MARCADOR ELECTRONICO

DISEÑO

DESCRIPCION DEL MARCADOR ELECTRONICO

Diagrama de Bloque

Descripción Básica

ENTRADAS DE CONTROL.

Definición y funcionalidad

VISUALIZADOR DEL TIEMPO.

Descripción y Funcionamiento del Circuito

REFORZADOR DE CORRIENTE.

Descripción y Funcionamiento del Circuito

DECODIFICADOR DE DATOS

Descripción y Funcionamiento del Circuito

CONTROLADOR DIGITAL.

Filosofía de Diseño

Diagrama de Flujo

Descripción del Programa de Control del Microcontrolador

Descripción y Funcionamiento del Circuito

ELABORACION DEL CIRCUITO IMPRESO.

Diseño de Pistas

Diseño de Serigrafía de Componentes

IMPLEMENTACION

MONTAJE DE COMPONENTES.

DESCARGA DE PROGRAMA DE CONTROL EN MEMORIA DEL MICROCONTROLADOR.

PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO

OPERACION

CONSIDERACIONES PREVIAS AL ENCENDIDO

MANUAL DE OPERACION

ANEXOS

ANEXO A

CODIGO FUENTE DEL CONTROLADOR

ANEXO B

HOJA DE DATOS TECNICOS

ANEXO C

LISTA DE MATERIALES

ANEXO D

PRESUPUESTO.

BIBLIOGRAFIA.

Referencias

DISEÑO

DESCRIPCION DEL MARCADOR ELECTRONICO

Diagrama de Bloque

El diagrama de bloque nos ayuda a comprender de forma rápida la arquitectura de diseño que se utilizara para la elaboración del marcador electrónico en base a los requerimientos del problema planteado.

Descripción Básica.

El circuito electrónico está construido de acuerdo a las especificaciones del problema a resolver que fueron descritas en los objetivos del proyecto.

El circuito electrónico es capaz de contar o medir el tiempo cuando el entrenador o la persona encargada de tomar una prueba física de inicio a los nadadores para que entren al agua y naden.

Una vez que los nadadores terminan la prueba, la persona que contrala el tiempo ordena al circuito electrónico parar el tiempo transcurrido a fin de poder cuantificar y visualizar el tiempo que se tomó para realizar dicha prueba física.

Se lee el tiempo en la pantalla o visualizador y luego, si se desea, se puede encerar el tiempo medido para poder realizar otra prueba de natación.

ENTRADAS DE CONTROL.

Para la ejecución de las funciones o tareas que realiza nuestro circuito electrónico es necesario entradas o señales de control que le permita avisar u ordenar al circuito electrónico realizar las siguientes funciones básicas:

Inicio del conteo del tiempo.

Parar el conteo del tiempo.

Reiniciar al estado inicial y encerar el tiempo de conteo.

La naturaleza de las señales de control utilizadas son del tipo digital es decir alto o bajo, uno o cero debido a que el controlador electrónico que contiene nuestro proyecto es del tipo digital.

Los componentes utilizados para la generación de las señales de control son pulsadores normalmente abierto junto con una resistencia Pull-up para dar un voltaje positivo en caso de no presionar el pulsador.

Se utiliza lógica negativa para la generación de la señales de control es decir al presionar un pulsador en particular este genera un nivel de voltaje de cero voltios y le ordena al circuito electrónico la activación de una función específica de acuerdo a la entrada que recibe la señal de activación.

Cuando el pulsador es liberado o no se encuentra presionado entonces las resistencia pull-up aplican un voltaje aparente de cinco voltios que es estado inactivo.

Como el pulsador es un elemento mecánico que al presionar el botón, este realiza el cierre de sus contactos y como es muy frecuente que se genere una señal con rebotes o intermitencias de contactos que no son más que pulsaciones a altas frecuencias, se coloca un capacitor no polarizado de 0,1uF en paralelo al pulsador para filtrar señales de alta frecuencia como un filtro pasa-bajo para evitar dicho rebotes.

