CONTADOR CON SENSORES

UNIVERSIDAD POLITCNICA SALESIANA ELECTRNICA ANALGICA II

CONTADOR CON SENSORES

ANA KAREN ARCOS PAULINA ARGUELLO ANA LUCA CRUZ WILLIAM OATE

21/01/11


OBJETIVO:Realizar un contador MOD 10 con sensores

MARCO TEORICOFOTODIODO Un fotodiodo es un semiconductor construido con una unin PN, sensible a la incidencia de la luz visible o infrarroja. Para que su funcionamiento sea correcto se polariza inversamente, con lo que se producir una cierta circulacin de corriente cuando sea excitado por la luz. Debido a su construccin, los fotodiodos se comportan como clulas fotovoltaicas, es decir, en ausencia de luz exterior generan una tensin muy pequea con el positivo en el nodo y el negativo en el ctodo. Esta corriente presente en ausencia de luz recibe el nombre de corriente de oscuridad. Principio de operacin Un fotodiodo es una unin PN o estructura P-I-N. Cuando una luz de suficiente energa llega al diodo, excita un electrn dndole movimiento y crea un hueco con carga positiva. Si la absorcin ocurre en la zona de agotamiento de la unin, o a una distancia de difusin de l, estos portadores son retirados de la unin por el campo de la zona de agotamiento, produciendo una fotocorriente. Los diodos tienen un sentido normal de circulacin de corriente, que se llama polarizacin directa. En ese sentido el diodo deja pasar la corriente elctrica y prcticamente no lo permite en el inverso. En el fotodiodo la corriente (que vara con los cambios de la luz) es la que circula en sentido inverso al permitido por la juntura del diodo. Es decir, para su funcionamiento el fotodiodo es polarizado de manera inversa. Se producir un aumento de la circulacin de corriente cuando el diodo es excitado por la luz. Fotodiodos de avalancha Tienen una estructura similar, pero trabajan con voltajes inversos mayores. Esto permite a los portadores de carga fotogenerados al ser multiplicados en la zona de avalancha del diodo, resultando en una ganancia interna, que incrementa la respuesta del dispositivo.

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SENSOR FOTOELCTRICO Un sensor fotoelctrico es un dispositivo electrnico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que ve la luz generada por el emisor. Todos los diferentes modos de sensado se basan en este principio de funcionamiento. Estn diseados especialmente para la deteccin, clasificacin y posicionado de objetos; la deteccin de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas. Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luz y producir una seal de salida representativa respecto a la cantidad de luz detectada. Un sensor de luz incluye un transductor fotoelctrico para convertir la luz a una seal elctrica y puede incluir electrnica para condicionamiento de la seal, compensacin y formateo de la seal de salida. El sensor de luz ms comn es el LDR -Light Dependant Resistor o Resistor dependiente de la luz-.Un LDR es bsicamente un resistor que cambia su resistencia cuando cambia la intensidad de la luz. Conceptos tericos Espectro electromagntico Atendiendo a su longitud de onda, la radiacin electromagntica recibe diferentes nombres. Desde los energticos rayos gamma (con una longitud de onda del orden de picometros) hasta las ondas de radio (longitudes de onda del orden de varios kilmetros) pasando por la luz visible cuya longitud de onda est en el rango de las dcimas de micra. El rango completo de longitudes de onda forma el espectro electromagntico, del cual la luz visible no es ms que un minsculo intervalo que va desde la longitud de onda correspondiente al violeta (380 nm) hasta la longitud de onda del rojo (780 nm). Los colores del espectro se ordenan como en el arco iris, formando el llamado espectro visible. Si hablamos de luz en sentido estricto nos referimos a radiaciones electromagnticas cuya longitud de onda es capaz de captar el ojo humano, pero tcnicamente, el ultravioleta, las ondas de radio o las microondas tambin son luz, pues la nica diferencia con la luz visible es que su longitud de onda queda fuera del rango que podemos detectar con nuestros ojos; simplemente son "colores" que nos resultan invisibles, pero podemos detectarlos mediante instrumentos especficos. Fuentes de luz

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Hoy en da la mayora de los sensores fotoelctricos utilizan LEDs como fuentes de luz. Un LED es un semiconductor, elctricamente similar a un diodo, pero con la caracterstica de que emite luz cuando una corriente circula por l en forma directa. Los LEDs pueden ser construidos para que emitan en verde, azul, amarillo, rojo, infrarrojo, etc. Los colores ms comnmente usados en aplicaciones de sensado son rojo e infrarrojo, pero en aplicaciones donde se necesite detectar contraste, la eleccin del color de emisin es fundamental, siendo el color ms utilizado el verde. Los fototransistores son los componentes ms ampliamente usados como receptores de luz, debido a que ofrecen la mejor relacin entre la sensibilidad a la luz y la velocidad de respuesta, comparado con los componentes fotorresistivos, adems responden bien ante luz visible e infrarroja. Las fotoclulas son usadas cuando no es necesaria una gran sensibilidad, y se utiliza una fuente de luz visible. Por otra parte los fotodiodos donde se requiere una extrema velocidad de respuesta. Fuentes de luz habituales Color Rango Caractersticas

No visible, son relativamente inmunes a la luz ambiente 890950 artificial. Generalmente se utilizan para deteccin en INFRARROJO nm distancias largas y ambientes con presencia de polvo. Al ser visible es ms sencilla la alineacin. Puede ser 660700 afectado por luz ambiente intensa, y es de uso general nm en aplicaciones industriales. Al ser visible es ms sencilla la alineacin. Puede ser 560565 afectado por luz ambiente intensa, generalmente se nm utiliza esta fuente de luz para deteccin de marcas.

