UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA
ÁREA DE ENERGÍA, LAS INDUSTRIAS Y
RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES
INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA Y
TELECOMUNICACIONES
TEMA:
IMPLEMENTACIÓN DE UN CARTEL DE TEXTO
PASANTE UTILIZANDO UNA MATRIZ DE LEDS
CONTROLADA MEDIANTE LABWIEV.
Modulo V
AUTORES:
FRANKLIN GUALÁN
Viviana Loján
Felipe rodríguez
Pablo toledo
COORDINADOR DE MÓDULO:
Ing. Juan pablo cabrera.
FECHA:
14 de Febrero del 2013.
LOJA - EUADOR
2012-2013
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Tabla de contenidos
Capítulos……………………………………………………………..…………….pág.
Tabla de Contenidos ........................................................................................ 2
1. Resumen ....................................................................................................... 3
2. Introducción ................................................................................................. 4
3. Revision de literatura .................................................................................. 5
3.1 Capítulo I: Labview ..................................................................................... 5
3.1.1. Descripción ........................................................................................ 5
3.1.2. Caracteriticas ..................................................................................... 6
3.2 Capítulo II: Tarjeta de adquisición de datos ............................................. 8
3.2.1. Adquisición de datos ......................................................................... 8
3.3 Capítulo III: Modelamiento y montaje del sistema ................................... 9
3.3.1. Planteamiento del diseño .................................................................. 9
3.3.2. Diseño del cartel de texto pasante .................................................... 9
3.3.3. Desarrollo .......................................................................................... 9
3.3.4. Programa en Labview ........................................................................ 3
3.3.5. Circuito para encendido de la matriz ............................................... 16
4. Materiales y Métodos ................................................................................. 17
4.1. Materiales ........................................................................................... 17
4.2. Métodos .............................................................................................. 18
5. Resultados .................................................................................................. 19
6. Discusión .................................................................................................... 20
7. Conclusiones ............................................................................................. 21
8. Recomendaciones ..................................................................................... 22
9. Bibliografía ................................................................................................. 23
10. Anexos ...................................................................................................... 24
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Cartel de Texto Pasante Utilizando Matriz de Leds en Labview.
1. RESUMEN.
Se utilizaron muchas fuentes de consulta, tanto en libros, revistas, folletos e
internet hasta encontrar el diseño apropiado y que esté acorde a nuestras
expectativas. Luego con la ayuda de Labview se procedió a realizar la
programación, la cual una vez comprobada se pudo conectar la tarjeta Daq;
con los drivers instalados, respectivamente. De esta manera se pudo hacer la
conexión entre el software y el hardware (matriz del leds).
Después se elaboró la programación del PIC 16F876A con la ayuda del
programa Flowcode y su respectiva simulación en Proteus, para verificar si su
funcionamiento era el requerido.
Posterior a eso y con todos los programas previamente comprobados en
simulación, se procedió a verificar si los materiales necesarios para su
implementación estaban disponibles en nuestra ciudad. Algunos fueron de fácil
adquisición mientras que otros como la Daq fue proporcionada por un docente
de la carrera.
Después se realizó el circuito impreso con la ayuda de Proteus, para
inmediatamente imprimirlo en papel de fototransfrencia y quemarlo en la placa
baquelita. A continuación, cada dispositivo fue ensamblado y soldado en la
placa.
Finalmente se elaboró una estructura externa, para mejorar su apariencia y
mostrar una de las múltiples aplicaciones que puede ofrecer; por último se
hicieron los arreglos respectivos para que todos los elementos estén seguros.
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2. INTRODUCCIÓN.
Con motivo de fortalecer la formación científico técnica en cada uno de los
estudiantes, la Universidad Nacional de Loja, el Área de Energía las Industrias
y los Recursos Naturales no Renovables la carrera de Ingeniería en Electrónica
y Telecomunicaciones, ha previsto la creación de proyectos teórico – prácticos
que permitan el desenvolvimiento y la práctica creativa de los estudiantes en la
rama de la electrónica que podrá estar vinculada a cada una de sus posibles
aplicaciones como son: las telecomunicaciones, el control automático y la
electromedicina.
