Amoladora de Cafe

AMOLADORA DE CAF PARA SISTEMA INDUSTRIAL

NDICE1.ASPECTOS DE LA INVESTIGACIN41.1.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA41.2.FORMULACIN DEL PROBLEMA41.3.JUSTIFICACIN DEL PROBLEMA.41.4.OBJETIVOS..41.4.1.OBJETIVOS GENERALES.41.4.2OBJETIVOS ESPECFICOS...42.MARCO TERICO....52.1.SISTEMA COMBINACIONAL..52.2.SISTEMA SECUENCIAL..52.3.MULTIVIBRADORES53.FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA..64.METODOLOGA DEL SISTEMA SECUENCIAL..74.1.ESPECIFICACIONES VERBALES A DIAGRAMA DE ESTADOS74.2.DIAGRAMA DE ESTADOS..84.3.CONSTRUCCIN DE LA TABLA DE TRANSICIN DE ESTADOS...84.4.SIMPLIFICACIN DE ESTADOS..94.5.TABLA DE TRANSICIN DE ESTADOS TRAS LA SIMPLIFICACIN DE ESTADOS.104.6.CODIFICACIN PARA LAS VARIABLES DE ESTADO..114.7.OBTENCIN DEL ESTADO SIGUIENTE Y ENTRADAS ...12DEL FLIP-FLOP4.8.SIMPLIFICACIN MEDIANTE MAPAS DE KARNAUGH134.9.DIAGRAMA ESQUEMTICO.155.ELEMENTOS UTILIZADOS.......166.SIMULACIN187.CONCLUSIONES YRECOMENDACIONES....................................21

1. ASPECTOS DE LA INVESTIGACIN.

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.En la actualidad todos los procesos que se hacen en la industria buscan optimizar el uso de sus maquinarias, Para el caso de la Amoladora de caf, se busca equiparar las horas de trabajo de los motores en funcionamiento, a fin de no sobrecargar el trabajo a un especifico motor, para lo cual haremos estudio y diseo de un sistema secuencial en base al funcionamiento de un sistema convencional del mismo. 1.2. FORMULACIN DEL PROBLEMA.

Cul es la funcin que cumple el sistema secuencial en la puesta en marcha de motores optimizando su funcionamiento?1.3. JUSTIFICACIN DEL PROBLEMA.Viendo la necesidad de la industria cafetalera del uso de motores para moler el caf, se propone el diseo de un sistema secuencial, el cual por medio de sensores de nivel, va a indicar la puesta en marcha de un motor u otro.

1.4. OBJETIVOS.

1.4.1. OBJETIVOS GENERALES.

Realizar un anlisis del funcionamiento de un sistema secuencial.

1.4.2. OBJETIVOS ESPECFICOS.

Describir el funcionamiento de un sistema secuencial. Realizar el diseo de un sistema secuencial.

2. MARCO TERICO.

2.1. SISTEMA COMBINACIONALLos Sistemas Combinacionales estn formados por un conjunto de compuertas interconectadas cuya salida, en un momento dado, esta nicamente en funcin de la entrada, en ese mismo instante. Por esto se dice que los sistemas Combinacionales no cuentan con memoria.

2.2. SISTEMA SECUENCIALLos sistemas secuenciales en cambio, son capaces detener salidas no solo en funcin de las entradas actuales, sino que tambin de entradas o salidas anteriores. Esto se debe a que los sistemas secuenciales tienen memoria y son capaces de almacenar informacin a travs de sus estados internos.

2.3. MULTIVIBRADORESEn electrnica, un multivibrador es un circuito oscilador capaz de generar una onda cuadrada. El multivibrador utilizado en el trabajo es un astable.En electrnica, un astable es un multivibrador que no tiene ningn estado estable, lo que significa que posee dos estados "cuasi-estables" entre los que conmuta, permaneciendo en cada uno de ellos un tiempo determinado. La frecuencia de conmutacin depende, en general, de la carga y descarga de condensadores.

Figura 2.1 Onda tren de pulsos

3. FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMAQueremos controlar una maquina amoladora de caf con dos motores M1 y M2. El sistema tiene dos sensores, uno llamado S (superior) y otro I (inferior), de tal forma que el comportamiento del sistema tiene que ser el siguiente:

Si el nivel de caf se encuentra por encima de S, el sistema debe activar los dos motores al mismo tiempo. Si el nivel de caf cae por debajo de I, el sistema debe apagar los motores. Si el nivel de caf se encuentra entre S e I, El sistema debe encender uno de los motores y apagar el otro. Si el nivel de caf vuelve a caer entre estos dos sensores, el sistema tendr que encender el motor que antes haba estado apagado, y apagar el que antes haba estado encendido. Lo que es lo mismo, debemos alternar los motores cada vez que el caf se encuentre en este nivel.Supondremos que inicialmente la mquina de caf este llena. No se considerara casos de error.

