LABORATORIO 4 : PROYECTO DE AUTOMATIZACIÓN Y/O SEGURIDAD ELECTRÓNICA

LABORATORIO 4

PROYECTO DE AUTOMATIZACIÓN Y/O

SEGURIDAD ELECTRÓNICA

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

Tenemos que automatizar una casa en donde  se prenda un foco led  y una alarma  para poner seguridad a la casa hicimos este planteamiento  para que cada uno de las sensores funcionen  bien  para que no haya  robos a la casa.

En donde las condiciones son:

·        Cuando   se sienta un sonido se prende el led.

·        Cuando haya  algún movimiento y  sonido, se prende el led  y la alarma.

·        Cuando se abra la puerta se enciende la alarma.

·        Cuando las puertas  se abren   con el movimiento  o el sonido no se enciende ni la alarma  y ni el  led.

2. OBJETIVOS:

·     Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial para la seguridad de una casa.

·  Automatizar una casa utilizando conocimientos sobre sensores y puertas lógicas.

·        Prevenir hurtos y detectar la presencia de intrusos.    
   

3. MATERIALES:

·        Sensor de sonido

·        Sensor presencia

·        Sensor magnético

·        Puertas digitales ( AND, OR Y NOT)

·        Buzzer

·        Diodo LED

·        Resistencia 220 ohm

4. MARCO TEÓRICO:

4.1. SENSOR DE SONIDO:

Este sensor detecta la intensidad del sonido de un ambiente (basado en vibraciones) NO reconoce voz o frecuencias especificas

Posee un potenciometro para ajustar la sensibilidad

Voltaje de operación: 3.3VDC a 5VDC

Una vez calibrado el potenciometro:

Voltaje de salida (detección): igual o menor a 3.5VDC

Voltaje de salida (no detección): igual o mayor a 3.75VDC

Tiempo de duración (activación): <250mS

Dimensiones: 3.2cm x 1.7cm

Posee 3 pines: VCC (+), GND (-), OUT

Usado en aplicaciones para detectar aplausos o sonidos estridentes

4.2. SENSOR DE PRESENCIA PIR:

Un sensor infrarrojo pasivo es un sensor electrónico que mide la luz infrarroja radiada de los objetos situados en su campo de visión. Se utilizan principalmente en los detectores de movimiento basados en PIR.

El módulo HC-SR501 tiene 3 pines de conexión +5v, OUT (3,3v) y GND, y dos resistencias variables de calibración (Ch1 y RL2).

Ch1: Con esta resistencia podemos establecer el tiempo que se va a mantener activa la salida del sensor. Una de las principales limitaciones de este módulo es que el tiempo mínimo que se puede establecer es de más o menos 3s. Si cambiamos la resistencia por otra de 100K, podemos bajar el tiempo mínimo a más o menos 0,5 s.

RL2: Esta resistencia variable nos permite establecer la distancia de detección  que puede variar entre 3-7m.

La posibilidad de mantener activa la salida del módulo durante un tiempo determinado nos permite poder usarlo directamente para prácticamente cualquier aplicación sin necesidad de usar un microcontrolador.

Sensor piroeléctrico (Pasivo) infrarrojo (También llamado PIR)

El módulo incluye el sensor, lente, controlador PIR BISS0001, regulador y todos los componentes de apoyo para una fácil utilización

Rango de detección: 3 m a 7 m, ajustable mediante trimmer (Sx)

Lente fresnel de 19 zonas, ángulo < 100º

Salida activa alta a 3.3 V

Tiempo en estado activo de la salida configurable mediante trimmer (Tx)

Redisparo configurable mediante jumper de soldadura

Consumo de corriente en reposo: < 50 μA

Voltaje de alimentación: 4.5 VDC a 20 VDC

4.3 SENSOR MAGNÉTICO:

Detecta los campos magnéticos que provocan los imanes o las corrientes eléctricas. El principal es el llamado interruptor Reed; consiste en un par de láminas metálicas de materiales ferromagnéticos metidas en el interior de una cápsula que se atraen en presencia de un campo magnético, cerrando el circuito.