En el presente informe se quiere destacar las actividades realizadas desde el
inicio hasta la culminación del proyecto.
En este proyecto se realizó consultas sobre cada uno de los principales
componentes del proyecto, así como de los conceptos básicos de
funcionamiento. También se detalla todo el proceso de diseño del circuito
impreso de control y construcción del proyecto; y todos los materiales utilizados
con su respectivo valor comercial.
En el transcurso de este módulo se ha venido recibiendo clases de algunas
materias entre ellas: Electrónica de Potencia y Software para Monitoreo y
Control, esta última; debido a sus múltiples aplicaciones y ventajas incentivó en
gran parte para la implementación del cartel de texto pasando mediante
Labview.
Los dispositivos empleados para fabricar este texto pasante son: resistencias,
PIC’s programables, transistores, registros, Daq, matriz de leds y compuertas
principalmente.
Gracias a la realización del mismo se pudo desarrollar distintas habilidades
prácticas en los estudiantes, además de conocer el impacto ambiental que
ocasionará el mismo.
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3. REVISIÓN DE LA LITERATURA.
3.1. CAPÍTULO I: Labview.
3.1.1. Descripción.
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) es un
sistema de desarrollo basado en programación gráfica orientado a desarrollar
aplicaciones para instrumentación que integra una serie de librerías para
comunicación con instrumentos electrónicos con tarjetas de adquisición de
datos, sistemas de adquisición, etc.
Los programas realizados en LabVIEW se Ilaman instrumentos virtuales "Vls",
ya que tienen la apariencia de los instrumentos reales, sin embargo, poseen
analogías con funciones provenientes de lenguajes de programación.
Los VIs contienen una interface interactiva de usuario, la cual se llama panel
frontal, ya que simula el panel de un instrumento físico. Se puede ingresar datos
usando el teclado o el ratón y tener una visualización de los resultados en la
pantalla del computador. El Panel Frontal es la interface hombre-maquina de un
VI.
Los VIS reciben instrucciones de un diagrama de bloques construido en lenguaje
G el cual suministra una solución grafica a un problema de programación. El
diagrama de bloques es el código fuente de un VI.
Además LabVIEW puede ser usado con poca experiencia en programación pues
utiliza metodologías familiares a técnicos, ingenieros, doctores y la comunidad
científica en general.
Cada VI de LabVIEW cuenta con dos interfaces: panel frontal y diagrama de
bloques. Estas cuentan con paletas que contienen los objetos necesarios para
implementar y desarrollar tareas. La figura 1 muestra estas interfaces dentro de
un entorno Windows.
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Figura 1. Interfaces de un VI.
3.1.2. Características.
Panel frontal.
Es la interface gráfica que simula el panel de un instrumento real, permite la
entrada y la salida de datos, puede contener pulsadores, perillas, botones,
gráficos en general controles e indicadores.
Figura 2. Panel Frontal de una aplicación.
Los controles son objetos que sirven para entrar datos al programa y pueden
ser manipulados por el usuario. Los controles son variables de entrada.
Los indicadores sirven para presentar los resultados entregados por el
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programa y no pueden ser manipulados por el usuario. Los indicadores son
variables de salida.
Diagrama de bloques.
El diagrama de bloques contiene el código fuente grafico del VI, posee
funciones y estructuras que relacionan las entradas con las salidas creadas en
el panel frontal.
En un diagrama se distinguen: terminales, que representan los controles e
indicadores del panel. Funciones y subVls, que realizan tareas específicas.
Estructuras y cables que determinan el flujo de los datos en el programa. En
general, cualquiera de estas partes del diagrama de un VI se denomina NODO.
Figura 3. Diagrama de Bloques de una aplicación.
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3.2. Capítulo II: Tarjeta de adquisición de datos.
