UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA

ÁREA DE ENERGÍA, LAS INDUSTRIAS Y

RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES

INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA Y

TELECOMUNICACIONES

TEMA:

IMPLEMENTACIÓN DE UN CARTEL DE TEXTO

PASANTE UTILIZANDO UNA MATRIZ DE LEDS

CONTROLADA MEDIANTE LABWIEV.

Modulo V

AUTORES:

FRANKLIN GUALÁN

Viviana Loján

Felipe rodríguez

Pablo toledo

COORDINADOR DE MÓDULO:

Ing. Juan pablo cabrera.

FECHA:

14 de Febrero del 2013.

LOJA - EUADOR

2012-2013

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Tabla de contenidos

Capítulos……………………………………………………………..…………….pág.

Tabla de Contenidos ........................................................................................ 2

1. Resumen ....................................................................................................... 3

2. Introducción ................................................................................................. 4

3. Revision de literatura .................................................................................. 5

3.1 Capítulo I: Labview ..................................................................................... 5

3.1.1. Descripción ........................................................................................ 5

3.1.2. Caracteriticas ..................................................................................... 6

3.2 Capítulo II: Tarjeta de adquisición de datos ............................................. 8

3.2.1. Adquisición de datos ......................................................................... 8

3.3 Capítulo III: Modelamiento y montaje del sistema ................................... 9

3.3.1. Planteamiento del diseño .................................................................. 9

3.3.2. Diseño del cartel de texto pasante .................................................... 9

3.3.3. Desarrollo .......................................................................................... 9

3.3.4. Programa en Labview ........................................................................ 3

3.3.5. Circuito para encendido de la matriz ............................................... 16

4. Materiales y Métodos ................................................................................. 17

4.1. Materiales ........................................................................................... 17

4.2. Métodos .............................................................................................. 18

5. Resultados .................................................................................................. 19

6. Discusión .................................................................................................... 20

7. Conclusiones ............................................................................................. 21

8. Recomendaciones ..................................................................................... 22

9. Bibliografía ................................................................................................. 23

10. Anexos ...................................................................................................... 24

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Cartel de Texto Pasante Utilizando Matriz de Leds en Labview.

1. RESUMEN.

Se utilizaron muchas fuentes de consulta, tanto en libros, revistas, folletos e

internet hasta encontrar el diseño apropiado y que esté acorde a nuestras

expectativas. Luego con la ayuda de Labview se procedió a realizar la

programación, la cual una vez comprobada se pudo conectar la tarjeta Daq;

con los drivers instalados, respectivamente. De esta manera se pudo hacer la

conexión entre el software y el hardware (matriz del leds).

Después se elaboró la programación del PIC 16F876A con la ayuda del

programa Flowcode y su respectiva simulación en Proteus, para verificar si su

funcionamiento era el requerido.

Posterior a eso y con todos los programas previamente comprobados en

simulación, se procedió a verificar si los materiales necesarios para su

implementación estaban disponibles en nuestra ciudad. Algunos fueron de fácil

adquisición mientras que otros como la Daq fue proporcionada por un docente

de la carrera.

Después se realizó el circuito impreso con la ayuda de Proteus, para

inmediatamente imprimirlo en papel de fototransfrencia y quemarlo en la placa

baquelita. A continuación, cada dispositivo fue ensamblado y soldado en la

placa.

Finalmente se elaboró una estructura externa, para mejorar su apariencia y

mostrar una de las múltiples aplicaciones que puede ofrecer; por último se

hicieron los arreglos respectivos para que todos los elementos estén seguros.

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2. INTRODUCCIÓN.

Con motivo de fortalecer la formación científico técnica en cada uno de los

estudiantes, la Universidad Nacional de Loja, el Área de Energía las Industrias

y los Recursos Naturales no Renovables la carrera de Ingeniería en Electrónica

y Telecomunicaciones, ha previsto la creación de proyectos teórico – prácticos

que permitan el desenvolvimiento y la práctica creativa de los estudiantes en la

rama de la electrónica que podrá estar vinculada a cada una de sus posibles

aplicaciones como son: las telecomunicaciones, el control automático y la

electromedicina.

