protocolo de proyecto

Universidad Nacional De Ingeniería.
Facultad de Electrotecnia Y Computación.
 Asignatura:
Electrónica Analógica I
 Contenido Del trabajo:
Proyecto de Curso: Alarma y control activado por sonido.
 Profesor:
Ing. Felipe Paz Campos.
 Estudiante:
Javier Eferin Pérez Díaz
 Grupo:
2M1-Eo
 Aula:
1030
Sirena activada automáticamente y control activado por Sonido
Objetivos:

El proyecto tiene como fin Desarrollar habilidades científicas – técnicas a través de la
elaboración del mismo donde se logró poner en práctica los conocimientos
adquiridos en el aula de clase para la culminación del mismo.
Este proyecto trata primeramente en ayudarnos en la captación de más conocimientos en el
campo de la electrónica, también en obtener un buen aprovechamiento de los mismos
circuitos a realizar para ser utilizados en nuestra vida diaria de forma tal que beneficie a la
sociedad y proyecte un avance en la electrónica. Se ha tratado de realizar este proyecto de
forma que se facilite así en gran manera las actividades que se realizan en nuestros hogares.
Este Proyecto realizado trata en el accionamiento automático de cualquier dispositivo
electrónico conectado a los circuitos que se han diseñado, por ejemplo el sensor de sonido nos
permite accionar un dispositivo conectado en la salida de este circuito, está diseñado de
forma tal que la alimentación que se requiere dar al dispositivo electrónico puede ser
conectada en una de las entradas de las cuales cuenta este mismo permitiendo así su
activación.
Estos circuitos del proyecto están diseñados de forma tal que se pueda dar una aplicación
dentro del campo laboral y dentro de nuestros hogares. Se lograra presentar la importancia
de algunos dispositivos que se utilizaron para la creación de los circuitos.
Elegí crear el circuito de activación de un dispositivo por medio de sonido para que en
nuestros hogares se mejoren las condiciones en realizar las operaciones de accionamiento de
luces y de cualquier aparato que pueda conectarse al mismo, para abrir ventanas utilizando
un pequeño motor que se conecte a él y muchas otras operaciones que se pueden realizar con
el mismo.
Uno de los circuitos
automáticamente:
creados es el siguiente, el cual es para activar la sirena
Este circuito está conformado por los siguientes dispositivos electrónicos y opto electrónicos:
En los dispositivos optoelectrónicas están los dos LDR que se encuentran en la parte izquierda
del Diagrama.
Otros de los dispositivos que se encuentran son algunos resistores de 1k, 12k, 470k, todos estos
resistores son de ¼ W, Dos potenciómetros de 50k y 100k, un circuito integrado LM741, 1
temporizador NE555, 1 Capacitor cerámico y un electrolítico de
0.1uf y 10uf
respectivamente, 1 Led, 1 Relé de 12V y la fuente de Voltaje de 12V.
Todos los dispositivos que están presente en este circuito son de gran importancia pero me
llamo la atención la función que realiza el LM741, este funciona como un comparador que
capta las variaciones que se presentan en los dispositivos optoelectrónicos, cuando ambos
tienen el mismo valor no hay ninguna salida en el LM741, si el voltaje en la entrada no
inversora es mayor que el voltaje en la entrada inversora hay una salida de voltaje en el
integrado, en la práctica se deja un voltaje de referencia el cual está colocado en la entrada
inversora, esto puede variar de acuerdo al valor de resistencia del LDR. El LDR ubicado en la
entrada no inversora está más estrechamente relacionado a captar estas variaciones que se
presentan en el ambiente, El circuito integrado LM741 realiza las siguientes operaciones
como comparador de Voltaje:
Si Vi < Vref Vo= -Vcc+ Vperdida
Si Vi > Vref Vo=Vcc-Vperdida, se considera que el voltaje de perdida es aproximadamente de
1V, se puede considerar en algunos como despreciable. Luego que se da la variación en los
dispositivos optoelectrónicos y hay un pulso en la pata 6 del amplificador operacional,
Este pulso se envía a un oscilador monoestable formado por un 555 que permite una salida
en el pin 3 de este. El potenciómetro ubicado con las resistencia de 12k, nos permite variar la
sensibilidad de los LDR de acuerdo al ambiente donde se encuentre ubicado este circuito.