3.2.1. Adquisición de Datos.
La adquisición de datos o adquisición de señales consiste en la toma de
muestras del mundo real (sistema analógico) para generar datos que puedan
ser manipulados por un ordenar u otras electrónicas (sistema digital). Consiste,
en tomar un conjunto de señales físicas, convertirlas en tensiones eléctricas y
digitalizarlas de manera que se puedan procesar en una computadora. Se
requiere una etapa de acondicionamiento, que adecua la señal a niveles
compatibles con el elemento que hace la transformación a señal digital. El
elemento que hace dicha transformación es el módulo de digitalización o tarjeta
de adquisición de datos (DAQ).
Figura 4. Tarjeta de adquisición de datos (Daq).
Figura 5. Pines de la Daq.
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3.3. Capítulo III: Montaje y modelamiento del sistema.
3.3.1. PLANTEAMIENTO DEL DISEÑO.
Se propone diseñar un texto pasante controlado por LabView mediante
conexión serial entre este y una tarjeta DAQ6008.
El cartel de texto pasante debe cumplir con las siguientes funciones:
Se deberá ingresar un texto en la computadora, la comunicación entre LabView
y la matriz física se realiza mediante la tarjeta DAQ, que a la vez deberá activar
los transistores que encenderán los LED deseados en la matriz.
Primero se debe crear la fuente y luego guardarla antes de transmitir los datos.
La palabra o frase escrita no puede contener signos de puntación, exclamación
o interrogación.
3.3.2. DISEÑO DEL CARTEL DE TEXTO PASANTE.
Una vez enviadas las señales por la DAQ es necesaria una etapa de
amplificación para poder encender la matriz, esta está conformada por 12
transistores 2N2222 que actúan como interruptores, activados por los pulsos de
la DAQ, y alimentados por un cargador de 15v a 800mA.
3.3.3. DESARROLLO.
Realizar el programa necesario para poder crear fuente y guardar fuente
y que sea posible ingresar el texto en Labview.
Implementar transistores y resistencias para el control de la matriz.
Hacer las conexiones para la DAQ y la matriz.
Incorporar el resto de detalles para su adecuado funcionamiento y su
correcta presentación.
Una de las aplicaciones que puede tener un trabajo de este tipo puede ser
presentar un mensaje o advertencia en una avenida, por ejemplo para indicar
porque calles es más conveniente transitar. También puede servir para mostrar
una señal de peligro o incluso en vayas.
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3.3.4. PROGRAMA EN LABVIEW
Evento: Abrir fuente.
Evento: Array Booleano.
Evento: Crear letra.
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Evento: Guardar.
Interfaz.
Evento: Nueva fuente.
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Evento: Stop.
Evento: Abrir fuente desde la matriz simulada.
Interfaz.
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Evento: Refrescar.
Evento: Salir.
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Evento: Timeout
Evento: Columnas
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Evento: Dejar Espacio
Evento: Texto
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3.3.5. CIRCUITO PARA ENCENDIDO DE LA MATRIZ.
VI1
VO3
GN
D2
U17805
Q12N2222
Q22N2222
Q32N2222
Q42N2222
Q52N2222
Q62N2222
Q72N2222
Q82N2222
Q92N2222
Q102N2222
Q112N2222
Q122N2222
R1
10k
R2
10k
R3
10k
R4
10k
R5
10k
R6
10k
R7
10k
R8
10k
R9
10k
R10
10k
R11
10k
R12
10kR13
10k
R14
10k
R15
10k
R16
10k
R17
10k
R18
10k
R19
10k
R20
10k
R21
10k
R22
10k
R23
10k
R24
10k
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4. MATERIALES Y MÉTODOS.
4.1. Materiales.
26 resistencias de 220 Ω
12 transistores 2N222
1 tarjeta Daq 6008
1 matriz de LEDs bicolor
1 Led
2 metros de cable utp
1 regulador 7805
1 cargador de 15V a 800mA
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4.2. Métodos.
Método Experimental.
