Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica...

79
Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrial Sistema automàtic de reg sense fils. AUTOR: Vanessa Aguza Gutiérrez. DIRECTOR: Josep Pallarès Marzal. DATA: Octubre / 2005.

Transcript of Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica...

Page 1: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrial

Sistema automàtic de reg sense fils.

AUTOR: Vanessa Aguza Gutiérrez. DIRECTOR: Josep Pallarès Marzal.

DATA: Octubre / 2005.

Page 2: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

ÍNDEX GENERAL

1.- Memòria descriptiva …………………………………………….. pàg. 3 2.- Memòria de càlcul …………………………………………….... pàg. 20 3.- Plànols …………………………………………………………... pàg. 52 4.- Pressupost …………………………………………………….… pàg. 56 5.- Plec de condicions ……………………………………………… pàg. 69 6.- Annex …………………………………………………………… pàg. 74

Page 3: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

1.- MEMÒRIA DESCRIPTIVA

Page 4: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

4

ÍNDEX

1.1 Objecte del projecte ........................................................................................ pàg. 5 1.2 Titular .............................................................................................................. pàg. 5 1.3 Antecedents ..................................................................................................... pàg. 5 1.3.1 Conceptes bàsics d’electromagnetisme ............................................ pàg. 5

1.3.2 Dispositius Emissor-Receptor ........................................................... pàg. 9 1.3.3 Utilitats de l’optoelectrònica ........................................................... pàg. 11 1.3.4 Objectius dels sistema de comunicació .......................................... pàg. 12

1.4 Possibles solucions ....................................................................................... pàg. 13 1.4.1 Emissor ........................................................................................... pàg. 13 1.4.2 Receptor ......................................................................................... pàg. 13 1.5 Solució adoptada ........................................................................................... pàg. 14 1.5.1 Emissor ........................................................................................... pàg. 14

1.5.2 Receptor ......................................................................................... pàg. 16 1.6 Millores al sistema ........................................................................................ pàg. 17 1.6.1 Aplicabilitat del sistema ................................................................. pàg. 17 1.7 Posada en marxa i funcionament .................................................................. pàg. 18 1.8 Planificació temporal .................................................................................... pàg. 19 1.9 Resum del pressupost .................................................................................... pàg. 19

Page 5: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

5

1.1 Objecte del projecte

Disseny i muntatge d'un sistema optoelectrònic emissor/receptor sense fils que realitzi les tasques de control de reg. La part emissora controlarà la humitat de la terra i en funció de la necessitat d’aigua que detecti, establirà o no la comunicació per infrarojos amb la part receptora que serà l’encarregada d’actuar sobre la bomba d’aigua per procedir al reg. 1.2 Titular

El titular del projecte és el Departament d'Enginyeria Elèctrica i Electrònica (DEEEA) situat a l'Avinguda Països Catalans núm. 26 de la ciutat de Tarragona, juntament amb l'enginyera tècnica industrial Vanessa Aguza Gutiérrez. En representació del departament Josep Pallarès Marzal. 1.3 Antecedents

L'optoelectrònica s'ha convertit, en els últims anys, en una àrea de gran interès degut, bàsicament, a que s'ha comprovat que té una gran efectivitat, sobretot en el camp de les comunicacions.

La optolectrónica és el nexe d’unió entre els sistema òptics i els sistemes

electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està directament relacionat amb la llum.

A vegades la llum es manifesta com a ona i d’altres com a partícula. Sabem que es

comporta com a partícula quan es produeixen els efectes de interferència i difracció. Això passa quan, per exemple, quan dues ones es troben al mateix lloc i com a resultat s’anul·len en algunes parts i es reforcen en altres, formant així un patró característic de interferència. 1.3.1 Conceptes bàsics d’electromagnetisme

En una ona electromagnètica el camp elèctric varia en intensitat de forma cíclica.

Cada cicle de la ona es repeteix en intervals separats per una longitud d’ona que determinarà el color de la llum. La freqüència mesura el número de cicles que esdevenen cada segon. La llum blanca està formada per ones de varies freqüències. Quan un raig de llum blanca passa a través d’un prisma, les seves components es separen, segons la longitud d’ona, tal com es veu representat a la Fig. 1.

Page 6: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

6

Fig. 1 Separació de les components de la llum blanca a través d’un prisma

A molt altes energies, per exemple quan la llum pot interactuar amb un àtom,

s’observen comportaments molt diferents. La llum es comporta com una partícula colpejant electrons fora el àtom. Aquesta partícula fonamental rep el nom fotó. El fotó es pot entendre com un paquet d’energia electromagnètica, o llum. Aquest fou proposat per Einsten per explicar l’efecte fotoelèctric (quan la llum colpeja un electró d’un àtom i el reu fora).

La radiació electromagnètica està formada per fotons. Cada fotó porta associada una energia que es caracteritza per la seva longitud d’ona segons l’equació:

E = hcλ

On, E = energia del fotó c = velocitat de la llum 3·108m/s h = constant de Plank = 6.626·10-34 Js ? = longitud d’ona del fotó.

L’energia d’un fotó és més gran com més petita sigui la seva longitud d’ona.

L’espectre electromagnètic segons la longitud d’ona el podem veure a la Fig. 2

Page 7: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

7

Fig. 2 Classificació de les ones segons la longitud d’ona en metres

Les ones de radio son generades per circuits electrònics, com oscil·ladors LC, i

son utilitzades en comunicacions. Les microones van des d’1 mm fins a 30 mm. Resulten apropiades pels sistemes

radars, navegació aèria i per l’estudi de les propietats atòmiques de la matèria. Les ones infraroges, anomenades també ones tèrmiques ja que son produïdes

per cossos calents i son absorbides fàcilment per la gran part dels materials. L’energia absorbia apareix com a calor. Aquestes ones comprenen longituds d’ona des d’1 mm fins a 400 nm.

La llum visible és la part del espectre que pot percebre l’ull humà. Inclou les longituds d’ona des de 400 nm fins 700 nm. Els diferents colors corresponen a ones de diferents longituds d’ona.

Page 8: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

8

La llum ultraviolada (de 60 nm – 380 nm) es produïda principalment pel Sol.

Gràcies a ella ens posem morenos. Els raigs X i els raigs gamma són ones de gran energia que perjudiquen la

estructura dels teixits humans.

La llum és una ona electromagnètica, per tant ve caracteritzada per les seves components de camp elèctric i camp magnètic. Els vectors camp elèctric i camp magnètic vibren en plans ortogonals i perpendiculars a la direcció de desplaçament. Es pot definir la velocitat de fase d'una ona com:

? = ω /k = fλ

on ω (2pf) és la freqüència angular i k (2p/ λ ) és el nombre d'ona.

A la pràctica és impossible crear un senyal perfectament monocromàtic, o sigui

que només tingui un sol valor de λ , sinó que tenim llum que està formada per diferents longituds d'ona. Per tant, el que es té és un valor central de λ i una dispersió λ∆ . És per això que l'ona no viatja a la velocitat de fase sinó que ho fa a l'anomenada velocitat de grup V g , que es defineix com:

gVωκ

∂=

A continuació es mostra la velocitat de grup com a combinació de dues ones que

tenen amplituds i freqüències molt semblants. El resultat de la combinació és un envolvent, que es mou a la velocitat de grup:

Fig.7 Concepte de velocitat de grup

Page 9: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

9

1.3.2 Dispositius Emissor-Detector

A nivell de components podem distingir dos tipus de dispositius: - Emissors: emeten llum al ser activats mitjançant energia elèctrica.

Transformen l’energia elèctrica en energia lluminosa. D’aquest tipus son els diodes LED o els LÀSER. Un díode emissor de llum és un dispositiu de unió PN que quan es polaritza directament emet llum. El símbol circuital del LED és el de la Fig. 3.

Fig. 3 Símbol circuital del LED

El material que composa els diodes LED és important perquè el color de llum emesa depèn únicament del material i del procés de fabricació (principalment dels dopats). A la taula de la Fig. 4 podem veure alguns exemples:

Fig. 4 Característiques dels LED’s segons el material

Una de les principals causes del baix rendiment dels LED's són les pèrdues per reflexió. De forma interna el LED emet en totes les direccions però al arribar a la frontera entre semiconductor i aire només part de la llum surt a la superfície. Aquests són els raigs que incideixen amb un angle més petit que l'angle crític. Això és conseqüència directa de la diferència d'índex de refracció entre ambdós medis.

Per minimitzar les pèrdues dels LED's s'han adoptat un seguit de mesures com pot ser el fet de fer l'encapsulat transparent i semiesfèric de manera que hi hagi més raigs de llum incideixen amb un angle inferior a l'angle crític.

Material Longitud Color VD GaAs 904 nm IR 1 V InGaAsP 1300 nm IR 1 V AlGaAs 750-850 nm Vermell 1,5 V AsGaP 590 nm Groc 1,6 InGaAlP 560 nm Verd 2,7 V SiC 480 nm Blau 3 V

Page 10: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

10

- Detectors: generen una petita senyal elèctrica al ser il·luminats. Aquests

transformen l’energia lluminosa en energia elèctrica. Tots els components fotodetectors estan basats en el mateix principi. Si construïm un component amb un material semicondutor de forma que la llum pugui incidir sobre dit material, la llum generarà parells electrò-forat. Aquesta generació es realitza de forma anàloga a la generació tèrmica de portadors. Les fotorresistències es componen d’un material semicondutor, la resistència del qual varia en funció de la il·luminació. Els fotodiodes son diodes d’unió PN, les característiques dels quals depenen de quantitat de llum incideix sobre la unió. El símbol circuital és el de la Fig. 5.

Fig. 5 Símbol circuital del detector

El fototransitor es tracta d’un transistor bipolar sensible a la llum. La radiació lluminosa es fa incidir sobre la unió colector-base, en aquesta unió es generen els parells electró-forat, que provoquen la corrent elèctrica. El símbol del fototransitor és el de la Fig. 6.

Fig. 6 Símbol circuital del fototransistor

El fototransistor pot treballar de 2 formes diferents:

- Com a transistor normal amb la corrent de base (Ib), anomenat mode comú.

