PROYECTO_TACOMETRO

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DESCRIPCION TECNICA

UD1: TACOMETRO DIGITAL

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ROYECTO UNIDAD DIDACTICA 1

JOSE COLL GARCIA

REVISION : 29/09/2008

TOTAL

20 HOJA

1

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JOSE COLL GARCIA

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2

INDICE: DEFINICION…………………………………………………………. 3 CARACTERISTICAS………………………………………………… 3 PLANING…………...………………………………………………… 4 GENERACION DE LA SOLUCION.....……....…...………………… 5 DISEÑO PRELIMINAR.………………………..…………………… 6 SIMULACION CAE……………………………..…………………… 10 DISEÑO CAD..............……………………………..………………… 11 MATERIALES..............…………………………….………………… 13 MAQUETA...................…………………………….………………… 14 PROTOTIPO..................…………………………….………………… x ENSAMBLADO MECANICO..…………………….………………… x ANEXO……………...………………………………………………… x

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DEFINICION: Diseñar un circuito que indique las revoluciones de un eje en movimiento. CARACTERISTICAS: Tacómetro sin contacto con sensor Hall o sensor barrera óptica IR, que podrá medir en función de la selección, las revoluciones por minuto de cualquier eje giratorio entre 100 y 9900 Rpm, o bien la frecuencia de la señal entre 0 y 99Hz. Resolución mínima 100 rpm para el tacómetro, o bien 1 hz para el frecuenciómetro. Alimentación de red a 220V AC. El circuito estará montado en dos placas de circuito impreso que serán la placa principal y el panel frontal, las dos unidas mediante una conexión de 32 polos. El circuito estará montado dentro de una caja de PVC con medidas 120x180x50mm.

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CRONOGRAMA DE PLANNING:

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GENERACION DE LA SOLUCION: Un tacómetro es un aparato que mide los impulsos que llegan por unidad de tiempo (minuto), es decir se tiene que contar durante un tiempo y hacer la relación (regla de tres): Si contamos 50 impulsos en 10 segundos, ¿cuantos impulsos por minuto? 50----------- 10seg x ------------ 60seg x = (50imp*60seg)/10seg. = 300RPM de aquí se puede despejar que x= 50imp*(60/10), esto nos hace pensar que si la división nos diera como resultado 1 no tendríamos que hacer cálculos. 60/x = 1 de esto sale que x = 60, es decir si contamos impulsos durante 60 segundos, el resultado ya coincide con RPM pero tiene el inconveniente de que la visualización se refresca muy lentamente. Para evitar esto, contaremos cada 0,6segundos, y como es cien veces mas pequeño el tiempo el resultado lo multiplicaremos por cien, es lo mismo que añadir dos ceros a la derecha del número resultante. Por tanto nuestro circuito de bloques estará compuesto por un sensor de impulsos con su adaptador de señal para obtener salida digital sin ruidos, esta señal entrará en un bloque contador BCD compuesto por dos contadores de cuatro bits cada uno, rango de 00 a 99, este contador estará comandado por un bloque de reloj que con una frecuencia de 1Hz estará 0,6seg en estado alto de forma que con el flanco de subida se reseteará el contador y volverá a iniciar la cuenta hasta que vuelva a caer la señal del reloj pasados 0,6seg. El circuito también tiene un Lacth que almacena la información del contador justo antes de resetearlo, de forma que almacena el número máximo almacenado en los contadores una vez pasados los 0,6seg este número compuesto por ocho bits(2 cifras BCD) se introducen a dos decodificadores BCD a siete segmentos que son los encargados de hacer salir el número por dos displays tipo Led de siete segmentos. Los displays se refrescarán cada ciclo de reloj. Este proyecto se ha modificado para poder seleccionar una segunda frecuencia de reloj que nos permita contar HZ de una señal de entrada comprendida entre 0 y 99Hz.

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DISEÑO PRELIMINAR: Conjunto de bloques del tacómetro hechos y probados en WorkBench:

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Señal del oscilador y señal de entrada de impulsos:

La señal roja es la del oscilador, y la azul los impulsos generados por el sensor de entrada.

