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ESTE ES UN PORYECTO DE COMPUERTA LOGICA SOBRE EL FUNCIONAMIENTO DE UN ELEVADOR
Tipo: Ejercicios
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Proyecto Final Elevador
La lógica digital es un área de la matemática aplicada a la electrónica. Esta es la base de los sistemas digitales, gracias a esta base es que hemos logrado desarrollar un circuito que actúa según las situaciones posibles de nuestro problema, el cual consiste en el control automático de todas las funciones de un ascensor. Desarrollamos el sistema de control de un elevador aplicando compuertas lógicas, y convertidor de 7 segmentos el cual indicará el número de piso. Este dispositivo simula el funcionamiento de un ascensor de 8 plantas. El sistema se ha construido y simulador mediante switches, que realiza el movimiento de subida y bajada de la cabina del ascensor. Además, con la utilización de componentes electrónicos como diodos, transistores y relés que es lo que conforman los circuitos integrados, es posible implementar un circuito completo capaz de controlar un ascensor en miniatura. En el presente informe veremos detalladamente la forma desde el punto de vista de la lógica digital, el desarrollo de un circuito y mecanismo basado en estados lógicos, que determina el funcionamiento de un elevador basado en las diferentes situaciones, como por ejemplo cuándo un ascensor tendría que ascender y cuándo descender. En general este proyecto tiene como objetivo experimentar y demostrar la aplicación de los sistemas digitales de forma práctica y cotidiana como lo es un ascensor. Las adaptaciones de los sistemas digitales en la actualidad divergen en distintas ramas y se extiende con gran magnitud, este es solo un ejemplo de cómo es que la electrónica digitales cada vez más necesaria para automatizar cada aspecto de la vida.
Proyecto Final Elevador
Elaboración de un prototipo de un elevador, así como su comportamiento de ascenso y descenso de los pisos, mediante leds de colores que indican el número de piso en el que se encuentra, así como un display que nos indica el número mediante un codificador de señales digitales.
● Diseñar e implementar un circuito para el control de un ascensor de 8 pisos con compuertas lógicas y Protoboard. ● Elaboración de la maqueta e implementación de los circuitos ya funcionando mediante software de simulación.
El siguiente proyecto fue realizado con la finalidad de conocer los principios del funcionamiento de un elevador que consta de 8 plantas, las partes que lo constituyen, como está diseñado su circuito de control. Además, luego de realizar este proyecto, estamos con una visión más clara de cómo se involucran las variables o elementos electrónicos con diferentes sistemas, como lo son los mecánicos y electrónicos.
Proyecto Final Elevador
Un ascensor o elevador es un sistema de transporte vertical diseñado para movilizar su velocidad es de 2,5 metros por segundo y desplaza verticalmente hacia arriba y hacia abajo a través de unos carriles fijos y gracias al contrapeso. Con el paso del tiempo, tanto los elevadores como los montacargas han ido evolucionando y han ido añadiendo más sistemas que permiten un mejor funcionamiento y una mayor seguridad. Desde el año 300 a. C., momento en el que surgen los primeros elevadores más rudimentarios, hasta la actualidad, la tecnología de los ascensores no ha parado de evolucionar para obtener siempre unos resultados óptimos y mejorar la experiencia de todos sus usuarios, a la vez que se incrementa la seguridad.
En el cuarto de máquinas se encuentran el cuadro de maniobras y el grupo tractor del ascensor. Grupo tractor: normalmente está formado por un motor, ya sea eléctrico o hidráulico, encajado a un reductor de velocidad y en cuyo eje se encuentra la polea de salida, que es la encargada de arrastrar los cables para generar movimiento.
Proyecto Final Elevador
Una compuerta lógica es un dispositivo utilizado en Electrónica Digital que trabaja con estados lógicos tanto en sus entradas como en salidas, posee características especiales individuales que corresponden a leyes aritméticas. Las entradas de estos dispositivos se acostumbra representarlas con las primeras letras del alfabeto y las salidas con las últimas.
Proyecto Final Elevador
Figura 1.3 Compuerta lógica And. Con dos o más entradas, esta compuerta realiza la función de la multiplicación. Su salida será un 1 cuando todas sus entradas también estén en nivel alto. En cualquier otro caso, la salida será un 0. El operador AND se lo asocia a la multiplicación, de la misma forma que al operador SI se lo asociaba a la igualdad. En efecto, el resultado de multiplicar entre si diferentes valores binarios solo darán como resultado 1 cuando todos ellos también sean 1, como se puede ver en su tabla de verdad. Matemáticamente se lo simbolizará con el signo x.
Figura 1.4 Decodificador de 7 Segmentos SN7448.