- Com a fototransistor, quan la llum que incideix en ell fa de corrent de base (Ib), anomenat mode de il·luminació.

Es poden utilitzar les dos de forma simultània, tot i que el fototransistor s’utilitza principalment amb la pota de la base sense connectar (Ib=0).

Page 11: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

11

La corrent de base total és igual a la corrent de base en mode comú, més la corrent de base en mode il·luminació. Si es desitja augmentar la sensibilitat del transistor, degut a la baixa il·luminació, es pot incrementar el corrent de base amb ajuda de polarització externa. Tal com es pot veure a la figura 8, el circuit equivalent d’un fototransistor, és un transistor comú amb un fotodíode connectat entre la base i el col·lector, amb el càtode del fotodíode connectat al col·lector del transistor i l’ànode a la base.

Fig. 8 Circuit equivalent d’un fototransitor

El corrent que entrega el fotodiode, circula cap a la base del transistor, s’amplifica β vegades, i és el corrent que pot entregar el fototransitor. (β és la guany de corrent del fototransitor).

El fototransitor és molt utilitzat per aplicacions on la detecció de llum és molt important. Com el fotodiode, té un temps de resposta molt curt, però l’entrega de corrent elèctrica és molt més gran. Un altre tipus de detectors son els el fotoconductors que condueixen l radiació lluminosa des d’un emissor a un receptor. En aquest ca no es produeixen transformacions d’energia.

1.3.3 Utilitats de l’optoelectrònica

Els avenços tecnològics en el camp de l’optoelectrònica durant els últims anys han fet possible noves aplicacions analògiques i digitals de gran ample de banda, com poden ser els enllaços òptics de radiofreqüència o els sistemes infrarojos de control remot. Moltes d'aquestes aplicacions utilitzen conceptes fonamentals per la comunicació, com poden ser les tècniques de codificació de dades. Es tracta de codificar el senyal que posteriorment s'enviarà i que el detector haurà de detectar i haurà de descodificar per poder entendre el conjunt de dades que li han arribat procedents de la part emissora.

Page 12: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

12

Alguns dels dispositius de control remot, com poden ser els comandaments de la televisió, els sistemes d'alarma i seguretat, utilitzen modulació òptica directa de la font de corrent en el transmissor i demodulació del tren de polsos detectat en el receptor per a obtenir una certa funció. Algunes d'aquestes funcions poden ser, per exemple, canviar de canal o pujar el volum de la televisió, o entrar la clau d'accés per activar l'alarma.

Aquests són petits exemples que tenim a l'abast que ens demostren que

l'optoelectrònica és un fenomen que ens rodeja, i que molts de nosaltres utilitzem sovint quan volem obrir les portes d'un vehicle de gamma mitja a través del comandament incorporat a la clau. Per tant s'ha convertit en necessària per molta gent. 1.3.4 Objectius del sistema de comunicació

Es vol descriure el desenvolupament d’un sistema emissor/receptor que permetrà les tasques de control automàtic de reg, sense fils i a distancia.

El sistema utilitza elements òptics com poden ser diodes emissors de llum (LED) i fotodetectors òptics. Els objectius a aconseguir són:

? La construcció del sistema emissor/receptor per poder veure com es pot

transmetre la senyal emesa i aconseguir que el receptor sintonitzi la freqüència determinada pel sistema emissor.

? Una aproximació qualitativa i intuïtiva dels dissenys de sistemes

optoelectrònics. ? Comprovar experimentalment com es comporten certs elements

òptoelectrònics com poden ser els LED's emissors de llum o els fotodetectors d'infrarojos.

Per tal de poder fer bé la descripció s'explicarà detalladament tant l'emissor com el receptor i dins de cada apartat es mostrarà un diagrama de blocs on s'explicarà cada una de les etapes.

Page 13: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

13

1.4 Possibles solucions 1.4.1 Emissor

- El sistema que s’ha realitzat està basat en una comunicació infraroja entre un

emissor i un receptor. La comunicació entre els dos circuits, emissor i receptor, es podia haver realitzat per radiofreqüència o per cable, però en aquest cas s’han utilitzat els infrarojos.

- Actualment existeixen diodes làser que haguessin pogut formar part del sistema

que s'ha dut a terme. Aquests tipus d'elements tenen una gran potència òptica i per tant tenen l'avantatge de poder emetre a distàncies considerablement grans. Existeixen parelles emissor/receptor d'aquests tipus, però per la finalitat que es buscava en el muntatge i pel seu preu es va descartar l'opció de poder-los utilitzar. 1.4.2 Receptor

- Una possible solució per la realització d’un sistema de reg hagués pogut ser la de crear un sistema automàtic temporitzat en el que el reg s’activés cada cert temps. Es va estudiar la possibilitat però es va optar per la realització del present sistema ja que permet evitar excessos d’humitat. El circuit receptor, i per tant el reg, només s’activa quan el circuit emissor detecta la necessitat.

- Per tal d’amplificar el corrent que genera el receptor a partir de la intensitat

lumínica rebuda de del receptor és podria haver optat per la realització d’un amplificador comú. L’amplificació d’aquesta forma no asseguraba una bona relació senyal-soroll i es va optar per la realització d’un filtre i un comparador que primer ens afegia un offset a la senyal deixant-la centrada entre valors positius i negatius, després ja es pot comparar amb una tensió 0 i així obtenim una senyal amb una relació senyal-soroll perfecta.

Page 14: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

14

1.5 Solució adoptada 1.5.1 Emissor

La finalitat del circuit emissor és traduir la necessitat de reg de les torretes a un

llenguatge entenedor per un sistema electrònic com el dissenyat, un senyal elèctric, per a que pugui ser transmesa correctament cap al sistema receptor.

La solució adoptada finalment per dur a terme el sistema ha estat la que es representa amb els diagrames de blocs de les figures 9 i 10.

El diagrama de blocs del circuit emissor està format per tres blocs. En un primer bloc mesurem amb uns electrodes el grau d’humitat de la terra a controlar. En paral·lel amb aquests electrodes hi ha una resistència de valor elevat connectada permanentment.

Si la terra està humida, la resistència que s’oposa a la continuïtat entre els electrodes tindrà un valor baix, per tant el paral·lel donarà un valor baix, l’emissor de llum no emetrà i el sistema receptor continuarà a l’espera de rebre la senyal que el faci activar el reg. Pel contrari, si la terra està seca la resistència que s’oposa a la continuïtat entre els electrodes tindrà un valor alt, llavors el paral·lel donarà un valor elevat, l’emissor generarà senyal i per tant emetrà la senyal que ha d’avisar al sistema receptor per activar la bomba de reg.

Sensors humitat

Condicionament

de senyal

Emissor llum

Fig. 9 Diagrama de blocs del circuit emissor

En el segon bloc, condicionem la senyal que capturen els electrodes per tal de

transformar-la en informació que pugui ser tractada electrònicament.

Fig. 10 Diagrama de blocs del circuit emissor

Electrodes

Oscil·lador a 2 kHz

Oscil·lador a 2 Hz

Polarització del LED emissor

Page 15: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

15

En el moment en que el terrenys esta sec, les portes lògiques del circuit integrat

CD74HC132, que actuen com a oscil·ladors amb histèresi, generaran dues ones. Una ona portadora de la informació a 2 kHz i una ona a 2 Hz que és la modulada.

Quan aquestes dos senyals arriben a l’emissor de llum a través de la branca que polaritza el LED emissor, aquest s’encén i emet una senyal a 2 kHz.

Finalment només s’ha posat un emissor de llum i la distància màxima a que es pot col·locar el receptor per tal que detecti la senyal és 1’5 cm.

Cal dir que l’emissor de llum en el nostre cas és el LED d’infrarojos SFH485. La radiació que transmet é infraroja i per tant no és visible per l'ull humà.

A la figura 13 podem veure com ha quedat el PCB del circuit emissor amb tots

els components necessaris per a que realitzi les funcions que s’han comentat anteriorment:

Fig. 13 Circuit emissor

Page 16: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

16

1.5.2 Receptor

La finalitat del circuit receptor és detectar el senyal òptic transmès per l’emissor a través del detector. Aquest senyal òptic haurà de ser convertit en senyal elèctric, el qual haurem de sintonitzar i fer que posi en marxa la bomba de reg.

Detector

Condicionament

de senyal

Activació reg

Fig. 11 Diagrama de blocs del circuit receptor

Com es pot veure a la figura 11, el circuit receptor està format per tres blocs. El

primer d’ells és l’encarregat de rebre la senyal de l’emissor quan emet. El segon bloc transforma i tracta aquesta senyal per tal de fer actuar al tercer bloc segons les necessitats de reg.

Filtre Comparador Seleccionador de freqüència

Fig. 12 Diagrama del bloc que condiciona la senyal

A la figura 12 es mostra el diagrama de blocs de les etapes encarregades de

condicionar la senyal rebuda pel receptor per a que es pugui activar el relé que donarà pas al reg.

En el moment en que a través del circuit emissor es detecti la necessitat de reg,

el fototransistor SFH309, que actua com a detector, conduirà i la senyal lumínica que rebi serà transformada en corrent que generarà una tensió. En general, els fotodetectors tenen la característica de generar un corrent quan són il·luminats en un determinat rang de longitud d’ona.

Aquesta tensió generada pel receptor, la filtrem amb un condensador que eliminarà possibles interferències, i per treballar amb una senyal de màxim recorregut utilitzem un amplificador operacional (CA3130) en configuració de comparador amb 0V, que no variarà la freqüència de la senyal. El seleccionador de freqüència, que només funcionarà quan rebi la freqüència concreta per la qual ha esta configurat, activarà la sortida i es donarà pas al reg.

La ona lluminosa que arriba al detector pot tenir moltes freqüències diferents perquè pot arribar d’altres llocs que no sigui el nostre sistema emissor, per això s’inclou en el circuit receptor el sintonitzador de freqüències calibrat de tal forma per a que només activi la sortida en cas de rebre una determinada freqüència, la que emet el circuit emissor.

