Circuitos Digitales III

CONTADOR DE MONEDAS

ALUMNOS:

COTA VILLASEÑOR JUAN LUIS

ECHEAGARAY COLLANTES GABRIEL

ORTEGA HERNANDEZ NICOLAS

QUINTERO VALDEZ MARIO ARTURO

GRUPO:

381

PROFESOR:

EVERARDO INZUNZA

ENSENADA, BAJA CALIFORNIA 24 DE NOVIEMBRE DEL 2010

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA FACULTAD DE INGENIERÍA

CAMPUS ENSENADA

“Por la realización plena del hombre”

INTRODUCCION

El sensor que utilizaremos para medir el espesor es un sensor infrarrojo, que utiliza la propiedad de reflectividad y reflectancia de los objetos que mide, por lo tanto agregaremos un pequeño resumen con algunos conceptos básicos, que son necesarios saber. Reflectividad: En fotometría y en transferencia de calor, la reflectividad es la fracción de radiación incidente reflejada por una superficie. En general debe tratársela como una propiedad direccional, en función de la dirección reflejada, de la dirección incidente, y de la longitud de onda incidente Reflectancia: Cantidad de energía que es reflejada por un objeto luego de que esta incide sobre él. El resto de la energía incidente puede ser transmitida o absorbida por el objeto.

Sensores Infrarrojos. Sensores pasivos

Están formados únicamente por el fototransistor con el cometido de medir las radiaciones provenientes de los objetos. Sensores activos

Se basan en la combinación de un emisor y un receptor próximos entre ellos, normalmente forman parte de un mismo circuito integrado. El emisor es un diodo LED infrarrojo (IRED) y el componente receptor el fototransistor.

CLASIFICACION POR SEÑAL EMITIDA. Sensores reflexivos

Este tipo de sensor presenta una cara frontal en la que encontramos tanto al LED como al fototransistor. Debido a esta configuración el sistema tiene que medir la radiación proveniente del reflejo de la luz emitida por el LED. Se tiene que tener presente que esta configuración es sensible a la luz del ambiente perjudicando las medidas, pueden dar lugar a errores, es necesario la incorporación de circuitos de filtrado en términos de longitud de onda, así pues será importante que trabajen en ambientes de luz controlada. Otro aspecto a tener en cuenta es el coeficiente de reflectividad del objeto, el funcionamiento del sensor será diferente según el tipo de superficie. Sensores de ranura (Sensor Break-Beam)

Este tipo de sensor sigue el mismo principio de funcionamiento pero la configuración de los componentes es diferente, ambos elementos se encuentran enfrontados a la misma altura, a banda y banda de una ranura normalmente estrecha, aunque encontramos dispositivos con ranuras más grandes. Este tipo se utiliza típicamente para control industrial. Otra aplicación podría ser el control de las vueltas de un volante. Sensores modulados

Este tipo de sensor infrarrojo sigue el mismo principio que el de reflexión pero utilizando la emisión de una señal modulada, reduciendo mucho la influencia de la iluminación ambiental. Son sensores orientados a la detección de presencia, medición de distancias, detección de obstáculos teniendo una cierta independencia de la iluminación.

Sensores de barrido

La diferencia con los anteriores reside en que el sensor realiza el barrido horizontal de la superficie reflectante utilizando señales moduladas para mejorar la independencia de la luz, el color o reflectividad de los objetos. Normalmente estos sistemas forman parte de un dispositivo de desplazamiento perpendicular al eje de exploración del sensor, para poder conseguir las medidas de toda la superficie.

TIPOS DE CONFIGURACIONES Configuración óptica Esta configuración se basa en un único sensor enfrentado a un cristal, el cual genera la imagen de una sección de la región a medir. Dicho cristal solidario con un motor de rotación con el objetivo de lograr el barrido de toda el área. Tiene la ventaja que adquiere un secuencia continua de la región de barrido. Resulta un sistema lento en términos de exploración. Configuración en array de sensores En este caso la configuración del sistema de medida está formado por un array de sensores infrarrojos, por tanto no es necesario la utilización de ningún sistema de cristales, únicamente necesita un conjunto de lentes ópticas de enfoque (concentración de la radiación) a cada uno de los sensores. Esta configuración es más compleja pero permite mayor velocidad de translación i mejor protección contra errores de captación.