En el presente informe se quiere destacar las actividades realizadas desde el

inicio hasta la culminación del proyecto.

En este proyecto se realizó consultas sobre cada uno de los principales

componentes del proyecto, así como de los conceptos básicos de

funcionamiento. También se detalla todo el proceso de diseño del circuito

impreso de control y construcción del proyecto; y todos los materiales utilizados

con su respectivo valor comercial.

En el transcurso de este módulo se ha venido recibiendo clases de algunas

materias entre ellas: Electrónica de Potencia y Software para Monitoreo y

Control, esta última; debido a sus múltiples aplicaciones y ventajas incentivó en

gran parte para la implementación del cartel de texto pasando mediante

Labview.

Los dispositivos empleados para fabricar este texto pasante son: resistencias,

PIC’s programables, transistores, registros, Daq, matriz de leds y compuertas

principalmente.

Gracias a la realización del mismo se pudo desarrollar distintas habilidades

prácticas en los estudiantes, además de conocer el impacto ambiental que

ocasionará el mismo.

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3. REVISIÓN DE LA LITERATURA.

3.1. CAPÍTULO I: Labview.

3.1.1. Descripción.

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) es un

sistema de desarrollo basado en programación gráfica orientado a desarrollar

aplicaciones para instrumentación que integra una serie de librerías para

comunicación con instrumentos electrónicos con tarjetas de adquisición de

datos, sistemas de adquisición, etc.

Los programas realizados en LabVIEW se Ilaman instrumentos virtuales "Vls",

ya que tienen la apariencia de los instrumentos reales, sin embargo, poseen

analogías con funciones provenientes de lenguajes de programación.

Los VIs contienen una interface interactiva de usuario, la cual se llama panel

frontal, ya que simula el panel de un instrumento físico. Se puede ingresar datos

usando el teclado o el ratón y tener una visualización de los resultados en la

pantalla del computador. El Panel Frontal es la interface hombre-maquina de un

VI.

Los VIS reciben instrucciones de un diagrama de bloques construido en lenguaje

G el cual suministra una solución grafica a un problema de programación. El

diagrama de bloques es el código fuente de un VI.

Además LabVIEW puede ser usado con poca experiencia en programación pues

utiliza metodologías familiares a técnicos, ingenieros, doctores y la comunidad

científica en general.

Cada VI de LabVIEW cuenta con dos interfaces: panel frontal y diagrama de

bloques. Estas cuentan con paletas que contienen los objetos necesarios para

implementar y desarrollar tareas. La figura 1 muestra estas interfaces dentro de

un entorno Windows.

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Figura 1. Interfaces de un VI.

3.1.2. Características.

Panel frontal.

Es la interface gráfica que simula el panel de un instrumento real, permite la

entrada y la salida de datos, puede contener pulsadores, perillas, botones,

gráficos en general controles e indicadores.

Figura 2. Panel Frontal de una aplicación.

Los controles son objetos que sirven para entrar datos al programa y pueden

ser manipulados por el usuario. Los controles son variables de entrada.

Los indicadores sirven para presentar los resultados entregados por el

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programa y no pueden ser manipulados por el usuario. Los indicadores son

variables de salida.

Diagrama de bloques.

El diagrama de bloques contiene el código fuente grafico del VI, posee

funciones y estructuras que relacionan las entradas con las salidas creadas en

el panel frontal.

En un diagrama se distinguen: terminales, que representan los controles e

indicadores del panel. Funciones y subVls, que realizan tareas específicas.

Estructuras y cables que determinan el flujo de los datos en el programa. En

general, cualquiera de estas partes del diagrama de un VI se denomina NODO.

Figura 3. Diagrama de Bloques de una aplicación.

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3.2. Capítulo II: Tarjeta de adquisición de datos.

