Upload
nilson
View
240
Download
9
Embed Size (px)
DESCRIPTION
trabajo de sistemas dinamicos
Citation preview
TRABAJO COLABORATIVOMOMENTO II
NILSON PIMIENTA RODRIGUEZ_84451987EDILBERTO RAMIREZ MENDOZA
CARLOS ARROYO GALVIS_78734545JEAN CARLOS ORTEGA_1072261342
GREGORIA MARCELA VILLALBA_1069473481
SISTEMAS DIGITALES SECUENCIALES 90178_18
PRESENTADO A:
CARLOS EMEL RUIZ
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA-UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA
octubre de 2015
INTRODUCCIÓN
El siguiente trabajo tiene como finalidad hacer a través de Proteus un diseño de un circuito
combinacional, que permita realizar la simulación de un vehículo, el cual trabajara con dos
motores DC, sensores, un Flip flop para permitir el giro e inverso del circuito; con esto se
busca profundizar en los temas tratados en la unidad I y profundizar sobre el uso de la
herramienta Proteus.
OBJETIVOS
Conocer el funcionamiento de los Flip-Flops en un circuito combinacional.
Aplicar los conceptos de la unidad en un circuito simulado.
Diferenciar entre un circuito combinacional y un circuito secuencial.
Problema a Resolver:
Usando una circuitería combinacional y circuitos secuenciales, se debe diseñar un pequeño vehículo impulsado por dos motores DC. El carro contará con dos sensores en la parte frontal que servirán para detectar el impacto del carro con un obstáculo. Una vez que uno de los sensores haya detectado el impacto del carro, éste deberá retroceder por un tiempo de cinco (5) segundos y reiniciar su marcha hacia adelante, este tiempo debe ser controlado usando un temporizador 555 en modo monoestable.
DIAGRAMA DE BLOQUES
Bloque de control: Está formado por lector de sensores, memoria y control de movimiento.
Lector de sensores: Este debe verificar el estado de las señales de choque y si ocurre un
choque debe generar la temporización.
Memoria: Se cuenta con un flip-flop tipo toggle, ya que tras cada impacto se debe cambiarse el
sentido del retroceso y también debe ser almacenado, con el fin de que el robot realice un
retroceso completo, el flip-flop solo conmutara al inicio de cada temporización.
Control de movimientos: Para el control de movimientos se utiliza un circuito combinacional que
permita colocar los motores en el estado adecuado ante un choque.
Bloque de control de motores: Este circuito debe ser capaz de mover el motor en ambos
sentidos y también frenarlo, con esto se lograran los movimientos deseados, por ejemplo,
mientras un motor retroceda y el otro este frenado se obtendrá un retroceso en un sentido. Al
tratarse de dos motores, basta con diseñar un circuito y repetirlo para ambos motores. El bloque
contara con una señal o señales de y con señales de salida para manejar el motor.
Bloque de temporización: En este bloque se necesita que a partir de una señal de disparo se
produzca una temporización de dos segundos, es por ello que el uso de circuito monoestable
resulta adecuado, este circuito debe contar con una entrada para iniciar la temporización y una
salida que indica el estado de la temporización.
Tabla de verdad para el cálculo de las funciones Lógicas Digitales
Las funciones cuya descripción es “NO ES POSIBLE”, se toman como condiciones no importantes las cuales las podemos usar en el análisis del circuito para nuestra conveniencia y simplificar aún más los circuitos. Estas condiciones se dan debido a que el circuito planteado tiene una parte secuencial la cual no activa el siguiente evento sin haber sucedido el anterior. Las condiciones “NO IMPORTA” las representaremos en los mapas de con un “?”.
Simplificación por Mapas de Karnaugh
Tabla para M1 Tabla para M2
A continuación se muestra el desarrollo de las funciones por el método de mapas de karnaugh:
M1 = (A + I D) (C)
M2= (I A + I D) (C)
Donde:
Q1 (A): sensor derecha
Q2 (B): sensor izquierda
Q3 (C): salida sumada de Q1+ Q2
Q3 (D): salida NE55 (1)
La salida del NE555 (1) se usa para dar reset a los flip flop de entrada los cuales recuerdan en donde se encuentra el objeto detectado por los sensores para luego girar en sentido contrario.
