semáforo de doble vía
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UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTBAL DE HUAMANGA
INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGA Y CIVIL
INGENIERA DE SISTEMAS
PERFIL DEL PROYECTO FINAL DE SISTEMAS ELCTRICOS Y
ELECTRNICOS.
TITULO DEL PROYECTO : SEMFORO INTELIGENTE.
CURSO : SIST. ELCTRICOS Y ELECTRNICOS.
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
AYACUCHOPER
2015
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I. NDICE DE CONTENIDOS.
II. RESUMEN EJECUTIVO:.................................................................................................. 3
a) OBJETIVOS PERSEGUIDOS:.................................................................................... 4
b) RESULTADOS:.............................................................................................................. 4
III. INTRODUCCIN:.......................................................................................................... 5
IV. CRONOGRAMA DE TRABAJO:................................................................................. 6
a) ROLES DEL EQUIPO DE PROYECTO:.................................................................... 6
b) PLAN DE TRABAJO:.................................................................................................... 6V. FUNDAMENTACIN TERICA...................................................................................... 8
a) RESISTENCIAS: ............................................................................................................ 8
b) POTENCIOMETRO:...................................................................................................... 9
c) CAPACITOR O CONDENSADOR ELECTROLTICO (100F/25V):.................. 10
d) CIRCUITO INTEGRADO NE555:.............................................................................. 11
e) CIRCUITO INTEGRADO CD4017:........................................................................... 12
f) LEDS DE COLORES:................................................................................................ 13
g) PROTOBOARD:........................................................................................................... 14
h) DIODOS (1N4004):...................................................................................................... 14
VI. INGENIERA DEL PROYECTO................................................................................. 16
1. HARDWARE:................................................................................................................ 16
a) Planteamiento de la solucin en forma de diagrama de bloques............. 16
b) Diagrama detallado del circuito final (pgina completa)............................. 18
c) Descripcin detallada del circuito final............................................................ 19
2. SOFTWARE:................................................................................................................. 20
VII. PRUEBAS Y EVALUACION DEL FUNCIONAMIENTO....................................... 22
VIII. IMPACTO AMBIENTAL.............................................................................................. 27
IX. COSTOS Y PRESUPUESTOS.................................................................................. 28
X. OBSERVACIONES.......................................................................................................... 29
XI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.......................................................... 30
XII. LECCIONES APRENDIDAS...................................................................................... 31
XIII. BIBLIOGRAFA:........................................................................................................... 32
XIV. ANEXOS:....................................................................................................................... 33
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II. RESUMEN EJECUTIVO:
Hablar del semforo es referirse al ms importante elemento de control de
trnsito, pues este aparato regula la circulacin en las vas con mayor flujo devehculos. El Cdigo Nacional de Transito define al semforo como un
dispositivo electrnico para regular el trnsito de peatones y vehculos
mediante el uso de seales luminosas.
Los semforos se dividen en tres clases, que son:
Vehicular:Tiene por objeto regular el trnsito de vehculos en las
intersecciones. Est 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 combinacin con los vehiculares y tienen por
objeto regular el paso de los peatones en intersecciones con alto volumen de
trfico.
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 semforo, no sobra recordar lo que se debe hacer: cuando la luz es
verde, significa que hay va 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 vehculos se interceptar en la direccin de su
marcha.
En los semforos peatonales, el significado es el siguiente: la silueta roja indica
que el peatn no debe cruzar la calle, mientras que la silueta verde lo permite.
En los semforos direccionales, la flecha roja prohbe el giro, la amarilla indica
que habr cambio de luz, y la verde autoriza el cruce en ese sentido.
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En ciertas ocasiones los semforos tienen un funcionamiento distinto al
habitual, por medio del cual informan al conductor que debe estar alerta.
