TRABAJO COLABORATIVOMOMENTO II

NILSON PIMIENTA RODRIGUEZ_84451987EDILBERTO RAMIREZ MENDOZA

CARLOS ARROYO GALVIS_78734545JEAN CARLOS ORTEGA_1072261342

GREGORIA MARCELA VILLALBA_1069473481

SISTEMAS DIGITALES SECUENCIALES 90178_18

PRESENTADO A:

CARLOS EMEL RUIZ

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA-UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

octubre de 2015

INTRODUCCIÓN

El siguiente trabajo tiene como finalidad hacer a través de Proteus un diseño de un circuito

combinacional, que permita realizar la simulación de un vehículo, el cual trabajara con dos

motores DC, sensores, un Flip flop para permitir el giro e inverso del circuito; con esto se

busca profundizar en los temas tratados en la unidad I y profundizar sobre el uso de la

herramienta Proteus.

OBJETIVOS

Conocer el funcionamiento de los Flip-Flops en un circuito combinacional.

Aplicar los conceptos de la unidad en un circuito simulado.

Diferenciar entre un circuito combinacional y un circuito secuencial.

Problema a Resolver:

Usando una circuitería combinacional y circuitos secuenciales, se debe diseñar un pequeño vehículo impulsado por dos motores DC. El carro contará con dos sensores en la parte frontal que servirán para detectar el impacto del carro con un obstáculo. Una vez que uno de los sensores haya detectado el impacto del carro, éste deberá retroceder por un tiempo de cinco (5) segundos y reiniciar su marcha hacia adelante, este tiempo debe ser controlado usando un temporizador 555 en modo monoestable.

DIAGRAMA DE BLOQUES

Bloque de control: Está formado por lector de sensores, memoria y control de movimiento.

Lector de sensores: Este debe verificar el estado de las señales de choque y si ocurre un

choque debe generar la temporización.

Memoria: Se cuenta con un flip-flop tipo toggle, ya que tras cada impacto se debe cambiarse el

sentido del retroceso y también debe ser almacenado, con el fin de que el robot realice un

retroceso completo, el flip-flop solo conmutara al inicio de cada temporización.

Control de movimientos: Para el control de movimientos se utiliza un circuito combinacional que

permita colocar los motores en el estado adecuado ante un choque.

Bloque de control de motores: Este circuito debe ser capaz de mover el motor en ambos

sentidos y también frenarlo, con esto se lograran los movimientos deseados, por ejemplo,

mientras un motor retroceda y el otro este frenado se obtendrá un retroceso en un sentido. Al

tratarse de dos motores, basta con diseñar un circuito y repetirlo para ambos motores. El bloque

contara con una señal o señales de y con señales de salida para manejar el motor.

Bloque de temporización: En este bloque se necesita que a partir de una señal de disparo se

produzca una temporización de dos segundos, es por ello que el uso de circuito monoestable

resulta adecuado, este circuito debe contar con una entrada para iniciar la temporización y una

salida que indica el estado de la temporización.

Tabla de verdad para el cálculo de las funciones Lógicas Digitales

Las funciones cuya descripción es “NO ES POSIBLE”, se toman como condiciones no importantes las cuales las podemos usar en el análisis del circuito para nuestra conveniencia y simplificar aún más los circuitos. Estas condiciones se dan debido a que el circuito planteado tiene una parte secuencial la cual no activa el siguiente evento sin haber sucedido el anterior. Las condiciones “NO IMPORTA” las representaremos en los mapas de con un “?”.

Simplificación por Mapas de Karnaugh

Tabla para M1 Tabla para M2

A continuación se muestra el desarrollo de las funciones por el método de mapas de karnaugh:

M1 = (A + I D) (C)

M2= (I A + I D) (C)

Donde:

Q1 (A): sensor derecha

Q2 (B): sensor izquierda

Q3 (C): salida sumada de Q1+ Q2

Q3 (D): salida NE55 (1)

La salida del NE555 (1) se usa para dar reset a los flip flop de entrada los cuales recuerdan en donde se encuentra el objeto detectado por los sensores para luego girar en sentido contrario.