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SIMULACION CAE: Para el proceso de simulación se ha utilizado el programa Electronics WorkBench versión 5.0C, el esquema ha sido montado según se muestra en bloques subcircuitos los cuales facilitan la comprensión del diseño. ESQUEMA DE BLOQUES DEL TACOMETRO:

Los bloques del tacómetro son los detallados mas arriba en el apartado del diseño preliminar.

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DISEÑO CAD: Para el proceso de diseño se ha utilizado el programa ORCAD versión 10.3, usando la utilidad CAPTURE para el diseño de los esquemas electrónicos y LAYOUT para la realización de las placas PCB.

Este proyecto se llama TACOMETRO.OPJ, y está formado por un diseño TACOMETRO.DSN y este formado por dos esquemas:

El primer esquema: PLACA_BASE está compuesto de tres páginas que forman una única placa PCB que será la que estará fijada al interior de la caja y la que tiene la mayor parte de los componentes.

El segundo esquema: FRONTAL está compuesto de una única página que a su vez es una única placa PCB, siendo esta como su nombre indica el frontal del equipo y su función será alojar los displays y los pulsadores de mando, puesta en marcha y apagado.

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FUENTE DE ALIMENTACION:

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ESQUEMA PRINCIPAL:

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RELOJ DE DOBLE FRECUENCIA:

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PANEL FRONTAL DISPLAYS Y PULSADORES:

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FOTOCELULA DE BARRERA POR INFRAROJOS:

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MATERIALES: Los materiales utilizados para este proyecto son: Copia del archivo Bill Off Materials (Bom) del programa Capture. PLACA_BASE: Item Quantity Reference Part ______________________________________________ 1 1 C1 1MF 2 2 C2,C3 100MF 3 6 C4,C5,C6,C7,C8,C9 100nF 4 1 C10 10nF 5 1 C11 10MF 6 1 D1 BRIDGE 7 1 D2 1N4148 8 1 F1 FUSE 9 1 J1 CON2 10 2 J2,J4 CON32 11 1 J3 SENSOR 12 4 LD1,LD2,LD3,LD4 DISPLAY 13 1 Q1 BTA08 600B 14 1 Q2 BC327 15 1 R1 100R 16 1 R2 47K 17 27 R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10, 1K R11,R12,R13,R14,R15,R16, R18,R23,R24,R25,R26,R27, R28,R29,R30,R31,R32,R33, R34 18 2 R17,R21 10K 19 2 R19,R20 100K 20 2 R22,R35 R 21 4 SW1,SW2,SW3,SW4 SW PUSHBUTTON 22 1 T1 TRANSFORMER 23 1 U1 7805 24 1 U2 74LS374 25 2 U3,U5 74LS47 26 1 U4 74HC390 27 1 U6 74LS00 28 1 U7 NE555

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MAQUETA: En esta fase montamos parcialmente los bloques del circuito sobre una placa de prototipos (Protoboard) de forma que probamos el correcto funcionamiento de nuestro circuito tal como quedó reflejado en la simulación. Se han probado por separado los bloques: Control ON OFF de la alimentación con tiristor y pulsadores. Oscilador con 555 y doble frecuencia seleccionable por dos pulsadores y una báscula. Contador doble 74HC390 y LATCH Decodificador iete segmentos y display. PROTOTIPO: En esta fase ya tenemos hecho todo el diseño con las correcciones pertinentes después del proceso de simulación y de haber montado una maqueta previa, por tanto el montaje no tendría que dar grandes problemas y su funcionamiento tendría que estar casi asegurado. El prototipo ha sido montado a partir de los diseños hechos con el programa ORCAD LAYOUT. Las medidas de las placas han sido elegidas para que las dos placas se fabriquen desde la base de una única placa doble cara normalizada de 100x160mm.

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Placa principal: Medidas 100x115mm.

Placa Frontal: Medidas 94x40mm.

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ANEXO:

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