ATIVIDAD INDIVIDUAL

Fase 2

CAD PARA ELECTRONICA

JHORDANY ALVAREZ BOLAOS

CODIGO: 1117530992

GRUPO: 302526_10

TUTOR

NELSON HUMBERTO ZAMBRANO CORTES

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS DE TECNOLOGA E INGENIERA

4 DE MAYO DEL 2015

Introduccin

El diseo asistido por ordenador aplicado a la electrnica ha

evolucionado vertiginosamente, en particular este trabajo trata de un

completo programa que permite disear y simular circuitos electrnicos

de forma prctica y accesible. Dicho programa es conocido

como Proteus, Este trabajo ha sido realizado para aprender a manejar el

software proteus Este sofware est formado por dos utilidades

principales: ARES e ISIS, en este trabajo necesitamos crear

componentes con Proteus e ISIS. La aplicacin ISIS permite generar

circuitos reales, y comprobar su funcionamiento en un PCB (printed

circuit board). Proteus cuenta con una gran cantidad de funciones para

trabajar con circuitos electrnicos. Adems, permite la simulacin de

microcontroladores casi a tiempo real, de forma que podemos

comprobar si el circuito creado funciona de la forma que esperbamos

Objetivos

Aprender a manejar el software proteus y operar sus principales

herramientas para la simulacin de circuitos en tiempo real, ya que es una

de las prcticas ms importantes para un futuro ingeniero.

Realizar circuitos en tiempo real y conocer los errores potenciales que se

pueden experimentar al momento de crear un circuito.

Automatizar un laboratorio utilizando circuitos de potencia y circuitos de

control para practicar el uso de software de diseo asistido por computador

(cad).

Descripcin del diseo realizado

El proyecto realizado evidencia la automatizacin de un laboratorio

utilizando un circuito de potencia que transmite la energa de la red de

suministro a las unidades del equipo usadas directamente para el

trabajo efectuado por la mquina y a los transformadores que alimentan

los circuitos de mando; en algunas ocasiones, se manejan altos niveles

de corrientes y voltajes, sobre todo corrientes. Regularmente los

circuitos de potencia estn directamente asociados a la carga final de un

circuito.

El circuito de potencia es la parte de la controladora que ms consumo

de corriente necesita. Esta parte es la que se encarga de excitar los

rels para activar un dispositivo a su salida, ya sea un motor de

continua, una bombilla, etc. Tambin en este proyecto utilizamos un

circuito de control conformado por un conjunto de componentes

primarios o bsicos que no estn conectados directamente a la potencia

de la mquina, pero sin embargo tiene absoluto gobierno (mando o

regulacin) sobre el circuito de fuerza. Los circuitos de control realizan

funciones tales como: arranque, aceleracin, regulacin, inversin... Los

elementos utilizados para regular o gobernar las funciones de una

mquina se denominan componentes secundarios de control o

maniobra. Los circuitos de Control pueden ser clasificados en Sistemas

Manuales, Semiautomticos, y Automticos

Existen dos clases comunes de sistemas de control, sistemas de lazo

abierto y sistemas de lazo cerrado. En este caso utilizaremos un sistema

de control de lazo abierto, en este sistema la salida se genera

dependiendo de la entrada; mientras que en los sistemas de lazo

cerrado la salida depende de las consideraciones y correcciones

realizadas por la retroalimentacin. Un sistema de lazo cerrado es

llamado tambin sistema de control con realimentacin.

Dando cumplimiento a la fase 2 de la gua y rubrica de actividades para

la automatizacin del laboratorio utilizamos en el programa para la

simulacin de circuitos electrnicos:

1. Un transformador 2P2S: este elemento tiene como funcin principal

reducir la onda sinusoidal para ayudar a minimizar la potencia de la

corriente alterna.

2. Puente rectificador de diodos: para la simulacin utilizamos 4 diodos

1N4004, creando un puente rectificador de onda completa, este

dispositivo formado por cuatro diodos ensamblados de forma que una

corriente alterna (AC) conectada a dos de los diodos produce una

corriente continua (CC) de salida en los dos diodos restantes. Es un

componente elctrico utilizado en muchos aparatos tanto a nivel

industrial como a nivel domstico, por ejemplo, en los cargadores de los

telfonos mviles.

3. Reguladores de voltaje L298. El propsito de este regulador de voltaje

es mantener el voltaje en el circuito relativamente cerca al valor de

24Vdc, esto para alimentar los motores sugeridos en la gua y un

segundo L298 que se utiliza para alimentar el microcontrolador. Estos

componentes electrnicos son los ms comunes, ya que las

fuentes de alimentacin con frecuencia producen corrientes que, sin el

regulador, daaran alguno de los componentes en el circuito. Estos

dispositivos tienen una variedad de funciones especficas, dependiendo

de su aplicacin particular.

Para este circuito utilizamos reguladores de voltajes pasivos que son

utilizados porque la fuente de alimentacin produce constantemente un

voltaje superior a lo que los componentes en el circuito requieren.

