UNIVERSIDAD POLITÉCNICA

SALESIANA

FACULTAD DE INGENIERÍAS SEDE QUITO-CAMPUS SUR

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Semáforo Con acopladores

Musuña Juan Carlos

Quishpe Luis Fabián

Rodríguez Guillermo

5º ELECTRÓNICA GRUPO 1

Quito, 19 de Enero 2011

Objetivo:

Que el estudiante se familiarice con la implementación de los circuitos a 110v con

la ayuda de un triad y un moc.

Materiales:

1 Resistencia de ⁄ Watt de 100KΩ

3 Resistencia de ⁄ Watt de 470Ω

1 Resistencia de ⁄ Watt de 22KΩ

1 Potenciómetro de 100M 1 Capacitor electrolítico de 10uF 1 Capacitor electrolítico de 1uF 1 Capacitor de 100nF 6 Diodo 1N4007 1 Led ámbar 1 Led Rojo 1 Led Verde 1 integrado LM555CN Cables Protoboard Osciloscopio Fuente variable de voltaje Multimetro

Desarrollo de la práctica: Revisar la teoría del integrado 555 y el funcionamiento en sus diferentes estados

del mismo.

Realizar los cálculos para tener un sentido lógico en el transcurso y a tiempos constantes.

Revisar los diagramas de la práctica Semáforo Con 555, para evitar fallas en su construcción.

Implementar los 110v al circuito del semáforo con la ayuda del moc.

Revisar la hoja de datos del integrado LM555, CMOS4017, MOC3020 y BT136 la

polarización de los diodos que se usa en la práctica. Comprobar el funcionamiento del circuito con la ayuda de los equipos de

laboratorio, y observar las señales amplificadas en cada punto que nos indica en la

práctica.

Utilizando el multímetro procedemos a verificar los niveles de voltaje de los circuitos,

de esta forma comprobamos que los circuitos están correctamente armados y

funcionando.

Marco Teórico:

LM555:

Las aplicaciones más comunes del C.I. 555 es como elemento temporizador. Aunque combinándolo con otros elementos se usa como generador se señales, modulador, contador entre otros usos:

Temporizador de precisión. Generador de pulsos. Temporazidor secuencial. Generador de retardos de tiempo. Pulsos con modulación.

En general el C.I LM 555 es un controlador altamente estable capaz de producir retardos de tiempo u oscilación bastante exactos. En el modo de operación de retardos de tiempo, el tiempo es precisamente controlado por una resistencia y un condensador externo. En el modo de operación astable como oscilador, la frecuencia y el ciclo de trabajo son controlados con precisión por dos resistencias externas y un condensador.

CMOS4017:

El 4017 es un contador/decodificador con 10 salidas y muchos recursos importantes. 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. En la figura 1 tenemos las terminaciones de este integrado que se presenta en una cubierta DIL de 16 pins. 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).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

Circuito con LM555 y CMOS4017:

Se puede construir un sencillo semáforo usando el cmos 4017 que es un contador de anillo , como sabemos se le pone un clock de pulsos cuadrados a la frecuencia que uno desea y las 10 salidas del integrado se van poniendo en alta secuencialmente , con esto podemos encender leds, el circuito seria el siguiente.

El circuito opera con LEDs verde, ambar y rojo en la correcta secuencia de un semáforo real. El tiempo completo de un ciclo verde, ambar ,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.

MOC 3020

BT136

Es un dispositivo semiconductor que se utiliza en corriente alterna, con la particularidad de que conduce en ambos sentidos y puede ser bloqueado por inversión de la tensión o al disminuir la corriente por debajo del valor de mantenimiento. El triac puede ser disparado independientemente de la polarización de puerta, es decir, mediante una corriente de puerta positiva o negativa.

Su símbolo es: Dónde: A2 = Ánodo 2 A1 = Ánodo 1 G = Puerta de cebado o disparo

Cuando el triac conduce, circula la corriente de un ánodo al otro, dependiendo de la

polaridad del voltaje externo aplicado. Cuando el voltaje es más positivo en A2, la

corriente circula de A2 a A1 en caso contrario fluye de A1 a A2. En ambos casos el triac se

comporta como un interruptor cerrado (cebado). Cuando el triac deja de conducir no

puede circular corriente entre los terminales principales sin importar la polaridad del

voltaje externo aplicado por tanto actúa como un interruptor abierto. Debe tenerse en

cuenta que si se aplica una variación de tensión importante entre A1 y A2 (dv/dt) aún sin

conducción previa, el triac puede entrar en conducción directa.

Hoja del integrado LM555:

SEMAFORO CON 555:

Procedimiento:

1. Construya los circuitos mostrados en la guía.

Anexos:

Figura del circuito en laboratorio:

Instalación del MOC3020 y el BT136 .

Figura del circuito en simulación:

Conclusiones:

Comprobamos que con la implementación de los elementos MOC y triad podemos

implementar un circuito a 110v.

Aprendimos que este tipo de circuitos son de gran ayuda para poder controlar y

manipular los pulsos de reloj en forma continua y por ende un semáforo real.

Con el potenciómetro podemos controlar la velocidad y la duración del tiempo de

los pulsos.

Aprendimos a controlar el funcionamiento de los opto acopladores.

Bibliografía:

MALVINO, Albert Paul; "Principios de Electrónica"; Esmeralda Mora S.A.; España-Madrid; 2000; Sexta Edición; Pp. 784-787.

Datasheet del integrado LM555CN

Datasheet CMOS 4017

Datasheet del integrado MOC3020

Datasheet del BT136