As, una luz amarilla intermitente indica que puede avanzar con mxima
precaucin, listo a detenerse si es necesario. Mientras tanto, la luz roja
intermitente es una seal de peligro que obliga a detenerse completamente. Si
no hay obstculo puede reiniciar la marcha.
a) OBJETIVOS PERSEGUIDOS:
La necesidad del Semforo, nace de los problemas que se presentan
en la red de trnsito vial, es ah donde se lleva a cabo el diseo y
construccin de un semforo; nosotros simulares este circuito,
explicando cada proceso que sucede y as entender el
funcionamiento de un semforo de verdad, con materiales de
laboratorios adems de programar el funcionamiento de sta (esto
tambin genera un aporte a los estudiantes de carreras afines).
b) RESULTADOS:
La representacin del circuito de un semforo fue valedera ya que se
comprob de manera eficiente; la construccin, el funcionamiento y
programacin de un semforo de dos vas
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III. INTRODUCCIN:
La elaboracin de dicho proyecto tiene como meta integrar los conceptosadquiridos en el cursado de la materia, Sistemas Elctricos y Electrnicos, de
la carrera de Ingeniera de Sistemas, de la Facultad de Ingeniera de Minas,
Geologa y Civil. El presente proyecto es de gran utilidad en el mbito
pedaggico ya que integra un nmero importante de elementos electrnicos
donde podemos ver en su conjunto el funcionamiento, en este caso de un
semforo que es un objeto de uso diario, pudiendo de este modo llevar la
electrnica al mbito 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
Creacin de un bosquejo que
represente al proyecto final.14/10/15 hasta el 22/10/15
Compra de las herramientas
electrnicas a utilizar en el proyecto
final.
23/10/15 hasta el 27/10/15
Armado del proyecto final en el
protoboard. 28/10/15 hasta el 08/11/15
Presentacin de los avances en los
informes parciales.09/11/15 hasta el 13/11/15
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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Presentacin del proyecto final 14/12/15 hasta el 30/11/15
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V. FUNDAMENTACIN TERICA
A continuacin mostraremos los materiales usados en este proyecto, as como
algunas de sus funcionalidades:
a) RESISTENCIAS:
Se denomina resistor alcomponente electrnico diseado para introducir
unaresistencia elctrica determinada entre dos puntos de uncircuito
elctrico.
Los resistores son fabricados en una gran variedad de formas y
tamaos. En las ms grandes, el valor del resistor se imprimedirectamente en el cuerpo del mismo, pero en los ms pequeos se
utiliza el cdigo de colores. Cada color representa un nmero 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 ltimo la cuarta banda nos indica la
tolerancia.
https://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nico -
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Tabla de cdigo de valores de las resistencias.
b) POTENCIOMETRO:
Un potencimetro es unresistor cuyo valor deresistencia es variable. Deesta manera, indirectamente, se puede controlar laintensidad de
corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o
ladiferencia de potencial al conectarlo en serie.
Normalmente, los potencimetros se utilizan en circuitos de poca
corriente. Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan losrestatos,
que pueden disipar ms potencia.
https://es.wikipedia.org/wiki/Resistorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Reostatohttps://es.wikipedia.org/wiki/Reostatohttps://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_corriente_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Resistor -
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c) CAPACITOR O CONDENSADOR ELECTROLTICO (100F/25V):
Un condensador electroltico es un tipo decondensador que usa
unlquido inico conductor como una de sus placas. Tpicamente con
ms capacidad por unidad de volumen que otros tipos de
condensadores, son valiosos en circuitos elctricos con relativa altacorriente 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. Tambin son muy usados en los circuitos que deben
conducircorriente continua pero nocorriente alterna.
Los condensadores electrolticos pueden tener muchacapacitancia,
permitiendo la construccin de filtros de muy baja frecuencia.
Un modelo de circuito comn para un condensador electroltico es el
siguienteesquema:
Donde Rleakagees la resistencia interna, RESRes la resistencia serie
equivalente, LESLes la inductancia serie equivalente (siendo L el smbolo
convencional para la inductancia).