Nota: En el diseo se usara Biestables JK y D a fin de entender las caractersticas de cada uno.

4. METODOLOGA DEL SISTEMA SECUENCIAL

4.1. Especificaciones verbales a diagrama de estados

De la explicacin del funcionamiento de nuestro sistema secuencial, obtenemos el diagrama de flujos. Para el sistema hemos utilizado el modelo del Autmata de Mealy.Entradas:

sICodificando

00E0

01E1

10E2

11E3

Caso de error

Salidas: Las posibles salidas de acuerdo al estado y las entradas pueden sern:M1M2

00

01

10

11

4.2. Diagrama de estados

4.3. Construccin de la tabla de transicin de estados.

En la siguiente tabla se muestra la transicin de los estados.

4.4. Simplificacin de estados:

BA-F

CXX

DXXC-E

ESIC-EXX

FXXSIA-FX

ABCDE

A-B depende de A-F, pero A-F no se puede simplificar, por lo tanto A-B tampoco. Lo mismo ocurre con F-DE-B depende de C-E, pero C-E no se puede simplificar, por lo tanto E-B tampoco. Lo mismo ocurre con D-CPor el contrario:Estados compatiblesRenombrando

A-EA

C-FC

Entonces quitando los estados cubiertos

BA-F

XX

DXXC-E

SIC-EXX

XXSIA-FX

BD

Por lo tanto para cubrir todos los estados:

EstadosRenombrando

A-EA

BB

C-FC

DD

4.5. Tabla de transicin de estados tras la simplificacin de estados:De la tabla completa: Entre una indeterminacin y un estado siempre cogemos el estado Cambiar los estados por lo renombrado.Mediante lo indicado obtenemos la tabla simplificada:C-FA-E

4.6. Codificacin para las variables de estadoDe acuerdo a la siguiente tabla:

Obteniendo la entrada Flip-Flop:

4.7. Obtencin del estado siguiente y entradas del Flip-Flop

El siguiente paso es obtener el estado siguiente a partir del estado presente y las entradas, y una vez que tenemos el estado siguiente, ya podemos calcular la entrada de los Flip-FlopLos Flip-Flop a utilizar sern 2 debido a los 4 estados, entonces se usaran un biestale tipo J-K y otro tipo D.

Entonces mediante las tablas de excitacin:

Solo usaremos las tablas J-K y D.Obtenemos las entradas de los Flip-Flop

4.8. Simplificacin mediante Mapas de Karnaugh

SIq1q200011110

00000x

01101x

11xxxx

10xxxx

SIq1q200011110

00xxxx

01xxxx

11101x

10000x

SIq1q200011110

00010x

01010x

11010x

10010x

SIq1q200011110

00011x

01011x

11001x

10001x

SIq1q200011110

00001x

01001x

11011x

10011x

4.9. Diagrama Esquemtico

Con la ayuda del software Boole Deusto, se obtiene el circuito esquemtico de nuestro sistema secuencial. La siguiente figura muestra dicho circuito:

5. ELEMENTOS UTILIZADOS

INTEGRADO 74LS08

INTEGRADO 74LS04

INTEGRADO 74LS32

FLIP FLOP: 74LS73 74LS74

LEDS

RESISTENCIAS DE 2.2k330 .

POTENCIMETRO DE 50k

TIMER 555

CONDENSADORELECTROLTICO

6. SIMULACIN

Para la simulacin del circuito se utiliz el Software LOGISIM, ya que ofrece un interfaz ms amigable, pudiendo notar el camino de la corriente en base a los pulsos que se ofrece.A continuacin se muestra las imgenes de la simulacin:

a) Con las entradas S=1 ; I=1, Motores M1 y M2 en ON

b) Con las entradas S=0 ; I=1, Motor M1 ON y M2 en OFF

c) Con las entradas S=0 ; I=0, Motor M1 OFF y M2 en OFF

d) Con las entradas S=0 ; I=1, Motor M1 OFF y M2 en ON

Se cumple las condiciones de funcionamiento indicado.

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1. CONCLUSIONES

En el modelo autmata de MEALY la salida depende del estado presente y de la entrada a diferencia del Moore que depende del estado presente

Los entradas del Flip-Flops D son ms fciles de aplicar ya que depende solo del estado siguiente, lo que no sucede en el biestable J-K, ya que depende el estado presente y siguiente.

La simplificacin estados es importante para poder optimizar el uso de Flip Flop, asi como la Simplificaion Karnaugh.

Los motores funcionan alternadamente cuando vuelven a caer entre el nivel S e I, asi se se busca equiparar las horas de trabajo entre ambos.

7.2. RECOMENDACIONES

Tener cuidado al momento de hacer la conexiones del circuito en el protoboard.

Se recomienda utilizar cables de colores al momento de hacer las conexiones, para que no existan confusiones en las conexiones.

Revisar los datasheets de los circuitos integrados a utilizar.