Page 17: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

17

Quan el terreny està humit l’emissor no genera senyal, i per tant no s’activarà la sortida del sintonitzador que dona pas al reg.

A la figura 14 podem veure com ha quedat el PCB del circuit receptor amb tots

els components necessaris per a que realitzi les funcions comentades anteriorment:

Fig. 14 Circuit receptor

1.6 Millores al sistema 1.6.1 Aplicabilitat del sistema

Una manera de millorar el sistema en quan a la distancia de separació entre l’emissor i el receptor és reforçar la senyal que emet el circuit emissor o la capacitat de recepció del circuit receptor. En el primer cas hauríem d’augmentar el número de diodes d’infrarojos que emeten a la vegada i en el segon el número de fotodetectors reben.

Un altre dels aspectes que s'haurien de tenir més en compte a l’hora de plantejar-

se millores al sistema per portar a terme una aplicació real seria l’ús de diodes làser en substitució dels diodes d’infrarrojos, ja que això permetria construir un sistema emissor/receptor on la distancia entre els dos fos relativament gran. Tal com es diu anteriorment, una de les principals limitacions de la solució adoptada ve donada per la distància màxima entre l'emissor i el receptor.

En el sistema dissenyat s’ha optat per la opció més simple ja que a tall de

demostració ja és útil.

Page 18: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

18

1.7 Posada en marxa i funcionament

Abans de posar en funcionament els mòduls emissor/receptor és necessari realitzar un seguit de tasques per assegurar el seu bon funcionament i evitar així malmetre'ls.

Mòdul emissor

1- Assegurar-nos que els electrodes estan ben introduïts a la terra i que el material i la posició relativa entre elles son els correctes.

2- Comprovar que les tensions de base dels transistors son les adequades

per a que condueixin, que el valor de R7 sigui el correcte i llavors el LED tingui la suficient tensió i condueixi en cas de necessitar reg.

3- Amb els dos mòduls funcionant comprovar que a la sortida del LED

es té el senyal que es desitja, comprovant-ne l'amplitud i la freqüència. Si no es donés el cas hauríem de revisar que els valors de les resistències i condensador del circuit emissor siguin els correctes.

Mòdul receptor

1- Connectar la bomba d’aigua amb la sortida del circuit receptor.

2- Comprovar que el valor del condensador que filtra la continua és el correcte i deixa passar només l’alterna.

3- Ajustar el valor del potenciòmetre R6 i comprovar que els valors dels

condensadors relacionats amb l’ LM567 són els correctes per a que la freqüència sintonitzada sigui la que emet el circuit emissor.

Page 19: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria descriptiva _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

19

1.8 Planificació Temporal

Ocupació 1: Estudi comparatiu de les diferents estratègies a seguir a l'hora de desenvolupar els diferents mòduls. Ocupació 2: Cerca dels components més idonis per tal de dur a terme el desenvolupament del sistema òptic emissor/receptor que realitzi les tasques de control de reg sense fils. Ocupació 3: Proves de les diferents parts dels circuits sobre placa protoboard. Ocupació 4: Calibració dels diferents paràmetres de la placa emissora i receptora sobre placa protoboard. Ocupació 5: Posada en funcionament i correcció d'errors. Ocupació 6: Disseny del Layout. Impressió dels fotolits i fabricació de les plaques. Ocupació 7: Muntatge de les dues plaques, proves de funcionament i posta en marxa. Ocupació 8: Redacció de l'informe final.

1.9 Resum del pressupost

El pressupost total per al desenvolupament del conjunt òptoelectrònic emissor/receptor que realitzi les tasques de control de reg sense fils puja a la quantitat total de NOU MIL CENT TRENTA-SET EUROS AMB SEIXANTA-UN CÈNTIMS (9.137.61 €).

Tarragona, 21 d’octubre de 2005

Vanessa Aguza Gutiérrez

Enginyera Tècnica Industrial

Page 20: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Sistema automàtic de reg sense fils _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

2. MEMÒRIA DE CÀLCUL

Page 21: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

21

ÍNDEX 2.1 Descripció general ........................................................................................ pàg. 22 2.1.1 Circuit emissor ............................................................................... pàg. 22 2.1.2 Circuit receptor .............................................................................. pàg. 23 2.2 Funcionament del circuit emissor ................................................................. pàg. 24 2.2.1 Circuit de polarització del LED d’infrarojos ................................. pàg. 25 2.2.2 Oscil·lador a 2 Hz ........................................................................... pàg. 31 2.2.3 Oscil·lador a 2 kHz ......................................................................... pàg. 34 2.3 Funcionament del circuit receptor ................................................................ pàg. 43

2.3.1 Captació de la senyal ...................................................................... pàg. 44 2.3.2 Filtre ............................................................................................... pàg. 45

2.3.3 Comparador .................................................................................... pàg. 47

2.3.4 Decodificador de tons LM567 ....................................................... pàg. 48

2.3.5 Circuit d’activació .......................................................................... pàg. 51

Page 22: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

22

2.1 Descripció general 2.1.1 Circuit Emissor La funció principal del circuit emissor és la de transformar la informació que donen els electrodes sensors d’humitat en senyal elèctrica que encengui el LED emissor quen la terra estigui seca i l’apagui quan la terra estigui humida.

L’esquema general del circuit emissor amb tots els components per a que pugui realitzar la seva funció quedarà de la forma que es mostra a la figura 1:

Fig. 1 Esquema general circuit emissor

El que es fa és generar dues ones, una portadora de la informació i l’altre

modulada. Les portes lògiques IC1B, IC1A i IC1D juntament amb les resistències i condensadors corresponents seran les encarregades de generar la ona portadora a 2 kHz i la porta lògica IC1C junts amb les seves i resitències i condensadors generaran la modulada a 2 Hz.

Aquestes senyals polaritzaran correctament la branca encarregada d’activar el LED emissor. Els transistors Q1 i Q2 formen la branca de polarització i juntament amb R7 faran que el LED emissor s’encengui quan sigui necessari.

El díode d’infrarojos transmetrà una energia lumínica, o no, segons indiquin les senyals esmentades. Això significa que el circuit emissor permet convertir un senyal d’humit/sec en un senyal de llum infraroja que serà detectada per la part receptora i aquesta actuarà en conseqüència.

Page 23: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

23

2.2.2 Circuit Receptor

La primera funció del circuit receptor és detectar el senyal òptic enviat pel circuit emissor i convertir-lo en una tensió i un corrent per a que es pugi treballar electrònicament amb la informació rebuda. A més, s’han d’eliminar les possibles interferències que arribin al detector que no provinguin del circuit emissor.

La senyal infraroja que arriba al receptor pot no vindre del circuit emissor, per

tant s’haurà de comprovar d’alguna manera que estem activant el reg perquè el circuit emissor ho detecta. Utilitzarem un seleccionador de freqüencies que només activarà la sortida quan la freqüència de la senyal que rebi sigui la del emissor.

Les connexions dels components del circuit receptor es pot veure a la figura 2:

C6

Detector

1 2

R2

C3

R1

R4

R3

C1

LED Sortida

1 2

C5

C2

RELE

34

5

68

712

C4

Vcc

Vcc

Vcc

Vcc

Motor

CA3130

Vcc

Vcc

LM567

Fig. 2 Esquema general del circuit receptor A la sortida del seleccionador de freqüències, hi ha connectat un relé que quan commuti donarà pas a l’alimentació cap al LED informatiu i al motor que simularan l’activació del reg.

Page 24: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

24

2.2 Funcionament del circuit emissor

Fig. 3 Esquema general del circuit emissor El circuit emissor es pot dividir en 3 subcircuits. Un d’ells genera una ona

modulada de freqüència 2 Hz i està format per la porta lògica IC1C que gràcies a les resistències R3 i R4, el condensador C4 i el díode D1, actua com a oscil·lador.

L’altre subcircuit genera l’ona portadora a 2 kHz i en funció de la humitat de la

terra. Està format per les portes lògiques IC1B, IC1A i IC1D, les resistències R1, R2, R8, i els condensadors C1 i C3. Cal tenir present que IC1A, IC1B, IC1C i IC1D estan inclosos dintre del circuit integrat CD74LS132.

El tercer subcircuit està format pels transistors Q1 i Q2, les resistències R5, R6,

R7, i el LED emissor d’infrarojos. Aquesta branca de transistors permet amplificar la corrent provinent de l’integrat permetent que el LED condueixi en cas necessari.

L'alimentació del circuit es realitza amb dues piles de 1,5 V connectades en sèrie

de tal manera que s’aconsegueixen 3 V. També hem afegit un condensador de desacoblament C2 entre l’alimentació i massa per eliminar les possibles interferències provinents de les piles.

Per dur a terme el condicionaemnt del senyal sensat pels electrodes, es podia

haver optat per utilitzar el circuit integrat CD4093, però dona problemes per alimentacions properes a 3 v o inferiors. El circuit integrat CD74LS132 realitza la meteixa funció però pot treballar amb tensions d’alimentació des de –0,5 V a 7 V. Com més baixa sigui l’alimentació d’un circuit millor, ja que el consum serà menor. Es va optar per una alimentació a 3 V, perquè és una alimentació que ja permet realitzar totes les funcions del circuit i no implica molt consum.

Page 25: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

25

2.2.1 Circuit de polarització del LED d’infrarojos

El diodes utilitzats en el circuit emissor del sistema són d'infrarojos i de la marca OSRAM. El model utilitzat és el SFH485, i les aplicacions habituals que tenen són les de control remot per infrarojos d'aparells de televisió o aparells de música o de vídeo. Per tant, són diodes que podem trobar en diferents comandaments a distancia utilitzats per a controlar aparells domèstics. Poden operar en un marge molt ampli de temperatures mantenint les seves funcions. Aquest marge és de – 40 ºC fins a 100 ºC.

Les especificacions del semiconductor ens diuen que té un pic d'emissió a la longitud d'ona de 880 nm.

El LED emissor s’ha d’encendre quan la terra on estem controlant la humitat a

través dels electrodes estigui seca. Quan la terra estigui seca, la resistència que oposarà a la continuïtat entre els electrodes serà molt alta. Quan la terra estigui humida, la resitència que oposarà serà baixa gràcies a la pròpia humitat.