Se ha decidido utilizar este método debido a que el proceso a realizarse, tanto
dentro de programación como en el montaje de los elementos; se basará en un
proceso de prueba y error.
Método Computacional.
Este método describe que se utilizará todo aquello relacionado en software
para simular, ya sea dentro de Labview o algún otro entorno que se hace útil y
necesario.
Método de investigación bibliográfica.
Se seguirá este método para obtener información contenida en documentos.
Debido a que describe conjunto de técnicas y estrategias que se emplean para
localizar, identificar y acceder a documentos que contienen la información
pertinente para la investigación.
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5. RESULTADOS.
Luego de muchas pruebas realizadas en Labview para el software, y en la
matriz de leds se comprobó que si mostraba la letra o palabra escrita.
Para la programación; siendo la parte fundamental de este proyecto, fue
necesario tener conocimiento acerca de muchas herramientas que contiene
Labview, así como tener presente el datasheet de la Daq 6008, es decir saber
diferenciar las características de cada entrada y salida. Para así, poder aplicar
los comandos en forma adecuada y en el puerto correspondiente.
Como punto final a este proceso de construcción del texto pasante, se muestra
que al momento de la palabra o la letra, la daq envía las señales y permite que
aparezcan las mismas en la matriz, esta a su vez está alimentada por un
cargador de 12V (800mA). El resto de elementos: transistores 2N222 y las
resistencias de 220 amplifican la corriente para que se muestre con mayor
intensidad el mensaje.
El programa especificado en el Capítulo III muestra detalladamente las fases
que se siguen la programación y la comunicación para mostrar el texto en la
matriz.
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6. DISCUSIÓN.
El desarrollo en cuanto al diseño y construcción del proyecto ha sido
satisfactorio en la mayor parte del mismo; para lo cual se emplearon todos los
conocimientos adquiridos en el 5to Modulo, además de otras fuentes de
investigación consultadas.
Lo más importante a destacar es el software, además de componentes como la
tarjeta de adquisición de datos (DAQ6008), ya que la misma facilito en gran
parte la conexión serial entre LabView y el Hardware.
Antes de decidir hacer uso de la DAQ6008, se iba a emplear un
microcontrolador para que realizar la conexión serial, pero al analizar la
complejidad de este tipo de conexión se optó por utilizar la tarjeta.
La principal desventaja de esta tarjeta radica en el número de puertos digitales
que posee, no siendo estos suficientes para controlar la matriz en su totalidad,
por esto se decidió controlar 4 filas y 8 columnas.
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7. CONCLUSIONES.
Los puertos digitales de la Daq 6008 no son suficientes para controlar la
matriz 8x8.
La Daq no proporciona la suficiente corriente para controlar la matriz por
si sola.
Labview ofrece una gran facilidad al momento de realizar la conexión
serial, gracias a la daq.
Los transistores actúan como switch para mostrar de manera correcta la
letra o palabra escrita.
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8. RECOMENDACIONES.
Utilizar una fuente de poder capaz de entregar la corriente necesaria
para la matriz.
Al momento de utilizar la Daq tener en cuenta la distribuacion de pines,
ya que ésta es muy delicada.
Al programar, intentar ser lo mas eficiente posible para de esta manera
ahorrar espacio y tiempo.
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9. BIBLIOGRAFÍA.
Hart., Daniel W. ELECTRÓNICA DE POTENCIA. Pearson Educación,
S.A.Madrid.2001. 3ra edición. Capítulo 3. Rectificadores de Media Onda:
Fundamentos básicos de análisis. Consultado 5 de noviembre, 2012;
17:29
Muhammad H. Rashid “Electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y
aplicaciones”, 2a. Ed., Prentice Hall, cap 5 pp. 131-141
http://proton.ucting.udg.mx/tutorial/Manual_PIC16F87X/Manual_PIC16F
87X.pdf
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10. ANEXOS.
Datasheet Matriz De Leds Bicolor
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Datasheet del transistor 2N222
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