 5mm3) Un circuito integrado de ULN28034) Una batería5) Un protoboard.6) Cables de conexión

Los conocimientos obtenidos nos sirvió como una guía para trabajar con circuitos integrados (Electrónica), utilizando su simbología y esquemas como referencia para realizar el proyecto en un protoboard.

CONCLUSIÓN

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7) Agua con sal.

Procedimiento.

Cuando el agua llega a nivel en donde se encuentra uno de los sensores ,se crea una unión eléctrica entre la conexión común para todos los sensores y a nivel del agua .dicha unión se cierra un circuito , enviándose la energía necesaria para encender el LED que indica dicho nivel .

Si el nivel del agua cubre varios sensores se encenderán tantos LEDs como sensores cubra, de esta manera tendremos una idea del nivel d liquido dentro de un tanque.en este experimento utilizamos un interruptor para aumentar la seguridad del circuito y ahorrar energía, pero también puede funcionar de modo directo.

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Bibliografía

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