AUTORES:

Xavier Barreto

William Chuquiguanga

Damián Farfán

Javier Gallegos

Kevin Pugo

Christian Vásquez

Electrónica Analógica Digital G1

INFORME ALARMA Y BLOQUEO DE AUTO

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Tabla de contenido 1. Introducción: ............................................................................................................................2

2. Objetivos: .................................................................................................................................2

2.1 Objetivo general: ................................................................................................................2

2.2 Objetivos específicos: .........................................................................................................2

3. Marco teórico: ..........................................................................................................................2

3.1 Diseño del circuito electrónico: ..........................................................................................2

3.2 Procedimiento a seguir para diseñar un circuito electrónico. ............................................2

3.3 Circuito Anti rebote ............................................................................................................3

3.4 Oscilador LM555: ...............................................................................................................3

3.4.1 Funcionamiento del LM555: ........................................................................................4

4. Proceso para el diseño del circuito electrónico de la alarma de auto: .....................................5

4.1 Requerimiento del circuito. ................................................................................................5

4.2 Función de salida. ...............................................................................................................5

4.3 Diagrama electrónico: ........................................................................................................8

5. Conclusiones: ...........................................................................................................................9

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1. Introducción: La electrónica en estos tiempos juega un papel muy importante en los vehículos de

gama media y gama alta es por eso que el diseño de alarmas es importante debido a que

hay varias formas para llegar a una mismo objetivo entonces en este documentos vamos

a referirnos acerca del proceso y funcionamiento de una alarma y bloqueo para un

vehículo, haremos referencia de los componentes que se van a ocupar para este

proyecto, hablaremos también del funcionamiento del mismo y sus componentes,

realizaremos una simulación en un software para determinar su funcionamiento para

luego llevar el funcionamiento a un protoboard.

2. Objetivos:

2.1 Objetivo general: Construir una alarma y bloqueo de auto mediante el uso de compuertas lógicas.

2.2 Objetivos específicos:

Realizar el diseño del circuito mediante el uso de un software.

Comprobar el funcionamiento del circuito a través de la simulación.

Realizar un modelo físico de la alarma sobre una placa de pruebas o protoboard.

3. Marco teórico:

3.1 Diseño del circuito electrónico: El diseño del circuito electrónico se puede representar en tres bloques, un primer bloque

de entrada, formado por las variables que ponen en marcha o detienen el sistema, un

segundo bloque de proceso, en el que el sistema genera una respuesta a partir de los

datos de las variables de entrada y un tercer bloque de salida, mediante el que el sistema

actúa y realiza la función que tenga que hacer. [1]

El bloque de proceso estará formado por las puertas lógicas que relacionan las entradas

con las salidas, es decir, que permiten que se cumpla la tabla de la verdad. La forma de

diseñar el sistema electrónico es tener claras cuántas y cuáles son las señales de entrada

del sistema, cuál es la señal de salida, y a continuación, por medio de la tabla de la

verdad, obtener la función lógica que nos permite diseñar el bloque de proceso, el cual

constará de las puertas lógicas que permitan implementar esa función. [1]

3.2 Procedimiento a seguir para diseñar un circuito electrónico. 1. Identificar las entradas y salidas

2. Asignar 0 y 1 a cada estado de las entradas

3. Obtener la función de salida a partir de la tabla de verdad

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4. Simplificar la función

5. Construir el circuito con puertas lógicas

3.3 Circuito Anti rebote Cuando a un circuito se le implementa un conmutador o pulsante con el propósito de

enviarle una señal de entrada, sea esta de nivel bajo o alto ("0 V." o "Vcc V), a veces es

conveniente colocarle lo que se llama un eliminador de rebote. La razón por la cual es

muy difícil lograr que una señal de entrada sea perfecta, es que el conmutador es un

elemento mecánico, que a la hora de cerrar produce rebotes.

Figura 1: rebote generado por el pulsante.

Se pueden usar diferentes componentes electrónicos para eliminar los rebotes generados

por el pulsante, estos pueden ser, condensadores, 555 o flip flops. Para la construcción

de la alarma se utilizó una configuración mediante condensadores de baja capacitancia,

el cual se utiliza para absorber las interferencias.

Figura 2: circuito antirebote con condensador.