RESRdebe ser tan pequea como sea posible, pues determina laprdida
de potenciacuando el condensador se usa para suavizar los picos de
voltaje. Las prdidas son cuadrticas con el rizado de corriente que fluye
a su travs y lineales con RESR. Condensadores con baja ESR son
imperativos para obtener buenas eficiencias en alimentadores decorriente.
https://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctricohttps://es.wikipedia.org/wiki/Electrolitohttps://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttps://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacitanciahttps://es.wikipedia.org/wiki/Esquemahttps://es.wikipedia.org/wiki/Esquemahttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=P%C3%A9rdida_de_potencia&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=P%C3%A9rdida_de_potencia&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=P%C3%A9rdida_de_potencia&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=P%C3%A9rdida_de_potencia&action=edit&redlink=1https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electrolytic_capacitor_model.svghttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=P%C3%A9rdida_de_potencia&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=P%C3%A9rdida_de_potencia&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Esquemahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacitanciahttps://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttps://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttps://es.wikipedia.org/wiki/Electrolitohttps://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico -
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d) CIRCUITO INTEGRADO NE555:
El temporizador IC 555 es un circuito integrado (chip) que se utiliza en la
generacin de pulsos y de oscilaciones. El 555 puede ser utilizado paraproporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito
integradoflip flop.Sus derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de
sincronizacin en un solo paquete. Introducido en 1971 porSignetics,el
555 sigue siendo de uso generalizado debido a su facilidad de uso,
precio bajo y la estabilidad.
Muchas empresas los fabrican en versin detransistores bipolares y
tambin enCMOS de baja potencia. A partir de 2003, se estimaba que
mil millones de unidades se fabricaban cada ao. Este circuito suele ser
utilizado para trabajos sencillos como trabajos escolares, debido a su
bajo costo y facilidad de trabajar con l.
Ahora haremos una descripcin de las conexiones:
GND(normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentacin,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 tiene menos
de 1/3 del voltaje de alimentacin. Este pulso debe ser de corta
duracin, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se
quedar en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra
vez.
https://es.wikipedia.org/wiki/Flip_flophttps://es.wikipedia.org/wiki/Signeticshttps://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_de_uni%C3%B3n_bipolarhttps://es.wikipedia.org/wiki/CMOShttps://es.wikipedia.org/wiki/CMOShttps://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_de_uni%C3%B3n_bipolarhttps://es.wikipedia.org/wiki/Signeticshttps://es.wikipedia.org/wiki/Flip_flop -
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Salida(normalmente la 3): Aqu veremos el resultado de laoperacin deltemporizador,ya sea que est conectado como
monoestable, estable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje
ser el voltaje de alimentacin (Vcc) menos 1.7 V. Esta salida se
puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla dereinicio (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 algn
motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a alimentacin
para evitar que el temporizador se reinicie.
Control de voltaje(normalmente la 5): Cuandoeltemporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el
voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la prctica
como Vcc -1.7 V) hasta casi 0 V (aprox. 2 V menos). As esposible modificar los tiempos. Puede tambin 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 conefectividad el condensador externo utilizado por el temporizador
para su funcionamiento.
Voltaje de alimentacin (VCC)(normalmente la 8): es la patilla
donde se conecta el voltaje de alimentacin que va de 4.5 V hasta16 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.
https://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Temporizador -
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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 podr obtener un pulso, segn 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 ms la caracterstica que brinda de un reset y un
pin de habilitacin, se hace muy fcil implementar una gran diversidad
de circuitos con ellos. El voltaje mximo de alimentacin 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) LEDS DE COLORES:
Un led (del acrnimoingls LED, light-emitting diode:diodo emisor de
luz; el plural aceptado por laRAE es ledes) es uncomponente
optoelectrnicopasivo y, ms concretamente, undiodo que emiteluz.