Proyecto Final Elevador Es un elemento digital que funciona a base de estados lógicos, con los cuales indica una salida determinada basándose en un dato de entrada característico, su función operacional se basa en la introducción a sus entradas de un número en código binario correspondiente a su equivalente en decimal para mostrar en los siete pines de salida establecidos para el integrado, una serie de estados lógicos que están diseñados para conectarse a un elemento alfanumérico en el que se visualizará el número introducido en las entradas del decodificador. El elemento alfanumérico que se conecta a las siete salidas del decodificador también está diseñado para trabajar con estados lógicos, es un dispositivo elaborado con un arreglo de LED de tal manera que muestre los números decimales desde el cero hasta el nueve dependiendo del dato recibido desde el decodificador, a este elemento se le conoce con el nombre de display o dispositivo alfanumérico de 7 segmentos.
Figura 1.5 Display de Ánodo y Cátodo común.
Proyecto Final Elevador
Figura 1.7 Protoboard. Una Protoboard es un instrumento que permite probar el diseño de un circuito sin la necesidad de soldar o desoldar componentes. Las conexiones en una Protoboard se hacen con solo insertar los componentes lo que permite armar y modificar circuitos con mayor velocidad. Está hecho de dos materiales, un aislante, generalmente un plástico, y un conductor que conecta los diversos orificios entre sí. Uno de sus usos principales es la creación y comprobación de prototipos de circuitos electrónicos antes de llegar a la impresión mecánica del circuito en sistemas de producción comercial. Las Protoboard tienen tres partes: el canal central, las pistas, y los buses. En el canal central, ubicado en la parte media, se conectan los circuitos integrados para mantener aislados los pines de ambos lados del circuito integrado. Los buses se encuentran en los lados de la Protoboard, y generalmente se emplean para conectar la tierra del circuito y su voltaje de alimentación.
Proyecto Final Elevador
Figura 1.8 Leds. Los Leds son componentes electrónicos (diodos semiconductores) que son capaces de emitir luz al ser atravesados por una corriente eléctrica. Las siglas “LED” provienen del acrónimo en inglés de “Light Emitting Diode” o lo que traducido al español sería “Diodo Emisor de Luz”. Estos están conformados básicamente por un chip de material semiconductor dopado con impurezas, las cuales crean conjunciones del tipo P-N. Los Leds, a diferencia de las luminarias tradicionales, poseen polaridad (siendo el ánodo el terminal positivo y el cátodo el terminal negativo) por lo que funcionan únicamente al ser polarizados en directo.
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Figura 1.10 Bocina. Bocina o Altavoz. Dispositivo capaz de trasformar la energía eléctrica en energía acústica. Esta transformación no se realiza directamente, sino que el altavoz transforma la energía eléctrica a mecánica y en segundo paso la energía mecánica a energía acústica. Es un dispositivo utilizado para la reproducción de sonido.
La tabla de verdad de una fórmula es una tabla en la que se presentan todas las posibles interpretaciones de las variables proposicionales que constituye la fórmula y el valor de verdad de la fórmula completa para cada interpretación. Por ejemplo, la tabla de verdad para la fórmula
Proyecto Final Elevador Figura 1.11 Tabla de verdad.
Este método representa las variables de conmutación y lo de productos estándares, gráficamente, para así detectar de una forma rápida los posibles términos XY’ y XY, que mediante el teorema se convierten en termino X. este grafico recibe el nombre de Mapa de Karnaugh. Figura 1.12 Mapa de Karnaugh.
Proyecto Final Elevador
Se realizó el diseño de un circuito para la simulación de un elevador el cual consiste en que suba y baje, marque en un display el piso en el que se encuentra y cuando pase más del piso 8 sonará una bocina indicando que ya no cuenta con pisos. El elevador consta de 8 pisos y se partió en base a 5 variables las cuales son A, B, C, D y X
Entradas: A, B, C, D. Switch A, B, C y D Circuito integrado (SN7448) Salidas: X= Bocina A= Led Verde. B= Led Amarillo. C= Led Blanco. D= Led Rojo. A, B, C, D= Display de cátodo común.
Proyecto Final Elevador
La variable “Y” es nuestro display de 7 segmentos nos indicará el número de piso en el cual estará nuestro elevador el cual debe encender, y la variable “X” la cual es la bocina nos indicará que ya no contamos con más pisos a ascender al 9. Como se muestra en nuestra tabla 1.1. Variable de 7 Segmentos Bocina A B C D Y^ A B C D X X1^ X2^ X 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 Tabla 1.1 Tabla de verdad diseñada de display de 7 segmentos y bocina.