ROJO

VERDE

Modulacin de la fuente de la luz Con la excepcin de los infrarrojos, los LEDs producen menos luz que las fuentes incandescentes y fluorescentes que comnmente iluminan el ambiente. La modulacin de la fuente de luz provee el poder de sensado necesario para detectar confiablemente con esos bajos niveles de luz. Muchos de los sensores

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fotoelctricos utilizan fototransistores.

LEDs

emisores

de

luz

modulada

y

receptores

Los LEDs, pueden estar encendidos y apagados (o modulados) con una frecuencia que normalmente ronda un kilohercio. Esta modulacin del LEDs emisor hace que el amplificador del fototransistor receptor pueda ser conmutado a la frecuencia de la modulacin, y que amplifique solamente la luz que se encuentre modulada como la que enva el emisor. La operacin de los sensores que no poseen luz modulada est limitada a zonas donde el receptor no reciba luz ambiente y slo reciba la luz del emisor. Un receptor modulado ignora la presencia de luz ambiente y responde nicamente a la fuente de luz modulada. Los LEDs infrarrojos son los ms efectivos y son, adems, los que tiene el espectro que mejor trabajan con los fototransistores; es por tal motivo que son usados en muchas aplicaciones. Sin embargo, los sensores fotoelctricos son tambin utilizados, para detectar contraste (deteccin de marcas) o color, y para esto se requiere que la luz sea visible.

CIRCUITO INTEGRADO 74LS90 Los integrados 74LS90, 74LS92 y 74LS93 son de alta velocidad de 4 bits, contadores particionados en dos secciones. Cada contador tiene dividido en dos secciones. Y Cada una divide para cinco (LS90); divide para seis (LS92), o divide para ocho (LS93), cada seccin es disparada en una transicin de alto a bajo en la entrada de reloj, cada seccin puede ser utilizada separadamente o juntas si la salida de la primera seccin se conecta a la seal de reloj de la siguiente. Todos los contadores tiene 2 entradas ms de master reset, y el LS90 tiene 2 entradas de master reset. Bajo consume de potencia, tpico 45mW Alta velocidad de conteo, tpico 42 MHz Seleccin de modo de conteo. . . BCD, Bi-Quinario, Divisor modulo doce, Binario

PIN NAMES CP0 Clock (Active LOW going edge) Input to 2 Section CP1 Clock (Active LOW going edge) Input to 5 Section (LS90), 6 Section (LS92) CP1 Clock (Active LOW going edge) Input to 8 Section (LS93) MR1, MR2 Master Reset (Clear) Inputs

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MS1, MS2 Master Set (Preset-9, LS90) Inputs Q0 Output from 2 Section Q1, Q2, Q3 Outputs from 5 (LS90), 6 (LS92), 8 (LS93)

CI-7490.- Junto con el CI-7492 y el CI-7493, que son contadores monolticos implementados con 4-FFs M-S y compuertas adicionales para proporcionar un contador divisor por 2 y un contador binario de 3-FFs para el que la longitud del ciclo de cuenta es divisin por 5 [90], por 6 [92] y por 8 [93]. La fig. 3.32 muestra la distribucin de pines del CI-7490.

Todos estos contadores tienen dos entradas [a travs de una compuerta NAND] para inicializacin con 0 [borrar]. El CI-7490 tambin dispone de otras dos entradas similares para establecer una salida igual a 9 para utilizarla en aplicaciones de complemento a 9 en aplicaciones BCD. Para utilizar la mxima longitud de cuenta de estos contadores [dcada, divisin por 12, o binario de 4- bits], la salida QA se conecta a la entrada de reloj B. Los pulsos de entrada se

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aplican a la entrada de reloj A y las salidas se muestran en las respectivas tablas de funcin proporcionadas por los fabricantes. Una cuenta con divisin por 10 son salida simtrica se puede obtener con el CI7490 conectando la salida QD a la entrada A, mientras que los pulsos de entrada se aplican a la entrada B que proporciona una onda cuadrada con divisin por 10 en la salida QA. CIRCUITO INTEGRADO 7447 El decodificador 7447 es un circuito lgico que acepta un conjunto de entradas que representan nmeros binarios y que activa solamente la salida que corresponde a dicho dato de entrada. En un decodificador, dependiendo de la combinacin en sus entradas se determina qu nmero binario (combinacin) se presenta a la salida correspondiente a dicho nmero, mientras tanto todas las otras salidas permanecern inactivas Este decodificador sirve para mostrar salidas decimales a entradas binarias. Las entradas pueden estar dadas por cualquier dispositivo que tenga 4 salidas digitales como la computadora, un micro, o Simplemente utilizando switches para conmutar los unos y ceros.

ESQUEMA DEL DECODIFICADOR 7447

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Lo que se procede a colocar en la seal de salida es el CI 74LS90 con la 74LS47 y el display donde se pueda visualizar el contador MOD 10

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PROCEDIMIENTO 1. Armar el circuito de la figura

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CONCLUSIONES1. Los CI 74LS90, CI 74LS47, que son muy tiles para hacer contadores, lo cual uniendo a sensores como es el caso de nuestro proyecto resulta ser muy interesante ya que cada vez se pueden armar circuitos mas elaborados y con mayor aplicaciones.

BIBLIOGRAFIA

Carlos Pillajo, Contadores Decada,

http://ine4c.com.es/moodle/file.php/3/ArchivosPDF/Clase_IIB_02B_Conta dores_Aplicaciones.pdf, 21/01/11 FREDDY ALEXANDER GARCIA ARENAS, Laboratorio Visualizador Decodificador, http://www.monografias.com/trabajos15/visualizador/visualizador.shtml, 21/01/11 Wikipedia, Sensor, http://es.wikipedia.org/wiki/Sensor, 21/01/11

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