Electromecánica de procesos

Semestre Agosto-Diciembre 2014

Reporte # 2

“Semáforo”

Equipo 4: Acosta López Mariana

Lanuza Barrera Margarita María Olmedo Gasca Victor Rafael Pérez Pérez Karina Daniela

Saavedra Romero Brian Nathán

Sánchez González Diana Lorena

Grupo 4BM1

M en C. Juan Carlos Martínez Espinoza

Silao, Gto. 23 de Octubre de 2014

Introducción.

En los estudios de electrónica y mecánica es de suma utilidad la utilización de circuitos integrados, ya que estos facilitan el desarrollo de muchos procesos. Este tipo de componentes surgen de la necesidad de reducir los circuitos eléctricos a uno mucho más sencillo y pequeño.

Un circuito integrado, también conocido como chip o microchip, es un pequeño dispositivo elaborado con una pastilla de un material semiconductor, en la cual se fabrican circuitos electrónicos, los cuales están protegidos por un encapsulado de plástico o cerámica. (Franklin, 1975)

Existen diversos tipos de circuitos integrados entre los que se encuentran:

• Circuitos monolíticos.

• Circuitos híbridos de capa fina.

• Circuitos híbridos de capa gruesa.

Y suelen clasificarse de acuerdo a:

• El tipo de señales que manejan.

• La construcción interna.

• El material del sustrato.

• El número de transistores.

(Arias y González, 2006)

En el presente reporte presentamos los resultados de haber realizado un arreglo eléctrico para el funcionamiento de un semáforo convencional. En los diagramas se muestran los circuitos integrados que fueron utilizados para la elaboración del arreglo eléctrico.

Realización del semáforo

Para montar el sistema del semáforo primero se instalo el oscilador LM555 con la configuración Astable de acuerdo a la figura 1. Para calcular la frecuencia con la que el led se enciende, se utilizo la siguiente ecuación:

Sustituyendo nuestros datos de los componentes usados para calcular la frecuencia mínima y máxima obtenemos lo siguiente,

Después se procedió a instalar el contador binario 74LS193 como se muestra en la figura 1.

Figura 1. Diagrama de instalación

5KΩ  

 

wx  

z  y  

Y al tener nuestras señales w, x, y, z, se mandaron al control digital en el cual se implementaron las siguientes funciones que se mestran en la siguiente tabla (Tabla 1) donde se muestran los estados de “encendido” y “apagado” de cada LED, para construir el circuito del semáforo.

Tabla 1. Funciones de cada LED

Más significativas

Menos significativas

w x y z fv fa fr 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 2 0 0 1 0 1 0 0 3 0 0 1 1 1 0 0 4 0 1 0 0 0 0 0 5 0 1 0 1 1 0 0 6 0 1 1 0 0 0 0 7 0 1 1 1 1 0 0 8 1 0 0 0 0 1 0 9 1 0 0 1 0 1 0

10 1 0 1 0 0 1 0 11 1 0 1 1 0 1 0 12 1 1 0 0 0 0 1 13 1 1 0 1 0 0 1 14 1 1 1 0 0 0 1 15 1 1 1 1 0 0 1

Y mediante la realización de un mapa de Karnaugh por cada función para poder encontrar las funciones reducidas. A continuación se muestra el mapa de Karnaugh para la función verde

Tabla 2. Diagrama de Karnaugh para la función del LED verde.

y z

w x 00

01 11 10

00 1 1 1 1

01 0 1 1 0

11 0 0 0 0

10 0 0 0 0

Considerando los grupos de datos, se determinó la combinación de bits correspondiente a cada uno, al final se eliminaron a aquellos que cambian y la función queda establecida por los bits que no cambian su valor. Por lo que la función reducida para el LED verde quedaría finalmente como:

𝑓𝑣 = 𝑤´(𝑥´+ 𝑧)

Tabla 3. Diagrama de Karnaugh para la función del LED amarillo.

y z

w x 00 01 11 10

00 0 0 0 0

01 0 0 0 0

11 0 0 0 0

10 1 1 1 1

Por lo que la función reducida para el LED amarillo quedaría finalmente como: 𝑓𝑎 = 𝑤𝑥´

Tabla 4. Diagrama de Karnaugh para la función del LED rojo.

y z

w x 00 01 11 10

00 0 0 0 0

01 0 0 0 0

11 1 1 1 1

10 0 0 0 0

Y finalmente la función para el LED rojo quedó de la siguiente manera:

𝑓𝑟 = 𝑤𝑥

Ya una vez teniendo nuestras funciones se procedió a montar el sistema digital haciendo uso de las compuertas lógicas AND, OR y NOT.

Anexo: Fotografía del circuito implementado en el protoboard.

Referencias.

1. Arias, J., González, J.L. (2006). Electrónica digital. Delta publicaciones. 130.

2. Franklin, C.F. (1975). Circuitos integrados y sistemas. Serie de microeléctrica. Reverte. 4-10.