Sistema de alarma a 2 tonos mediante LDR

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• Diseño del proyecto de investigación.

        Proyecto: Sistema de alarma mediante sensor de luz LDR con salida de alarma a dos tonos

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Nombres y apellidos:

• Yacxueld Jesús Gutiérrez Centeno

Docente:

        M.Sc. Felipe Paz Campos.

Grupo:

2M1-Eo

Managua, 4 de diciembre de 2017

1. Introducción

Enunciado del problema

        Implementar y adaptar un sistema de alarma de bajo costo mediante el uso de LDR usando como salida una sirena a dos tonos.

        Descripción del problema

        Los sistemas de alarma son instrumentos muy importantes utilizados día a día en un sin número de diferentes artefactos y sistemas más grandes.

        Por ello, se plantea la creación de un sistema de alarma mediante el uso de un LDR (Light Dependent Resistor, o Resistor Dependiente de la Luz) que posea una salida auditiva como es la sirena a 2 tonos y una visual como lo son los leds intermitentes de colores rojo y azul. Además, se busca que dicho circuito sea de fácil ensamblaje para que de esa manera si es necesario pueda ser acoplado a un sistema más grande

        Deberá incluir su propia alimentación basada en una batería 9V, lo cual convertiría nuestro sistema de alarma en uno completamente portable ya que no dependeríamos de estar conectados al sistema eléctrico para el funcionamiento de él, sino que solo dependería de la carga de nuestra pila.

II. Antecedentes

El hombre por si solo es capaz de experimentar diversas sensaciones mediante sus 5 sentidos, unas mejores que otras, pero de allí a encargarle a un sistema eléctrico / electrónica que haga lo mismo es una tarea muy difícil. La información acerca de quien creo el primer sensor de la historia es muy vaga y casi inexistente, solo se sabe que los sensores están ahí y los utilizamos y actualizamos desde hace mucho tiempo.

Un sensor fotoeléctrico o fotocélula es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que percibe la luz generada por el emisor.

Al igual que el origen de los sensores, el origen de los sensores de luz no esta muy especificado por no decir que no se encuentra información al respecto, las foto resistencias al igual que los resistores y otros dispositivos de la electrónica son usados directamente sin mirar hacia atrás pero la falta de dicha información no quiere decir que sea un recurso poco confiable, al contrario, en la actualidad existen infinidad de diversos proyectos en multiples campos que utilizan sensores de luz como fotoresistencias LDR y foto transistores en su estructura y proveen un funcionamiento espectacular, lo cual vuelve los LDR un componente confiable y de fácil uso luego de entender su funcionamiento.

III. Objetivo del proyecto

Objetivo Principal:

• Implementar un sistema de alarma mediante LDR funcional con las características ya definidas con los instrumentos que prescinden los estudiantes de ingeniería electrónica en el laboratorio.

Objetivos Secundarios:

• Construir el circuito electrónico en su forma virtual utilizando el software de simulación LiveWire
• Verificar el adecuado funcionamiento del circuito antes y después de las modificaciones realizadas por el estudiante
• Hacer el montaje del circuito en físico utilizando una tabla de nodos
• Obtener resultados exitosos del montaje experimental desarrollado en la tabla de nodos
• Elaborar la PCB del circuito en cuestión
• Construir la placa de montaje haciendo uso del PCB previamente diseñado
• Realizar el montaje en físico sobre la placa y soldar los componentes asegurándose de la correcta continuidad de estos

IV. Especificación de la solución

Para la efectiva realización del proyecto se debió reducir el tamaño inicial del circuito que previamente contaba con un contador digital que marcaba el tiempo por el cual duraría la alarma a dos tonos luego de haber recibido una interrupción de la luz captada por el LDR, dicha parte fue eliminada del diseño dado a que parte fundamental de ella como lo son los contadores digitales 4026 no pudieron ser obtenidos en los establecimientos locales y una importación de los componentes implicaría un incremento en el gasto general además de un severo retardo en el tiempo del desarrollo del proyecto lo cual contradiría los objetivos ya planteados.

Para continuar con el desarrollo del proyecto se plantea dividir las tareas en dos subsistemas, el primero que constaría de la alimentación y el sensor LDR haciendo esta primera parte como la entrada del circuito y el segundo constaría del circuito correspondiente a la sirena a dos tonos que haría como la salida de nuestro circuito.

El diagrama para el sub sistema 1 es el siguiente:

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El diagrama para el segundo sistema es el siguiente:[pic 4]

Los cuales estarán siendo elaborados en base a la siguiente lista de materiales:

• 1 Batería 9V
• 2 Switch simple
• 3 transistores BJT NPN 2N4401
• 1 diodo de propósito general
• 3 diodos led (Verde, Rojo y Azul)
• 3 integrados NE555
• 1 buzzer
• 2 bornes para las conexiones

Resistencias

• 1 resistencia de 1k ohms
• 2 resistencias de 5.6k ohms
• 2 resistencias de 330 ohms
• 2 resistencias de 500 ohms
• 1 resistencia de 10k ohms
• 2 resistencias de 512k ohms
• 2 resistencias de 47k ohms

Capacitores

• 1 capacitor de 10nF
• 1 capacitor de 470 microF
• 1 capacitor de 0.068 microF
• 1 capacitor de 10 microF
• 1 capacitor de 100 microF

V. Metas, Factores y Métricas de desempeño

• Utilizar proveedores nacionales para conseguir los materiales a utilizar.
• Verificar el funcionamiento del circuito mediante el uso de tabla de nodos y herramientas de laboratorio.
• Crear el circuito impreso del esquemático.
• Soldar los componentes en la placa creada a base del PCB
• Montar el circuito en una estructura rectangular.
• Crear un recipiente de buen aspecto para mejorar su presentación

• Alta sensibilidad del dispositivo para que sea capaz de detectar incluso movimientos rápidos
• Tolerancia a la luz que permita que la alarma no se active a la minima sombra situada sobre el LDR

• Se utilizaron proveedores nacionales para obtener los componentes del circuito
• Se verificó el funcionamiento del circuito en la tabla de nodos haciendo uso de herramientas en el laboratorio
• Se diseñó el circuito impreso del circuito a elaborar
• Se soldaron los componentes a la placa creada
• Se creó una caja para hacer de recipiente de la placa

VI. Desarrollo

Para empezar con la construcción del circuito esperado se hizo uso del libro de Electrónica Analógica Teoría y Aplicaciones del profesor Felipe Isaac Paz Campos en el cual para nuestro proyecto se especificaba el diagrama a seguir para la construcción de este.[pic 5]

En base dicho diagrama encontrado en la página 215 del libro previamente mencionado se elaboró una lista de materiales que contenía todos los componentes necesarios para la construcción del circuito. Se procedió a visitar múltiples establecimientos de venta de componentes electrónicos para la adquisición de todos los elementos necesarios y una cantidad extra de cada elemento por si es dada la tragedia de que alguno muera en el proceso de construcción del circuito.

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