INTRODUCCION

La seguridad, es un aspecto fundamental en la vida y que continuamente se estn haciendo avances en cuanto a este tema, se disean y redisean constantemente diferentes dispositivos de seguridad para resguardar pertenencias, seguridad personal, en un momento como el acta, se hace imprescindible tener algn sistema de seguridad con el que se pueda proteger aquellos bienes ms preciados, se puede imaginar por ejemplo las personas que maneja los barcos para llegar a sus destinos y poder elevadar el puente usan una llave o candado para un cajn que presionan el botn tiene q dejarlo presionado hasta que el que maneja el barco entre a su destino. Un candado, un dispositivo mecnico con el que se pueda bloquear un cajn o un gabinete en que se puede guardar cualquiera de esas cosas, ahora bien, se tiene que tener la llave en un lugar seguro, de lo contrario el candado no brindara ninguna seguridad, o por otro lado podra atentar contra nosotros mismos, debido a que si se extrava la llave no se podra abrir el gabinete (a menos q destruyamos el candado) luego de esto uno tiene que dejar presionado un botn que est dentro del cajn para bajar o subir el puente para que pasen los barcos. Todo esto se quiere mejorar y como la electrnica cada da avanza ms , se puede mejorar mecanismos, agregando algunos componentes, ser presentado un sistema electrnico para una cerradura electromecnica, puede hacer la funcin de seguridad que ofrece el candado pero con la posibilidad de prescindir de la llave y que adems brinda la posibilidad de cerrar automticamente el puente y abre automticamente cuando le introducen la clave.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El problema consiste en que las personas que maneja los barcos para llegar a sus destinos y poder elevadar el puente usan una llave para un cajn que presionan el botn tiene q dejarlo presionado hasta que el que maneja el barco entre a su destinp pero muchas veces extravan la llave o no consigue quien los ayude a presionar el botn para que el puente suba o baje. La idea es solucionar con una clave electrnica que sustituya esa llave y luego de la clave el motor paso a paso puede bajar y subir el puente

OBJETIVO GENERAL: Construir un circuito electrnico de un clave electrnica y motor paso a paso..

OBJETIVOS ESPECFICOS Disear el diagrama electrnico. Probar dicho diagrama en el simulador que funcione. Construir en baquelita todo el circuito electronico MARCO TEORICOMotor paso a pasoElmotor paso a paso, es un dispositivo que convierte los impulsos elctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa es que es capaz de avanzar una serie de grados (paso) dependiendo de sus entradas de control. Los motores paso a paso tienen un comportamiento del todo diferente al de los motores de corriente continua. En primer lugar, no giran libremente por s mismos. Los motores paso a paso, como lo indica su nombre, avanzan girando por pequeos pasos. Tambin difieren de los motores de CC en la relacin entre velocidad y torque (un parmetro que tambin es llamado "par motor" y "par de giro"). Los motores de CC no son buenos para ofrecer un buen torque a baja velocidad sin la ayuda de un mecanismo de reduccin. Los motores paso a paso, en cambio, trabajan de manera opuesta: su mayor capacidad de torque se produce a baja velocidad.Figura 1 motor paso a paso

Funcionamiento El torque de detencin es muy importante porque hace que motor paso a paso se mantenga firmemente en su posicin cuando no est girando. Esta caracterstica es muy til cuando el motor deja de moverse y, mientras est detenido, la fuerza de carga permanece aplicada a su eje. Se elimina as la necesidad de un mecanismo de freno.Los motores paso a paso funcionan controlados por un pulso de avance, el control de un motor paso a paso no se realiza aplicando en directo este pulso elctrico que lo hace avanzar. Estos motores tienen varios bobinados que, para producir el avance de ese paso, deben ser alimentados en una adecuada secuencia. Si se invierte el orden de esta secuencia, se logra que el motor gire en sentido opuesto. Si los pulsos de alimentacin no se proveen en el orden correcto, el motor no se mover apropiadamente. Puede ser que zumbe y no se mueva, o puede ser que gire, pero de una manera tosca e irregular.Esto significa que hacer girar un motor paso a paso no es tan simple como hacerlo con un motor de corriente continua, al que se le entrega una corriente y listo. Se requiere un circuito de control, que ser el responsable de convertir las seales de avance de un paso y sentido de giro en la necesaria secuencia de energizacin de los bobinadosTipos de motores paso a paso: El motor de paso de rotor de imn permanente: Permite mantener un par diferente de cero cuando el motor no est energizado. Dependiendo de la construccin del motor, es tpicamente posible obtener pasos angulares de 7.5, 11.25, 15, 18, 45 o 90. El ngulo de rotacin se determina por el nmero de polos en el estator El motor hbrido de paso: Se caracteriza por tener varios dientes en el estator y en el rotor, el rotor con un imn concntrico magnetizado axialmente alrededor de su eje. Se puede ver que esta configuracin es una mezcla de los tipos de reluctancia variable e imn permanente. Este tipo de motor tiene una alta precisin y alto par y se puede configurar para suministrar un paso angular tan pequeo como 1.8. Motores paso a paso Bipolares: Estos tienen generalmente 4 cables de salida. Son controlados para que cambio de direccin de flujo de corriente a travs de las bobinas en la secuencia apropiada para realizar un movimiento. Motores paso a paso unipolares: Estos suelen tener 5 6 cables de salida dependiendo de su conexionado interno. Es el ms simple de controlar, estos utilizan un cable comn a la fuente de alimentacin y las otras lineas a tierra en un orden especifico para generar cada paso, si tienen 6 cables es porque cada par de bobinas tiene un comn separado, si tiene 5 cables es porque las cuatro bobinas tiene un solo comn.