VISUALIZADOR DEL TIEMPO.

Definición y funcionalidad

Para la visualización del tiempo que los nadadores se toman en cada prueba física se utilizan indicadores o display de 7 segmentos que no son más que siete diodos emisores de luz o en sus siglas en ingles LED’s, arreglados de forma ordenada e interconectados sus ánodos o cátodos de forma común.

Se pueden realizar múltiples combinaciones de figuras o caracteres a partir de cada grupo de segmentos del display, pero para propósito de nuestro proyecto solo se visualizara agrupaciones de segmentos que formen números decimales del 0 al 9.

Debido a que los display de 7 segmentos están constituidos de LED’s es necesario colocar en serie a cada LED resistencias que limiten la corriente y el voltaje aplicado para una correcta polarización.

La cantidad de displays utilizados son cuatros, dos para los minutos y 2 para los segundos, con esto podemos obtener lecturas de 0 a 59 minutos y de 0 a 59 segundos.

Los display de 7 segmentos utilizados en nuestro proyecto son los DD561C de cátodo común de color rojo con fondo gris que para la formación de los números se utiliza la siguiente tabla de los números del 0 al 9.

SEGMENTOS DISPLAY

a b c d e f g

SEGMENTO ACTIVADO

SEGMENTO APAGADO

A parte de los 7 segmentos de cada display, se cuenta con un punto decimal que es opcional su conexión, ya que los puntos no cumplen alguna función o indicación visual para nuestro proyecto.

REFORZADOR DE CORRIENTE.

Como los display de 7 segmentos estan constituidos por diodos emisores de luz se requiere alrededor de 10 a 30mA para obtener una luminosidad adecuada de acuerdo al color de la luz emitida para la visualización del tiempo medido, pero la corriente de salida del decodificador de datos es muy débil por lo que se necesita reforzar o incrementar el manejo de la corriente que demanda cada uno de los LED’s de los segmentos que constituye cada display previa a la conexión entre el decodificador de datos y las resistencias que se interconectan.

Para ello se utiliza el circuito integrado SN74LS245DW, que es un bus octal, transreceptor de datos con salida reforzada de corriente de hasta 24mA que es más que suficiente para brindar el brillo adecuado a nuestro displays utilizados.

Este circuito integrado posee unas entradas de control para la dirección del bus y habilitar las salidas según la siguiente tabla de verdad.

ENTRADAS OPERACION

(OE) ̅ DIR

L L Datos de B a A

L H Datos de A a B

H X Aislación

L

H

X NIVEL BAJO

NIVEL ALTO

NO IMPORTA

De acuerdo a la tabla anterior se conectan los pines (OE) ̅ que es el habilitador de las salidas a un nivel bajo o 0V y la direccion de bus que vamos a escoger es del lado de A hacia B, entonces conectamos los pines DIR a 5V.

En la figura siguiente podemos apreciar todas las conexiones y el diagrama logico que tiene el circuito integrado SN54LS245DW.

DECODIFICADOR DE DATOS.

El decodificador de datos es la parte del circuito electrónico que realiza la conversión o decodificación de los datos binarios que son enviados por el controlador digital para convertirlos a 7 segmentos de LEDs de los visualizadores.

En otras palabras el decodificador de nuestro proyecto sirve como una interfaz de datos entre el controlador digital sin multiplexacion, es decir que hay una conexión del bus de datos de 4bit entre el controlador y cada uno de los 4 dígitos o visualizador de 7 segmentos para obtener 28 líneas de conexión.

Con este decodificador se logra ahorrar líneas de datos de salida del controlador digital utilizado y a su vez tiempo de ejecución de líneas de programación.

El decodificador de datos utilizado en nuestro proyecto es el ICM7211AM de la empresa INTERSIL, que provee una salida codificada tipo “Código B”, como se muestra a continuación en la tabla de conversión:

ENTRADA DE DATOS BINARIO SALIDA

CODIGO B

B3 B2 B1 B0

0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

ENTRADA DE DATOS BINARIO SALIDA

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