Semáforo de leds

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Semáforos de led’s

Un semáforo sincronizado a través de un circuito eléctrico y sus componentes.

Integrantes:

Gracida Peña Cesar Sebastián, Ingeniería Industrial y en Sistemas Organizacionales, 3º semestre

Ibáñez Vázquez Rodolfo, Ingeniería Industrial y en Sistemas Organizacionales, 3º semestre

Valenzuela García Arturo, Ingeniería Industrial y en Sistemas Organizacionales, 3º semestre

Asesor:

Gabriela Mota Gonzales

Área Ingeniería

Resumen

Se hizo un semáforo con leds en el cual utilizamos un protoboard de base de nuestro proyecto, dentro del protoboard utilizamos un chip 555 y uno CD4017, los cuales son los encargados para modular el paso del voltaje y controlar este mismo; el tiempo es controlado por las resistencias que están conectadas al temporizador de los chips. Utilizamos 10 leds para verificar el correcto funcionamiento del chip CD4017 y utilizamos un led más para verificar la subida de voltaje del chip 555, el potenciómetro se utilizó para controlar el valor de la resistencia que está conectada al chip 555, el capacitor se usó para que la frecuencia emitida de la onda sea más limpia

Introducción

En este documento explicaremos paso a paso como hicimos para llevar a cabo nuestro proyecto, cuáles fueron las complicaciones, y que días hicimos que cosas.

Explicaremos más a detalle las funciones de cada componente del semáforo, así mismo explicaremos cual es la función teórica de cada uno y como resulto al final del proyecto.

La primera dificultad que tuvimos, fue encontrar el CD 4017, pues en algunas tiendas no lo manejaban, en otras se les había acabado, el otro reto fue tratar de armar el circuito de manera ordenada y limpia.

Antecedentes y/o Contexto

Puede llevarse al cabo en un laboratorio de electrónica, pues es necesaria una fuente de voltaje para darle los voltajes requeridos y no dañar la pieza por exceso de voltajes.

El alcance es a nivel mundial, pues todas las avenidas y calles son necesarios los semáforos para evitar cualquier accidente automovilístico.

Planteamiento del Problema

Tomamos este proyecto como el elegido para realizarlo porque nos llamó la atención el funcionamiento que tiene un semáforo en las calles, ya que es algo vital para la sociedad hoy en día.

Actualmente no podríamos vivir sin semáforos en nuestras calles, por una simple y sencilla razón, no respetamos las señales a la hora de manejar y mucho menos a los peatones.

Es vital que los semáforos estén bien sincronizados para evitar accidentes, sobre todo en los cruces.

Por estas razones nos interesó adentrarnos más en este tema, y por lo cual, estamos haciendo uno, así podremos entender más acerca de su funcionamiento, aunque no sea tan parecido a la realidad, ya que este semáforo es algo a escala muy pequeña.

Objetivo general y objetivos específicos

El objetivo en general de este proyecto es poder tomar conciencia de la importancia de los semáforos en nuestras vidas cotidianas, ya que es algo tan común verlos en las calles que no le prestamos importancia, ni vemos el valor real que tienen para todos.

Al momento de lograr crear nuestro semáforo, se explicara la manera en que funciona y como logramos hacerlo y en base a cual prototipo para que quede claro el ¿Cómo? y el ¿Por qué? hicimos esto.

Marco Teórico

Programador cíclico

 Es un mecanismo que REALIZA un PROGRAMA de forma cíclica

(REPETITIVA). Un programador cíclico mecánico moverá elementos mecánicos como

Levas, excéntricas cigüeñales, etc. (ejemplo programador de la lavadora). Si el programador controla un juego de luces, se dice que es un programador cíclico eléctrico (semáforo).(segex,2008). Con este programador podremos intercalar las luces del semáforo de leds para lograr la sincronización del color rojo en el primer semáforo con el verde del segundo.

- CHIP CD4017

Es un contador y divisor hasta 10. Técnicamente se le conoce a este tipo de circuito, como contador jhonson  de varias etapas (en este caso 5).

El CD4017, es utilizado frecuentemente como secuenciador de luces y divisor de bajas frecuencias[pic 2]

La alimentación del circuito integrado, se hace por medio del pin 16 y debido a su tecnología CMOS, el CD4017 puede ser alimentado desde 3 a unos 15 voltios, de corriente continua. Sus salidas (10 en total, de 0 a 9) comienzan desde el pin 3 (Q0) y no se encuentran de forma secuencial, terminando en el pin 11 (Q9), como se puede ver en la imagen.

Para que el CD4017 pueda realizar sus acciones, este debe recibir un tren de pulsos por el pin 14. Cada vez que reciba un flanco positivo, el CD4017 avanzara una posición en su contador y al llegar al final, activara el pin 14 (carry out) en donde podremos conectar otro circuito integrado CD4017 para ampliar el conteo hasta 20 pasos. A esta configuración se le suele llamar “conexión en cascada”.

Velocidad de operación

CD4017  a  5v = 2 Mhz

CD4017  a 15v = 6 Mhz

74HC4017 a 5v = 25 Mhz (Versión TTL de alta velocidad). (kitelectronica.com)

CHIP  555

Este tipo de funcionamiento se caracteriza por una señal de salida con forma de onda cuadrada o rectangular, donde la duración de los periodos entre alto y bajo puede ser diferente y su amplitud estará determinada por el voltaje.[pic 3]

El término “astable” se refiere a que ambos estados lógicos (alto y bajo) oscilan durante un tiempo t.

La señal de salida tendrá un nivel alto por un tiempo t1 y un nivel bajo por un tiempo t2, los cuales variaran de acuerdo a los valores de R1, R2 y C1. El capacitor C2 de 0.01 uF (10 picofaradios) se implementa cuando la patilla 5 de control de voltaje del CI 555 no se utiliza. Para el análisis del circuito usaremos las siguientes formulas:

Duración de los niveles lógicos:[pic 4]

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