El potenciómetro ubicado en la entrada 2 del temporizador también nos permite variar la
sensibilidad para producir una salida en este temporizador, si el valor en la resistencia del
potenciómetro es bastante alta la variación en los LDR debe ser bastante grande para lograr
tener una salida, mientras si esta es mucho menor cualquier variación será detectada por
estos ojos electrónicos e inmediatamente se dará un pulso en la entrada 2 de este
temporizador lo que permitirá una salida en el NE555. En el pin 2 es donde se establece el
inicio del tiempo de retardo. Como se logra observar en el diagrama la parte que contiene al
temporizador es un oscilador monoestable, donde la entrada 1 de este se encuentra ubicado
en el negativo de la fuente, el pin 1 Del NE555 es el tierra de este, el pin 4 y 8 están unidos y se
encuentran ubicados en la parte positiva de alimentación.
El pin 4 que es el reset se conectó a la fuente para evitar que el 555 se resetee, y el pin 8 es el
pin donde debemos conectar el voltaje de alimentación por tal razón está ubicado en la parte
positiva de la fuente, en este circuito no se hizo uso del pin 5 el cual es el control de voltaje, en
otras configuraciones el voltaje en este pin puede variar casi desde el voltaje de La fuente
hasta casi 0V. A si es posible modificar los tiempos en que el pin 3 osea la salida está en alto o
en bajo independientemente del diseño establecido por los condensadores y las resistencias
conectados externamente. En la configuración monoestable el voltaje aplicado en este pin 5
puede variar entre 45% y 90% del voltaje de la fuente, en algunos casos cuando no se utiliza
este pin es recomendable colocar un condensador de 0.01uf para evitar interferencias.
El pin 6 del temporizador se colocó entre la resistencia y el condensador electrolítico que se
encuentran en la parte derecha del diagrama, el pin 6 que es el umbral es una entrada a un
comparador interno que tiene el 555, de esta manera se puede poner la salida a nivel bajo, si
se varia la resistencia R10, se controlara el tiempo en que habrá una salida del temporizador,
si la resistencia es mucho mayor la salida de voltaje durara más tiempo, mientras que si este
valor es muy bajo al tiempo de salida de voltaje será muy corto, el pin 7 se ubicó en la línea
donde está ubicado el condensador electrolítico ya que este pin se utiliza para descargar el
condensador externo.
Cada uno de estos pines juega un papel muy importante para poder lograr un solo resultado,
el cual es activar el relé y de esta manera accionar a la sirena de dos tonos, la salida de voltaje
pin 3 del temporizador es aproximadamente a la de la fuente con pequeñas perdidas de
voltaje que las podemos considerar despreciables.
El led que se encuentra ubicado en el circuito es utilizado para mostrar que el circuito está en
funcionamiento, la resistencia en serie con este es para evitar que logre dañarse ya que estos
trabajan con voltajes muy pequeños que van un poco por arriba o por debajo de un voltio.
El grafico del voltaje de salida se muestra a continuación:
El cambio que se ve en el gráfico, se obtiene cuando se da la variación en uno de los
dispositivos optoelectrónicos, se obtiene un voltaje en la salida que dura aproximadamente
10 segundos según los cálculos realizados, por tal razón se observa que el pulso en alto
seguirá manteniéndose estable en 12V pero luego que se de este tiempo caerá nuevamente a
un tiempo en bajo que seguirá hasta que se note un cambio en los LDR.
Control Activado por sonido.