3.2.1. Adquisición de Datos.

La adquisición de datos o adquisición de señales consiste en la toma de

muestras del mundo real (sistema analógico) para generar datos que puedan

ser manipulados por un ordenar u otras electrónicas (sistema digital). Consiste,

en tomar un conjunto de señales físicas, convertirlas en tensiones eléctricas y

digitalizarlas de manera que se puedan procesar en una computadora. Se

requiere una etapa de acondicionamiento, que adecua la señal a niveles

compatibles con el elemento que hace la transformación a señal digital. El

elemento que hace dicha transformación es el módulo de digitalización o tarjeta

de adquisición de datos (DAQ).

Figura 4. Tarjeta de adquisición de datos (Daq).

Figura 5. Pines de la Daq.

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3.3. Capítulo III: Montaje y modelamiento del sistema.

3.3.1. PLANTEAMIENTO DEL DISEÑO.

Se propone diseñar un texto pasante controlado por LabView mediante

conexión serial entre este y una tarjeta DAQ6008.

El cartel de texto pasante debe cumplir con las siguientes funciones:

Se deberá ingresar un texto en la computadora, la comunicación entre LabView

y la matriz física se realiza mediante la tarjeta DAQ, que a la vez deberá activar

los transistores que encenderán los LED deseados en la matriz.

Primero se debe crear la fuente y luego guardarla antes de transmitir los datos.

La palabra o frase escrita no puede contener signos de puntación, exclamación

o interrogación.

3.3.2. DISEÑO DEL CARTEL DE TEXTO PASANTE.

Una vez enviadas las señales por la DAQ es necesaria una etapa de

amplificación para poder encender la matriz, esta está conformada por 12

transistores 2N2222 que actúan como interruptores, activados por los pulsos de

la DAQ, y alimentados por un cargador de 15v a 800mA.

3.3.3. DESARROLLO.

Realizar el programa necesario para poder crear fuente y guardar fuente

y que sea posible ingresar el texto en Labview.

Implementar transistores y resistencias para el control de la matriz.

Hacer las conexiones para la DAQ y la matriz.

Incorporar el resto de detalles para su adecuado funcionamiento y su

correcta presentación.

Una de las aplicaciones que puede tener un trabajo de este tipo puede ser

presentar un mensaje o advertencia en una avenida, por ejemplo para indicar

porque calles es más conveniente transitar. También puede servir para mostrar

una señal de peligro o incluso en vayas.

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3.3.4. PROGRAMA EN LABVIEW

Evento: Abrir fuente.

Evento: Array Booleano.

Evento: Crear letra.

11

Evento: Guardar.

Interfaz.

Evento: Nueva fuente.

12

Evento: Stop.

Evento: Abrir fuente desde la matriz simulada.

Interfaz.

13

Evento: Refrescar.

Evento: Salir.

14

Evento: Timeout

Evento: Columnas

15

Evento: Dejar Espacio

Evento: Texto

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3.3.5. CIRCUITO PARA ENCENDIDO DE LA MATRIZ.

VI1

VO3

GN

D2

U17805

Q12N2222

Q22N2222

Q32N2222

Q42N2222

Q52N2222

Q62N2222

Q72N2222

Q82N2222

Q92N2222

Q102N2222

Q112N2222

Q122N2222

R1

10k

R2

10k

R3

10k

R4

10k

R5

10k

R6

10k

R7

10k

R8

10k

R9

10k

R10

10k

R11

10k

R12

10kR13

10k

R14

10k

R15

10k

R16

10k

R17

10k

R18

10k

R19

10k

R20

10k

R21

10k

R22

10k

R23

10k

R24

10k

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4. MATERIALES Y MÉTODOS.

4.1. Materiales.

26 resistencias de 220 Ω

12 transistores 2N222

1 tarjeta Daq 6008

1 matriz de LEDs bicolor

1 Led

2 metros de cable utp

1 regulador 7805

1 cargador de 15V a 800mA

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4.2. Métodos.

Método Experimental.