La finalitat del circuit de polarització és encendre el LED emissor quan sigui

necessari. Per tal que el LED s’encengui tenim una branca sèrie formada per dos transistors (Q1 i Q2). Aquests transistors tenen com entrada a la base les dos ones generades prèviament a l’integrat. La ona portadora a 2 kHz a la base de Q1 i la ona modulada de 2 Hz al Q2. Aquesta branca es comporta com una porta lògica NOR, es a dir, per a que la sortida valgui ‘1’, les dos entrades han de valer ‘0’.

A la figura 4 es pot veure la situació dels components i com estan connectats

entre ells. De la mateixa manera podem veure la connexió de l’alimentació i del condensador de desacoblament.

Fig. 4 Esquema de la branca sèrie de sortida

Page 26: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

26

El LED s’encendrà només quan les dos entrades dels transistors estiguin a nivell

baix, és dir que la tensió de base sigui un ‘0’ lògic. Quan el LED està encès, és a dir, quan la resistència mesurada pels electrodes és un valor gran, Q1 estarà en zona de tall i zona de saturació i Q2 estarà saturat.

A la figura 5 es pot veure la senyal que representa la tensió que tenim a la base

del transistor Q1 quan el LED està encès.

Fig.5 Tensió a la base de Q1 quan el LED està encès Quan la tensió és 2,1 V: VEB = 3 – 2,1 = 0,9 V à Q1 Saturat Quan la tensió és 2,5 V: VEB = 3 – 2,5 = 0,5 V à Q1 Tall

Page 27: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

27

A la figura 6 es pot veure la senyal que representa la tensió que tenim a la base

del transistor Q2 quan el LED està encès. Quan la tensió és 0,2 V: VEB = 3 – 0,2 = 2,8 V à Q2 Saturat Quan la tensió és 1,8 V: VEB = 3 – 1,8 = 1,2 V à Q2 Saturat

Fig.6 Tensió a la base de Q2 quan el LED està encès

Segons el full de característiques del fabricant quan els transistors estiguin

saturats tindran una tensió emissor-col·lector de 0.4 V amb un corrent de col·lector de 50 mA. Ho comprovarem amb els valors obtinguts de les gràfiques del circuit.

Page 28: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

28

Com es pot observar a la gràfica de la figura 7, al LED tenim una tensió de 0,6 V a 1.45 V. El LED estarà encès quan el valor de la tensió siguin 1,45 V.

Fig. 7 Tensió al LED quan està encès (Resistència mesurada infinita) Com es pot veure a la figura 8, a la connexió sèrie de R7 amb el LED tenim de 0,6

V a 2.2 V. El LED estarà encès quan la tensió siguin 2,2 V.

Fig. 8 Tensió a R7+LED quan el LED està encès (Resistència mesurada infinita)

Page 29: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

29

Per tant el corrent que circula per aquesta branca quan el LED està encès és VR7= I•R7 à I=(2.2-1.45) V / 15 Ω = 50 mA Valor que confirma la informació del full de característiques. Amb la mateixa gràfica de la figura 8 podem confirmar que quan el LED està

encès els dos transistors estan saturats fent un càlcul de tensions. La tensió d’alimentació son 3 V, a la connexió sèrie de R7 amb el LED, hem vist que cauen 2,2 volts, per tant:

3 V – 2,2 V = 0.8 V à 0,8 V / 2 = 0.4 V = VCESat

El LED estarà apagat quan alguna de los dos tensions de base dels transistors estigui a nivell alt, és a dir, que la tensió de base sigui un ‘1’ lògic. Quan el LED està apagat la resistència mesurada pels electrodes és un valor baix. En aquesta situació Q1 passa a tenir 2,5 V fixes a la base, el que provoca una tensió base-emissor de 0,5 V, per tant està en zona de tall i Q2 no canvia la seva amplitud i continua estan en zona de saturació, tal com es pot veure a la figura 9.

Fig. 9 Canal 1-Tensió a la base de Q1 quan LED apagat Canal 2-Tensió a la base de Q2 quan LED apagat

Page 30: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

30

A la figura 10 es pot veure que quan el LED està apagat, en ell cau una de tensió de 650 mV

Fig. 10 Tensió al LED quan està apagat (Resistència mesurada baixa) A la figura 11 s’observa que a la connexió sèrie de R7 amb el LED quan el LED

està apagat cauen 700 mV

Fig. 11 Tensió a R7+LED quan el LED està apagat

Page 31: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

31

Per tant el corrent que circula per aquesta branca quan el LED està apagat és:

VR7=I•R7 à I=(700-650) mV / 15 Ω = 3.3 mA Aquests 3.3 mA són insuficients per encendre el LED d’infrarojos.

2.2.2 Oscil·lador a 2 Hz

Fig. 12 Esquema IC1C

A la figura 12 hi ha representat l’esquema de IC1C que és una porta lògica

NAND que oscil·la entre el nivell lògic ‘1’ i el nivell lògic ‘0’, gràcies a les resistències i condensadors que se li han connectat, a una freqüència de 2 Hz. En aquest oscil·lador, la entrada que correspon al pin 9, està sempre a nivell lògic alt ja que esta sempre connectada a l’alimentació del circuit. L’altra entrada, el pin 10, estarà a nivell lògic alt o baix en funció de si el condensador C4 està carregat o descarregat respectivament.

Aquest oscil·lador és l’encarregat de generar la ona modula i funciona sempre

igual, independentment de la situació en que es trobi la terra a la que s’està controlant la humitat.

Com podem veure a la figura 13, l’oscil·lador tindrà la sortida a nivell baix quan

les dos entrades estiguin a nivell alt, és a dir, quan el condensador C4 estigui carregat fins a 0,9 V, valor que l’oscil·lador el pren com a nivell lògic alt. I tindrà la sortida a nivell alt quan C4 s’hagi descarregat fins a 0,5 V, valor que l’oscil·lador entén com a nivell baix.

En aquest oscil·lador es produeix un cicle d’histèresi en funció del valor de

l’entrada, és a dir, en funció de la tensió al condensador. La tensió al condensador varia entre 0,5 V i 0,9 V i la sortida varia entre 0,3 V i 1,6 V. Mentre el condensador està anant de 0,5 V a 0,9 V la sortida de IC1C val 0,3 V i quan va al revés la sortida val 1,6 V.

Page 32: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

32

Fig. 13 Canal 1-Tensió a C4 -- Canal 2-Sortida IC1C

La sortida del oscil·lador passa de nivell baix a nivell alt quan el condensador C4

es descarrega, i torna a nivell baix quan es torna a carregar. La càrrega de C4 es produeix a través de R3 i la descàrrega a través de R3, R4 i D1. Aplicant la fórmula per calcular la constant de temps d’un condensador, es troba que:

Per la càrrega à τ=R3•C4 on R3=1 kΩ i C4=220 µF ; τ=0.220 s

Per la descàrrega àτ=(R4||R3)•C4 on R4=100 kΩ, R3=1 kΩ i C4=220 µF ; τ=0.218 s

Tal com s’observava a la figura 13, el condensador C4 no arribarà a carregar-se

al valor màxim ni es descarregarà fins al valor mínim, sinó que tindran com a valors màxims els límits del cicle d’histèresi.

Considerant que inicialment el condensador està descarregat, i que per tant la

tensió al pin 10 és ‘0’, la sortida de IC1C està a nivell alt. C4 comença a carregar-se a través de R3 fins que arribi a 0.9 V de càrrega, que és la tensió que l’integrat entén com a nivell alt. Quan a l’entrada hi han dos ‘1’ lògics, la sortida de IC1C passa a nivell lògic ‘0’ i llavors comença la descàrrega de C4 a través de R4, R3 i D1, fins que arriba a un valor de 0.4 V, que l’integrat entén com a nivell lògic ‘0’. Aquest procés s’anirà repetint successivament a una freqüència de aproximadament 2 Hz.

Page 33: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

33

A partir de la figura 13 també podem comprovar que realment la freqüència de

la sortida de IC1C serà aproximadament de 2 Hz:

T = Període = Temps nivell alt + Temps nivell baix à T = 0.12 s + 0.24 s = 0.36 s

Freqüència = f = 1/T = 1/0.36 = 2.77 Hz Per tal de calcular teòricament la tensió d’un condensador en qualsevol moment

del procés de càrrega o de descarrega s’utilitza la formula general

•∞−+∞=τ

tVVoVtVc exp)()( (Equació 1)

on Vc(t) és la tensió al condensador en qualsevol moment del procés V∞ és la tensió al condensador en regim estacionari Vo és la tensió al condensador al moment inicial T és l’instant de temps en el que es calcula la tensió τ és la constant de temps del condensador El temps que C4 estarà en procés de càrrega es calcula aïllant t de l’Equació 1

on:

Vo =0.4 V , V∞=1.6 V , Vc=0.9 V i τ=0.220 s aïllant,

t=0.13 s

Valor que aproximadament coincideix amb el valor real al circuit representat a la figura 13.

El temps que C4 estarà en procés de descarrega també es calcula aïllant t de

l’Equació 1, però en aquest cas els valors inicial i final intercanviats:

Vo =0.9 V , V∞=0.3 V , Vc=0.5 V i τ=0.218 ms aïllant,

t=0.24 s Valor que aproximadament coincideix amb el valor real al circuit representat a la

figura 13.

Page 34: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

34

2.2.3 Oscil·lador a 2 kHz

Fig. 14 Oscil·lador a 2 kHz IC1B, IC1A i IC1D, junt amb les resistències i condensadors corresponents,

tenen com a finalitat generar un senyal oscil·lant a 2 kHz que actuarà d’ona portadora i que en aquest cas si que dependrà de la situació en que es trobi la terra a controlar.

El IC1B és una porta NAND amb histèresi que funciona gairebé

independentment de la senyal que prové dels electrodes. Com podem veure a la figura 15, la sortida estarà a nivell lògic baix quan les dues entrades estiguin a nivell lògic alt. Una de les entrades, el pin 4, està connectada directament a l’alimentació del circuit, per tant, que la sortida estigui a nivell lògic baix o alt dependrà de l’altre entrada, el pin 5, estigui a nivell alt o baix.

