Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 1. Introducción Cuando el profesor de Tecnología nos propuso participar en este concurso, comenzamos a plantear diferentes temas que podrían desarrollarse para este proyecto y que implicasen el uso de los contenidos aprendidos durante parte del curso. La electrónica de control, los circuitos analógicos y digitales, sensores, actuadores, etc. circuitos y conceptos trabajados en la teoría, que posteriormente, se pusieron en práctica. A partir del proyecto de construcción de una fuente de alimentación lineal realizada en el primer trimestre, el contador de décadas digital y de los sistemas de control que elaboramos en el segundo trimestre, pensamos en cómo aplicarlo a situaciones reales. Con ello, se nos presentó la disyuntiva de a qué situación usarlo. a mayoría de nosotros queremos seguir en la rama tecnológica en un futuro. A raíz de ello nace las primeras preguntas: ¿en qué industria podría ser aplicado nuestro contador?, ¿de qué manera se utilizaría?, ¿qué elementos lo complementarían? A partir de estas cuestiones, nuestro profesor nos propuso basar nuestro proyecto en la contabilidad de la producción de una granja avícola. Pero, ¿qué dispositivo es necesario utilizar para realizar la cuenta? Este dispositivo debería ser capaz de detectar eventos y transformar éstos en impulsos eléctricos, los cuales serán contabilizados por nuestro contador digital. La cuantificación de la producción de huevos de esta granja requiere de varios proyectos. Un primer proyecto de Obra Civil e Infraestructuras en el que se desarrollarían los aspectos relacionados con el diseño y construcción de la granja, otro trataría sobre la Mecanización de la cadena de producción en el que se contemplarían los aspectos de organización y maquinaria necesaria para dar viabilidad a la granja, tales como:cintas transportadoras, limpieza de los huevos, sistemas de embalaje, etc., y un proyecto de control y gestión de datos en el que se contemplan los aspectos que se desarrollan en esta memoria. Resumiendo, ya tenemos el sistema de alimentación eléctrico, ya tenemos el circuito contador, ya nos hemos iniciado en el conocimiento de los sistemas de control y ahora ¿ que nos falta para controlar el número de huevos?… Tras una larga investigación, encontramos la respuesta: necesitamos otro componente electrónico que sea capaz de contar la repetición de un evento en el medio externo para que la repetición numérica sea mostrada en el display del contador digital. Para este procedimiento se requiere un componente electrónico que sea capaz de transformar la luminosidad en pulsos eléctricos. Esta tarea es llevada a cabo por los sensores, de los cuales existen varios tipos, como los sensores ópticos, térmicos, fotosensibles, etc. De aquí surgió nuestra pregunta: ¿Qué sensor óptico debemos utilizar para cuantificar la producción de una granja avícola? Dada la cuestión anterior, experimentamos con diferentes sensores ópticos hasta encontrar la fotorresistencia LDR y el optoacoplador CNY70. Para la LDR, utilizamos dos montajes diferentes, uno en el que el control de la variable se realiza a 1 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 través de un transistor. El segundo sistema realiza el control de la variable utilizando el circuito integrado 555. Todos los componentes nombrados anteriormente son válidos, aunque sus características serán aceptadas en mayor o menor medida. Para comprobar cuál es el más adecuado, realizamos una investigación utilizando el método experimental. Realizaremos diferentes experimentos que nos lleven a unas conclusiones lo más precisas posible. 2. ¿Para que realizamos este proyecto? Vivimos en una sociedad donde el futuro está marcado por el avance continuo de la tecnología. Hemos elaborado un proyecto para poner en práctica con vistas a nuestro futuro laboral los conocimientos adquiridos a lo largo de este curso sobre electrónica analógica y digital. También se pretende adaptar lo aprendido a la vida real y conocer las aplicaciones que tienen los diferentes circuitos y dispositivos electrónicos. 3. ¿Quiénes somos? Nuestro grupo está compuesto por tres alumnos de 4º de la E.S.O. (Cristina Cabrera Suárez, Daniela Carrasco Rodríguez y Daniele Dal Pan Chirino) de la modalidad científico-tecnológica, orientados por el profesor de la materia de Tecnología, don Antonio Fco. Peña Santana. 4. Diario de un proyecto. ¿Qué nos planteamos? ¿Cómo nos organizamos? ¿Cómo lo hicimos? Miércoles, 23 de septiembre de 2009 Viernes, 25 de septiembre de 2009 Lunes, 5 de octubre de 2009 Viernes, 16 de octubre de 2009 Teoría- Aprendizaje del funcionamiento de una fuente de alimentación (55 min.) Lunes, 19 de octubre de 2009 Miércoles, 21 de octubre de 2009 Jueves, 22 de octubre de 2009 Lunes, 26 de octubre de 2009 Práctica- Diseño de la placa a escala real (25 min.) Teoría- Cálculos necesarios para obtener los valores de los componentes de la fuente de alimentación (55 min.) Teoría- Explicación de la fuente en términos cualitativos (55 min.) Teoría- Medidas de los componentes (40 min.) Práctica- Idealización del diseño de la placa (15 min.) Práctica- Dibujo de las pistas en papel vegetal (10 min.) Práctica- Marcaje de los puntos sobre la placa (5 min.) Práctica- Dibujo de las pistas sobre la placa a partir del dibujo realizado en el papel vegetal (25 min.) 2 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Miércoles, 28 de octubre de 2009 Práctica- Apertura de los agujeros anteriormente marcados con el taladro (8 min.) y eliminación del cobre sobrante con ácido cloruro férrico (15 min.). Limpieza posterior de la placa. Viernes, 30 de octubre de 2009 Lunes, 2 de noviembre de 2009 Miércoles, 4 de noviembre de 2009 Práctica- Acoplamiento de los componentes a la placa (3 min.) Viernes, 6 de noviembre de 2009 Lunes, 16 de noviembre de 2009 Miércoles, 18 de noviembre de 2009 Viernes, 20 de noviembre de 2009 Lunes, 23 de noviembre de 2009 Miércoles, 25 de noviembre del 2009 Lunes, 11 de enero de 2010 Miércoles, 13 de enero de 2010 Lunes, 18 