Semforo inteligente de 4 carriles(Compuertas Lgicas)ResumenUn semforo es algo tan comn en nuestras vidas que no nos detenemos a pensar Qu es lo hay dentro de l, o como es que funciona? Existen numerosas formas de hacer el apartado electrnico que le da lgica a un semforo, se pueden utilizar desde compuertas lgicas hasta micro controladores. En esta ocasin nos enfocaremos en las compuertas lgicas y todo lo que su anlisis conlleva para obtener el funcionamiento esperado.

HistoriaEl 9 de diciembre de 1868 se instal el primer semforo en Londres. Fue diseado por el ingeniero ferroviario John Peake Knight, quin se bas en las seales ferroviarias de la poca. El primer semforo fue muy diferente al actual, con dos brazos que se levantaban para indicar el sentido que tena que detenerse, adems us lmparas de gas de colores rojo y verde para su uso nocturno. Sin embargo, este primer semforo era manual por lo que requera que un polica lo controlase todo el tiempo. Este primer semforo explot tan solo dos meses despus, el 2 de enero de 1869, hiriendo de gravedad y causndole la muerte al policia que lo controlaba.Los semforos han ido evolucionando con el paso del tiempo y actualmente y debido a su rentabilidad, se estn utilizando lmparas a LED para la sealizacin luminosa, puesto que las lmparas de LED utilizan solo 10 % de la energa consumida por las lmparas incandescentes, tienen una vida estimada 50 veces superior, y por tanto generan importantes ahorros de energa y de mantenimiento, satisfaciendo el objetivo de conseguir una mayor fiabilidad y seguridad pblica.

Practica Se pide desarrollar un semforo para un crucero de 4 carriles que satisfaga las siguientes condiciones:

El semforo (E-D) se pondr verde cuando (C-D) estn ocupados

Una vez que se ha entendido el problema, el siguiente paso es realizar la tabla de verdad para dar solucin al sistema. Una tabla de verdad, o tabla de valores de verdad, es una tabla que muestra el valor de verdad de una proposicin compuesta, para cada combinacin de valores de verdad que se pueda asignar a sus componentes u operadores. (Ver tablas 1 y 2.) El valor verdadero se representa con la letra V; si se emplea notacin numrica se expresa con un uno: 1. El valor falso se representa con la letra F; si se emplea notacin numrica se expresa con un cero: 0.NOTA: Las definiciones se harn en funcin del fin que se pretenda al construir el sistema.

Ejemplo:

Tabla 1

Tabla de verdad

EntradaSalida

00

11

Tabla 2

La siguiente tabla fue construida a partir de las condiciones que se piden en el problema. Las columnas A,B,C y D representan a cada uno de los carriles del crucero respectivamente.

El nmero 0 en las entradas representa ausencia de autos en ese carril. El nmero 1 en las entradas representa, presencia de autos en ese carril. El nmero 0 en las salidas representa semforo rojo en ese sentido. El nmero 1 en las salidas representa semforo verde en ese sentido.

EntradasSalidas

ABCDVerde (E-O)Verde (N-S)

000010

000110

001010

001110

010001

010110

011010

011110

100001

100110

101010

101110

110001

110101

111001

111110

Tabla 3

Ahora que ya tenemos nuestra tabla de verdad podemos construir nuestra expresin booleana para la salida que queremos, con ayuda de los mapas de karnaugh. En este caso la construiremos para salida E-O.

Primero obtendremos los minterminos de la salida que queremos. Un mintermino hace referencia a una combinacin de variables nica en el sistema que nos arroja un valor alto (1 o verdadero) a la salida que queremos. (Ver tabla 4)EntradasSalidas

ABCDVerde (E-O)Verde (N-S)

000010

000110

001010

001110

010001

010110

011010

011110

100001

100110

101010

101110

110001

110101

111001

111110

Tabla 4

Entonces nuestra expresin booleana construida con los minterminos encontrados quedara de la siguiente manera.CDCDCDCD

AB1111

AB0111

AB0010

AB0111

ABC+ACD+BCD+ABD

Nota: Las variables tachadas indican la negacin de dicha variable (el valor lgico de esa variable es 0). Dos variables juntas cuales quiera indican una multiplicacin entre ellas, El signo + indica una suma de productos.Esta expresin Booleana bien podra ser la solucin a nuestro sistema, pero an se puede reducir. A esta reduccin se le conoce como simplificacin de circuitos lgicos.

SIMPLIFICACION DE CIRCUITOS LGICOS:Una vez que se obtiene la expresin booleana para un circuito lgico, podemos reducirla a una forma ms simple que contenga menos trminos, la nueva expresin puede utilizarse para implantar un circuito que sea equivalente al original pero que contenga menos compuertas y conexiones.

El lgebra booleana (Algebra de los circuitos lgicos) tiene muchas leyes o teoremas muy tiles tales como: Ley de Morgan :1. A + B = AB2. AB = A + B Ley Distributiva :3. A+(BC) = (A+B)(A+C)4. A(B+C) = AB+AC

Despus de factorizaciones y aplicacin de teoremas llegamos a la siguiente expresinAC(B)+BD(C+A)Cabe mencionar que existen muchas soluciones y mtodos para dar solucin a un mismo sistema.

Ilustracin 1 Esquemtico del circuito

Lista de materiales

1 Ls7408 1 Ls7404 1 Ls7432 1 Tarjeta de pruebas Cable Simulacin

Ilustracin 2 simulacin

Ilustracin 3 simulacin 2

.