TRABAJO DE INVESTIGACION

RELOJES DIGITALES PROBLEMA:

“CONSTRUCCIÓN DE UN RELOJ DIGITAL UTILIZANDO LA INTERRUPCIÓN DEL TMR0, ALIMENTADO POR UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE 9V DE CORRIENTE CONTINUA, DURANTE EL PERIODO MARZO – JULIO 2011”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA ÁREA DE LA ENERGÍA, LAS INDUSTRIAS Y LOS RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES

AUTORES: Oscar Chicaiza

Cesar CondeDarwin MerinoGabriel Rojas Carlos González

JUSTIFICACION

INTRODUCCIÓN

PROBLEMATIZACION

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL

Construir un reloj digital utilizando la interrupción del TMR0, para uso doméstico, alimentado con una fuente de corriente continua de 9V.   OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Aplicar los conocimientos adquiridos durante los talleres de electrónica y de electricidad, con la práctica en la construcción del proyecto. Construir una fuente de alimentación de corriente continua con voltajes de salida de 24V, 9V y 5V, para hacer funcionar el reloj digital. Construir un reloj digital utilizando la interrupción del TMR0. Socializar los resultados de la investigación.

    

VARIABLES

Oscilador de cristal de 4MHZ.Microprocesador PIC16F628A.

INDICADORES

Falta de información. Dificultad de adquisición. Costo elevado de los

componentes electrónicos para el proyecto.

HIPÓTESIS

El desconocimiento de la conexión interna de los circuitos a utilizar puede ser la causa del mal funcionamiento del reloj digital. 

CAPÍTULO ICAPÍTULO I

COMPONENTES ELECTRÓNICOS

TRANSFORMADOR SÍMBOLO ELECTRÓNICO

FUNCIONAMIENTOSI SE APLICA UNA FUERZA ELECTROMOTRIZ ALTERNA EN EL DEVANADO PRIMARIO, CIRCULARÁ POR ÉSTE UNA CORRIENTE ALTERNA QUE CREARÁ A SU VEZ UN CAMPO MAGNÉTICO VARIABLE. ESTE CAMPO MAGNÉTICO VARIABLE ORIGINARÁ, POR INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA, LA APARICIÓN DE UNA FUERZA ELECTROMOTRIZ EN LOS EXTREMOS DEL DEVANADO SECUNDARIO.

 

RESISTOR

Se denomina resistor al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como resistencias

DIODO

Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un sentido. Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. El diodo de vacío (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de alta potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una lámina como ánodo, y un cátodo.

LOS PRIMEROS DIODOS ERAN VÁLVULAS O TUBOS DE VACÍO, TAMBIÉN LLAMADOS

VÁLVULAS TERMOIÓNICAS CONSTITUIDOS POR DOS ELECTRODOS RODEADOS DE VACÍO EN UN TUBO DE CRISTAL, CON UN ASPECTO SIMILAR AL DE LAS LÁMPARAS INCANDESCENTES

BORNERASLas BRC1 son borneras unipolares destinadas a la repartición o derivación

de una fase, neutro o tierra en varios circuitos de una forma prolija y segura.

El elemento de conducción y derivación es de bronce el cual está montado sobre una base de termoplástico autoextinguible de alta rigidez dieléctrica,

resistencia mecánica, estabilidad dimensional y protección UV.

La conexión del cable a la barra es por apriete directo a través del tornillo. El conjunto base más barra de conexión está aislado a través de una cubierta transparente que le provee un grado de protección IP20.

MICROCONTROLADORES PIC

• y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado por la división de microelectrinica de Los PIC son una familia de microntroladores tipo fabricados por Microchip Tecnologity

• El PIC original se diseñó para ser usado con la nueva CPU de 16 bits CP16000. Siendo en general una buena CPU.PIC de 8 bits se desarrolló en 1975 para mejorar el rendimiento del sistema

APACITOCRESSe llama capacitor a un dispositivo que

almacena carga eléctricaEn su forma más sencilla, un capacitor está

formado por dos placas metálicas o armaduzras paralelas.

Los capacitores se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos en resonancia, en las radios y otros equipos electrónicos

CODIGO DE COLORES

OSCILADOR DE CRISTAL

• Características• El oscilador de cristal se caracteriza por su estabilidad de

frecuencia y pureza de fase, dada por el resonador.• La frecuencia es estable frente a variaciones de la tensión

de alimentación. La dependencia con la temperatura depende del resonador, pero un valor típico para cristales de cuarzo es de 0' 005% del valor a 25 °C, en el margen de 0 a 70 °C.