de enero de 2010 Viernes, 22 de enero de 2010 Semana del 1 al 5 de febrero de 2010 Miércoles, 10 de febrero de 2010 Miércoles, 24 de febrero de 2010 Viernes, 26 de febrero de 2010 Lunes, 1 de marzo de 2010 Miércoles, 3 de marzo de 2010 Del viernes, 5 de marzo, al miércoles, 10 de marzo de 2010 Martes, 9 de marzo de 2010 Jueves, 11 de marzo del 2010 Práctica- Soldadura de componentes a la placa (45 min.) Práctica- Soldadura de componentes (10 min.), acoplamiento de cables para la corriente de entrada y salida (5 min.), previamente cortados y pelados (1 min.). Ejecución de la prueba de funcionamiento erróneamente, causa de la quema del condensador. Práctica- Soldadura de nuevos componentes a la placa (transistor, condensador, zener, resistencias y LED) (20 min.) Práctica- Ejecución de la prueba de funcionamiento. Detección de error en la conexión del diodo zener (2 min.). Conexión correcta del zener (5 min.) Práctica- Ejecución de la prueba de funcionamiento y detección de problema no identificado (10 min.). Soldadura de nuevos componentes (transistor, zener y R1)(15 min.). Repetición de la prueba de funcionamiento, con la persistencia del problema anterior (12 min.) Práctica- Ejecución de la prueba de funcionamiento. Desconexión del condensador (10 min.) Práctica- Ejecución de la prueba de funcionamiento. Descubrimiento del problema: error en la conexión del transistor. Soldadura correcta del transistor y de un nuevo condensador (25 min.) Nueva ejecución de la prueba (1 min.). Funcionamiento correcto de la fuente de alimentación. Práctica- Soldadura de nuevos cables (5 min.), cortados y pelados anteriormente (1 min.) Primera sesión del proceso en la que conocimos las puertas lógicas. Practicamos las tablas de verdad y la simplificación por Karnaugh para realizar diferentes funciones. Después de comprender la Electrónica Digital Combinacional (E.D.C.) conocimos la Electrónica Digital Secuencial (E.D.S.). Recibimos información sobre el proyecto y conocimos el sensor CNY 70. Practicamos el diseño de los circuitos integrados 74LS90 y 74LS47. Obtuvimos la placa de prueba y los componentes. Comprobamos la conexión de los pines del display con sus segmentos. Empezamos el proceso de conexión entre el contador y el codificador, así como del 74LS90 a masa y positivo. Proseguimos con el proceso de conexión entre los dos primeros circuitos integrados. Terminamos la conexión entre los primeros componentes. Comenzamos el proceso de conexión entre el 74LS47 y el visualizador. Continuamos con las conexiones 74LS47-display. Aprendizaje de los sensores CNY70, LDR y la aplicación del LDR en el circuito transistorizado y el circuito integrado 555 (30 min). Finalización de la colocación de los componentes del circuito LDR. Comprobación de los flancos (30 min). Perfecto funcionamiento. 3 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Lunes, 15 de marzo de 2010 Completamos el proceso de elaboración del contador BCD. Comprobado en el generador de frecuencias, con un fallo posteriormente solucionado. Jueves, 18 de marzo de 2010 Martes, 23 de marzo de 2010 Jueves, 25 de marzo de 2010 Acoplamiento de los componentes a la placa protoboard: potenciómetro, fotorresistencia, diodo LED y transistor (45 min). Acoplamiento de los componentes en la placa protoboard: circuito integrado 555, fotorresistencia, resistencias, condensador y transistor (60 min). Continuación de la colocación de los materiales. Verificación de error: fallo en el tipo de transistor y condensador empleados. Reemplazamiento por los correctos (80 min). Viernes, 30 de marzo de 2010 Jueves, 1 de abril de 2010 Finalización del acoplamiento de los componentes. Verificación de los flancos y perfecto funcionamiento (20 min). Emplazamiento del patillaje del CNY70 en la placa protoboard. Conexión con las resistencias y el inversor Triger. (40 min) Martes, 6 de Abril de 2010 Jueves, 8 de abril de 2010 Martes, 13 abril de 2010 Martes, Finalización de la colocación del sensor. Descubrimiento de un error: Fallo en la conexión de los cuatros pines del CNY70 en la placa. Reparo del error (60 min). Domesticación del CNY70. Perfecto funcionamiento (30 min). Conexionado de las cuatro protoboard de los displays con el sensor CNY70 y sus respectivos circuitos integrados. Fabricación de la rampa para la demostración. 5. Análisis del problema y objetivos de la investigación y el proyecto. ¿Qué vamos a realizar? Experiencias realizadas La realización del proyecto se divide en tres fases: 5.1. 5.2. 5.3. Electrónica analógica. Realización de la fuente de alimentación. Electrónica digital. Contador de décadas digital Sensores A continuación, se expondrá detalladamente, el proceso llevado a cabo en cada una de las fases citadas anteriormente. 5.1.Electrónica analógica. Realización de la fuente de alimentación La electrónica analógica es una parte de la electrónica que estudia los sistemas en los cuales sus variables, tensión, corriente, etc., varían de una forma continua en el tiempo. En contraposición se encuentra la electrónica digital donde las variables sólo pueden tomar valores discretos, teniendo siempre un estado perfectamente definido “0” y “1”. 5.1.1. Introducción 4 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Esta fase del proyecto consiste en la realización de la fuente de alimentación que alimentará nuestro sistema de control. Una fuente de alimentación es un tipo de circuito electrónico cuya misión es la de proporcionar una tensión continua en su salida a partir de la tensión alterna de la red como entrada, es decir, convertir la corriente alterna en continua. Existen diferentes configuraciones: lineal o conmutada. La primera sigue el esquema transformador-rectificador-filtro-estabilizador, mientras que la segunda sigue el esquema rectificador-conmutador-transformador-rectificador. La fuente que construiremos será de tipo lineal. La fuente de alimentación es utilizada con mucha frecuencia, ya que muchos aparatos electrónicos necesitan corriente continua para funcionar, como es el caso de nuestro contador. 