Candado Electrónico clave fija

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    18-Jun-2015

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Proyecto de implementacin de analgica y digitales para la elaboracin de una candado electrnico

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1. TEMA: CANDADO ELECTRNICO

1.1 Introduccin

Un proyecto integrador consiste en la aplicacin de los conocimientos que se adquirido en los niveles aprobados, siendo de gran importancia el lograr afirmarlos, por este motivo se ha realizado una propuesta de su implementacin en un circuito

debidamente aprobado por un tutor. Para realizar el planteamiento del proyecto se deber enfocar en alguna problemtica con el cual podamos trabajar y buscar la posible solucin con la colaboracin del mismo. En el caso del presente proyecto se observo que, como se conoce actualmente, la inseguridad es un gran problema en la sociedad por lo que la utilidad del circuito que se presentar ser factible. El tema del proyecto es un candado electrnico en el cual se demuestra la prctica de los estudios digitales y analgicos que permiten que este circuito funcione como un instrumento de seguridad, donde el propietario deber introducir la clave correcta para poder activar el rel que autorizar abrir el objeto que se quiere controlar.

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2. OBJETIVOS

2.1 General Aplicar los conocimientos adquiridos en el proceso de estudios analgicos y digitales e implementar en un circuito, en este caso, la creacin de un candado electrnico.

2.2 Especficos Desarrollar el cdigo que se va a utilizar para la activacin del candado Construir el circuito lgico combinacional Armar el circuito integrando los dispositivos que se ha estudiado

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3. DIAGRAMAS 3.1 Diagrama circuital

3.2 Diagrama de bloquesDATOS DE ENTRADA TABLA DE VERDAD EXPRESION LGICA MINIMIZACION MAPAS DE KARNAUGH

MOTOR

ACTIVACION RELE

IMPLEMENTACION DEL CIRCUITO

DIAGRAMA CIRCUITAL

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4. ALCANCE

Este proyecto est enfocado en la aplicacin de los conocimientos adquiridos hasta el momento en la carrera, en un circuito que funcionar como un candado electrnico que se activar solo con cierta clave, de esta manera se puede suponer que el producto final podr tener uso comercial como medida de seguridad.

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5. MARCO TEORICO

Conversin de binario a decimal: El mtodo consiste en reescribir l nmero binario en posicin vertical de tal forma que la parte de la derecha quede en la zona superior y la parte izquierda quede en la zona inferior. Se repetir el siguiente proceso para cada uno de los dgitos comenzados por el inferior: Se coloca en orden descendente la potencia de 2 desde el cero hasta n, donde el mismo el tamao del nmero binario, el siguiente ejemplo ilustra de la siguiente manera. Utilizando el teorema fundamental de la numeracin tenemos que 1001.1es igual a:

Circuito Lgico: Circuito lgico es aquel que maneja la informacin en forma de "1" y "0", dos niveles lgicos de voltaje fijos. "1" nivel alto o "high" y "0" nivel bajo o "low"1. Los circuitos lgicos estn compuestos por elementos digitales como la compuerta AND (Y), compuerta OR (O), compuerta NOT (NO)......y combinaciones poco o muy complejas de los circuitos antes mencionados.

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http://www.unicrom.com/Tut_circuitoslogicos.asp

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Operaciones Bsicas And. La operacin And requiere que todas las seales sean simultneamente verdaderas para que la salida sea verdadera. As, el circuito de la figura necesita que ambos interruptores estn cerrados para que la luz encienda.

Figura No. 1. Operacin And.2 Los estados posibles del circuito se pueden modelar en la Tabla de Verdad que tiene asociada. Sabemos que los interruptores slo pueden tener dos estados, abiertos o cerrados, si el interruptor abierto se representa mediante el cero (0 o falso) y el cerrado mediante el valor uno (1 o verdadero) entonces en la tabla de verdad asociada se puede ver la situacin que se describa en el prrafo anterior, cuando se deca que la luz slo

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http://html.rincondelvago.com/circuitos-logicos_1.html

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prende cuando ambos interruptores estn cerrados, es decir, si A = 1 y B = 1 entonces L = 1. La compuerta lgica es una forma de representar la operacin And pero en el mbito de los circuitos electrnicos, para ese caso A y B son las seales de entrada (con valores = 0 1) y L es la seal de salida. Or. La operacin Or tiene similares caractersticas a la operacin And, con la diferencia que basta que una seal sea verdadera para que la seal resultante sea verdadera. En la figura se puede ver tal situacin.