3.4 Oscilador LM555: El dispositivo 555 es un circuito integrado muy estable cuya función primordial es la de

producir pulsos de temporización con una gran precisión y que, además, puede

funcionar como oscilador.

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Aplicaciones:

Temporizador.

Oscilador.

Divisor de frecuencia.

Modulador de frecuencia.

Generador de señales triangulares.

3.4.1 Funcionamiento del LM555:

Funcionamiento: Configuración (Diagrama)

Monoestable: Cuando la señal de disparo

está a nivel alto (ej. 5V con Vcc 5V) la

salida se mantiene a nivel bajo (0V), que

es el estado de reposo. Una vez se produce

el flanco descendente de la señal de

disparo y se pasa por el valor de disparo,

la salida se mantiene a nivel alto (Vcc)

hasta transcurrido el tiempo determinado

por la ecuación:

𝑇 = 1.1 ∗ 𝑅𝑎 ∗ 𝐶

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Funcionamiento aestable: En este modo se

genera una señal cuadrada oscilante de

frecuencia:

𝐹 =1

𝑇=

1.44

(𝑅𝑎 + 2𝑅𝑏) ∗ 𝐶

La señal cuadrada tendrá como valor alto

Vcc (aproximadamente) y como valor

bajo 0V.

Si se desea ajustar el tiempo que está a

nivel alto y bajo se deben aplicar la

fórmula:

𝑇 = 0.693 ∗ (𝑅𝑎 + 𝑅𝑏) ∗ 𝐶

4. Proceso para el diseño del circuito electrónico de la alarma

de auto:

4.1 Requerimiento del circuito. Se requiere que el circuito cumpla con las siguientes condiciones:

Se ingresa un código de 4 dígitos, el mismo que debe ser comparado con la clave

colocada (en código binario), si el código es correcto, se activara un relé que permitirá

abrir la puerta del vehículo, si el código es erróneo se podrá volver a intentar (3

intentos), cumplidos los tres intentos, si no se ha digitado el código correcto, la alarma

se activará y el relé que permite abrir las puertas permanecerá inactivo.

4.2 Función de salida. Se usa la teoría aprendida en clases acerca de electrónica digital el circuito es bastante

extenso realizándolo con compuertas lógicas y el mismo se vuelve reducido haciéndolo

con microcontroladores programados pero el presente trabajo utiliza solo compuertas

lógicas.

El circuito en si no utiliza lógicas complejas y no se utiliza tablas de la verdad se utiliza

conocimientos sobre circuitos integrados como flip flop, 555, contadores, codificadores,

decodificadores, comparadores además de varios componentes como relé, leds, Dip

Switch y displays.

El circuito consta un codificador 74LS147 el cual transforma los pulsos en código BCD

a las salidas del codificador se conectan compuertas NOT debido a que la salida de los

pulsantes siempre estará saliendo 1 y de igual manera en la salida del codificador estará

saliendo el mismo 1 para lo cual utilizamos un integrado 74LS04.

Una vez negadas las salidas del codificador después de cada pulso se notara la

conversión a código BCD y este código necesitara ser mostrado en un display de 7

segmentos para lo cual utilizamos un decodificador 74LS47 pero antes de esto se realizó

un registro de desplazamiento con un contador el cual desplace los dígitos en los

displays conforme se vaya pulsando y el contador utilizado es el 74LS175.

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Entonces el código BCD de la salida del codificador se conecta a la entrada primer

contador 74LS175 y la salida de este se conecta al decodificador 74LS47 y a su vez al

display, el registro de desplazamiento antes mencionado se lo realiza conectando la

salida de cada contador a la entrada de los siguientes contadores y a su vez cada

contador conectado a un decodificador y respectivamente a su display, además de esto

para realizar este desplazamiento cada vez que se dé un pulso debe contarse para

desplazar para esto se conecta cada pulsante a una compuerta que multiplica cada salida

para lo cual utilizamos un compuertas AND y el circuito integrado que las contiene es el

74LS08 se conectan todas hasta que de todos los pulsantes se genere solo una salida en

si el circuito estará enviando siempre 1 y cada vez que se pulse se obtendrá un cero a la

salida pero para los contadores se necesitan pulsos en la entrada o CLK para que cuente

y desplace entonces a la salida de las compuertas AND se niega con una compuerta

NOT entonces siempre a la salida habrá cero y cuando se dé un pulso se obtendrá 1 la

salida de la compuerta NOT se conectara al CLK de todos los contadores.