Consiste esencialmente de una resistencia con un conjunto particular de

caractersticas de rendimiento. Reduce el voltaje de entrada al nivel

deseado y elimina el exceso de energa en forma de calor. Estos

reguladores pasivos con frecuencia requieren de un disipador para lidiar

con este calor innecesario.

4. Sensor 555 de proximidad infrarrojo: Este circuito considero

personalmente que no puede faltar en este proyecto de automatizacin,

ya que este dispositivo es el encargado de detectar la presencia-

ausencia de los estudiantes que ingresan al laboratorio, por

consiguiente la puerta de acceso se cerrar automticamente. Por lo

tanto es uno de los circuitos de mayor aplicacin en el automatismo

electrnico.

Por ejemplo, este circuito lo encontramos en los dispensadores de agua

automticos, los secadores de mano automticos y con algunas

variantes lo encontramos en las puertas automticas de los grandes

almacenes, es clara evidencia de la importancia del mismo en la

automatizacin electrnica; funciona generando una rfaga de pulsos de

alta intensidad con el LM555 a baja frecuencia y es transmitido por el

led de chorro infrarrojo (IR). Luego recibimos estas rfagas en un

fototransistor colocado de tal manera que solo los reciba cuando un

objeto refleje los pulsos. Por ltimo, procesamos esa seal para poder

utilizarla en el encendido-apagado de nuestros motores para ello

colocamos un fototransistor de tal manera que cuando haya una

superficie que refleje los pulsos, bien sea una mano, un objeto

cualquiera, a una distancia de 1mt, esta seal recibida debe ser enviada

a un amplificador de corriente, en este caso un par de transistores en

configuracin darlington.

5. Puente hL298. Este circuito micro controlado es un circuito

electrnico que permite a los motores de las persianas girar en

ambos sentidos, (avance y retroceso). Esta accin se debe cumplir

para abrir y cerrar las persianas automticamente. Es importante

tambin mencionar, que estos microcontroladores son ampliamente

usados en robtica y como convertidores de potencia. Los puentes H

estn disponibles como circuitos integrados, pero tambin pueden

construirse a partir de componentes discretos.

Lo ms habitual en este tipo de circuitos es emplear interruptores de

estado slido (como Transistores), puesto que sus tiempos de vida y

frecuencias de conmutacin son mucho ms altos. En convertidores

de potencia es impensable usar interruptores mecnicos, dado su

bajo nmero de conmutaciones de vida til y las altas frecuencias

que se suelen emplear.

Adems los interruptores se acompaan de diodos (conectados a

ellos en paralelo) que permitan a las corrientes circular en sentido

inverso al previsto cada vez que se conmute la tensin, puesto que

el motor est compuesto por bobinados que durante breves perodos

de tiempo se opondrn a que la corriente vare

6. Arduino mega 2560 R3: Este circuito es uno de los ms importantes

de este proyecto porque prcticamente es el cerebro del mismo,

gracias a este hardware libre podemos controlar automticamente

las funciones solicitadas en la gua. Como ya mencionamos Arduino

es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un

microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseada para facilitar el

uso de la electrnica en proyectos multidisciplinares.

Este hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel

AVR y puertos de entrada/salida.

La plataforma Arduino se programa mediante el uso de un lenguaje

propio basado en el lenguaje de programacin de alto

nivel Processing que es similar a C++.

A continuacin adjunto el algoritmo de programacin creado para

controlar este circuito:

const int onvideobean = 22;

const int onmotoresreloj = 23;

const int onmotorescontrareloj = 24;

const int onlucespuerta = 25;

const int ofluceslabo = 26;

const int cortinascerradas = 27;

int estado = 0;

void setup() {

pinMode (onvideobean, INPUT);

pinMode (onmotoresreloj, OUTPUT);

pinMode (onmotorescontrareloj, OUTPUT);

pinMode (onlucespuerta, OUTPUT);

pinMode (ofluceslabo, OUTPUT);

// put your setup code here, to run once:

}

void loop() {

estado = digitalRead(onvideobean);

if (estado == HIGH) {

delay(50); // desde 30 hasta 100

digitalWrite (onmotoresreloj, HIGH);

digitalWrite (onlucespuerta, HIGH);

digitalWrite (ofluceslabo, LOW);

delay(6000);

digitalWrite (cortinascerradas, HIGH);

}

else {

digitalWrite(onvideobean, LOW);

}

// put your main code here, to run repeatedly:

}

Esquemas electrnicos del diseo

Un transformador 2P2S

Puente rectificador de diodos:

Reguladores de voltaje L298

Sensor 555 de proximidad infrarrojo

Puente hL298

Arduino mega 2560 R3:

Pantallazos de la simulacin

URL del video

Respetado tutor mil disculpas por no presentar un video de sustentacin la verdad

lo intente varias veces pero el arruino me genera conflicto y me cierra proteus

adicional a eso he tenido problemas con la grabacin del video espero este

informe evidencie lo realizado.