Figura No. 2. Operacin Or.3

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Note que en el circuito los interruptores estn en paralelo, por lo cual basta que uno de ellos est cerrado para que el circuito se cierre y encienda la luz.

Not: La ltima de la tres operaciones fundamentales, la cual tambin se conoce como negacin, complemento o inversin, es mucho ms simple que las anteriores. En la figura se puede observar el circuito, que en este caso tiene la particularidad de que al estar el interruptor abierto la luz enciende, cuando l est en posicin de cerrado la luz permanecera apagada.

Figura No. 3. Operacin Not.4 La notacin funcional para esta operacin ser Not( A ), donde A corresponde a la seal de entrada y Not( A ) corresponde al valor complementario de A.

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Transistor bipolar como interruptor5 Transistor en corte y saturacin (Figura No 12) Cuando un transistor se utiliza como interruptor o switch la corriente de base debe tener un valor para lograr que el transistor entre en corte y otro para que entre en saturacin - Un transistor en corte tiene una corriente de colector (Ic) mnima (prcticamente igual a cero) y un voltaje colector emisor VCE) mximo (casi igual al voltaje de alimentacin). - Un transistor en saturacin tiene una corriente de colector (Ic) mxima y un voltaje colector emisor (VCE) casi nulo (cero voltios). Para lograr que el transistor entre en corte, el valor de la corriente de base debe ser bajo o mejor an, cero. Para lograr que el transistor entre en saturacin, el valor de la corriente de base debe calcularse dependiendo de la carga que se est operando entre encendido y apagado (funcionamiento de interruptor). Si se conoce cul es la corriente que necesita la carga para activarse (se supone un bombillo o foco), se tiene el valor de corriente que habr de conducir el transistor cuando este en saturacin y con el valor de la fuente de alimentacin del circuito, se puede obtener la recta de carga..Esta recta de carga confirma que para que el transistor funcione en saturacin, Ic debe ser mximo y VCE mnimo y para que est en corte, Ic debe ser el mnimo y VCE el mximo.

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6. PROCESO DE INVESTIGACION

El proceso de investigacin se realiza por etapas y son las siguientes: Primera Etapa: Se realizo la bsqueda del posible tema de proyecto en donde

adems de aplicar las materias de la malla de estudio y elementos electrnicos que se conoce hasta este nivel, debera estar destinado a la posible solucin de algn problema.

Segunda Etapa: Al ser aprobado el tema propuesto, candado electrnico, se tuvo que realizar clculos, simulaciones y un anlisis para encontrar fallas o hacer modificaciones. Ya en esta etapa es posible afirmar que el tema propuesto es factible y que se lo puede ejecutar.

Tercera Etapa: El resultado final del circuito tiene que estar acompaado de fundamentos tericos y las respectivas conclusiones que se obtienen de su correcto funcionamiento y de la culminacin positiva o negativa de nuestros objetivos planteados.

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7. SIMULACIONES

Figura No. 4. Simulacin circuito parte digital. 2 Datos de entrada errneos

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Figura No. 5. Simulacin circuito parte digital. 1 Dato de entrada errneo

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Figura No. 6. Simulacin circuito parte digital. Datos de entrada correctos

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8. CALCULOS ,PRUEBAS, SIMPLIFICACION DE EXPRESIONES

Tabla No. 1. Tabla de verdad primer dato de entrada BCD

Figura No. 7. Mapa de Karnaugh: funcin X

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Figura No.8. Mapa de Karnaugh: funcin Y

Tabla No. 2. Tabla de verdad segundo dato de entrada BCD

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Figura No.9. Mapa de Karnaugh: funcin W

Figura No.10. Mapa de Karnaugh: funcin Z

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Figura No.11. Simulacin parte analgica: Transistor BJT como interruptor