Partim de la situació inicial en que C1 està totalment descarregat, és a dir, quan

al pin 5 hi ha nivell lògic baix. La sortida de IC1B estarà a nivell alt provocant que C1 es carregui a través de R1. Quan hagi arribat a una càrrega d’1 V, és a dir a nivell lògic ‘1’ al pin 5, la sortida de IC1B passarà a nivell baix i provocarà que C1 es descarregui a través de R1 fins arribar a una càrrega de 0.4 V, és a dir, nivell lògic ‘0’ al pin 5, llavors la sortida de IC1B passarà a nivell alt començant un altra vegada la cadena de càrregues i descàrregues.

En aquest oscil·lador també es genera un cicle d’histèresi en el que quan el

condensador va de 0.4 V a 1 V, la sortida esta a 1.5 V i quan realitza el procés invers la sortida està a 0.2 V.

La constant de temps per al condensador C1, que és la mateixa per la càrrega i la

descàrrega, és:

τ=R1•C1=470•470 nF=0.221 ms

Page 35: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

35

Fig. 15 Tensió a C1 i sortida de IC1B Tal com s’observava a la figura 15, el condensador C4 no arribarà a carregar-se

al valor màxim ni es descarregarà fins al valor mínim, sinó que tindrà com a valors màxims els límits del cicle d’histèresi.

A partir de la figura 15 també podem comprovar que realment la freqüència de

la sortida de IC1B serà aproximadament de 2 kHz:

T = Període = Temps nivell alt + Temps nivell baix à T = 0.16 ms + 0.32 ms = 0.48 ms

Freqüència = f = 1/T = 1/0.48 ms = 2.08 kHz Per tal de calcular teòricament la tensió d’un condensador en qualsevol moment

del procés de càrrega o de descarrega s’utilitza la formula general comentada anteriorment:

•∞−+∞=τ

tVVoVtVc exp)()( (Equació 1)

Page 36: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

36

El temps que C1 estarà carregant-se es calcula aïllant t de l’Equació 1 on:

Vo =0.4 V , V∞=1.5 V , Vc=0.9 V i τ=0.221 s aïllant,

t=0.17 ms

Valor que aproximadament coincideix amb el valor real al circuit representat a la figura 15.

El temps que C4 estarà en procés de descarrega també es calcula aïllant t de

l’Equació 1, però en aquest cas els valors inicial i final intercanviats:

Vo =0.9 V , V∞=0.2 V , Vc=0.4 V i τ=0.221 ms aïllant,

t=0.31 ms Valor que aproximadament coincideix amb el valor real al circuit representat a la

figura 15. A les figures 15b i 15c podem confirmar que que IC1B és pràcticament

independent del valor de resitència sensat pels electrodes, tal com hem dit en un principi.

Fig. 15b Amb 47ohms sensats pels electrodes Canal 1-Tensió a C1 ; Canal 2-Sortida IC1B

Page 37: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

37

Fig. 15c Tensió a C1 i sortida de IC1B amb 4.7K sensats pels electrodes

Com és pot veure a les dos figures anteriors, la freqüència de la senyal no varia. El IC1A és un inversor. Si la entrada està a nivell alt, la sortida estarà a nivell

baix i viceversa. La sortida sempre va desfasada 180º respecte a l’entrada. És el que es pot veure a la figura 16.

Fig. 16 Quan el LED està encès, resistència sensada infinita. Canal 1-Entrada IC1A ; Canal2-Sortida IC1A

Page 38: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

38

El IC1D és una porta NAND amb histèresi que, juntament amb les senyals que

venen del IC1B i IC1A, genera la ona portadora a una freqüència de 2 kHz que atacarà directament a la base del transistor Q1. Aquesta ona és la que depèn directament de la mesura feta pels electrodes, per tant estudiarem dos casos. El primer cas serà quan la resistència mesurada és infinita, el que significa que la terra està seca i el LED s’ha d’encendre. El segon serà quan la resistència mesurada sigui un valor baix, el que significa que la terra està humida i el LED no s’ha d’encendre.

--------------------------- LED ENCÈS ---------------------------

En aquesta situació, quan a la sortida de IC1A hi ha un ‘1’, el condensador C3 es

carrega a través de R2. La constant de temps que marca la freqüència de 2 kHz a la sortida de IC1A prové de la càrrega i descàrrega de C1 que te una constant de temps τ = 0.221 ms.

Per altra banda, la constant de temps per la descàrrega de C3 a través de la resistència R8 seria

τ = 470 nF • 47 kΩ = 22.09 ms i és per això que C3 no es pot descarregar mai quan la resistència mesurada és

infinita, abans que tingui temps de descarregar-se torna a haver un ‘1’ a la sortida de IC1A que fa que es torni a carregar C3. La commutació de IC1A va a 2 kHz, i el procés de descàrrega de C3 aniria a 22 Hz, molt més lent. La situació que hem comentat es veu representada a la figura 17, on veiem que per qualsevol valor a la sortida de IC1A, el condensador sempre està carregat.

Fig. 17 Canal 1-Tensió a C3 quan LED encès Canal 2-Tenció a pin 12 quan led encès

Page 39: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

39

Que C3 no es descarregui mai, implica que al pin 13 sempre tindrem un ‘1’ lògic i llavors la sortida de IC1D depèn de la oscil·lació provinent de IC1B i IC1A i té la mateixa freqüència. A la figura 18 es representa la senyal de sortida de IC1D quan el LED està encès.

Fig. 18 Canal 2-Sortida IC1D quan LED encès Si comprovem la freqüència d’aquesta senyal per verificar-la amb el valor teòric:

T = Període = Temps nivell alt + Temps nivell baix à T = 0.16 ms + 0.28 ms = 0.44 ms

Freqüència = f = 1/T = 1/0.44 ms = 2.27 kHz Valor que coincideix aproximadament amb l’esperat.

El corrent que surt de IC1D passa a través de R5 (veure figura 4). Amb la figura 18 i la figura 5 que representa la tensió a la base del transistor, es pot calcular la corrent que passa per la resistència R5 quan el LED està encès:

Quan la tensió a la sortida de IC1D està a nivell alt, tenim que:

VR5 = VB(Q1) – VIC1D = 2.2 V – 2.2 V = 0 V ; IR5 = VR5/R5 = 0/680 Ω = 0 A Quan la tensió a la sortida de IC1D està a nivell baix, tenim que:

VR5 = VB(Q1) – VIC1D = 2.2 V – 0.3 V = 1.9 V ; IR5 = VR5/R5 = 1.9 V/680 Ω = 2.8 mA

Page 40: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

40

Com es pot observar, el corrent que genera el circuit és molt petit i seria

insuficient per encendre el LED, per això s’han afegit els transistors Q1 i Q2, que actuen com amplificadors. Als càlculs realitzats per la branca de polarització a l’apartat 2.2.1, el corrent que passa per ella amb l’amplificació dels transistors són 50 mA, que ja son suficients per activar el LED.

--------------------------- LED APAGAT ---------------------------

Tornant al funcionament de IC1D, que la resistència mesurada pels electrodes sigui d’un valor baix, equival a dir que la terra està humida i no s’ha de regar, per tant el LED emissor haurà d’estar apagat.

En aquest cas, quan a la sortida de IC1A hi ha un ‘1’, el condensador C3 també es carrega a través de R2, com en el cas de la terra seca, però ara, quan a la sortida de IC1A hi ha un ‘0’ si que es podrà descarregar.

El camí per descarregar-se és el paral·lel de R8 amb la resistència mesurada pels electrodes. Per la terra seca el paral·lel te un valor alt i per això no te temps de descarregar-se. E n el cas de la terra humida el paral·lel te un valor baix i C3 podrà descarregar-se a través d’ell.

Per exemple, si el valor de resistència mesurat pels electrodes és 47 Ω: R8 || 47 Ω = 46.95 Ω ≈ 47 Ω τ = C3 • (R8 || 47 Ω) = 470 nF • 47 Ω = 22.09 µs

Fig. 19 Canal 1-Tensió a C3 quan LED apagat

Page 41: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

41

Es pot comprovar amb la figura 19 que C3 es carrega i descarrega seguint IC1B:

T = Període = Temps nivell alt + Temps nivell baix à T = 0.16 ms + 0.40 ms = 0.56 ms

Freqüència = f = 1/T = 1/0.44 ms = 1.78 kHz Valor que coincideix aproximadament amb la freqüència de commutació de IC1A.

La τ a través del paral·lel és aproximadament 10 vegades més petita que la

constant de temps de C1, que mana la commutació de IC1A. Quan la terra està seca, el condensador no es carrega mai i per això la sortida de IC1D oscil·lava a la mateixa freqüència que IC1A, però quan la terra està humida trobem que la tensió al pin 12 és la tensió al pin 13 invertida, com és pot veure a la figura 20.

Fig. 20 Canal 1-Tensió a pin 13 quan LED apagat Canal 2-Tenció a pin 12 quan led apagat

Page 42: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

42

Com IC1D és una porta lògica NAND, que te un ‘0’ a la sortida quan les dos

entrades són ‘1’. És per això que quan la terra està humida, com que les dos entrades de IC1D son sempre inverses l’una de l’altra, la sortida sempre serà un ‘1’ lògic tal com es veu a la figura 21, i per tant el LED estarà apagat.

Fig. 21 Canal 2-Tenció a Sortida IC1D quan led apagat

Page 43: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

43

2.3 Funcionament del circuit receptor 2.3.1 Circuit Receptor

C2-82nC3-3.3u

R1-50k

C4-470n

C5-220n

Detector

1 2

LED Sortida

1 2

R2-100kC6-220n

R3-1k

RELE

34

5

68

712

C1-10n

R4-2.2M

Vcc

Vcc

VccVcc

Vcc

LM567CA3130

Motor

Vcc

Fig. 22 Esquema del circuit receptor

El circuit receptor està format per 5 parts. La primera part està formada pel

detector i la resistència R2, el detector s’encarrega de rebre el senyal òptic que emet el LED emissor i la resistència el transforma en una tensió i un corrent.