OBJETIVO El proyecto antes mencionado, contara y diferenciara las monedas de denominaciones de $10, $5, $2, $1. El proyecto está conformado por un sensor de distancia el cual nos dará un voltaje a diferentes espesores, con eso se podrá diferenciar entre las diferentes monedas. También será conformado por una banda transportadora y un LCD. MATERIAL Y EQUIPO Sensor de distancia GP2Y0A01. Amplificadores operacionales (Amplificador de instrumentación) Resistencias 10 k Ohm. Resistencia de precisión de 20 k Ohm. Potenciómetros 10 k Ohm Microcontrolador 16F877A (o 16F84A) ADC 0804 Cristal 4 MHz

Capacitores 22 pF Display LCD LM016L

DIAGRAMA DE INSTRUMENTACION.

DIAGRAMA DE POTENCIA

R1

10k

R2

10k

R4

10k

3

2

1

411

U2:A

TL084R710k

R1

(2)

RV110K

3

2

1

411

U1:A

TL084

R810k

RV2100K

5

6

7

411

U1:B

TL084

10

9

8

411

U1:C

TL084

12

13

14

411

U1:D

TL084

5

6

7

411

U2:B

TL084

10

9

8

411

U2:C

TL084

R310k

R610k

R910k

R1010k

R1110k

RV3

10K

D1

LED-GREEN

D2

LED-GREEN

D3

LED-GREEN

D4

LED-GREEN

D5

LED-GREEN

R12330k

R13330k

R14330k

R15330k

R16330k

RV3(2)

U1:B(V-)

U1:B(V+)

U1:C(V+)

U1:D(V-)

U1:C(V-)

U1:D(V+)

U2:B(V-)

U2:B(V+)

U2:C(V-)

U2:C(V+)

U1:A(V+)

U1:A(V-)

U2:A(V+)

U2:A(V-)

RL1OMI-SH-124L

RL1(NO)Q1TIP41

Q1(C)

R1

330k

Programa implementado

list p=16F84A RADIX HEX INCLUDE P16F84A.INC __CONFIG _CP_OFF & _WDT_OFF & _PWRTE_ON & _XT_OSC CBLOCK 0X0C ENDC contador1 equ 0X3D contador2 equ 0X4D contador5 equ 0X2E contador10 equ 0X1E cont1 equ 0X22 cont2 equ 0X23 cont5 equ 0X24 cont10 equ 0X25 con1 equ 0X26 con2 equ 0X27 con5 equ 0X28 con10 equ 0X29 ORG 0 goto INICIO TABLA addwf PCL retlw b'00110000' retlw b'00110001' retlw b'00110010' retlw b'00110011' retlw b'00110100' retlw b'00110101' retlw b'00110110' retlw b'00110111' retlw b'00111000' retlw b'00111001' return INICIO bsf STATUS,RP0 movlw 0X18 movwf PORTA movlw 0X07 movwf PORTB bcf STATUS,RP0 clrf PORTB clrf PORTA clrf cont1 clrf cont2 clrf cont5 clrf cont10 clrf con1 clrf con2 clrf con5 clrf con10 movlw .1 movwf contador1 movwf contador2 movwf contador5 movwf contador10 call desplegar_msg PRINCIPAL bsf PORTB,3 btfss PORTA,3 goto PRINCIPAL bcf PORTB,3 call Retardo_1s diez_pesos btfss PORTB,2 goto cinco_pesos movlw .12 call LCD_PosicionLinea2 movf con10,w call desplegar_cente movlw .13 call LCD_PosicionLinea2 movf cont10,w

call desplegar_dece movlw .14 call LCD_PosicionLinea2 movf contador10,w call desplegar_uni incf contador10,1 movlw .10 xorwf contador10,0 btfss STATUS,Z goto PA_CERO clrf contador10 incf cont10,1 movlw .10 xorwf cont10,0 btfss STATUS,Z goto PA_CERO clrf cont10 incf con10,1 movlw .10 xorwf con10,w btfss STATUS,Z goto PA_CERO clrf con10 goto PA_CERO cinco_pesos btfss PORTB,1 goto dos_pesos movlw .4 call LCD_PosicionLinea2 movf con5,w call desplegar_cente movlw .5 call LCD_PosicionLinea2 movf cont5,w call desplegar_dece movlw .6 call LCD_PosicionLinea2 movf contador5,w call desplegar_uni incf contador5,1 movlw .10 xorwf contador5,0 btfss STATUS,Z goto PA_CERO clrf contador5 incf cont5,1 movlw .10 xorwf cont5,0 btfss STATUS,Z goto PA_CERO clrf cont5 incf con5,1 movlw .10 xorwf con5,w btfss STATUS,Z goto PA_CERO clrf con5 goto PA_CERO dos_pesos btfss PORTB,0 goto un_peso movlw .12 call LCD_PosicionLinea1 movf con2,w call desplegar_cente movlw .13 call LCD_PosicionLinea1 movf cont2,w call desplegar_dece movlw .14 call LCD_PosicionLinea1 movf contador2,w call desplegar_uni incf contador2,1 movlw .10

