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Universidad Autónoma del Estado de México
Centro Universitario UAEM Zumpango
Ingeniería en Computación
Electricidad y Magnetismo
Ing. Rene Domínguez Escalona.
Elaborado por:
Oscar Aranda Gonzales Yonic Gómez Sánchez Andrés Gonzales Pérez
Alejandro Hernández Chaves Jorge Mendoza Selene Nieto Ruiz
Omar Tonatiuh Prado Sánchez Francisco Javier Rivera
Practica de Laboratorio:
“Semáforo.”
Introducción.
Se define como semáforo a los dispositivos electromagnéticos y
electrónicos, que se usan para facilitar el control de tránsito de vehículos y
peatones, mediante indicaciones visuales de luces de colores
universalmente aceptados:
Color Indicación
Rojo Parar
Amarillo Bajar velocidad
Verde Seguir
Su función principalmente es permitir el paso alternadamente a las
corrientes de transito que cruzan, permitiendo el uso ordenado y seguro
del espacio disponible.
Se puede construir un semáforo utilizando un contador como lo es el
74LS193 y al igual que un timer elaborado por un NES555 que nos permitirá
poner los pulsos a la frecuencia que nosotros deseemos.
El circuito a realizar operara con Leds obviamente rojo, verde y amarillo en
la correcta secuencia de un semáforo real. El tiempo completo de un ciclo
de los leds puede llegar a ser variado de 10 segundo hasta 2.5 minutos
conforme ajustemos el potenciómetro en el timer.
Objetivos.
La familiarización con circuitos eléctricos.
Reconocer y diferenciar los dispositivos electrónicos básicos.
Realizar montajes de circuitos en la protoboard y verificar su
funcionamiento.
Material y Equipo necesario.
2 Leds rojos.
2 Leds amarillos.
2 Leds verdes.
Timer 555
Contador 74LS193
Cable UTP
Compuerta Lógica 74LS04
Compuerta Lógica 74LS32
Compuerta Lógica 74LS08
Resistencia 6.8 KΩ
Capacitor de 1µF
Potenciómetro
Maqueta de una Ciudad
Desarrollo.
El primer paso lo primero que realizaremos es el timer con en el siguiente
diagrama:
Las aplicaciones más comunes del C.I.
555 es como elemento temporizador.
Aunque combinándolo con otros
elementos se usa como generador se
señales, modulador, contador entre
otros usos:
Temporizador de precisión.
Generador de pulsos.
Temporizador secuencial.
Generador de retardos de tiempo.
Pulsos con modulación.
En general el C.I LM 555 es un controlador altamente
estable capaz de producir retardos de tiempo u
oscilación bastante exactos. En el modo de operación
estable como oscilador, la frecuencia y el ciclo de
trabajo son controlados con precisión por dos
resistencias externas y un condensador.
De acuerdo con la hoja de especificación del circuito
LM 555, en el modo de operación estable la
frecuencia de trabajo está controlada por dos
resistencias y un condensador. De acuerdo con la
figura del montaje, las dos resistencias R1 de 6.8K, R2
de 82K y el condensador C1 de 10 μF son los elementos
que componen el funcionamiento estable del integrado. En este modo se genera
un pulso continuo controlado por las dos resistencias y el condensador.
El segundo paso es sacar nuestras tablas de verdad para seguido tener los
mapas de Karnaugh para obtener las ecuaciones de cada semáforo y así
empezar a armar el circuito.
SEMAFORO 1 SEMAFORO 2
A B C D R1 V1 A1 R2 V2 A2
0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0
1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0
2 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0
3 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0
4 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0
5 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0
6 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1
7 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1
8 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0
9 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0
10 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0
11 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0
12 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0
13 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0
14 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0
15 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0
Mapas de Karnaugh:
R1
1 1 1 1
1 1 1 1
0 0 0 0
0 0 0 0
V2
1 1 1 1
1 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
A1
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 1 1
0 0 0 0
R2
0 0 0 0
0 0 0 0
1 1 1 1
1 1 1 1
A2
0 0 0 0
0 1 1 1
0 0 0 0
0 0 0 0
V1
0 0 0 0
0 0 0 0
1 1 0 0
1 1 1 1
Y las ecuaciones que obtenemos son las siguientes
Semáforo 1:
Semáforo 2:
Para poder empezar armar nuestro circuito ay que saber el funcionamiento
de las compuertas lógicas lo cual trataremos de dar una pequeña
explicación de estas:
Compuerta 74LS04 Pin
1, 3, 5, 9, 11, 13 Estos pines reciben las entradas de
las ecuaciones.
2, 4, 6, 8, 10, 12 Estas aran su salida en este caso
negada.
14 Conectada a corriente
7 Conectada a tierra
Compuerta 74LS32 Pin
1, 2, 4, 5, 9, 10,
12 ,13
Estos pines reciben las entradas
de las ecuaciones.
3, 6, 8, 11 Estas aran su salida
14 Conectada a corriente
7 Conectada a tierra
Compuerta 74LS08 Pin
1, 2, 4, 5, 9,
10, 12 ,13
Estos pines reciben las entradas
de las ecuaciones.
3, 6, 8, 11 Estas aran su salida
14 Conectada a corriente
7 Conectada a tierra
Contador 74LS193 Pin
2, 3, 6, 7 Estos pines reciben las entradas
de las ecuaciones.
5 Estas aran su salida
16, 11, 4 Conectada a corriente
1, 9,10, 14, 15,
8
Conectada a tierra
Bueno ya obtuvimos nuestras ecuaciones a base del los mapas de
Karnaugh así que el siguiente paso es armar nuestro diagrama de circuito,
que se encuentra en la siguiente imagen.
Y también dimos la explicación del contador y compuertas lógicas para
poder armar nuestro circuito en la protoboard.
De igual manera se coloco un diseño de nuestra pequeña maqueta que
simulara una pequeña ciudad para realizar el usos del semáforo.
Diagrama del Circuito
Diseño de la maqueta para realizar y poder simular los semáforos:
Para armar en este caso nuestro circuito en nuestro protoboard
tenemos dos opciones armarla conforme al diagrama o conforme a
las ecuaciones de cualquier forma el circuito debe de funcionar.
En nuestro caso empezamos a armar las ecuaciones del semáforo 1
y así basarnos con el diagrama del circuito. Con base a la
explicación de las compuertas lógicas podemos empezar a armar
por ejemplo las ecuaciones cuando se quiera negar una A una B o
C o también multiplicar AB o BC o CBA, las salidas de las
ecuaciones de acuerdo a que color de led.
En el caso de las ecuaciones del semáforo dos resulta los mismo a la
explicación anterior solo ay que observar las ecuaciones conforme a
cada color de led.
Después de ver que nuestro circuito funciona bien en la protoboard
pasamos a la creación de nuestra maqueta recordando que
debemos de poner dos semáforos.
En nuestros dos semáforos
recordemos poner los leds de color verde amarillo
y rojo conectándolos en serie para que así
pueda prenderse desde la protoboard. Tanto
como el semáforo 1 como el semáforo 2 tenemos
que realizar lo mismo.
Conclusiones.
En conclusión obtenemos que después de
haber completad las actividades anteriores
empezaremos a comprender el
funcionamiento del semáforo así también de los componentes que
contienen ya que podemos utilizar conocimientos de materias anteriores
que hemos llevado ya que esto que hemos realizado lo podemos
comparar con otros circuitos muy comunes para la construcción de
ambas.