Este circuito cuenta de los siguientes dispositivos, electrónicos:
Dos fuentes de Voltaje: (1 fuente de 12V, 1000mA y una de 5V), resistores de 68K, 470k,
150K, 1M, dos de 1K, potenciómetro de 50K, 2 transistores 2N3904, capacitor cerámico de
0.22uf 250V, capacitor electrolítico de 0.22uf 50V, Temporizador NE555, circuito integrado
HCF4017BE, Led, relé de 12V, diodo de propósito general, 1 micrófono.
Este circuito funciona de la siguiente manera:
Este circuito nos permitirá activar o desactivar un dispositivo electrónico, por medio de
sonido.
El micrófono recibe la señal acústica, es decir el sonido, lo cual ocasiona una variación de
resistencia en dicho micrófono, posteriormente esta señal debe ser pasada a una etapa
amplificadora, la cual está compuesta por un arreglo de resistencia, dos condensadores y un
transistor 2N3904, conformando un circuito amplificador de la señal acústica.
El amplificador envía la señal amplificada como disparo al terminal o pin de disparo del
circuito integrado NE555, EL cual es un temporizador que envía un pulso de Onda cuadrada a
la entrada Clock del HCF4017BE, el cual al recibir la señal cuenta cada uno de estos pulsos y
enciende el aparato conectado a la salida del circuito, cuando cuenta uno, luego que se
encendió el dispositivo, el aparato se apaga y se resetea el conteo.
En el circuito se puede ver que el pin 4 está conectado al aparato que se encenderá , esta
salida se dará luego que se cuente cada uno de los pulsos en la entrada clock, en la parte final
del circuito el resistor de 1k nos permite disminuir el voltaje para que se pueda activar el Led
conectado a él.
Cuando se da este pulso entra a funcionar el transistor, este se satura y permite un cambio de
estado en el relé con la ayuda del Diodo que se encuentra conectado a este.
El resistor variable que se encuentra en paralelo con el resistor de 150K, nos permite ubicar
el punto de sensibilidad del micrófono para captar el sonido de esta forma habrá una mayor
precisión de este circuito y permitirá que trabaje de una manera excelente. De esta manera se
logra activar el aparato conectado a la salida del circuito de activación por sonido.
Dentro del circuito tenemos la presencia de una configuración monoestable la cual la forma el
temporizador NE555, en la entrada de este se tienen pulsos de onda cuadrada, estos son los
emitidos por el micrófono, pero es importante señalar que la señal que se recibe en el
temporizador una señal amplificada y en la salida del temporizador se tienen estos pulsos
con un tiempo de duración de aproximadamente 220ms, los cual son captados por el
integrado HCF4017BE.
Este circuito integrado 4017 contiene en su interior un contador Johnson de 5 etapas que
puede dividir o contar por cualquier valor entre 2 y 9 los pulsos que se ingresan por una de
sus entradas, llamada CLOCK (reloj). En efecto, si tenemos una etapa de reloj que sea capaz de
entregar un tren de pulsos regulares, y los ingresamos por el pin 14 (CLOCK) del HCF4017BE,
podremos obtener en sus salidas un pulso por cada 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10 que se apliquen en
la entrada. Esta propiedad, unida a la facilidad de uso que brindan características como un
RESET y un pin de habilitación (ENABLE), hace que sea muy sencillo implementar circuitos
contadores.
El voltaje máximo de alimentación que podemos usar con el 4017 es de 18v. Si bien puede
funcionar con solamente 5V, se comporta mejor a altas velocidades si se alimenta con al
menos 9v.
De los 16 pines del integrado, dos se destinan a su alimentación. El pin número 8 se conecta al
negativo, y el 16 al positivo, la fuente de alimentación debe entregar entre 3 y 15 volts.