La segona part és un filtre, format pel condensador C5 i la resistència R4, que elimina les possibles interferències externes.

La tercera part està formada per un amplificador en configuració de comparador amb 0 V que permet obtenir la senyal neta i amb el màxim recorregut.

La quarta part la forma un circuit integrat que selecciona la freqüència per la qual volem que s’activi el reg, és a dir, la freqüència a la emet el circuit emissor. A través dels condensadors C2, C4, C3, C7, C5 i la resistència variable R1 es configura el decodificador per tal que seleccioni la freqüència desitjada.

Per últim, a la sortida del decodificador de tons hi ha connectat un rele que activa la bomba d’aigua quan el decodificador de tons activa la sortida.

Page 44: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

44

2.3.1 Captació de la senyal La primera part del circuit receptor està formada pel detector i una resistència. La resistència R2 permet convertir la senyal d’infrarojos que rep el detector en una tensió per poder treballar amb ella. A la figura 23 es veu representat l’esquema del circuit encarregat de captar la senyal amb els seus components i les connexions entre ells.

Detector1 2

R2-100k

Vcc

Al filtre

Fig. 23 Captació de la senyal

A la figura 24 es veu representada la tensió al detector. Aquesta tensió ha estat generada a partir de la senyal enviada per l’emissor i per tant ha de tenir la mateixa freqüència.

Fig. 24 Senyal rebuda pel fotodetector (LED ON)

Page 45: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

45

Si es calcula la freqüència de la figura 24, tenim que:

T = Període = Temps nivell alt + Temps nivell baix à T = 0.16 ms + 0.28 ms = 0.44 ms

Freqüència = f = 1/T = 1/0.44 ms = 2.27 kHz

Valor que coincideix aproximadament amb la freqüència de la senyal que envia el circuit emissor.

El receptor és un transistor en el que la intensitat de base és la llum que prové del emissor. Quan rep la senyal el transistor condueix i té una tensió colector-emissor, com es veu a figura 24, de aproximadament 0.4 V, per tant la intensitat que passa a través del receptor quan està rebent és:

I = (9 V – 0.4 V) / 100 kΩ = 86 µA

Quan el detector no està rebent res, es veu a la figura 24 que la tensió colector-emissor son 3 V, per tant en aquest cas, la intensitat que es genera és:

I = (9 V – 3 V) / 100 kΩ = 60 µA Aquests valors de corrent generen tensió són molt petits i s’han d’amplificar per

poder treballar correctament amb ells. Si l’amplificació es realitza amb un amplificador general, amplificarem tant la part en que s’està reben com la que no es rep. La diferencia de corrent entre els dos casos és poca, per tant la relació senyal soroll resultant seria molt dolenta. Com alternativa, compararem la senyal per obtenir una senyal neta i amb i amb el màxim recorregut, però abans filtrarem la senyal per donar-li un offset i quedi entre valors positius i negatius. 2.3.2 Filtre

Fig. 25 Filtre Del circuit de la figura 25, R4 permet que el condensador C5, que actua de filtre, tingui un camí cap a massa i es pugui descarregar per permetre el funcionament del circuit. El condensador C5 de 220nF junt amb la R2 del circuit de la figura 23 actua de filtre permet fer un filtrat de la component continua i les possibles interferències del exterior captades pel detector. Després d’aquest filtrat se li ha generat un offset a la senyal que després en serà útil per amplificar-la.

C5-220nR4-2.2M

R2-100k

Del detector

Vcc

Al comparador

Page 46: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

46

Un filtre RC passa alts com el format per R2 i C5 permet el pas de freqüències per damunt d’una freqüència de tall i elimina les que estan per sota d’aquesta. Si s’estudia el circuit (amb components ideals) per freqüències molt baixes, en continua per exemple, el condensador es comporta com un circuit obert, per lo qual no deixarà passar la corrent a la resistència, i la seva tensió serà 0 V. Per una freqüència molt alta, idealment infinita, el condensador es comportarà com un curtcircuit, es a dir, com si fos un cable, per lo qual la caiguda de tensió de la resistència serà la mateixa tensió d’entrada, el que significa que deixarà passar tota la senyal.

A la freqüència de tall, la reactancia capacitiva i la resistència tenen el mateix

valor. Per calcular la freqüència de tall del filtre utilitzem la fòrmula:

CR

f•••

=π2

1

I substituint els valors del circuit tenim que:

HznFMk

f 7220)2.2||100(2

1≈

•••=

π

Es a dir, fa la funció de passa alts, per tal d’eliminar tota la continua que és de

freqüència baixa. Amb el filtre RC passa-alts s’aconsegueix eliminar la part de la senyal continua i

que la senyal quedi aproximadament centrada a 0 V. A la figura 23 la senyal anava de 0.4 V a 3 V i desprès de filtrar-la ens ha quedat entre –0.8 V i 1.5 V. Hem eliminat 1.2 V de continua, com es pot veure a la figura 26.

Fig. 26 Senyal rebuda pel fotodetector filtrada a través del condensador (LED ON)

Page 47: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

47

2.3.3 Comparador En aquesta part utilitzem un amplificador operacional en configuració de comparador amb 0 V per a que la seqüència d’entrada al decodificador de tons tingui el màxim recorregut, una bona relació senyal-sorrol i mateixa freqüència que la senyal que venia del emissor.

CA3130

VccDel filtre Al tone

decoder

Fig. 26 Comparador amb 0 V

L’esquema d’un comparador és com el de la figura 26, que és el que s’ha utilitzat. Aquesta és una aplicació sense realimentació. Compara entre les dos entrades i treu una sortida en funció en funció de quina entrada sigui més gran. La configuració d’un operacional com a comparador segueix la següent equació.

Vcc+ si V+ > V- Vout = Vcc- si V+ < V-

En el nostre cas, quan l’entrada al comparador sigui més gran que 0 V, l’operacional se saturarà positivament i la sortida seran els 9 V de l’alimentació. Quan l’entrada sigui més petita que 0, se saturarà negativament i a la sortida tindrem 0 V. A la figura 27 podem veure la gràfica de la sortida del comparador. L’entrada és la senyal de la figura 26.

+

-

3

26

74

18

CA3130

Vcc

De C5Al C4

Page 48: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

48

Fig. 27 Sortida del comparador Es pot veure a la figura 27 que el funcionament de comparador ha estat el predit,

tenint en conte que al entrada és la senyal de la figura 26. Ha quedat una senyal totalment neta i amb el màxim recorregut, és a dir, de 0 V a 9 V. 2.3.4 Seleccionador de freqüències LM567

L’LM567 és un circuit integrat de propòsit general dissenyat per sintonitzar una freqüència determinada i donar un 0 a la sortida. Els components externs s’utilitzen per centrar la freqüència, independentment, l’ample de banda i el retard de sortida. Aquest circuit és immune a les senyals falses, el centre de la freqüència molt estable i ajustable de 0.01 Hz a 500 kHz.

L’esquema de la figura 28 representa la situació dels components externs i les connexions entre ells.

Page 49: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

49

C3-3.3u

C4-470n

C2-82n

C1-10n

C6-220n

R1-50k

LM567

Delcomparador

Vcc

Al rele

Fig. 28 Circuit decodificador de tons El circuit LM567 treballa com un seleccionador de freqüència controlada pel

potenciòmetre R1 de 10 kΩ i el condensador C1 de 100 nF. La freqüència nominal és d’uns 6 kHz. Quan l’integrat detecta el tren d’impulsos de la freqüència que envia l’emissor, llavors lliura un ‘0’ a la sortida (pin 8). S’ha d’ajustar la freqüència de l’oscil·lador intern del LM567 per tal que sigui igual a la freqüència del tren d’impulsos enviat pel transmissor.

Per tal d’assignar valors als condensadors i resistències perifèrics al LM567 per

a que ens sintonitzi la freqüència desitjada utilitzem s’utilitzen unes fórmules proposades pel datasheet:

111.11

CRfo

••≅

En el nostre cas, i aplicant la fórmula anterior tenim que:

kHznk

fo 03.2108.441.1

1=

••≅

Page 50: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

50

Amb aquests valors de resistència i condensador el decodificador sintonitzi només la freqüència a la que emet el circuit emissor. I en el moment en que detecta la senyal de freqüència determinada, lliura un ‘0’ a la sortida que desprès s’utilitzarà per alimentar correctament una bobina i activar el reg. Aquesta és la senyal representada a la figura 29.

Fig. 29 Sortida del 567 quan el LED està emetent

Per altra banda, quan la freqüència detectada no és la correcta o no es detecta cap,

l’integrat LM567 te alimentació a la sortida, tal com es pot veure a la figura 30.

Fig. 30 Sortida del 567 quan el LED no està emetent

Page 51: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

51

2.3.5 Circuit d’activació Aquesta part és la finalització del circuit. Tenim un relè doble, la bobina del qual està connectada a la sortida del decodificador de tons i a alimentació.

La sortida d’un dels relé la connectem a una branca amb una resistència i un led. Aquest led ens servirà com a demostració per saber quan s’hauria d’activar la bomba d’aigua. El contacte del relé està connectat a la alimentació del circuit, en posició de repòs el relé està connectat als 9 V d’alimentació però com que aquesta sortida no està connectada a cap lloc, el circuit no actua. En el moment en que el circuit emissor detecta la necessitat de reg, el circuit receptor ho detecta i el contacte del relè canvia de posició, donant una tensió de 9V a la branca de la resistència i el led, llavors el led s’encén.

L’altre sortida aniria connectada a una bomba real que s’encarregaria de donar pas al reg. El funcionament és el mateix que amb el led. En aquest cas el contacte aniria connectat a la tensió corresponent per alimentar la bomba, llavors en el moment en que s’hagi de regar, el relé commuta i dona pas a la tensió que posarà en funcionament bomba.