xorwf contador2,0 btfss STATUS,Z goto PA_CERO clrf contador2

incf cont2,1 movlw .10 xorwf cont2,0 btfss STATUS,Z goto PA_CERO clrf cont2 incf con2,1 movlw .10 xorwf con2,w btfss STATUS,Z goto PA_CERO clrf con2 goto PA_CERO un_peso btfss PORTA,4 goto PRINCIPAL movlw .4 call LCD_PosicionLinea1 movf con1,w call desplegar_cente movlw .5 call LCD_PosicionLinea1 movf cont1,w call desplegar_dece movlw .6 call LCD_PosicionLinea1 movf contador1,w call desplegar_uni incf contador1,1 movlw .10 xorwf contador1,0 btfss STATUS,Z goto PA_CERO clrf contador1 incf cont1,1 movlw .10 xorwf cont1,0 btfss STATUS,Z goto PA_CERO clrf cont1 incf con1,1 movlw .10 xorwf con1,w btfss STATUS,Z goto PA_CERO clrf con1 goto PA_CERO PA_CERO bsf PORTB,3 btfsc PORTA,3 goto PA_CERO goto PRINCIPAL desplegar_uni call TABLA call LCD_Nibble return desplegar_dece call TABLA call LCD_Nibble return desplegar_cente call TABLA call LCD_Nibble return desplegar_msg call LCD_Inicializa movlw Mensaje1 call LCD_Mensaje movlw .8 call LCD_PosicionLinea1 movlw Mensaje2

call LCD_Mensaje call LCD_Linea2 movlw Mensaje5 call LCD_Mensaje movlw .8 call LCD_PosicionLinea2 movlw Mensaje10 call LCD_Mensaje return Mensajes addwf PCL,F Mensaje1 ; Posición inicial del mensaje 0. DT "$1= 000", 0x00 Mensaje2 ; Posición inicial del mensaje 1. DT "$2= 000", 0x00 Mensaje5 ; Posición inicial del mensaje 2. DT "$5= 000", 0x00 Mensaje10 ; Posición inicial del mensaje 2. DT "$10=000", 0x00 INCLUDE LCD_4BIT.INC INCLUDE RETARDOS.INC INCLUDE <LCD_MENS.INC> END

Programa simulado en Proteus

CONCLUSIONES

Cota Villaseñor Juan Luis El objetivo es desarrollar un clasificador de monedas puramente electrónico, capaz de abarcar el mercado con su confiabilidad y precisión. Sin embargo se presentaron varios problemas en la etapa de instrumentación, debido al bajo nivel de resolución del mismo sensor infrarrojo. Este tipo de transductor es utilizado como sensor para contar papel, lo cual nos lleva a que su funcionamiento óptimo esta con objetos que cuentan con el 90% de reflectancia. Es decir que el 90% de la luz es reflejada hacia el sensor, por lo que se decidió pintar de un color blanco las monedas para hacer las pruebas. Sin embargo los problemas no quedaron ahí, surgió el traslape de los valores de voltaje, por lo que el ADC “confundía” un valor con otro, lo cual dificultaba la lectura adecuada del PIC, recordando cursos maternales de electrónica 3, decidimos hacer un medidor de cruce por 0, lo cual permitía hacer más fácil y con menos variación la captura de los datos en el puerto del PIC reduciendo a solamente 5 bits el rango de variación entre cada moneda. Echegaray Collantes Gabriel Ortega Hernández Nicolás. Quintero Valdez Mario Arturo En esta práctica fue muy interesante para mi, por que pudimos ver una buena aplicación de los sensores, que en nuestro caso fue un sensor de proximidad. Al principio tuvimos muchos problemas con este sensor ya que las mediciones obtenidas variaban demasiado rápido y en un rango muy grande, provocando que las variaciones o las mediciones de una moneda se confundieran con la otra. Pero este problema lo pudimos resolver al notar que este sensor era para papel de color blanco, por lo que optamos en “pintar” las monedas en una cara blanca y de esta manera las mediciones eran mas precisas. Tambien tuvimos problemas con la banda transportadora pero lo pudimos solucionar con una transmisión de engranes. El acondicionamiento de senal lo hicimos con un amplificador de instrumentación, seguido de un medidor de cruce por cero, donde obteníamos un dato binario, dependiendo del grosor de la moneda, y este a su vez a un microcontrolador, el cual desplegaba un conteo por cada una de las denominaciones en un display LCD de 2 x 16.