5.1.2. Identificación del problema Debemos realizar una fuente de alimentación lineal con el objetivo de obtener una corriente continua para alimentar nuestro contador de huevos. La tensión de entrada serán los 220V de corriente alterna de la red eléctrica, mientras que la tensión de salida necesaria para el contador tendrá que ser de 5V (Nivel de alimentación para circuitos TTL). La corriente de salida deberá ser fijada en 500mA. El circuito deberá implementarse en una placa de circuito impreso “PCB” y deberá disponer de LED de encendido. 5.1.3. Planificación Listado de materiales y componentes - Placa de circuito impreso con soporte de fibra de vidrio. Cuatro diodos rectificadores de tipo 2N-2007. Una resistencia de 150 /2W y otra de 200 /0.25W Condensador electrolítico de 1000 microfaradios/16V Transistor modelo BD139. Diodo Zener de 5'7V/0.5W Diodo LED. Cables. Papel vegetal. Estaño. Cloruro Férrico. Alcohol. Limpiametales. Algodón Listado de herramientas y útiles 5 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 - Rotulador permanente. - Pinzas. - Cortacables. - Martillo. - Taladro. - Soldador de punta de lápiz de 16W. - Tijeras. 5.1.4. Planos y esquemas eléctricos Un esquema eléctrico es una representación pictórica de un circuito eléctrico en el que se muestran los diferentes componentes del circuito de manera simple y las conexiones entre los dispositivos, que no suelen coincidir con las ubicaciones físicas. Esquema eléctrico de la fuente de alimentación Para diferenciar con facilidad los diferentes bloques, a continuación se presenta un diagrama de bloques indicando qué componentes los forman y la función que realizan. Entrada CA Rectificador Filtro Estabilizador Salida Vcc El rectificador lo forma el puente de diodos (formado por D1,D2,D3 y D4). La señal ya reducida a nivel de 12V por el transformador, es rectificada, al invertir sus semiciclos negativos y convertirlos en positivos. El filtro está formado por el condensador (C1), que filtra los pulsos positivos obteniendo una señal continua más una tensión de rizado. El estabilizador está formado por el diodo zener (Z1) y el transistor (Q1). El transistor linealiza la señal continua eliminando la tensión de rizado. La resistencia (R1) fija la corriente necesaria para el transistor y el zener. 6 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 La resistencia R2 se calcula para que alimente con la corriente adecuada (dada por el fabricante en las hojas de características del LED) La tensión de salida se fija aproximadamente al valor de la tensión de ruptura del zener más el valor de la caída de tensión entre la base y el emisor del transistor bipolar. 5.1.4. Cálculos Se pretende calcular la fuente de alimentación con los requerimientos antes expuestos y que se detallan a continuación: - Voltaje de salida Vo=5V Corriente de salida máxima Io=500mA Datos especificados en la hojas de características de los componentes o o o o o VLED=1.5V ILED 15mA VZENER =5.7V I ZENER 10mA =100 1º) Calculamos la resistencia R2, fijando la corriente en un valor superior al mínimo establecido por el fabricante del LED, por tanto ILED=20mA Siendo: Vo= VLED+VR2 VLED=1.5V VR1= ILED R2 VR1=Vo- VLED Vo- VLED R2= ILED R2=175 La potencia que debe disipar la resistencia R1 es: PR2= VR2 IR2 PR2=3.5 0.020=70mW 7 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 PR1=70mW 2º) Cálculo de la resistencia R1 correspondiente al divisor de tensión de colector y base. Las ecuaciones que relacionan las corrientes y el factor de multiplicación de la corriente de base son: Ie=Ic+Ib Ic Ib= Siempre, si es grande, podemos afirmar que Ic Ie ya que Ib es muy pequeña. Esta aproximación es válida siempre que 100. Se puede afirmar que Io=Ie y dado que Ie Ic=500mA Sabiendo que: Ic Ib= 0.5 = = 5mA 100 Tomando el nodo de base,R1 yZ1 tenemos que las corrientes son: IR1=Ib+IZENER VR1=Vc-VZENER Teniendo en cuenta que la tensión en el nodo de colector es igual a la del secundario del transformador rectificada y filtrada, podemos afirmar que Vc=12V de corriente continua sin estabilizar. Aplicando la Ley de Ohm queda: VR1 R1= IR1 12-5.7 = = 252 (0.005+0.02) R1 250 La potencia que debe disipar la resistencia R1 es: 8 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 PR1= VR1 IR1 PR1=6.3 0.025=157mW PR1=157mW 5.1.5. Diseño 1º) Convertir el esquema teórico en un esquema práctico en el que se detallen las dimensiones de los componentes y su emplazamiento. - Copiar el circuito en papel vegetal a escala 1:1. - Invertir el dibujo, envolver la placa PCB en el papel vegetal situando la superficie dibujada en contacto con la superficie de cobre de la placa virgen. - Marcar con un puntero y un martillo el emplazamiento de los agujeros en la placa. - Quitar el papel y realizar los taladros en la placa y dibujar a mano el ruteado de las pistas conductoras con un rotulador indeleble. Hemos de utilizar un rotulador que resista el ataque del cloruro férrico durante el baño de la placa. 2º) Fabricación del circuito impreso - Introducir la placa en cloruro férrico para reducir el cobre que no esté coloreado con el rotulador. - Limpieza de la placa en agua y se pule la superficie de cobre con la intención de que las soldaduras que se realizarán después de que queden limpias y bien fijas. - Emplazamiento de los componentes en la placa de circuito impreso y soldadura de los mismos. - Emplazamiento de los cables de entrada y salida de la fuente - Conexión al transformador de entrada y prueba de funcionamiento 9 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Las fotografías que se muestran a continuación permiten observar algunos pasos del proceso de fabricación de la fuente de alimentación lineal Serrado de la placa PCB Baño de cloruro férrico. Proceso de reducción oxidación del cobre Finalización del proceso de reducción-ox. Taladrado de los pad´s de conexión 10 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Para ver esta pelícu la, de be disponer de QuickTime™ y de un descompresor . Enplazamiento y soldadura de componentes Fuente terminada 5.2. Electrónica digital. Contador digital 5.2.1. Introducción Un contador digital es un circuito secuencial construido a partir de biestables y puertas lógicas. En la clasificación de los contadores diferenciamos según la forma en que se conmutan los biestables (síncronos, asíncronos), según el sentido de la cuenta (ascendentes, descendentes o UP-DOWN) y según la cantidad que pueden contar (binarios, BCD y contadores Módulo N). En este proyecto se ha construido un contador digital BCD, síncrono y ascendente, cuyo diagrama de bloques se muestra a continuación: Tren de pu lso s Co ntad or de p ulsos Có digo Binario Decimal Co nv erso r d e códig o Có digo 7segmentos Visu alización 5.2.2. Planificación En el proceso de elaboración de un contador se requiere una serie de herramientas y materiales con los que fabricar el circuito en la placa de pruebas. 