Semaforo (electronica)

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA

ANTONIO JOSE DE SUCRE

VICE-RECTORADO

LUIS CABALLERO MEJIAS

EXTENSION CHARALLAVE

ERNESTO CASTRO EXP 200624036

CHARALLAVE 25-03-2010

INTRODUCCION

En electrónica, llamamos señal a una tensión que varía su potencial en el tiempo, el medio por el que viaja o se propaga es un factor que ejerce una resistencia al paso de la señal, dependiendo del medio, así se verá influenciada la señal, llegando a disminuir hasta potencial cero, este efecto se llama atenuación. Una señal que viaje por el aire, lo hará en todas las direcciones y alcanzará una distancia que dependerá básicamente de dos factores, la frecuencia y la potencia.

Un pulso, como el que se aprecia en la imagen anterior, está compuesto por una señal rectangular, la podemos definir como una tensión que parte de 0V sube hasta una tensión digamos de 5V, que se mantiene por un tiempo y de pronto cae a 0V de nuevo (no es muy científica la definición, pero si explicita). La duración de un pulso puede ser muy larga (incluso días) o muy corta (pico segundos o menos).

La utilización de estas señales son obtenidas a través de circuitos integrados como el NE555 el cual aprovechamos su pulsos y lo manifestamos en un integrado para la obtener a través de sus salidas, una función particular a ejecutar.

FUNCIONAMIENTO

El circuito del Semáforo está básicamente hecho con el temporizador 555 trabajando como reloj. Similar al del experimento anterior. Dos LEDs con polaridad opuesta, son conectados a la salida del reloj a través de dos resistencias de 220 ohmios. Cuando la salida es positiva, el LED 2 estará polarizado directamente y el LED 1 inversamente. La situación contraria ocurre cuando la salida es negativa.

El circuito opera con LEDs verde, ámbar y rojo en la correcta secuencia de un semáforo real. El tiempo completo de un ciclo verde, ámbar, rojo puede ser variado desde unos 10 segundos hasta unos 2½ minutos ajustando el potenciómetro de 1 M en el timer 555. Algunos leds ámbar dan luz rojiza, es mejor usar un LED amarillo en vez del ámbar.

El timer 555 en su configuración astable proporciona los pulsos de reloj para manejar el 4017 counter el cual tiene 10 salidas (Q0 hasta Q9). Cada salida se pone en alta cuando aparece un nuevo pulso de reloj. Las salidas apropiadas son combinadas mediante diodos para dar el cambio correcto entre colores. El Led está conectado a la salida ÷10 output la cual está en alta durante 5 pulsos de reloj (Q0-Q4 high), esto ahorra el tener que usar 5 diodos para excitar este led.

ESPECIFICACIONES DE FUNCIONAMIENTO PARA EL CONTROL ELECTRÓNICO:

• Usaremos un CI555 como elemento base de control.

• Cada grupo realizará los siguientes modos de funcionamiento:

1. Modo emergencia: una luz amarilla parpadea continuamente.

2. Modo dos luces: el semáforo está un tiempo largo en verde y un tiempo corto en rojo.

3. Modo pulsador: el semáforo está siempre en verde salvo cuando se pulse un botón que se pondrá rojo un tiempo y luego volverá al verde.

INTEGRADO 4017

La base de nuestro circuito será el Chip 4017.

Este chip lo producen distintos fabricantes, cada uno de ellos emplea distintas denominaciones para sus chips y, por eso, puedes encontrarlo con varias letras por delante o por detrás (CD4017, MC14017, HEF4017, etc.), pero siempre aparece el número 4017.

Todos tienen el mismo número de pines (16) y las entradas y salidas son iguales. Por lo tanto es indiferente el modelo que uses, siempre y cuando sea un 4017.

Este chip es un contador decimal y su funcionamiento es muy sencillo: Tiene 10 pines de salida (0 a 9) que se van activando, uno tras otro, cada vez que recibe una señal por el pin de entrada.

Para manejar el chip, procurad cogerlo por los extremos, evitando tocar los pines para evitar problemas con la electricidad estática. De todas formas, antes de manipularlo es aconsejable tocar un radiador, o una tubería, para descargar la posible estática que pudiera haber en nuestro cuerpo

Estructuralmente está formado por un contador Johnson de 5 etapas que puede dividir o contar por cualquier valor entre 2 y 9, con recursos para continuar o detenerse al final de cada ciclo.

Todos los terminales tienen funciones específicas destacándose los siguientes:

- SALIDAS: 0 1 9 y carry-out o conducción

- ENTRADAS: clock, clock-inhibit y reset

- ALIMENTACION: Vdd y Vss

En la práctica, la tensión de alimentación de este integrado puede estar entre 3 y 18V, pero según el proyecto esta banda puede tener sus limitaciones.

Con las entradas clock-inhibit y reset a tierra, el contador avanza una etapa a cada transición positiva de la señal de entrada (clock) como se muestra en la figura.

Partiendo entonces de la situación inicial en la que la salida "0" se encuentra positiva en el nivel "HI" y todas las demás en el nivel "0" o con "cero volts" aproximadamente, con la llegada del primer pulso de entrada tenemos la primera transición.

La salida "0" va al nivel LO y la salida "1" pasa al nivel "HI". Todas las demás permanecen en el nivel "0".

Con el segundo pulso, la salida "1" pasa al nivel LO y la tercera al nivel HI, y así sucesivamente hasta la última

On la entrada clock-inhibit a tierra, llegando la última salida en el nivel HI, el pulso siguiente hace que se inicie un nuevo ciclo, volviendo entonces la salida "0" al nivel HI. Si esta entrada clock-inhibit se uniera a un nivel HI, o sea a Vdd, se conseguiría sólo un ciclo de funcionamiento.

Una salida "carry-out" proporciona un ciclo completo a cada 10 ciclos de entrada, pudiendo usarse para excitar otro 4017 para división sucesiva de frecuencia o recuento por número superior a 10 (figura 3).

La aplicación de una señal HI en la entrada reset lleva la salida HI al terminal "0" o sea que vuelve al inicio del recuento. Eso significa que si conectamos el reset a cualquier salida, cuando ésta se lleva al nivel HI

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