El interruptor Reed puede sustituir a los finales de carrera para detectar la posición de un elemento móvil, con la ventaja de que no necesita ser empujado físicamente por dicho elemento sino que puede detectar la proximidad sin contacto directo. Esto es muy útil cuando interesa evitar el contacto físico, por ejemplo para detectar el nivel de agua de un depósito sin riesgo de cortocircuitos.

4.4. Puerta AND 7408

El TTL 7408 es un circuito que contiene puertas lógicas AND. Este presenta 4 puertas, dos entradas por puerta y una capsula DIP 14 pins.

En este cuadro podemos observar las características técnicas de este puerta lógica:

Pin 1: La entrada A de la compuerta 1.

Pin 2: La entrada B de la compuerta 1.

Pin 3: Aquí veremos el resultado de la operación de la primer compuerta.

Pin 4: La entrada A de la compuerta 2.

Pin 5: La entrada B de la compuerta 2.

Pin 6: Aquí veremos el resultado de la operación de la segunda compuerta.

Pin 7 Normalmente GND: Es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra.

Pin 8: Aquí veremos el resultado de la operación de la cuarta compuerta.

Pin 9: La entrada B de la compuerta 4.

Pin 10: La entrada A de la compuerta 4.

Pin 11: Aquí veremos el resultado de la operación de la tercer compuerta.

Pin 12: La entrada B de la compuerta 3.

Pin 13: La entrada A de la compuerta 3.

Pin 14 Normalmente VCC: Alimentación, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentación de 5 ± 0.25 voltios.

4.5. PUERTA OR 7432

Al igual que otras compuertas lógicas, la Compuerta OR ó “O” posee dos entradas como mínimo y la operación lógica, será una suma entre ambas. Aquí podemos ver que la operación aritmética no coincide con la lógica ya que la ultima condición de la tabla de verdad es 1+1=1 y en la operación aritmética seria 1+1=2. La operación lógica O es inclusiva; es decir que la salida es alta si una sola de las entradas es alta o inclusive si ambas lo son. Es decir, basta que una de las entradas sea 1 para que su salida también lo sea. Deben ser altas A “o” B o ambas al mismo tiempo, para que la salida sea alta.

4.5. PUERTA NOT 7404

Compuerta negadora o NOT se trata de un amplificador inversor, es decir, invierte el dato de entrada y lo saca sobre una salida de baja impedancia, que admite la carga de varias compuertas en paralelo, o de un display de baja impedancia; por ejemplo si se pone su entrada a 1 (nivel alto) se obtiene una salida 0 (o nivel bajo), y viceversa. Esta compuerta dispone de una sola entrada que llamaremos A. Su operación lógica genera una salida S igual a la entrada A invertida

El circuito integrado que contiene la compuerta NOT, es el 74LS04, el cual posee internamente 6 compuertas NOT, como se muestra en la figura, hay que tener en cuenta que el pin 7 debe estar conectado a Tierra (GND) y el pin 14 a Positivo (Vcc)

5. PROCEDIMIENTO PASO A PASO DANDO SOLUCIÓN AL            PROBLEMA

5.1.   TABLA DE VERDAD

5.2. FUNCIÓN LÓGICA

5.3. SIMULACIÓN

Ahora necesitamos hacer la simulación correspondiente del circuito para evitar daños en el prototipo.

Para la simulación utilizamos el programa liveware.

En esta simulación del circuito podemos ver las conexiones con los sensores con las puertas logicas y en algunos casos con la fuente también.

Implementación física del circuito y demostración de funcionamiento.

Después de realizar la simulación del circuito, pasamos a conectar físicamente el proyecto.

6. VIDEO EXPERIMENTAL

7. OBSERVACIONES

Reconocimos que es necesario verificar la señal de los sensores ya que no siempre estos envían una señal digital 0 cuando están inactivos.

Verificar el estado de las puertas lógicas, para que este no se un problema en la automatización del sistema de seguridad.

8. CONCLUSIONES

Automatizamos el sistema de seguridad contra incendios para un casa mediante el uso de sensores y puertas lógicas.

Logramos hacer el uso de actuadores dentro de este sistema de seguridad digital.

Mediante este sistema se pueden prevenir robos y presencia de extraños en una casa.

9. INTEGRANTES - FOTO GRUPAL

• MAURICIO MORALES
• ANDREE CARRIZALES
• ANDY CHOQUE
• PIERO CASTILLO