00 01 11 1000 0 0 ? 1 ? 3 ? 201 0 4 ? 5 0 7 1 611 0 12 ? 13 1 15 1 14

10 0 8 ? 9 1 11 1 10

00 01 11 1000 0 0 ? 1 ? 3 ? 201 0 4 ? 5 0 7 1 611 0 13 ? 15 1 15 1 14

10 0 8 ? 9 1 11 1 10

Circuito Simulado en Proteus:

https://youtu.be/68HMMxNbQyI  

El funcionamiento del diseño anterior, correspondiente a un carro de tres llantas, es de la siguiente manera.

Cuando el carro se energiza, este entrará en modo de avance, es decir sus dos llantas traseras girarán en sentido de las manecillas del reloj. Cuando el carro choque con algún obstáculo, este retrocederá durante tres segundos y girará hacia otra dirección.

El retroceso se puede lograr, gracias a que el sistema cuenta con dos sensores, izquierdo y derecho, que le indican al sistema que debe colocar sus llantas traseras en retroceso, es decir, en sentido contrario a las manecillas del reloj.

una de las formas para hacer el giro correspondiente, debe tenerse en cuenta que al momento de terminar el retroceso (5 segundos), una de las llantas traseras debe quedar girando hacia atrás por un corto tiempo (0.5 segundos) mientras la otra rueda entra en el proceso de avance.

El circuito cuenta con 2 sensores, simulados por pulsadores.Tiene dos circuitos integrados 555 en función de multivibrador monoestable.

Cuenta con un flip-flop tipo jkAdemás, está equipado con una lógica combinacional a base de compuertas lógicas.Finalmente, posee un puente h que es donde se conectan los motores de las ruedas traseras.

A continuación se explica cada una de las funciones de las partes del circuito.

555 Monoestable

El 555 como monoestable tiene la habilidad de generar por la salida 3, un pulso de diferente periodo al pulso de entrada (pin 2). Como se puede observar en la figura, el pulso de entrada es diminuto y en nuestro caso es generado al activar los sensores. Por la salida del pin tres saldrán un pulso de igual amplitud, pero diferente periodo. Para nuestro caso, este pulso tiene una duración de 5 y 5.5 segundos para el monoestable 1 y 2 respectivamente. Gracias, en parte, a este tiempo es que el carro

dura 5 segundos en retroceso y puede dar el giro (0.5 segundos de más).

Flip-Flop jk

Este dispositivo es un registro con memoria sencillo. Puede guarda y mantener a su salida, un dato ya sea 1 ó 0. En nuestro circuito, permite conmutar el dato de salida de alto a bajo, o viceversa, dependiendo del sensor oprimido.

Lo anterior se hace con el fin de poder intercambiar los tiempos, 5y 5.5 segundos, generados por los monoestables. Dependiendo del sensor activado, los tiempos anteriores se distribuirán para las llantas correspondientes. Cabe recordar, que una de las llantas en retroceso dura 0.5 segundos más que la otra.

Lógica Combinacional

Esta lógica a base de compuertas, ayuda a complementar el proceso de avance y retroceso que generan los monoestables y el flip-flop. Es la sinergia de estos elementos lo que hace posible este proceso.

Puente H

Para nuestro caso, se utiliza el puente h para entregar la suficiente potencia a los motores DC, ya que las compuertas lógicas no generan la cantidad de corriente necesaria para encender los motores.

Conclusiones

Con el anterior trabajo se pudo identificar la diferencia entre un circuito combinacional y un circuito secuencial, el cual su funcionamiento va a depender del estado del tiempo.

Se conoce el funcionamiento de los Flip-Flops los cuales actúan como memoria y mantienen una salida lógica dependiendo de la entrada.

Referencias Bibliográficas

Modulo sistemas Digitales Secuenciales http://datateca.unad.edu.co/contenidos/90178/2015-II/Syllabus-SistemasDigitalesSecuenciales-90178.pdf

Manejo de potencias para motores, Eduardo J Carletti http://robots-argentina.com.ar/MotorCC_L293D.htm

www.datasheetcatalog.org