El motor paso a paso est constituido esencialmente por dos partes:

a) Una fija llamada "estator", construida a base de cavidades en las que van depositadas las bobinas que excitadas convenientemente formarn los polos norte-sur de forma que se cree un campo magntico giratorio. b) Una mvil, llamada "rotor" construida mediante un imn permanente, con el mismo nmero de pares de polos, que el contenido en una seccin de la bobina del estator; este conjunto va montado sobre un eje soportado por dos cojinetes que le permiten girar libremente.

Imagen del Rotor

Imagen de un estator de 4 bobinasSi por el medio que sea, conseguimos excitar el estator creando los polos N-S, y hacemos variar dicha excitacin de modo que elcampo magnticoformado efecte unmovimientogiratorio, la respuesta del rotor ser seguir el movimiento de dicho campo, producindose de este modo el giro del motor.Puede decirse por tanto que un motor paso a paso es un elemento que transforma impulsos elctricos en movimientos de giro controlados, ya que podremos hacer girar al motor en el sentido que deseemos y el nmero de vueltas y grados que necesitemos.

MARCO PRACTICOPara este sistema se combinaron tres mdulos, cada uno con una funcin especifica y que sern explicados de manera detallada en las siguientes lneas.Driver Motor Paso a Paso: Este modulo se encarga de controlar el giro de un motor paso a paso, que ser el responsable del movimiento de las piezas mecnicas que conforman el sistema de la cerradura, este modulo es capaz de generar los pulsos necesarios para q el motor gire y cambie de sentido de giro por medio de un comando que ser enviado por el modulo correspondiente en el momento que sea requerido.Los pulsos son generados por un oscilador construido con un NE555 configurado en modo astable, estos pulsos son recibidos por un contador CD4017, el cual genera una secuencia de 4 bits que se presenta en sus terminales en modo unidireccional, luego esta secuencia de 4 bits entra en otra etapa, la cual se encarga de presentar en sus salidas los 4 bits en la direccin que sea requerida, a la salida de este se conecta otra etapa que se encarga de convertir la secuencia de pulsos en los trenes de pulsos requeridos por el motor para moverse, como la potencia de salida de las compuertas lgicas no es suficiente para controlar el movimiento del motor directamente, se utiliza un circuito que se encarga de suministrar la energa necesaria para mover el mismo, se trata del L293C, un circuito q en su interior contiene dos puentes H conformado con transistores Darlington capaces de manejar la corriente que necesita el motor para moverse. Se presenta el diagrama a continuacin:

FIGURA 2 control del motor paso a paso

Modulo de Activacin por Deteccin de Luz:Los mdulos activados por luz, utilizan la luz como seal de control, se refiere q al recibir la luz por medio de un sensor, este realizara alguna accin, para este circuito, este modulo se encarga de cambiar el sentido de giro del motor que activa la cerradura, esto lo hace captando la luz q emite un LED para permitir el giro del motor en un sentido, pero al ser interrumpido el haz de luz, este inmediatamente cambia el sentido de giro del motor, su funcionamiento se describe a continuacin:

FIGURA 3 sensor de luzEl circuito anterior trabaja de la siguiente manera cuando el LDR vara su resistencia en funcin a la luz que lo ilumina. De esta forma, cuanto ms oscuro esta mayor resistencia presenta, haciendo que la base del transistor se polarice de distinta manera que este claro o oscuro. Esto hace que, cuando este oscuro, la LDR aumenta su resistencia, quedando el transistor polarizado y conduciendo. Este acciona el LED y a su vez polariza el Transistor el 2N3904 conmuta el cual acciona el rel y lo cierra , encendiendo el led. Y cuando esta claro el led queda apagado el rel queda en abierto por lo tanto el led queda apagado. Los contactos del rel estn conectados con la etapa de cambio de giro del motor PP, de modo q cuando este est abierto el motor gira en un sentido, y cuando se cierra, el motor gira en sentido contrarioModulo de Cdigo de Seguridad:Esta es la etapa q se encargada de la parte de seguridad del sistema, seria de forma anloga la llave del candado, solo que esta no la podemos extraviar, porque simplemente debemos aprenderla, lo que har que este sistema sea mas amigable. Se presenta a continuacin el diagrama elctrico de esta etapa:

FIGURA 4 clave de seguridadEl circuito consiste en una cadena de 4 flip flops donde la conmutacin del primero habilita el dato del segundo. Al oprimir la tecla correspondiente al clock (Reloj) del segundo, este tambin conmuta y habilita el dato del tercero, as hasta la conmutacin del cuarto. Al conmutar este ultimo, enva un 1 lgico al driver de potencia del motor, el cual lo habilita y lo pone en funcionamiento. Las teclas se deben presionar en la secuencia que se haya determinado, de lo contrario no se producir ningn cambio. Todas las teclas que no se utilicen para ingresar el cdigo, se conectan a la lnea de reset.Al estar conectadas de este modo, si alguien intenta hallar el cdigo pulsando distintas teclas, aunque en algn momento apriete la correcta seguramente luego pulsara una incorrecta con lo que ingresara un 1 a la lnea de reset poniendo a 0 todos los flip-flops.En la realizacin del proyecto fueron utilizados los componentes que se describen a continuacin, con ello se ensambl toda la parte electrnica del sistema:14 Resistencias

cantidad:Referencia>ValorPrecios

10R1, R2, R4, R6, R8-R1310k10bsf

1R35k61bsf

1R51k1bsf

1R7100k1bsf

1R142201bsf

6 Capacitores

cantidad:ReferenciaValorPrecios

1C11uF4bsf

2C2, C31nF8bsf

1C4220nF4bsf

1C52200uF4bsf

1C6470uF4bsf

11 Integrados

cantidad:ReferenciaValorPrecios

1U1401715bsf

3U2, U3, U674LS0814bsf

1U474LS3214bsf

1U574LS0414bsf

1U7L293C70bsf

2U8, U9401315bsf

1U105559bsf

1U11780514bsf

2 Transistores

cantidad:ReferenciaValorPrecios

1Q12N390610bsf

1Q22N390410bsf

5 Diodos

Cantidad:ReferenciaValor precio

2D1, D31N4004 4bsf

3D2, D4, D5LED-GREEN 2bsf

2

cantidad:ReferenciaValorPrecios

1LDR1LDR20bsf

1RL112V12bsf

Costo econmico total: 247bsf

El diagrama elctrico del circuito se presenta a continuacin, conectadas cada una para cumplir su funcin.

FIGURA 5 cerradura electrnica para el puente

DIAGRAMA DE FLUJOINICIO

INTRODUZCA CLAVE ELECTRONICA

CORRECTO

NO

SIABRIR PUENTE ELEVADOR

PASO EL OBJETO

NO SICERRAR PUENTE ELEVADOR

CONCLUSION

Una de las necesidades que se presenta actualmente es simplificar o hacer mas prctico el uso de artculos cotidianos, una manera de reinventar cosas que ya utilizamos para hacerlas mas amigables y fciles de usar, aunque en este trabajo se hizo un sistema con Clave Electrnica, de manera que de simplificar la funcin de la llave, la cual se logra por medio de una clave de cuatro dgitos en una teclado con ocho botones, de modo que no hay que preocuparse por el extravi de la llave, ya que solo es necesario aprender la clave para hacer uso del mismo, por otro lado con el uso del sensor luminoso tratamos de dar una solucin al inconveniente que se presenta en ocasiones cuando por descuido se deja abierto, en este caso el sensor de luz har que el sistema cierre el puente elevado de manera automtica al pasar un objeto dentro de l. Se puede entonces decir q por medio de la implementacin de la electrnica podemos mejorar la funcin de artculos que utilizamos constantemente.

BIBLOGRAFIA

http://www.datasheetcatalog.com (Consultada, julio 2013). http://www.pablin.com.ar/electron/circuito/auto/intcrep2/index.htm (Consultada, julio 2013).