00 01 11 1000 0 0 ? 1 ? 3 ? 201 0 4 ? 5 0 7 1 611 0 12 ? 13 1 15 1 14
10 0 8 ? 9 1 11 1 10
00 01 11 1000 0 0 ? 1 ? 3 ? 201 0 4 ? 5 0 7 1 611 0 13 ? 15 1 15 1 14
10 0 8 ? 9 1 11 1 10
Circuito Simulado en Proteus:
https://youtu.be/68HMMxNbQyI
El funcionamiento del diseño anterior, correspondiente a un carro de tres llantas, es de la siguiente manera.
Cuando el carro se energiza, este entrará en modo de avance, es decir sus dos llantas traseras girarán en sentido de las manecillas del reloj. Cuando el carro choque con algún obstáculo, este retrocederá durante tres segundos y girará hacia otra dirección.
El retroceso se puede lograr, gracias a que el sistema cuenta con dos sensores, izquierdo y derecho, que le indican al sistema que debe colocar sus llantas traseras en retroceso, es decir, en sentido contrario a las manecillas del reloj.
una de las formas para hacer el giro correspondiente, debe tenerse en cuenta que al momento de terminar el retroceso (5 segundos), una de las llantas traseras debe quedar girando hacia atrás por un corto tiempo (0.5 segundos) mientras la otra rueda entra en el proceso de avance.
El circuito cuenta con 2 sensores, simulados por pulsadores.Tiene dos circuitos integrados 555 en función de multivibrador monoestable.
Cuenta con un flip-flop tipo jkAdemás, está equipado con una lógica combinacional a base de compuertas lógicas.Finalmente, posee un puente h que es donde se conectan los motores de las ruedas traseras.
A continuación se explica cada una de las funciones de las partes del circuito.
555 Monoestable
El 555 como monoestable tiene la habilidad de generar por la salida 3, un pulso de diferente periodo al pulso de entrada (pin 2). Como se puede observar en la figura, el pulso de entrada es diminuto y en nuestro caso es generado al activar los sensores. Por la salida del pin tres saldrán un pulso de igual amplitud, pero diferente periodo. Para nuestro caso, este pulso tiene una duración de 5 y 5.5 segundos para el monoestable 1 y 2 respectivamente. Gracias, en parte, a este tiempo es que el carro
dura 5 segundos en retroceso y puede dar el giro (0.5 segundos de más).
Flip-Flop jk
Este dispositivo es un registro con memoria sencillo. Puede guarda y mantener a su salida, un dato ya sea 1 ó 0. En nuestro circuito, permite conmutar el dato de salida de alto a bajo, o viceversa, dependiendo del sensor oprimido.
Lo anterior se hace con el fin de poder intercambiar los tiempos, 5y 5.5 segundos, generados por los monoestables. Dependiendo del sensor activado, los tiempos anteriores se distribuirán para las llantas correspondientes. Cabe recordar, que una de las llantas en retroceso dura 0.5 segundos más que la otra.
Lógica Combinacional
Esta lógica a base de compuertas, ayuda a complementar el proceso de avance y retroceso que generan los monoestables y el flip-flop. Es la sinergia de estos elementos lo que hace posible este proceso.
Puente H
Para nuestro caso, se utiliza el puente h para entregar la suficiente potencia a los motores DC, ya que las compuertas lógicas no generan la cantidad de corriente necesaria para encender los motores.
Conclusiones
Con el anterior trabajo se pudo identificar la diferencia entre un circuito combinacional y un circuito secuencial, el cual su funcionamiento va a depender del estado del tiempo.
Se conoce el funcionamiento de los Flip-Flops los cuales actúan como memoria y mantienen una salida lógica dependiendo de la entrada.
Referencias Bibliográficas
Modulo sistemas Digitales Secuenciales http://datateca.unad.edu.co/contenidos/90178/2015-II/Syllabus-SistemasDigitalesSecuenciales-90178.pdf
Manejo de potencias para motores, Eduardo J Carletti http://robots-argentina.com.ar/MotorCC_L293D.htm
www.datasheetcatalog.org