VCC 5V

ICRC VCE 70 .2 IC 0.23

(5 0.23)V IC 70 .2 IC 0.067 A

VRC VRC VRC

ICxRC (0.067 Ax 70 .2 ) 6 4.7V

0.067 0.066 x100 % 0.067 % 1.49 % 4.7 4.63 % x100 % 4.7 % 1.48 % %

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Ecuacin Ley de Ohm

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9. LISTA DE MATERIALES 8 switch 2 displays anodo comn 8 resistencias de 470 2 integrados 7447 4 resistencias de 220 2 Inversores 7404 3 AND 7408 2 OR 7432 2 Diodos LED ( rojo y verde) Transistor BJT npn 3904 Diodo uso comn 7004 Rel 5V Motor Batera 9V Fuente de 5V

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10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se realizo las tablas de verdad para cada uno de los datos de entrada, que en este caso eran cdigos BCD , de esta forma se pudo realizar los mapas de Karnaugh minimizando el diagrama circuital. Se implemento el circuito lgico combinacional a la entrada de datos teniendo como resultado su salida correcta para activar el rel. El Transistor BJT al trabajar en corte y saturacin actuar como un switch donde el rel se polarizar con el voltaje VCC La aplicacin de todos los conocimientos durante la realizacin del proyecto permiti que pusiera en prctica la teora y logre observar el funcionamiento de cada elemento electrnico en un proceso de integracin de analgica y digitales. Las simulaciones son muy importantes y se las debe realizar para estar conscientes antes de armar el circuito de que exactamente est haciendo.

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11. BIBLIOGRAFIA http://apuntes.rincondelvago.com/circuitos-logicos_1.html http://www.unicrom.com/tut_transistor_como_switch.asp http://www.datasheetcatalog.net

12. ANEXOS

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UNIVERSIDAD ISRAELFACULTAD DE ELECTRNICA

CANDADO ELECTRNICO

Estudiante Pamela Carolina Ortiz Cajamarca

Tutor Roberto Gonzlez

Quito Ecuador. Febrero 2010.

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NDICE 1.-Tema. 1.1.- Introduccin. 2.- Objetivos 2.1.- General. 2.2.- Especficos. 3.- Diagramas. 3.1.- Diagrama Circuital. 3.2.- Diagrama de Bloques. 4.-Alcance. 5.- Marco Terico. 6.- Proceso de investigacin. 7.- Simulaciones 8.- Clculos, Pruebas, Simplificacin de expresiones 9.- Lista de materiales 10.- Conclusiones y Recomendaciones 11.- Bibliografa 12.- Anexos 3 3 4 5 10 11 14 18 19 20 20 2 2 1

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NDICE DE FIGURAS

1. Figura No. 1. Operacin And 2. Figura No. 2. Operacin Or 3. Figura No. 3. Operacin Not

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4. Figura No. 4. Simulacin circuito parte digital.2 Datos de entrada errneos 11 5. Figura No. 5. Simulacin circuito parte digital. 1 Dato de entrada errneo 12

6. Figura No. 6. Simulacin circuito parte digital. Datos de entrada correctos 13 7. Figura No. 7. Mapa de Karnaugh: funcin X 8. Figura No.8. Mapa de Karnaugh: funcin Y 9. Figura No.9. Mapa de Karnaugh: funcin W 10. Figura No.10. Mapa de Karnaugh: funcin Z 14 15 16 16

11. Figura No.11.Simulacin parte analgica:Transistor BJT como interruptor 17

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INDICE TABLAS

1. Tabla No. 1. Tabla de verdad primer dato de entrada BCD 2. Tabla No. 2. Tabla de verdad segundo dato de entrada BCD

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RESUMEN

El proyecto integrador propuesto se denomina candado electrnico, este circuito funciona por medio de datos de entrada que en este caso ser denominada clave del candado que solo ser entregada a su propietario, este circuito a su vez le mostrar un cdigo que no es la clave que se ingresa, para seguridad del cliente, en ese momento en el que se ingrese la clave correcta se encender la luz verde y se podr activar el mecanismo que abrir el objeto a manejar.

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SUMMARY

The proposed integration project called electronic lock, this circuit operates by means of data input in this case is called "key" lock that will only be delivered to its owner, this circuit in turn will display a code that is not key is entered, for customer security at that time when the correct password is entered a green light turns on and you can activate the mechanism that opens the object to handle.