Electrónica Digital Aplicada “Escuela superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica” Unidad Culhuacan Alumnos: CONTADOR CON LED INFRARROJO Y FOTOTRANSISTOR Materia: Electrónica Digital Aplicada Profesor:
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Electrónica Digital Aplicada
“Escuela superior de
Ingeniería Mecánica y Eléctrica”
Unidad Culhuacan
Alumnos:
CONTADOR CON LED INFRARROJO Y FOTOTRANSISTOR
Materia: Electrónica Digital Aplicada
Profesor:
Electrónica Digital Aplicada
Grupo: 6MV3 Turno: Vespertino
Objetivo.
En esta ocasión realizaremos un proyecto que efectúa el
conteo de personas u objetos que pasan por algún lugar. Los
contadores por medio de sensor se manipulan en una gran
diversidad de aplicaciones, domésticas e industriales, y
sustituyen a los contadores convencionales. Se utilizan para
contar personas, animales y objetos como latas, cajas bolsas
de plástico, etc.
Introducción.
El contador que se presenta en este proyecto es un circuito
que cuenta la cantidad de veces que un objeto opaco se
interpone entre luz infrarroja y un fototransistor. El estado
de la cuenta se visualiza en un display de siete segmentos,
permitiendo la enumeración desde el número 1 al 0.
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Aplicaciones industriales.
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Teoría.
Fototransistor.
Se llama fototransistor a un transistor sensible a la luz,
normalmente a los infrarrojos. La luz incide sobre la región
de base, generando portadores en ella. Esta carga de base
lleva el transistor al estado de conducción. El
fototransistor es más sensible que el fotodiodo por el efecto
de ganancia propio del transistor.
Un fototransistor es igual a un transistor común, con la diferencia que el primero puede trabajar de 2 formas:
1.Como transistor normal con la corriente de base Ib (modo común).
Electrónica Digital Aplicada2.Como fototransistor, cuando la luz que incide en este
elemento hace las veces de corriente de base. Ip (modo de iluminación).
3. Puede utilizarse de las dos en formas simultáneamente, aunque el fototransistor se utiliza principalmente con el pin de la base sin conectar.
Led.
Led se refiere a un componente optoelectrónico pasivo, más concretamente, un diodo que emite luz.
Los ledes se usan como indicadores en muchos dispositivos y en iluminación. Los primeros ledes emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojo, visible y ultravioleta.
Debido a sus altas frecuencias de operación son también útiles en tecnologías avanzadas de comunicaciones. Los ledes infrarrojos también se usan en unidades de control remoto de muchos productos comerciales incluyendo televisores e infinidad de aplicaciones de hogar y consumo doméstico.
Radiacion infraroja.
La radiación infrarroja, o radiación IR es un tipo de radiación electromagnética y térmica, de mayor longitud de
Electrónica Digital Aplicadaonda que la luz visible, pero menor que la de las microondas. Consecuentemente, tiene menor frecuencia que la luz visible y mayor que las microondas. Su rango de longitudes de onda va desde unos 0,7 hasta los 1000 micrómetros. La radiación infrarroja es emitida por cualquier cuerpo cuya temperatura sea mayor que 0 Kelvin, es decir, −273,15 grados Celsius (cero absoluto).
Los infrarrojos son clasificados, de acuerdo a su longitud de onda, de este modo
Infrarrojo cercano (de 800 nm a 2500 nm) Infrarrojo medio (de 2.5 µm a 50 µm) Infrarrojo lejano (de 50 µm a 1000 µm)
Resistencia eléctrica.
Se le llama resistencia eléctrica a la mayor o menor oposición que tienen los electrones para desplazarse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el sistema internacional es el ohm, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán George Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. La resistencia está dada por la siguiente fórmula:
Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha resistencia, así:1
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Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.
Circuito integrado.
Un circuito integrado (CI),también conocido como chip o microchip, es una pastilla pequeña de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso.
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Display (Visualizador).
Se llama visualizador, display en inglés, a un dispositivo de ciertos aparatos electrónicos que permite mostrar información al usuario de manera visual. Un visualizador de una señal de video se lo llama más comúnmente pantalla; los dos ejemplos más comunes son el televisor y el Monitor de computadora. Un visualizador es un tipo de dispositivo de salida.
Los primeros visualizadores, similares a los de los ascensores, se construían con lámparas que iluminaban las leyendas. Un ejemplo son los ascensores, que para cada piso existía una luz detrás de una silueta con forma de número.
A partir de la aparición de calculadoras, cajas registradoras e instrumentos de medida electrónicos que
Electrónica Digital Aplicadamuestran distintas informaciones, ya se puede hablar con propiedad de visualizadores. Un tubo Nixie es semejante a una lámpara de neón pero con varios ánodos que tienen la forma de los símbolos que se quiere representar. Otro avance fue la invención del visualizador de 7 segmentos.
Tipos de visualizador.
Visualizador de segmentos
Visualizador de matriz
Visualizador electromecánico
Visualizador de proyección
Materiales.
Cantidad
Materiales
1Fototransistor de 5 mm con filtro de luz de día: PT1302B/C2
1LED infrarrojo de 5 mm, larga distancia: IR383
Electrónica Digital Aplicada7
Resistencia de carbón, de 1/4 Watt, al 5% de tolerancia: R330 1/4
1Resistencia de carbón, de 1/4 Watt, al 5% de tolerancia: R1801/4
2Resistencia de carbón, de 1/4 Watt, al 5% de tolerancia. R560 1/4
1LED de 5 mm, color ámbar difuso: E5/AMB-D
1Circuito integrado TTL: SN74LS90N
1Circuito integrado TTL: SN74LS47N
1Display de 7 segmentos, ánodo común, de 10 mm: DA04
Diagrama del contador por medio de sensor infrarrojo y fototransistor.
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Circuito en PCB
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Ilustración 2. Circuito PCB sugerido.
Esta es nuestra representación del circuito en PCB, pero tú puedes realizarlo de acuerdo a tu diseño.
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Ilustración 3. Circuito impreso sugerido.
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Funcionamiento contador con led infrarrojo y fototransistor.
El circuito está diseñado para llevar a cabo el conteo de algún objeto que pase al centro de un sensor infrarrojo y un fototransistor, el cual enviará un pulso para que muestre en un display el número de personas u objetos detectados.
Se colocará el emisor y el receptor de frente a una distancia de 10 mm, entre ellos existirá un espacio para que un objeto pueda pasar e interrumpir la barrera infrarroja, y así enviar el pulso al display e iniciar el conteo del 1 al 0. Cuando se inserta el objeto entre el sensor infrarrojo y el fototransistor, la resistencia de este último aumenta produciendo un pulso de voltaje, cuando el objeto deja de interrumpir el haz de luz del infrarrojo, la resistencia del fototransistor disminuye, regresando al contador a su estado inicial. El resultado de este proceso es el envió de un pulso hacia el contador, para continuar con el proceso de enumeración de personas u objetos detectados. El circuito se alimenta con 5 volts a 156 mA.
Circuito terminado en protoboard.
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Conclusiones.
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