L’esquema de les connexions que realitza l’anteriorment explicat seria:

Fig. 31 Esquema del circuit d’activació de la sortida

A la figura 32 es pot veure la senyal de la tensió a la sortida del relé quan el LED

emissor està encès, per tant quan s’ha d’activar la bomba i regar. Seria la tensió al pin 7 del esquema del rele de la figura 31.

R3

RELE

34

5

68

712

LED Sortida

1 2

D312

220V

Bomba d'aiguaVcc

Vcc

De C6

Page 52: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Memòria de càlcul _____________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

52

Fig. 38 Sortida del relé Mentre el LED emissor no emet, la senyal en aquest mateix punt seria 0 V,

mentre que els 9 V estarien a la pota 8 del esquema del rele.

Page 53: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Sistema òptic d'infrarojos per a comunicació de veu sense fils _______________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

3. PLÀNOLS

Page 54: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Plànols _______________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

53

ÍNDEX

3.1 Emissor ......................................................................................... pàg. 54 3.2 Receptor ........................................................................................ pàg. 55

Page 55: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Plànols _______________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

54

3.1 Emissor

Fig. 1 Layaout de les pistes de la placa del emissor

Fig. 2 Situació dels components dintre de la placa del emissor

Page 56: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Plànols _______________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

55

3.2 Receptor

Fig. 1 Layaout de les pistes de la placa del receptor

Fig. 2 Situació dels components dintre de la placa del receptor

Page 57: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Sistema automàtic de reg sense fils _______________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

4. PRESSUPOST

Page 58: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Pressupost _______________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

56

ÍNDEX

4.1 Amidaments

4.1.1 Material ………………………………………………..……………. pàg. 57

4.1.2 PCB …………………………………………………....……………. pàg. 63

4.1.3 Muntatge ……………………………………………....……………. pàg. 64 4.1.4 Execució ……………………………………………....………….…. pàg. 64

4.2 Pressupost ……………………………………………………....……….……. pàg. 65

4.2.1 Material ……………………………………………..………………. pàg. 65

4.2.2 PCB ……………………………………………....…………………. pàg. 67

4.2.3 Muntatge ……………………………………………....……………. pàg. 67 4.2.4 Execució ……………………………………………....……………. pàg. 67

4.3 Resum del pressupost ……………………………………...........……………. pàg. 68

Page 59: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Amidaments

Emisor 2,00 2,00Receptor 0,00 0,00

TOTAL AMIDAMENT 2,00

Emisor 0,00 0,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

Emisor 1,00 1,00Receptor 0,00 0,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

Emisor 1,00 1,00Receptor 0,00 0,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

4.1 AMIDAMENTS

4.1.1 MATERIAL

U Portapiles individuals per alimentació de 3 V.

U Oscil·lador de 4 NAND’s CD74HC132 de Texas Instruments.

U Clip pila amb cable de 150 mm per alimentació.

U Emissor SFH485 de AlGaAs d'infrarojos d'alta potència.

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria 57

Page 60: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Amidaments

Emisor 1,00 1,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 2,00

Emisor 2,00 2,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 3,00

Emisor 1,00 1,00Receptor 0,00 0,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

Emisor 1,00 1,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 2,00

Emisor 2,00 2,00Receptor 0,00 0,00

TOTAL AMIDAMENT 2,00

U Resistència de 100 k? , de pel·lícula de carbó d' ¼ W.

U Resistència de 470 k? , de pel·lícula de carbó d' ¼ W.

U Resistència de 1 k? , de pel·lícula de carbó d' ¼ W.

U Resistència de 680 ? , de pel·lícula de carbó d' ¼ W.

U Díode 1N4148 de commutació ràpida

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria 58

Page 61: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Amidaments

Emisor 1,00 1,00Receptor 0,00 0,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

Emisor 2,00 2,00Receptor 0,00 0,00

TOTAL AMIDAMENT 2,00

Emisor 0,00 0,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

Emisor 1,00 1,00Receptor 0,00 0,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

Emisor 1,00 1,00Receptor 0,00 0,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

U Resistència de 15 ? , de pel·lícula de carbó d' ¼ W.

U Resistència de 47 k? , de pel·lícula de carbó d' ¼ W.

U Transistor 2N3906.

U Resistència de 560 k? , de pel·lícula de carbó d' ¼ W.

U Condensador electrolític de 100 uF d'alumini, totalment recobert.

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria 59

Page 62: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Amidaments

Emisor 2,00 2,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 3,00

Emisor 1,00 1,00Receptor 0,00 0,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

Emisor 0,00 0,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

Emisor 0,00 0,00Receptor 2,00 2,00

TOTAL AMIDAMENT 2,00

Emisor 0,00 0,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

U Condensador electrolític de 220 uF d'alumini, totalment recobert.

U Condensador electrolític de 3,3 uF d'alumini, totalment recobert.

U Condensador d'470 nF ceràmic multicapa.

U Condensador d'220 nF ceràmic multicapa.

U Condensador d'82 nF ceràmic multicapa.

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria 60

Page 63: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Amidaments

Emisor 0,00 0,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

Emisor 2,00 2,00Receptor 0,00 0,00

TOTAL AMIDAMENT 2,00

Emisor 0,00 0,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

Emisor 0,00 0,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

Emisor 0,00 0,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

U Pila de 1,5V alcalina VARTA

U Tone Decoder LM567 , de National.

U Amplificador Operacional BiMOS CA3130 amb entrada MOSFET i sortida CMOS.

U Condensador d'10 nF ceràmic multicapa.

U Pila de 9V alcalina VARTA

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria 61

Page 64: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Amidaments

Emisor 0,00 0,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

Emisor 0,00 0,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

U Fotodíode SFH309FA, de Si de Siemens.

U Potenciòmere de 50 k? multi-volta de 6mm i 250 mW.

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria 62

Page 65: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Amidaments

Emisor 1,00 1,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 2,00

Emisor 0,00 0,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 1,00

Emisor 1,00 1,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 2,00

Emisor 1,00 1,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 2,00

U Porta LED plàstic gran.

U Caixes porta PCB

4.1.2 PCB

U Circuit imprès a simple cara amb forats metal·litzats.

U Porta LED metàlic petit.

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria 63

Page 66: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Amidaments

Emisor 1,00 1,00Receptor 1,00 1,00

TOTAL AMIDAMENT 2,00

Emisor 280,00 280,00Receptor 280,00 280,00

TOTAL AMIDAMENT 560,00

4.1.4 EXECUCIÓ

H Hores de feina per la realització del disseny de les plaques i del demostrador experimental

4.1.3 MUNTATGE

U Muntatge de la placa de circuit imprès, amb les soldadures corresponents

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria 64

Page 67: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Pressupost

DESCRIPCIÓ AMIDAMENT PREU IMPORT

U Portapiles individuals per alimentació de 3 V. 2,00 1,47 2,94

U Clip pila amb cable de 150 mm per alimentació. 1,00 0,22 0,22

U Oscil·lador de 4 NAND’s CD74HC132 de Texas Instruments. 1,00 0,36 0,36

U Emissor SFH485 de AlGaAs d'infrarojos d'alta potència. 1,00 0,42 0,42

U Díode 1N4148 de commutació ràpida 2,00 0,15 0,30

U Resistència de 100 k? , de pel·lícula de carbó d' ¼ W. 3,00 0,06 0,18

U Resistència de 470 k? , de pel·lícula de carbó d' ¼ W. 1,00 0,06 0,06

U Resistència de 1 k? , de pel·lícula de carbó d' ¼ W. 2,00 0,06 0,12

U Resistència de 680 ? , de pel·lícula de carbó d' ¼ W. 2,00 0,06 0,12

U Resistència de 15 ? , de pel·lícula de carbó d' ¼ W. 1,00 0,06 0,06

U Resistència de 47 k? , de pel·lícula de carbó d' ¼ W. 2,00 0,06 0,12

U Resistència de 560 k? , de pel·lícula de carbó d' ¼ W. 1,00 0,06 0,06

U Transistor 2N3906. 1,00 0,15 0,15

U Condensador electrolític de 100 uF d'alumini, totalment recobert. 1,00 0,90 0,90

U Condensador d'470 nF ceràmic multicapa. 3,00 0,06 0,18

4.2 PRESSUPOST

4.2.1 MATERIAL

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria 65

Page 68: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Pressupost

U Condensador electrolític de 220 uF d'alumini, totalment recobert. 1,00 0,09 0,09

U Condensador electrolític de 3,3 uF d'alumini, totalment recobert. 1,00 0,09 0,09

U Condensador d'220 nF ceràmic multicapa. 2,00 0,06 0,12

U Condensador d'82 nF ceràmic multicapa. 1,00 0,06 0,06

U Condensador d'10 nF ceràmic multicapa. 1,00 0,06 0,06

U Pila de 1,5V alcalina VARTA 2,00 1,21 2,42

U Pila de 9V alcalina VARTA 1,00 2,64 2,64

U Amplificador Operacional BiMOS CA3130 amb entrada MOSFET isortida CMOS.