Los ledes se usan como indicadores en muchos dispositivos y
eniluminacin.Los primeros ledes emitan luz roja de baja intensidad,
pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en
elespectroinfrarrojo,visible yultravioleta.
https://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_ingl%C3%A9shttps://es.wikipedia.org/wiki/Real_Academia_Espa%C3%B1olahttps://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nico#Clasificaci.C3.B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nico#Clasificaci.C3.B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Pasividad_(electr%C3%B3nica)https://es.wikipedia.org/wiki/Diodohttps://es.wikipedia.org/wiki/Luzhttps://es.wikipedia.org/wiki/Iluminaci%C3%B3n_f%C3%ADsicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_electromagn%C3%A9ticohttps://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_infrarrojahttps://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_visiblehttps://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_ultravioletahttps://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_ultravioletahttps://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_visiblehttps://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_infrarrojahttps://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_electromagn%C3%A9ticohttps://es.wikipedia.org/wiki/Iluminaci%C3%B3n_f%C3%ADsicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Luzhttps://es.wikipedia.org/wiki/Diodohttps://es.wikipedia.org/wiki/Pasividad_(electr%C3%B3nica)https://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nico#Clasificaci.C3.B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nico#Clasificaci.C3.B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Real_Academia_Espa%C3%B1olahttps://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_ingl%C3%A9s -
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Debido a su capacidad de operacin a altas frecuencias, son tambin
tiles en tecnologas avanzadas de comunicaciones y control. Los ledes
infrarrojos tambin se usan en unidades de control remoto de muchos
productos comerciales incluyendo equipos de audio y video.
g) PROTOBOARD:
Una placa de pruebas (eningls:protoboard o breadboard) es un tablerocon orificios que se encuentran conectados elctricamente entre s demanera interna, habitualmente siguiendo patrones de lneas, en el cualse pueden insertarcomponentes electrnicos y cables para el armado yprototipado de circuitos electrnicos y sistemas similares.
Est hecho de dos materiales, un aislante, generalmente un plstico, yun conductor que conecta los diversos orificios entre s. Uno de sus usosprincipales es la creacin y comprobacin de prototipos de circuitos
electrnicos antes de llegar a la impresin mecnica del circuito ensistemas de produccin comercial.
h) DIODOS (1N4004):
Un diodo rectificador es uno de los dispositivos de la familia de los diodosms sencillos. El nombre diodo rectificador procede de su aplicacin, la
cual consiste en separar los ciclos positivos de una seal de corrientealterna.
https://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_ingl%C3%A9shttps://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_ingl%C3%A9s -
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Si se aplica al diodo una tensin de corriente alterna durante los mediosciclos positivos, se polariza en forma directa; de esta manera, permite elpaso de la corriente elctrica.
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 fabricacin de los diodos rectificadores, se consideran tresfactores: la frecuencia mxima en que realizan correctamente su funcin,la corriente mxima en que pueden conducir en sentido directo y lastensiones directa e inversa mximas que soportarn.
Una de las aplicaciones clsicas de los diodos rectificadores, es en lasfuentes de alimentacin; aqu, convierten una seal de corriente alternaen otra de corriente directa.
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VI. INGENIERA DEL PROYECTO
Indicaremos los materiales usados para este proyecto:
1. HARDWARE:
a) Planteamiento de la solucin en forma de diagrama de bloques.
Paso 1: los materiales.
Paso 2: conectamos el NE555 con los diferentes materiales.
diseamos el
circuito para este
proyecto.
conseguimos losmateriales que se
usaran en este
proyecto.
comprobamos quelos materiales
esten en buen
estado (uso del
multimetro)
Colocamosel NE555 en
elprotoboard
Puenteamos
el pin 8 y 4, ylas
conectamos
a positivo.
Colocamos
elpotenciometro de 100K
entre lospines 6 y 7.
Y del pin 7
colocamosun resistor
que lo
llevamos apositivo.
Puenteamos
6 y 2, ydejamos al
pin 5 sin
ningunaconeccin.
Colocamos
el
condensadorde
100F/25Vdel pin 2 al1, y de esta
ultima atierra.
El pin 3 se
conecta conun resistro
de 1K, y aesta le
colocamosdespues un
led, esta
saldra atierra.
