Proyecto Final de la materia Electrónica II:

Aspersor de agua con detector de humedad y luz

Germán Jair García MontemayorJuan Jorge García Infante

José Alfredo de la Rosa BuentelloLuis Flores Lozano

Esteban Fuentes Lozano

Docente: M.C. Juan Carlos Flores García

10 de Noviembre del 2015

Contenidos

Capítulo 1 Introducción del proyecto elegido Descripción 1Funcionamiento

Material utilizado y costo.

Capítulo 2 Descripcion de material utilizado

Capítulo 3 Resultados Implementacion Obstaculos presentados Areas de oportunidad

Vision Conclusiones Referencias

1

Aspersor de aguaUn aspersor es un dispositivo mecánico que en la mayoría de los casos transforma

un flujo líquido presurizado y lo transforma en rocío, asperjándolo para fines de riego. Un

chorro de agua asperjado es un conjunto aleatorio de gotas de agua que son expulsadas de

un medio presurizado a otro con presión atmosférica, donde este conjunto de agua

pulverizada guarda direcciones similares y velocidades diferentes con el único objetivo de

conseguir una cortina de agua lanzada al espacio de la manera más uniforme posible.

FuncionamientoNuestro circuito se compone de un arreglo sencillo de transistores que funcionan

como detectores de humedad, donde posteriormente la señal se amplifica con un LM 324,

para posteriormente pasar por un buffer de tres estados no inversor y mostrar resultado en

leds, para la detección de luz se utiliza un LDR, al igual que con el detector de humedad,

su señal pasara por una etapa de amplificación. La sensibilidad de estos sensores se puede

ajustar mediante un potenciómetro. Se utiliza también un Timer en configuración

monoestable, ya que cuando los sensores se saturen en caso de la humedad o no se detecte

luminosidad en el de luz, este desactivara el circuito.

Materiales y costos

Costo total: $146 pesos.

Descripción de Componentes

10-Resistencia de 1k $5

10-Resistencia de 10k $5

1-Ci 74125 $12

1-Timer 555 $8

1-Capacitor 100uF $3

1-Ci 7404 $12

1-Ci 7408 $12

1-LDR $6

1-Ci 74190 $36

1-LM324 $6

1-Display Ánodo común $13

1- Ci 7447 $26

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74125.-

El circuito integrado 74125 o subfamilia contiene cuatro puertas independientes

tipo buffer. Las salidas tienen la función de 3 estados y el buffer tiene como características

más significativas de que no es inversor y en el modelo 74LS125 el tiempo de propagación

de la señal es de unos 20 ns y la intensidad máxima de las salidas es de 24 mA a nivel bajo.

7404.-

La salida de una compuerta NOT tiene el valor inverso al de su entrada. En el

caso del gráfico anterior la salida X = A

Esto significa que:

- Si a la entrada tenemos un "1" lógico

a la salida hará un "0" lógico y ...

- Si a la entrada tenemos un "0" lógico

a la salida habrá un "1" lógico.

7408.-

Compuerta AND

74190.-

Es un contador binario de módulo 16, que puede contar en forma ascendente o

descendente dependiendo de la entrada U / D . El circuito integrado opera en flanco de

subida del reloj y puede ser programado para que inicie la secuencia de conteo en un

número predeterminado a través de PL , Tiene una entrada CE que habilita o no al circuito

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integrado. Tiene dos salidas llamadas terminal de conteo TC y acarreo del reloj RC que

están normalmente en uno. Estas dos salidas permiten una variedad de métodos para la

expansión del contador.

7447.-

Es un BCD a 7 segmentos decodificador / controlador IC. Se acepta un decimal

codificado en binario como entrada y la convierte en un patrón para conducir una de siete

segmentos para la visualización de los dígitos 0 a 9. Decimal codificado en binario (BCD)

es una codificación en la que cada dígito de un número está representado por su propia

secuencia binaria (por lo general de cuatro bits). Por ejemplo 239 en BCD se representa

como 0010 0011 1001. 74LS47 IC acepta cuatro líneas de BCD (8421) de datos de entrada

y genera sus complementos internamente.