1,00 1,10 1,10

U Tone Decoder LM567 , de National. 1,00 0,39 0,39

U Fotodíode SFH309FA, de Si de Siemens. 1,00 0,98 0,98

U Potenciòmere de 50 k? multi-volta de 6mm i 250 mW. 1,00 0,90 0,90

TOTAL MATERIAL 15,04

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria 66

Page 69: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Pressupost

DESCRIPCIÓ AMIDAMENT PREU IMPORT

U Circuit imprès a simple cara amb forats metal·litzats. 2,00 7,00 14,00

U Porta LED metàlic petit. 1,00 0,50 0,50

U Porta LED plàstic gran. 2,00 0,50 1,00

U Caixes porta PCB 2,00 5,00 10,00

TOTAL PCB 14,50

DESCRIPCIÓ AMIDAMENT PREU IMPORT

U Muntatge de la placa de circuit imprès, amb les soldadurescorresponents

2,00 15,00 30,00

TOTAL MUNTATGE 30,00

DESCRIPCIÓ AMIDAMENT PREU IMPORT

H Hores de feina per la realització del disseny de les plaques i deldemostrador experimental

560,00 12,02 6.731,20

TOTAL EXECUCIÓ 6.731,20

4.2.3 MUNTATGE

4.2.4 EXECUCIÓ

4.2.2 PCB

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria 67

Page 70: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Pressupost

Capítols Total

4.2.1 MATERIAL 15,04

4.2.2 PCB 14,50

4.2.3 MUNTATGE 30,00

4.2.4 EXECUCIÓ 6.731,20

6.790,74

1.086,51

Subtotal 7.877,25

16% IVA 1.260,36

9.137,61

El total del pressupost per la realització d'un Sistema automàtic de reg sense fils ascendeix a nou mil cent trenta-set euros amb seixanta-un cèntims

4.3 RESUM DEL PRESSUPOST

TOTAL PRESSUPOST EXECUCIÓ MATERIAL16% BENEFICI INDUSTRIAL

TOTAL PRESSUPOST

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria 68

Page 71: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Sistema automàtic de reg sense fils _______________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

5. PLEC DE CONDICIONS

Page 72: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Plec de condicions _______________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

70

ÍNDEX

5.1 Convocats ....................................................................................... pàg. 3 5.2 Exposen .......................................................................................... pàg. 3

5.2.1 Primer ................................................................................ pàg. 3 5.2.2 Segon ................................................................................. pàg. 3

5.2.3 Tercer ................................................................................ pàg. 3

5.3 Clàusules ......................................................................................... pàg. 3

5.3.1 Primera .............................................................................. pàg. 3

5.3.2 Segona ............................................................................... pàg. 3

5.3.3 Tercera ............................................................................... pàg. 4

5.3.4 Quarta ................................................................................ pàg. 4

5.3.5 Cinquena ............................................................................ pàg. 4

5.3.6 Sisena ................................................................................ pàg. 4

5.3.7 Setena ................................................................................ pàg. 4

5.3.8 Vuitena .............................................................................. pàg. 5

5.3.9 Novena ............................................................................... pàg. 5

Page 73: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Plec de condicions _______________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

71

5.1 Convocats

El Dr. Josep Pallarés Marzal, professor titular d’universitat, del Departament

d'Enginyeria Electrònica Elèctrica i Automàtica (DEEEA), de la Universitat Rovira i Virgili (U.R.V), amb domicili a l'Avinguda dels Països Catalans núm. 26 de la ciutat de Tarragona (43007) i la Sra. Vanessa Aguza Gutiérrez, com a Enginyera Tècnica Industrial amb domicili al C/ Benidorm núm 16 de la ciutat de Reus (43205).

Reconeixen la capacitat jurídica per obligar ambdues parts mitjançant aquest

document.

5.2 Exposen

5.2.1 Primer

Que l'Enginyera Tècnica Vanessa Aguza Gutiérrez té els coneixements necessaris en Electrònica i Òptoelectrònica per a desenvolupar les tasques que li siguin encomanades. És per això que el DEEEA requereix dels seus serveis.

5.2.2 Segon

Que el DEEEA que té com a principals tasques les de docència, investigació i recerca està interessat en col·laborar amb les feines de desenvolupament del projecte que durà a terme la Sra. Vanessa Aguza Gutiérrez, prestant-li l'infraestructura necessària per executar dit projecte. 5.2.3 Tercer

Que el DEEEA i l'enginyera tècnica estan d'acord, mitjançant aquest document, en

dur a terme el projecte esmentat, tenint una duració aproximada de quatre mesos. 5.3 Clàusules

5.3.1 Primera

La finalitat principal d'aquest acord és la de que l'enginyera Vanessa Aguza Gutiérrez desenvolupi el projecte amb el nom Sistema automàtic de reg sense fils per al DEEEA a sol·licitud seva.

Page 74: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Plec de condicions _______________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

72

5.3.2 Segona

La Sra. Vanessa Aguza Gutiérrez accepta l'encàrrec sol·licitat, seguint la

planificació temporal que s'esmenta a la Memòria Descriptiva d'aquest mateix projecte.

5.3.3 Tercera S'hauran de seguir els següents programes pre-establerts per les dues parts:

1- Disseny i desenvolupament del projecte. 2- Conveni per la utilització dels laboratoris i l'equip necessari per la correcta

execució de l'obra. 3- Especificacions a seguir així com els impresos a complimentar per ambdues

parts. 5.3.4 Quarta

El desenvolupament de nous productes a partir d'aquest projecte, o el mateix

projecte, així com tota la informació, conclusions, informes i resultats obtinguts seran propietat del DEEEA juntament amb l'enginyera tècnica Vanessa Aguza Gutiérrez. Es podrà patentar el producte només en cas que les dues parts es posin d'acord. Si arribés a donar-se el cas serien les dues parts les que figurarien com a autors del projecte.

Aquesta clàusula pot ser modificada de manera específica i per escrit estan les dues parts presents hi estan d'acord en la modificació d'aquesta. 5.3.5 Cinquena

La responsable del projecte, Vanessa Aguza Gutiérrez, informarà regularment al

representant del DEEEA, Josep Pallarés Marzal, sobre el desenvolupament de les tasques a seguir segons la planificació temporal.

5.3.6 Sisena

La durada del contracte és d'aproximadament unes disset setmanes a comptar a

partir de la data d'aquest document, encara que es podrà veure modificat si les dues parts hi estan plenament d'acord.

5.3.7 Setena

La forma de pagament serà al comptat, abonant les quantitats facturades, i en

efectiu a l'hora de la presentació i demostració del bon funcionament del projecte. El pagament el durà a terme el DEEEA com a representant legal de la U.R.V.

Page 75: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Plec de condicions _______________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

73

5.3.8 Vuitena

Les dues parts poden rescindir aquest contracte si no estan d'acord en algun dels

punts anteriors. Si la persona que rescindeix el contracte és l'enginyera tècnica aleshores serà

aquesta qui haurà de retornar al DEEEA el projecte en l'estat que aquest estigui, quedant aquest en propietat del DEEEA i quedant anul·lades totes les clàusules anteriors.

En cas que sigui el DEEEA qui desitgi la finalització del contracte, serà aquest qui haurà de pagar de forma completa la realització del treball encara que aquest no estigui completament acabat. Quedarà en possessió de l'enginyera Vanessa Aguza Gutiérrez tot el projecte i s’anul·larà la clàusula quarta, de manera que el projecte només podrà ser patentat per l'enginyera esmentada.

5.3.9 Novena

Davant d'un hipotètic conflicte entre ambdues parts per a la resolució de qualsevol

qüestió jurídica que es pugui plantejar, les parts acorden que se sotmetran a l'arbitratge institucional i que acceptaran la decisió arbitral.

Com a prova de conformitat es signa el document per les dues parts: Departament d'Enginyeria Elèctrica Enginyera Tècnica Industrial i Electrònica JOSEP PALLARÉS MARZAL VANESSA AGUZA GUTIÉRREZ

Tarragona, 21 d’octubre de 2005

Page 76: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Sistema òptic d'infrarojos per a comunicació de veu sense fils __________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

6. ANNEX

Page 77: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Annex _______________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

75

ÍNDEX 6.1 Components .................................................................................. pàg. 76

6.1.1 Emissor ............................................................................ pàg. 76

6.1.2 Receptor ........................................................................... pàg. 76 6.2 Nocions bàsiques d’ús del sistema ............................................... pàg. 77

Page 78: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Annex _______________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

76

6.1 Components

Per tal d’utilitzar correctament els components necessaris pel funcionament del sistema, s’han hagut de consultar els fulls de característiques de cadascun d’ells. El medi utilitzat ha estat internet, per això detallarem a continuació la web on han estat trobats els fulls de característiques corresponents.

6.1.1 Emissor - Circuit integrat CD74LS132 à http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/cd74hc132.pdf

- Diode 1N4148 (D1) à http://www.fairchildsemi.com/ds/1N/1N4148.pdf

- LED Emisor à http://www.farnell.com/datasheets/3916.pdf

- Transistor 2N3906 (Q1 i Q2) à http://www.fairchildsemi.com/ds/2N/2N3906.pdf

6.1.2 Receptor - Receptor SFH309 à http://pdf.alldatasheet.co.kr/datasheet-pdf/view/45639/SIEMENS/SFH309.html

- Amplificador Operacional CA3130 à http://www.intersil.com/data/fn/fn817.pdf

- Decodificador de tons LM567 à http://cache.national.com/ds/LM/LM567.pdf

- Relè G5V2 à http://www.europe.omron.com/Images/en/165_18886.pdf

- Diode de protecció 1N914 à http://www.fairchildsemi.com/ds/1N/1N914.pdf

Page 79: Enginyeria Tècnica Industrial en Electrònica Industrialdeeea.urv.cat/public/PROPOSTES/pub/pdf/407pub.pdf · electrònics. El funcionament dels components optoelectrònics està

Annex _______________________________________________________________________________________

_____________________________________ ____________________ Escola Tècnica Superior d'Enginyeria

77

6.2 Nocions bàsiques d’us del sistema

Aquest sistema que mesura la humitat de les plantes i rega quan es necessari, és útil

per qualsevol jardiner o persona aficionada a la jardineria. Per comprovar la humitat, s’han d’introduir els electrodes verticalment entre el tall

de la planta i la torreta. La profunditat dependrà de la torreta, més endins en una gran i més cap a fora en una petita. Per a torretes molt grans, els electrodes han d’estar a prop del tall.

Es pot observar que bellugant els electrodes la lectura d’humitat pot variar això és degut a que les condicions d’humitat no son uniformes ja que hi ha alguns tipus de terra que tendeixen a formar bosses d’humitat. Per tant, en cas de dubte cal treure i posar els electrodes varies vegades per assegurar-nos de la lectura.

En general, per controlar la humitat de qualsevol planta s’haurà de calibrar el sistema segons les necessitats del sistema. És a dir, s’haurà de regar la planta amb la quantitat d’aigua necessària i col·locar els electrodes de tal forma que el LED emissor estigui apagat.

Una vegada el sistema emissor ha llegit el grau d’humitat, si és necessari regar, l’altre part del sistema actuarà en conseqüència. Regarà més o menys temps en funció del temps que l’emissor li estigui enviant la senyal.