Una vez realizado todo esto se tiene el teclado que consta de pulsantes que serán de 0

hasta 9 se tiene un registro de desplazamiento que mueve los números en los displays

ahora se necesita registrar una clave y también poder comparar con lo que se digite

además de tener un pulsante que valide la clave digitada o caso contrario cuente una

cantidad de errores entonces para esto tomamos en cuenta varios aspectos que se irán

mencionando parte por parte.

Ilustración 1 Circuito de teclado y displays con registro de desplazamiento con pulsantes, codificador, compuertas AND Y NOT, contadores, decodificadores y displays.

Para realizar un registro de la clave utilizamos 4 Dip Switch los cuales necesitan ser

comparados entonces utilizamos un circuito comparador 74LS85 para el mismo se

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necesitan dos entradas en código binario A y B, entonces se procede a conectar la

primera entrada que será la del Dip Switch la que será tomada como entrada B y la

entrada A será tomada de las salidas de los contadores y se envía a la entrada del

comparador para realizar la comparación se envía las 3 salidas A<B, A>B y A=B a las

entradas del siguiente comparador que son A<B, A>B y A=B y la entrada A será desde

el contador y la entrada B desde el Dip Switch como se mencionó antes y se muestra a

continuación

Ilustración 2 Circuito de comparación con Dip Switch y Comparadores

Para validar el código se necesita la salida comparada y un pulso de enter para que

active en el caso de una alarma los seguros o como en vehículos active el encendido del

motor o muchos componentes que se pueden activar en este caso activaremos un relé el

cual puede dar funcionamiento a algún componente.

Se conecta un pulsante y se realiza el circuito con un 555 para la activación del enter

entonces se niega tres veces la salida del pulso lo cual servirá para la verificación del

código y de igual manera para los intentos, la salida de los comparadores se envía

directamente a una compuerta AND y el pulso negado tres veces también a la misma

compuerta entonces cuando la comparación sea igual y se pulse el enter la compuerta

AND mandara un 1 que activara un circuito 555 que dará funcionamiento a un relé y

como antes mencionamos podrá hacer funcionar algún componente.

Ahora para los tres la señal debe tomarse después de la segunda negación de los pulsos

del 555 del enter y se envía a una compuerta OR la salida del mismo lo conectaremos al

UP del contador 74LS193 y en la salida de código BCD se conectara una compuerta

AND en las salidas B y C del contador en las cuales cuando se marque un tercer intento

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saldrá en binario el 3 a la salida del contador se conecta un flip flop 74LS112 la salida

negada del flip flop se enviara a la otra entrada de la compuerta OR entonces el

momento que la contraseña no coincida en la comparación se dará tres pulsos de enter y

en el tercer intento un circuito de un 555 activa un buser que simula la sirena y unos

leds que simularan los faros de un vehículo

Ilustración 3 Circuito para pulsante (ENTER) con circuitos 555, Flip Flop, contador,

4.3 Diagrama electrónico:

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5. Conclusiones:

Hemos usado los conceptos estudiados durante el transcurso de la materia para

diseñar y construir un modelo físico de una alarma de vehículo, en donde se

generan señales de entrada mediante pulsos, las cuales serán procesadas y

comparadas digitalmente y se transformaran nuevamente en una señal analógica

que se muestra en los displays, leds, buzzer, etc.

Al realizar el proyecto se ha visto que una señal de entrada, en nuestro caso, la

señal enviada por el teclado, no es completamente cuadrada (señal ideal), al

contrario posee alteraciones durante el periodo de pulso lo cual genera rebotes,

estos rebotes se han notado en los displays, en donde generaban alteraciones o

saltos, los mismos que se pueden disminuir o eliminar mediante el uso de un

condensador, el cual absorberá dichas oscilaciones o interferencias generadas

por el pulso.

Se ha diseñado el circuito mediante el uso de compuertas lógicas, y se han

resuelto los problemas análogamente variando el valor de las resistencias o

capacitancias, ya sea en los pulsantes o para aumentar o disminuir la frecuencia

de las oscilaciones generadas por el 555, en donde, el tiempo depende

directamente de las resistencias 𝑅𝑎 + 𝑅𝑏 además del condensador.