11 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Listado de materiales y herramientas - - · Protoboard, o breadboard, es una placa de pruebas donde se encontrarán todos los componentes conectados. · Cables, conductores flexibles, permitirán la conexión entre componentes y la circulación de la corriente. · Contador 74LS90, circuito integrado con la función de contar los impulsos eléctricos y emitir un código binario de cuatro bits. · Codificador 74LS47, circuito integrado que traduce el código binario y emite siete señales que sirven para iluminar los segmentos del display. · Visualizador digital, o display, elemento compuesto de siete segmentos y sus pines de conexión, cuyo objetivo es iluminarse y mostrar la información que le llega mediante una señal eléctrica. · Resistencias, componente electrónico que fija la intensidad necesaria para el funcionamiento del visualizador. Listado de herramientas · Pela cables. · Alicates. · Tijeras. · Pinzas. 5.2.3. Diseño Esquema eléctrico 12 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Siguiendo el esquema eléctrico, el funcionamiento del contador digital empieza cuando el contador 74LS90 recibe un pulso por su patilla 14 (CP1) y emite un código binario de un nibble. La señal binaria es enviada al codificador 74LS47, el cual la transforma y emite siete señales, correspondientes a los siete segmentos del display. Este último recibe las señales por los pines adecuados para que se activen los segmentos necesarios. 5.2.4. Cálculos del circuito integrado 74LS90 Los cálculos que se ofrecen a continuación sólo tienen sentido didáctico ya que el circuito integrado ya está implementado como un contador de décadas ascendente pero conviene saber que circuito contiene. Además, podemos implementar el mismo circuito con básculas discretas y puertas lógicas Estado presente Estado futuro QA QB QC QD QA QB QC QD 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 JA 0 0 0 0 0 0 0 1 x x Entradas de las básculas JK KA JB KB JC KC JD x 0 x 0 x 1 x 0 x 1 x x x 0 x x 0 1 x 1 x x 1 x x x 0 0 x 1 x x 0 1 x x x x 0 x 0 1 x x 1 x 1 x 0 0 x 0 x 1 1 0 x 0 x x KD x 1 x 1 x 1 x 1 x 1 Teniendo en cuenta que las básculas JK cumplen la siguiente tabla de la verdad. Qt Qt+1 0 0 0 1 1 0 1 1 J 0 1 x x K x x 1 0 Simplificaciones por medio de las tablas de Karnaugh. Mediante los cálculos que se detallan a continuación se establece el circuito lógico que relaciona las entradas J y K con las salidas Q de cada báscula. 13 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 JA= QbQcQd JB= QcQd AB/CD 0 0 0 1 1 1 1 0 AB/CD 00 0 0 x x 00 0 x x 0 01 0 0 x x 01 0 x x 0 11 0 1 x x 11 1 x x x 10 0 0 x x 10 0 x x x KA= Qd 00 01 11 10 KB= QcQd AB/CD 0 0 0 1 1 1 1 0 AB/CD 0 0 0 1 1 1 1 0 00 x x x 0 00 x 0 x 0 01 x x x 1 01 x 0 x x 11 x x x x 11 x 1 x x 10 x x x x 10 x 0 x x JC= Qd KC= Qd AB/CD 0 0 0 1 1 1 1 0 00 0 0 x 0 00 x x x x 01 1 1 x 0 01 x x x x 11 x x x x 11 1 1 x x 10 x x x x 10 0 0 x x AB/CD 0 0 0 1 1 1 1 0 JD= 1 KD= 1 AB/CD 0 0 0 1 1 1 1 0 00 1 1 x 1 00 x x x x 01 x x x x 01 1 1 x 1 11 x x x x 11 1 1 x x 10 1 1 x x 10 x x x x AB/CD 0 0 0 1 1 1 1 0 14 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 5.2.5. Esquema interno del circuito integrado 74LS90 En la figura que se muestra a continuación se muestra el resultado del cálculo realizado anteriormente, este esquema coincide con el circuito interno del integrado a excepción de los pines de puesta a cero. CL K 1 Jd Qd Jc Kd Qc Jb Kc CLK Ja Kb CLK Qd Qb Ka CLK Qc 5.2.6. Cálculos del circuito integrado 74LS47 Tablas de verdad 15 Qa CLK Qb Qa Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera DECIMAL IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 BCD 7 SEGMENTOS A B C D a b c d e f g 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 5 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 6 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 9 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 En esta tabla se muestra en la primera columna, el número decimal que debe mostrar el display de 7 segmentos. La segunda columna, muestra el Código Binario Decimal. En la tercera columna se muestra el código de 7 segmentos, en ella, cada columna define la tabla de verdad de cada segmento. a f g e b c d Esquema del display de 7 segmentos Segmento a=B+CD+CD Segmento b=C+A+BD+BD AB/CD 0 0 0 1 1 1 1 0 AB/CD 0 0 0 1 1 1 1 0 00 1 1 x 1 00 1 0 x 1 01 1 0 x 1 01 0 1 x 1 11 1 1 x x 11 1 1 x x 10 1 0 x x 10 1 1 x x Segmento c= B+C+D Segmento d=CD+AD+BCD+BC+BC 16 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 AB/CD 0 0 0 1 1 1 1 0 AB/CD 0 0 0 1 1 1 1 0 00 1 1 x 1 00 1 0 x 1 01 1 1 x 1 01 0 1 x 0 11 1 1 x x 11 1 0 x x 10 0 1 x x 10 1 1 x x Segmento e=A+CD+BC+BD AB/CD 0 0 01 11 10 Segmento f= A+CD+BC+BD AB/CD 0 0 0 1 1 1 1 0 00 1 0 x 1 00 1 1 x 1 01 0 0 x 0 01 0 1 x 1 11 0 0 x x 11 0 0 x x 10 1 1 x x 10 0 1 x x Segmento g=A+B+C AB/CD 0 0 0 1 1 1 1 0 00 0 1 x 1 01 0 1 x 1 11 1 1 x x 10 1 1 x x 17 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 5.2.7. Esquema interno del circuito integrado 74LS47 A BCD a b c d e f g 18 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Se debe señalar que el conversor de código 74LS47 se implementa en realidad con puertas “NAND” y “NOR”, el estudio y cálculo de este circuito conversor de código solo tiene coherencia desde el plano educativo, ya que los conocimientos necesarios para realizalos no se imparten en cuarto de ESO. 5.2.8. Contador completo de cuatro dígitos Tomando algunos de los contadores fabricados por los diferentes grupos de trabajo de la clase construimos un contador capaz de contar hasta 9999 eventos, esto hace que tengamos que implementar puertas lógicas con la finalidad de generar el acarreo de las unidades a las decenas, de las decenas a las centenas y de las centenas a las unidades de millar. Analizando la cuenta en código BCD comprobamos que en la combinación correspondiente al número 9 decimal, es el “1001” en binario, de manera que los bit´s que están en estado alto “1” son el mas significativo”Qa” y el menos significativo “Qd” y que sólo en esta combinación están simultáneamente en estado alto, con lo que situando una puerta “AND” cuyas entradas se conecten a los pines”Qa y Qd” del contador de unidades y la salida a la entrada de pulsos del contador de las decenas se controlará el acarreo. Situando de igual modo otras puertas en las centenas y unidades de millar obtenemos un contador de cuatro dígitos capaz de contar desde cero hasta 9999. 5.2.9. Esquema del contador de cuatro dígitos. Unidades Decenas 19 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Centenas Unidades de millar 20 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Para ver esta película, de be disponer de QuickTime™ y de un descompresor . Para ve r esta película, debe di spo ner de Qui ckTi me™ y de un descompresor . Para ver esta película, deb e disponer de QuickTime™ y de un descompresor . 5.3. Sensores Los sensores son dispositivos electrónicos capaces de captar y transformar variables físicas en impulsos (o variables) eléctricas. 5.3.1. Introducción Para detectar el paso de los huevos y poder contarlos tendremos que utilizar sensores ópticos. En la actualidad, los sistemas de control electrónico utilizan multitud de sensores, sensores de luz, humedad, movimiento, temperatura, etc. En nuestro proyecto vamos a estudiar dos sensores ópticos uno analógico y otro digital. A partir del circuito electrónico elaborado, necesitamos otro circuito o componente electrónico (sensor) que sea capaz de detectar la repetición de un evento en el medio externo, para que sea mostrada en el display del contador digital. 21 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Para este procedimiento necesitamos componentes electrónicos que sean capaces de transformar la luminosidad en pulsos eléctricos (0,1) obteniéndose así los siguientes componentes electrónicos: circuito con el generador de pulsos NE-555 y LDR. Circuito transistorizado con LDR y el sensor digital CNY-70 5.3.2. Identificación del problema ¿Qué componente electrónico podemos emplear en nuestro contador digital, para contar el número de repeticiones de un evento que se produce en el medio externo? 5.3.3. Investigación. La principal idea de la investigación es encontrar un componente electrónico que detecte el paso de los huevos y que se pueda conectar al circuito electrónico elaborado. Al cuestionarse el tipo de componente electrónico, se afirmaría que deben ser sensibles a la luz, es decir, que capte los cambios en el medio a partir de la ausencia de la luminosidad. Todo aquel componente que es capaz de percibir magnitudes físicas, son los denominados, sensores. Ahora bien, el componente debe ser capaz de transmitir los cambios de luminosidad y contarlos en eventos para que se muestren en el display del contador de huevos. De forma específica, se afirmaría que el componente electrónico debe transmitir los pulsos luminosos que le llegan del exterior y que se adapte a las condiciones ambientales, para que luego estos pulsos eléctricos sean transmitidos para una contabilización. En nuestro proyecto se analizan dos sensores: LDR y el CNY70. Los componentes nombrados presentan la misma utilidad, aunque una tendrá mayores defectos en mayor o menor medida. Para comprobar cuál es el más útil, procederemos a la hipótesis y su respectiva experimentación. 5.3.4. Listado de materiales y componentes 5.3.5. Para el circuito CNY70 - Placa protoboard CNY70 Inversor Trigger 40106N 22 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera - IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Resistencias (informar cuales son) Cables 5.3.6. Para el circuito integrado 555 - Resistencia 1 megaohm trimmer (empleado otro) Resistencia 4.700 ohm Resistencia 10.000 ohm Resistencia 1.000 ohm Fotorresistencia Condensador 10.000 Pf Condensador 100.000 pF Diodo 1N4007 Diodo Led Transistor NPN BC 237 (empleado otro) Circuito integrado NE555 Placa protoboard 5.3.7. Para el circuito LDR - Fotorresistencia Potenciómetro Resistencias Transistor Placa protoboard 5.3.8. Listado de herramientas y útiles Para trabajar en todos los circuitos se necesitaron las siguientes herramientas: - Alicates. - Pela cables. - Tijeras. 5.3.9. Hipótesis, experimentación y conclusiones acerca de los diferentes sensores y circuitos 5.3.10. LDR Las LDR (Light Dependent Resistor, o Resistor Dependiente de la Luz) son, como su nombre lo indica, resistencias cuyo valor varía de acuerdo al nivel de luz al que están expuestas. 