Un grupo de 10 pines ofician de salidas del contador. Estas salidas, llamadas “Output Q0” a
“Output Q9” van pasando de estado bajo a alto con cada pulso de clock. No se corresponden
con pines consecutivos, sino que la salida Q0 está en el pin 3, Q1 en el 2, Q2 en el 4, Q3 en el 7,
Q4 en el 10, Q5 en el 1, Q6 en el 5, Q7 en el 6, Q8 en el 9 y finalmente Q9 en el pin 11.
El pin 14, llamado CLOCK, es el que recibe los pulsos de reloj que deseamos contar.
El pin 13 (DISABLE) permite seleccionar o deseleccionar el 4017. En efecto, una de las
condiciones para que el chip funcione es que este pin esté conectado a 0v. Esto permite
conectar varios 4017 a una misma fuente de pulsos, y mediante el pin DISABLE elegir en
cualquier
momento
cual
es
el
que
se
encargara
de
contar/dividir.
El pin 15 (RESET) debe conectarse a 0v para contar de 0 a 9. Si ponemos el RESET
momentáneamente a +V, la cuenta se reinicia (OUTPUT Q0 pasa a estado alto, y todas las
demás salidas a bajo). Esto puede hacerse manualmente mediante un pulsador conectado a
+v y mediante un resistor de 10k a 0v.
El pin 12 generara pulsos con una frecuencia que es un décimo de la de reloj, pudiendo
aplicarse a la entrada de otro 4017 que se encargue de contar las decenas.
Distribución de sus pines.
El pin 16 lo conectaremos directamente al positivo de la fuente de alimentación y el 8 al
negativo, el pin 14 podría estar conectado también a +v mediante un pulsador (si no tenemos
el generador de pulsos), y los pines RESET y DISABLE (15 y 13) a 0v, para que el integrado
cuente los pulsos de la entrada.
Con esta configuración, por cada pulso que apliquemos en el pin 14 mediante el pulsador, se
irán iluminando los pines de la salida de uno en uno. Estando encendido el ultimo (el
conectado al pin 11), si aplicamos otro pulso de CLOCK, se apagara y se encenderá el primero,
dando comienzo a otra cuenta.
De esta manera hemos presentado la función que realiza este integrado HCF4017BE, que nos
permite activar los dispositivos.
Este proyecto realizado nos permitió adquirir conocimientos importantes que como
estudiantes de ingeniería electrónica debemos de saber, fue un proceso de elaboración de
retos, de habilidades, destrezas, concentración y sobre todo mucha confianza en que Dios
nos ayudó a cada instante para poder lograr culminar este proyecto.
En este proyecto aprendí a trabajar con dispositivos electrónicos y optoelectrónicos,
observando su funcionamiento, el comportamiento real que producen estos dispositivos,
aprendí a analizar el porqué de los problemas que presentaban los circuitos y así
solucionarlos.
Doy gracias primeramente a mi Dios. y al Profesor Ing. Felipe Paz Campos que estuvo
siempre presente para brindar la ayuda necesaria para la culminación de este proyecto y
por haber compartido con nosotros sus conocimientos que nos han sido de gran ayuda.
La implementación de proyectos en las asignaturas permite apropiarse a los estudiantes de
conocimientos prácticos y de esta forma familiarizarse con los diferentes dispositivos
electrónicos q existen, recomiendo que se haga también la implementación de proyectos
finales de cada curso en las asignaturas de la carrera de esta forma como estudiantes nos
permite confirmar que el análisis teórico que realizamos se cumple en la vida práctica.
Los proyectos permiten a los estudiantes aprender a analizar el porqué de los problemas
de los circuitos cuando se presenta alguna falla, a verificar que las conexiones estén en
perfecto estado y adquirir habilidad en reconocer los tipos de integrados, transistores que
existen, resistores, condensadores, etc. Son un punto estratégico en los estudiantes para
motivarlos en la apropiación de conocimientos de forma individual, pero que garantiza que
el estudiante aprenderá en gran manera como realizar los diferentes circuitos y su análisis
respectivo.