Se ha decidido utilizar este método debido a que el proceso a realizarse, tanto

dentro de programación como en el montaje de los elementos; se basará en un

proceso de prueba y error.

Método Computacional.

Este método describe que se utilizará todo aquello relacionado en software

para simular, ya sea dentro de Labview o algún otro entorno que se hace útil y

necesario.

Método de investigación bibliográfica.

Se seguirá este método para obtener información contenida en documentos.

Debido a que describe conjunto de técnicas y estrategias que se emplean para

localizar, identificar y acceder a documentos que contienen la información

pertinente para la investigación.

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5. RESULTADOS.

Luego de muchas pruebas realizadas en Labview para el software, y en la

matriz de leds se comprobó que si mostraba la letra o palabra escrita.

Para la programación; siendo la parte fundamental de este proyecto, fue

necesario tener conocimiento acerca de muchas herramientas que contiene

Labview, así como tener presente el datasheet de la Daq 6008, es decir saber

diferenciar las características de cada entrada y salida. Para así, poder aplicar

los comandos en forma adecuada y en el puerto correspondiente.

Como punto final a este proceso de construcción del texto pasante, se muestra

que al momento de la palabra o la letra, la daq envía las señales y permite que

aparezcan las mismas en la matriz, esta a su vez está alimentada por un

cargador de 12V (800mA). El resto de elementos: transistores 2N222 y las

resistencias de 220 amplifican la corriente para que se muestre con mayor

intensidad el mensaje.

El programa especificado en el Capítulo III muestra detalladamente las fases

que se siguen la programación y la comunicación para mostrar el texto en la

matriz.

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6. DISCUSIÓN.

El desarrollo en cuanto al diseño y construcción del proyecto ha sido

satisfactorio en la mayor parte del mismo; para lo cual se emplearon todos los

conocimientos adquiridos en el 5to Modulo, además de otras fuentes de

investigación consultadas.

Lo más importante a destacar es el software, además de componentes como la

tarjeta de adquisición de datos (DAQ6008), ya que la misma facilito en gran

parte la conexión serial entre LabView y el Hardware.

Antes de decidir hacer uso de la DAQ6008, se iba a emplear un

microcontrolador para que realizar la conexión serial, pero al analizar la

complejidad de este tipo de conexión se optó por utilizar la tarjeta.

La principal desventaja de esta tarjeta radica en el número de puertos digitales

que posee, no siendo estos suficientes para controlar la matriz en su totalidad,

por esto se decidió controlar 4 filas y 8 columnas.

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7. CONCLUSIONES.

Los puertos digitales de la Daq 6008 no son suficientes para controlar la

matriz 8x8.

La Daq no proporciona la suficiente corriente para controlar la matriz por

si sola.

Labview ofrece una gran facilidad al momento de realizar la conexión

serial, gracias a la daq.

Los transistores actúan como switch para mostrar de manera correcta la

letra o palabra escrita.

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8. RECOMENDACIONES.

Utilizar una fuente de poder capaz de entregar la corriente necesaria

para la matriz.

Al momento de utilizar la Daq tener en cuenta la distribuacion de pines,

ya que ésta es muy delicada.

Al programar, intentar ser lo mas eficiente posible para de esta manera

ahorrar espacio y tiempo.

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9. BIBLIOGRAFÍA.

Hart., Daniel W. ELECTRÓNICA DE POTENCIA. Pearson Educación,

S.A.Madrid.2001. 3ra edición. Capítulo 3. Rectificadores de Media Onda:

Fundamentos básicos de análisis. Consultado 5 de noviembre, 2012;

17:29

Muhammad H. Rashid “Electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y

aplicaciones”, 2a. Ed., Prentice Hall, cap 5 pp. 131-141

http://proton.ucting.udg.mx/tutorial/Manual_PIC16F87X/Manual_PIC16F

87X.pdf

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10. ANEXOS.

Datasheet Matriz De Leds Bicolor

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Datasheet del transistor 2N222