5.3.11. Hipótesis Circuito LDR: 23 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Compuesto por un transistor bipolar, una fotorresistencia (LDR), potenciómetro, resistencia y diodo LED. Al conectar los componentes de la forma requerida, el Diodo Led se apagaría en función de la oscuridad que esté puesta en la fotorresistencia. Vcc Rc LDR R2 5.3.12. Experimentación Circuito LDR: Una vez conectado el circuito en la placa protoboard se alimentó el circuito a los 12V en continua, y a medida que apretamos la LDR, el Diodo Led se apagará. Una vez puesto y comprobado su funcionamiento, se procedió al cálculo del tiempo de los flancos, es decir, el tiempo que tarda en pasar de un estado 0 a un estado 1 (pulsos). Conectando el osciloscopio la parte positiva a la base del transistor y la negativa a la masa del circuito electrónico, se verificó que el tiempo de los flancos es de 98ms. Esta verificación se realizó disparando fotos a la pantalla del osciloscopio, ya que el flanco era imposible de observar porque se producía pocas décimas de segundo y el osciloscopio no es capaz de sincronizar. Después de nuchas fotos, conseguimos lo que parecía imposible, en una de ellas apareció claramente el flanco, pudiendo así determinar que el flanco de subida tiene una duración de 98ms. Circuito detector LDR transistorizado 5.3.13. Conclusiones Circuito LDR: Flanco del circuito transistorizado Tras los resultados obtenidos, valorados y concluidos, se afirma que el circuito LDR es LENTO. Pese a su gran facilidad y su poco costo, no es útil utilizarlo para nuestra finalidad agrícola ya que la resistencia LDR no posee una gran utilidad para un perfecto funcionamiento de la contabilidad por sus inconvenientes: - Se necesita que el objeto se aproxime a muy poca distancia del sensor. - Su lentitud - Su poca estabilidad ante perturbaciones externas. 24 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Por lo que consideramos hipótesis como poco conveniente. 5.3.14. Circuito integrado 555 Además de investigar acerca de los diferentes sensores que podrían ser utilizados en el proyecto, también se investigó sobre las posibilidades que podrían ofrecer distintos circuitos integrados, a parte del 47LS90, entre los resultados de la búsqueda, se encontró el circuito integrado del que se habla a continuación: El circuito integrado 555 es un circuito integrado de bajo costo y de grandes prestaciones. Inicialmente fue desarrollado por la firma Signetics. En la actualidad es construido por muchos otros fabricantes. Entre sus aplicaciones principales cabe destacar las de multivibrador astable (dos estados metaestables) y monoestable (un estado estable y otro metaestable), detector de impulsos, etc. 5.3.15. Emisión de hipótesis El circuito integrado 555 es un circuito integrado compuesto por ocho patillas, y se caracteriza, principalmente, por ser generador de ondas cuadradas. Este circuito es ideal para la finalidad de contar el número de eventos que se produce, siendo además, fácil y barato para montar. Compuesto por un componente básico, la fotorresistencia, que aumentará o disminuirá su valor en función de la luminosidad que le llegue. R1= 1M trimmer C2 = 100.000 pF R2 = 4.7000 1/4 watio DS1 = diodo 1N4007 R3 = 1.000 1/4 watio DL1 = diodo led R4 = 4.700 1/4 watio TR1 = NPN tipo BC547 R5 = 10.000 1/4 watio IC1 = NE555 FRI = Fotorresistencia RELE = relé 12V 1 Circuito C1 = 10.000 pF poléster si no hay luz reflejada en la resistencia. 25 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera R1 IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 C2 R1 R3 1 2 TR1 FR1 9 8 DL1 IC1 3 7 4 6 R5 C1 Esquema del circuito NE-555 con LDR como detector de luz umbral 5.3.16. Experimentación de hipótesis La figura 1.1 demuestra el proceso práctico para realizar el montaje de este simple circuito electrónico. El circuito está alimentado por una tensión de 12V en continua. La idea básica que se ha de tener es que a medida que va aumentado la oscuridad, la fotorresistencia (FR1) aumenta su valor óhmico, de forma que, a su vez, aumenta la tensión que circula por la patilla 2 del Circuito Integrado 555. Si la tensión supera los 1/3 de la tensión de alimentación (12V) por lo que el relé se desconecta y el diodo LED (DC1), conectado a la patilla 7, se apaga. Esquema gráfico del orden en que van conectadas los distintos circuitos electrónicos a partir del circuito integrado 555. Patilla1 Patilla 2 Patilla 3 MASA R1 R4 R5 Base TR1 FR1 R5 Masa (-) Patilla 4 Positivo (+) Patilla 5 C1 Patilla 6 R2 Patilla 7 R2 Patilla 8 DL1 + - *Nomenclatura utilizada en la tabla R1: Potenciómetro R2/R3/R4/R5: Resistencias FRI: Fotorresistencia C1: Condensador DS1: Diodo TR1: Transistor DL1: Diodo LED 26 + + - TR1 B R4 R5 DS1 C DS1 E - + Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Una vez terminado el montaje del circuito electrónico, se alimentaría la placa y suponiendo que todo esté conectado en su preciso orden, el LED se debería encender. Puede suceder que el diodo LED no se encienda, ya que habría que regular el potenciómetro. Circuito con NE-555 y LDR Tras conectar el circuito, ¿cómo comprobamos que funciona con nuestro circuito electrónico “Contador de Huevos”? Se obtiene una respuesta de forma sencilla, usando el medidor de ondas existente en electrónica, el osciloscopio, conectando así, el cableado negativo del osciloscopio a la parte negativa (masa) del circuito 555 y el cableado positivo del aparato al emisor del Transistor. El objetivo de este procedimiento es verificar los pulsos eléctricos y los flancos, simplemente tocando la LDR, produciendo así, una oscuridad sobre la resistencia reflejándose en la pantalla del osciloscopio los impulsos eléctricos en señales cuadradas y los flancos de subida. Una vez comprobado su funcionamiento, conectaríamos (especificar donde) el circuito 555 a la patilla 14 del 7490 (entrada de pulsos) situado en el contador de huevos. Con cálculos sencillos, y una continua observación de la pantalla del osciloscopio, se ha obtenido que el flanco de subida del circuito 555 sea de 5 ms. Trabajando en el banco de pruebas Flanco de bajada del circuito NE-555 27 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 5.3.17. Conclusiones de las hipótesis Tras la experimentación y los resultados obtenidos en ella sobre el funcionamiento del circuito integrado 555, afirmamos que el funcionamiento de este circuito es excesivamente lento para que nuestro contador electrónico cuente los eventos. Pueda resultar incompresible que el tiempo que tarda el circuito 555 en pasar del 0,1 (impulsos) sea de 5 ms en la electrónica se considere como algo excesivamente lento. Una simple explicación para afirmar este hecho es el funcionamiento de los microprocesadores. Por ejemplo, un procesador que tenga una capacidad de 1Ghz, realizará 1 billón de operaciones por segundos. Comprando el dato del circuito 555 y el del un microprocesador cualquiera afirmamos que algo totalmente lento. No obstante, uno de los componentes elementales de este circuito, la Resistencia LDR, pese a su gran lentitud, es un gran elemento ya que es capaz de aumentar o reducir su capacidad óhmica en grandísimas diferencias. En conclusión, debido a este pequeño número de inconvenientes, no sería totalmente adecuado usar este tipo de sensores para nuestro contador, por lo que consideramos esta hipótesis como una hipótesis poco conveniente. 