LM324.-

Amplificador operacional cuádruple con entradas diferenciales verdaderas. Está

compuesto por cuatro amplificadores operacionales de alta ganancia, diseñados para

trabajar con fuente de alimentación simple. Sin embargo, también son capaces de funcionar

con una fuente de alimentación doble. Tiene ventajas sobre los amplificadores

operacionales convencionales en aplicaciones de fuente sencilla de alimentación y puede

trabajar con voltajes de alimentación desde 3V hasta 32V. Es de bajo consumo de energía

(aproximadamente 1/5 del consumo de un LM741 convencional)

Resultados

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Para comprobar el funcionamiento de nuestro circuito procedimos a realizar una

simulación en Proteus, donde pudimos comprobar que efectivamente había un diseño

correcto. Para observar dicho comportamiento se coloco un LED a la salida del sistema,

dicho elemento lo cambiaremos al momento de la implementación por un pequeño motor,

para dar un funcionamiento mas real.

Implementación

Una vez que comprobamos la funcionalidad de nuestro circuito producimos al

montaje de los componentes en un protoboard y posteriormente observamos el

comportamiento del motor en conjunto con el sistema.

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Obstáculos Presentados

El principal problema que se nos presento para la realización de nuestro proyecto

fue tratar de trabajar con un amplificador operacional que trabaja con fuente dual, como lo

es el LM741, ya que no contábamos con dicha herramienta para tenerlo funcionando,

optamos por buscar una solución y encontramos el LM324 el cual resulto más útil, ya que

funciona sin fuente de alimentación dual, amplifica mas, y consume menos energía.

Con la implementación surgió un detalle que era acoplar el motor a la salida, ya

que inicialmente nuestra salida sería indicada con un LED, afortunadamente nuestro

operacional funciono adecuadamente como para hacer funcionar dicho motor.

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Áreas de Oportunidad

Un “plus” que próximamente se le puede adaptar a nuestro dispositivo es un

temporizador, el cual haría nuestro producto aun más eficiente. También se pueden

cambiar los sensores de humedad y de luz por unos más precisos, así sería más confiable,

ahorrador y mas sustentable.

Visión

Estuvimos en el mercado buscando artículos similares a nuestro diseño de

aspersor, el cual no encontramos alguno similar, quizá lo más avanzado por así

mencionarlo es un aspersor con movimiento, el cual no es automatizado con un costo

superior a los mil pesos. Continuando con costos, el precio oscilante de aspersores va

desde los 70 pesos hasta arriba de los mil como lo mencionamos.

Construir nuestro prototipo costó alrededor de los 150 pesos, si lo mejoramos

cambiando sensores por unos más finos, y quizá componentes más resistentes y precisos

nuestro precio de producción se dispararía alrededor de los 400 pesos, pero si lo

comparamos con el aspersor más caro que encontramos que solo tiene movimiento, sigue

siendo muy rentable, por lo tanto nuestro producto puede ser de mucho beneficio para

alguna empresa que se anime a comprar nuestra idea.

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Conclusión:

Al realizar este proyecto pudimos darle una aplicación más real al amplificador

operacional en conjunto con el Timer 555, aprovechando esta oportunidad tratamos de ser

lo más innovadores posibles, ya que esta idea la podemos vender a una empresa y

tendríamos buen beneficio. En este proyecto se puede encontrar una mezcla de la

electrónica analógica con la electrónica digital, en cual en conjunto realizaran tareas de

gran utilidad como en este prototipo, el cual resulta confiable, barato y amigable con el

ambiente ya que es ahorrador de energía o bajo consumo, y limita el desperdicio de agua

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Referencias:

http://www.ti.com/lit/ds/sdls072/sdls072.pdf

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74s08.pdf

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74ls04.pdf