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Paso 3: diseo del semforo para la primera va.
Paso 4: diseo del semforo para la segunda va.
Colocamos
el CD4017
en elprotoboard.
Conectamos
el pin 16 a
positivo
Puenteamos
el pin 6 y 15,
y tambienpuenteamos
los pines 8 y13 y de
estas atierra..
Conectamos
el pin 14 al 3
del NE555.
Conectamos
desde los
pines 3, 2 y4, a tres leds
y de estashacemos
unaconeccin al
led de color
verde 1.
Conectamos
el pin 7 alled, y de
esta al led
amarillo 1.
Conectamos
desde los
pines 10, 1 y5, a tres leds
y de estashacemos
unaconeccin al
led de color
rojo 1.
los leds rojo
1, amarillo 1y verde1, las
colocamos a
un resistor
de 1k y deesta a tierra.
Desde los leds
de los pines 3,
2 y 4, hacemos
una coneccinal diodo
rectificador y
de esta al led
de color rojo 2.
Conectamos el
pin 7 a un
diodorectificador, yde esta al led
de color rojo 2.
Conectamos el
pin 10 a undiodo
rectificador, yde esta al led
de color verde2.
Conectamos el
pin 1 a undiodo
rectificador, yde esta al led
de color verde2.
Conectamos el
pin 5 a undiodo
rectificador, yde esta al led
de coloramarillo 2.
de los leds rojo
2, amarillo 2 yverde 2,
conectamos aun resistor de
1K y de esta atierra.
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b) Diagrama detallado del circuito final (pgina completa).
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c) Descripcin detallada del circuito final.
El circuito opera con leds verde, amarillo y rojo en la correcta
secuencia de un semforo real de doble va. El tiempo completo de
un ciclo verde, amarillo y rojo puede ser variado desde el
potencimetro 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 configuracin se denomina
comnmente circuito de reloj o simplemente reloj. La frecuencia y el
periodo (del encendido de los leds del semforo) dependen
exclusivamente del capacitor y la resistencia, que en este caso en el
circuito armado, podemos modificar la resistencia variable. El CI 555con su configuracin 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 est 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 yfinalmente 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 travs de su pin 14, a partir de ello podemosobservar 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 est 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
estn conectadas al pin 10, luego siguen as en el ciclo del pin 1,
despus cambia el led verde 2 al encendido del led amarillo 2. Luego
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el ciclo comienza nuevamente debido a que se conect el pin 15
(RESET) al pin 6.
2. SOFTWARE:
El diseo se realiz en el software LIVEWIRE, este software nos ayuda
mucho en lo que es la simulacin, ya que contiene diferentes tipos de
simulaciones, para cualquier necesidad de anlisis.
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Fig. 02:diseo del proyecto del semforo de dos va
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VII. PRUEBAS Y EVALUACION DEL FUNCIONAMIENTO
Hacemos las siguientes pruebas para ver si nuestro diseo est bien.
Fig. 03:funcionamiento del circuito integrado NE555.
Como se puede ver el circuito integrado NE555 funciona correctamente, est
trabajando como un reloj, de modo astable.
Ahora veremos la simulacin completa del proyecto:
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Fig. 03:simulacin normal del proyecto del semforo de dos vas.
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Fig. 04:simulacin de control, aqu podemos controlar cualquier componente, dndonos el efecto inmediato.
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Fig. 05:simulacin current flow, aqu nos permite observar el flujo de voltaje
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Fig. 05:simulacin 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 energa,
un mayor tiempo de vida, tamao reducido, resistencia a las vibraciones,
reducida emisin de calor, no contienenmercurio (el cual al exponerse
en el medio ambiente es altamentenocivo), 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; 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 ledesazules), cuentan con un alto nivel de fiabilidad y duracin.