5.3.18. CNY70 El CNY70 es un sensor de infrarrojos de corto alcance basado en un emisor de luz y un receptor, ambos apuntando en la misma dirección, y cuyo funcionamiento se basa en la capacidad de reflexión del objeto, y la detección del rayo reflectado por el receptor. Para ver esta pelícu la, de be disponer de QuickTime™ y de un descompresor . Sensor CNY-70 5.3.19. Emisión de hipótesis El CNY70 es un sensor llamado también “Sensor de reflexión infrarroja” caracterizado por su funcionamiento donde un emisor (diodo) emite un rayo de luz 28 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 infrarroja que será recibido por un receptor (fototransistor). El fototransistor se encarga de recibir la luz siempre y cuando se refleje sobre alguna superficie. (Imagen funcionamiento CYN70) En el momento en el que el rayo infrarrojo se refleja, hace que el sensor detecte y envíe una señal, es decir, nuestra principal finalidad, señales de impulso para el contador digital. De forma que, el CNY70 puede realizar distintas funciones: funcionar como escáner opto electrónico y también, como detector de movimiento de objetos. Para una señal eléctrica efectiva, se ha de diseñar un circuito electrónico sencillo compuesto por varias resistencias: una de 220 ohmios y otra de 100 ohm (47 ohm en nuestro circuito). La primera resistencia limita la corriente que puede circular por el diodo emisor, que como máximo puede ser de 20mA. Si sobrepasa este valor, puede estropearse el diodo. La resistencia R5 tiene la misión de evitar un cortocircuito entre Vcc y masa cuando el transistor se pone a conducir. Otra característica en que la que se va a basar nuestro sensor CNY70, es que existirá un Inversor Triger 40106N, que realizará la función de conformar los pulsos para que no se produzcan estados indeseados que puedan producir carreras en el contador. Este estado se produce cuando el sensor no conmuta de cer a uno limpiamente, ya sea porque el evento se produce levemente o por que ocurre muy rapidamente. 5.3.20. Experimentación de hipótesis Tras conocer el funcionamiento del CNY70 y la utilidad para que funcione como sensor en el contador de huevos la Figura 1.2 muestra cómo va conectado en el circuito. El sensor estará alimentado por una corriente de 5V en continua, al reflejarse un objeto el fotodiodo emitirá una luz que será reflejada en el cuerpo opaco, seguidamente esta luz o rayo infrarrojo irá al fototransistor que emitirá un pulso eléctrico. El inversor 29 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Triger realiza la principal función de invertir y conformar este pulso eléctrico para enviarlo al pin 14 del 74LS90 (entrada de pulsos) situado en el contador de huevos. Las resistencias de 220 y 47K proporcionan una ideal señal eléctrica. Con cada objeto que sea reflejado en el CNY70, este último emitirá un pulso eléctrico al contador. Una de las características que destacan en el sensor, es que detectará cualquier objeto opaco a cualquier velocidad, por lo que se puede afirmar las grandes prestaciones que oferta este pequeño elemento electrónico. Como anteriormente se dijo, el optoacoplador CNY70 está compuesto por un fotodiodo y un fototransistor, donde cada uno de estos componentes posee cuatro pines de conexión: dos de los cuales corresponden al fotodiodo emisor (A=ánodo y K= cátodo) y dos al fototransistor receptor (C= colector y E= emisor). La siguiente tabla muestra de forma específica la conectividad del CNY70 Emisor Fotodiodo Ánodo Cátodo Alimentación 5V Resistencia 220 Detector Fototransistor Emisor Colector Alimentación 5V Resistencia 47K Inversor 40106N Pin 14 del 7490 5.3.21. Conclusiones CNY70 Tras conectar los pines de conexiones correctamente del sensor CNY70 a la placa protoboard, y conectar, el osciloscopio, para calcular el tiempo que tarda en pasar de un estado a otro, se ha afirmado que: - El flanco de subida del CNY70 es nuy corto haciendose imposible su medida, ya que el osciloscopio solo es capaz de sicroniar hasta 20MHz. Sabiendo esto, podemos afirmar que el CNY-70 conmuta a mas velocidad de lo que pude sicronizar el osciloscopio, por tanto es muy veloz. - Es un elemento electrónico muy útil, principalmente, para nuestra finalidad de contar la producción de una granja avícola, ya que sus prestaciones cubren nuestras principales necesidades. - Su costo es muy reducido en comparación con el Circuito 555, ya que no requiere un elevado número de componentes en comparación con el anterior. - De los sensores experimentados, es el que presta una mayor velocidad y múltiples prestaciones en su conjunto (detector de movimiento, escáner optolectrónico…) - No requiere una temperatura específica, por lo que puede ser situado en cualquier lugar prestado una mayor comodidad. 30 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera 6. IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Hipótesis final Todas las cuestiones citadas anteriormente afirman que el sensor de recepción infrarroja CNY70, es el que requiere nuestro contador de huevos. Sus elevadas prestaciones, su bajo costo y su gran velocidad dan como resultado una hipótesis más conveniente. 7. Análisis de los resultados. Conclusiones. ¿Cuáles son nuestras conclusiones? Durante la elaboración del proyecto, hemos tratado de usar los conocimientos adquiridos a lo largo del curso, para la elaboración del contador digital. Durante la ejecución del proyecto, trabajamos con dos aspectos totalmente contrapuestos: la electrónica analógica y la electrónica digital. Consiguiendo así, una posible unión entre estos dos. La parte analógica es la formada por la fuente de alimentación lineal, y la digital, el contador de huevos. La primera alimenta a la segunda para su funcionamiento, por lo que se puede afirmar que existe una dependencia. Proyectos Investigados Fuente de alimentación lineal Contador de eventos Sensores Optoacoplador CNY70 Circuito LDR transistorizado Aplicación del LDR en el circuito integrado 555 · Al centrarnos en la fuente de alimentación, nos percatamos que es un circuito electrónico que gira en nuestro medio constantemente. Cualquier cargador, en el interior de su carcasa, posee este tipo de sistema para alimentar a un dispositivo determinado. Por lo que es un elemento totalmente útil y eficaz para muchos sistemas electrónicos, incluyendo también, su bajo costo. Este componente alimenta al contador a una tensión de 5V, la necesaria para su funcionamiento. · El contador es un circuito de fácil montaje y muy útil para contar cualquier necesidad presente. 31 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 En nuestro caso, a partir de la conexión de los circuitos integrados 74LS90 y 74LS47 al contador decimal, se ha logrado que se refleje el número de repeticiones de un evento externo a partir de la ausencia de la luminosidad. Ahora bien, nos planteamos la siguiente cuestión, ¿realmente utilizaríamos este circuito electrónico en la vida real? En respuesta, no lo utilizaríamos para lo que es, la contabilización de la granja avícola. ¿Por qué? Realmente, porque con el avance de la tecnología, surgen numerosos sistemas electrónicos e informáticos que funcionen a la perfección, y presenten siempre una gran estabilidad ante cualquier perturbación. No obstante, este circuito es siempre apto para nuestro objetivo, y es una forma con la que se aprende los conocimientos necesarios para la electrónica analógica y digital. Dentro de los sensores, hemos comprendido su funcionamiento y las aplicaciones que ofrece. Con respecto al Circuito LDR Transistorizado, es un circuito simple, de fácil conectividad, aunque no ofrece un gran rendimiento en aplicaciones de alta velocidad, por su lentitud. Aplicando el circuito LDR con un circuito 555, suceden situaciones similares, aunque es un circuito más costoso y menos lento. El optoacoplador CNY70 fue el sensor utilizado para la señal de pulsos necesaria al contador de eventos. Sus grandes prestaciones, su gran rendimiento y su estabilidad ante perturbaciones, afirman que es uno de los mayores sensores creados y bastante utilizado, añadiendo también, su bajo costo. Un detalle a concluir sobre el sensor, es que es estable en un amplio rango de temperatura. La electrónica, tanto la digital como la analógica, son dos aspectos que diariamente circulan en nuestra vida cotidiana, y se han convertido en una gran dependencia del ser humano, para llegar a formar la actual sociedad con los grandes avances tecnológicos surgidos, y que surgirán. 32 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 8. Fotografías de la finalización del prototipo. Para ver esta pelícu la, de be disponer de QuickTime™ y de un descompresor . Para ver esta pelícu la, de be disponer de QuickTime™ y de un descompresor . Para ver esta pelícu la, de be disponer de QuickTime™ y de un descompresor . Para ver esta pelícu la, de be disponer de QuickTime™ y de un descompresor . Para ver esta película, de be disponer de QuickTime™ y de un descompresor . Para ver esta pelícu la, de be disponer de QuickTime™ y de un descompresor . 33 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Para ver esta pelícu la, de be disponer de QuickTime™ y de un descompresor . Para ver esta pelícu la, de be disponer de QuickTime™ y de un descompresor . Para ver esta pelícu la, de be disponer de QuickTime™ y de un descompresor . Para ver esta pelícu la, de be disponer de QuickTime™ y de un descompresor . 34 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Proyecto de investigación tecnológico “Sistemas eletrónicos y de control” ¿Qué sensor óptico hemos de utilizar para cuantificar la producción de una granja avícola? Autores: Cristina Cabrera Suárez Daniela Carrasco Rodríguez Daniele Dal Pan Chirino Profesor: Antonio Peña Santana 35 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 Indice: 1. Introducción 2. Para que realizamos el proyecto 3. Quienes somos 4. Diario de un proyecto. 4.1. ¿Qué nos planteamos? 4.2. ¿Cómo nos organizamos? 4.3. ¿Cómo lo hicimos? 5. Fases del proyecto 5.1. Electrónica analógica. Realización de la fuente de alimentación. 5.1.1. Introducción 5.1.2. Identificación del problema 5.1.3. Planificación 5.1.4. Planos y esquemas eléctricos 5.1.4. Cálculos 5.1.5. Diseño 5.2. Electrónica digital. Contador de décadas digital. 5.2.1. Introducción 5.2.2. Planificación 5.2.3. Diseño 5.2.5. Esquema interno del circuito integrado 74LS90 5.2.6. Cálculos del circuito integrado 74LS47 5.2.7. Esquema interno del circuito integrado 74LS47 5.2.8. Contador completo de cuatro dígitos 5.2.9. Esquema del contador de cuatro dígitos. 5.3. Sensores 36 Departamento de Tecnología Concurso Blas Cabrera IES Alonso Quesada Curso 2009/2010 5.3.1. Introducción 5.3.2. Identificación del problema 5.3.3. Necesidad. 5.3.4. Investigación. 5.3.5. Planificación 5.3.6. Listado de materiales y componentes 5.3.7 Para el circuito CNY70 5.3.8 Para el circuito integrado 555 5.3.9. Para el circuito LDR 5.3.10. Listado de herramientas y útiles 5.3.11 Hipótesis, experimentación y conclusiones acerca de los diferentes sensores y circuitos 5.3.12. LDR 5.3.13 Hipótesis Circuito LDR 5.3.14. Experimentación Circuito LDR: 5.3.15 .Conclusiones Circuito LDR 5.3.16. Circuito integrado 555 5.3.17. Emisión de hipótesis 5.3.18. Experimentación de hipótesis 5.3.19. Conclusiones de las hipótesis 5.3.20. CNY70 5.3.21. Emisión de hipótesis 5.3.22. Experimentación de hipótesis 5.3.23. Conclusiones CNY70 6. Hipótesis final 7. Análisis de los resultados. Conclusiones. ¿Cuáles son nuestras conclusiones? 8. Fotografías de la finalización del prototipo 37