Desventajas:
Segn un estudio reciente parece ser que los ledes que emiten una
frecuencia de luz muy azul, pueden ser dainos para la vista y provocar
contaminacin lumnica. Los ledes 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.
b) Cable telefnico:
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 pequeas, esto contamina al ambiente ya que esta echo de
materiales como plstico y metales como el cobre, estos son muy
difciles de descomponerse.
https://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento)https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Nocivo&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Luminaria_fluorescentehttps://es.wikipedia.org/wiki/Luminaria_fluorescentehttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Nocivo&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento) -
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IX. COSTOS Y PRESUPUESTOS
Mencionaremos los costos de cada material usado:
MATERIALES CANTIDAD COSTO UNITARIO
Fuente de tensin variable
de 0V a 12V01 unid. S/. 60.00
Circuito integrado CN555 01 unid. S/. 2.00
Circuito integrado CD4017 01 unid. S/. 2.50
LEDS de colores 13 unid. S/. 0.50
Resistores de 1K 04 unid. S/. 0.10
Condensador electroltico
de 100F/25V 01 unid. S/. 0.50
Diodos rectificadores
1N400405unid. S/. 0.20
Potencimetro de 50K 01 unid. S/. 1.00
Protoboard 01 unid. S/. 15.00
Multmetro 01 unid. S/. 45.00
Cable telefnico. 01 metros S/1.00
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 retras muchotiempo.
Otro factor fue el del simulado en el software, primero se consider 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,
as fue como encontramos el software LIVEWIRE, que nos fue de gran ayuda
en la simulacin de este proyecto como se vio antes.
Para el armado del circuito, se debe tener en cuenta qu componente tienen
polaridad (como los diodos led, diodos rectificadores y capacitor electroltico) y
cules no poseen polaridad (como el capacitor cermico y resistencias), para
lograr conectarlo correctamente y de este modo evitar conexiones errneas
daando algn 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 ubicacin correcta de los pines a
conectar.
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XI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
El proyecto fue todo un xito, se logr la meta de disear, construir y hacer
funcionar este proyecto, pero en el proceso se sufri 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 cundo se
puede llegar a necesitar.
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XII. LECCIONES APRENDIDAS
Una de las lecciones aprendidas fue el de conseguir una fuente de tensin
variable, fue muy difcil de conseguir ya que justo en estos meses se vendierontodas, escaseando en nuestra ciudad, tuvimos que esperar que llegaran otra
vez a las tiendas, esto demor casi un mes.
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XIII. BIBLIOGRAFA:
a) Allan H. Robbins y Whilhelm C. Miller, Anlisis de circuitos, cuarta
edicin - 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/mariana-
chavez1.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-diodos-
rectificadores
https://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integradohttp://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-438910https://jferrero2001.files.wordpress.com/2012/11/mariana-chavez1.pdfhttps://jferrero2001.files.wordpress.com/2012/11/mariana-chavez1.pdfhttps://jferrero2001.files.wordpress.com/2012/11/mariana-chavez1.pdfhttps://jferrero2001.files.wordpress.com/2012/11/mariana-chavez1.pdfhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ledhttps://es.wikipedia.org/wiki/Placa_de_pruebashttp://www.ladelec.com/teoria/informacion-tecnica/321-diodos-rectificadoreshttp://www.ladelec.com/teoria/informacion-tecnica/321-diodos-rectificadoreshttp://www.ladelec.com/teoria/informacion-tecnica/321-diodos-rectificadoreshttp://www.ladelec.com/teoria/informacion-tecnica/321-diodos-rectificadoreshttp://www.ladelec.com/teoria/informacion-tecnica/321-diodos-rectificadoreshttp://www.ladelec.com/teoria/informacion-tecnica/321-diodos-rectificadoreshttps://es.wikipedia.org/wiki/Placa_de_pruebashttps://es.wikipedia.org/wiki/Ledhttps://jferrero2001.files.wordpress.com/2012/11/mariana-chavez1.pdfhttps://jferrero2001.files.wordpress.com/2012/11/mariana-chavez1.pdfhttp://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-438910https://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado -
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XIV. ANEXOS:
Se dejaran las hojas de datos de los circuitos CD4017 y NE555.