• Estos osciladores admiten un pequeño ajuste de frecuencia, con un condensador en serie con el resonador, que aproxima la frecuencia de este, de la resonancia serie a la paralela.

PANTALLA DE CRISTAL LIQUIDO

• Una pantalla de cristal líquido o LCD (sigla del

inglés liquid crystal display) es una pantalla delgada y plana formada por un número de pixeles en color o monocromos colocados delante de una fuente de luz o reflectora. A menudo se utiliza en dispositivos electrónicos de pilas, ya que utiliza cantidades muy pequeñas de energía eléctrica.

CARACTERISTICAS

• Cada pixel de un LCD típicamente consiste de una capa de moléculas alineadas entre dos electrodos transparentes, y dos filtros de polarización.

• La superficie de los electrodos que están en contacto con los materiales de cristal liquido es tratada a fin de ajustar las moléculas de cristal líquido en una dirección en particu

• Cuando se aplica un voltaje a través de los electrodos, una fuerza de giro orienta las moléculas de cristal líquido paralelas al campo eléctricolar.

ESPECFICACIONES

• Resolución .• Ancho de punto.• Tamaño.• Tiempo de respuesta. • Tipo de matriz.• Angulo de visión.• Brillo.• Contraste.• Aspecto.• Puerto de entada.

6.1.9. PULSADORES• Consta del botón pulsador; una lámina

conductora que establece contacto con los dos terminales al oprimir el botón y un muelle que hace recobrar a la lámina su posición primitiva al cesar la presión sobre el botón pulsador. Diferentes tipos de pulsadores:

6.1.10. PUENTES RECTIFICADORES DE DIODOS

• Los puentes de diodos son una agrupación de diodos para rectificar la corriente alterna y convertirla en continua. Los diodos los podemos encontrar agrupados en un encapsulado de 4 diodos ó 2 si el transformador dispone de toma intermedia.

• Fig. Puentes rectificadores de diodos

CAPÍTULO II

RELOJ DIGITAL

6.2. RELOJ DIGITAL

• La exactitud del reloj depende de la base de tiempos, que puede consistir en un oscilador o en un adaptador que, a partir de una referencia, genera una señal periódica.

• Esta frecuencia pasa al módulo de presentación, que puede ser electrónico o mecánico, donde otros divisores van separando los segundos, minutos y horas para presentarlas mediante algún tipo de display.

•  Un reloj electrónico es un reloj en el que la base de tiempos es electrónica o electromecánica y la división de frecuencia, también. Un reloj digital es un tipo de reloj que basa su funcionamiento en la electrónica digital para marcar el tiempo.

6.2.3.RELOJ DIGITAL UTILIZANDO LA INTERRUPCIÓN DEL TMR0

El proyecto dispone de 2 pulsadores para poder igualar la hora, uno aumenta los minutos y otro alimenta las horas, la gran desventaja de este proyecto es que si se corta la alimentación del circuito, se resetea la hora (12:00:00).

6.2.3.2. PROGRAMACIÓN EN BASIC, DEL MICROPROCESADOR PIC

• RELOJ CON LCD UTILIZANDO RETARDO DE 1SEG DEL TMR0. SE PUEDE IGUALAR LA HORA Y MINUTOS

• @ device XT_OSC; EXIGE UTILIZAR CRISTAL EXTERNO XT de 4MHZ• hora VAR BYTE ;definir variable hora• minut VAR BYTE ;definir variable minuto• segun VAR BYTE ;definir variable segundos• cuenta VAR BYTE ;definir variable contador del timmer• actual VAR BYTE ;definir variable actualizar LCD• x VAR BYTE ;definir variable x contador•  • hora = 12 ; resetea tiempo a 12:00:00• minut = 00• segun = 00• cuenta = 00• actual = 01 ;resetea TMR0 de interrupción cada 32768 microsegundos•  • OPTION_REG = %1010110 ;resetea TMR0 configurando y habilita PORTB pullups• INTCON = %10100000 ;habilita TMR0 interrupción interna• On Interrupt Goto interrup

• INICIO: • IF PORTB.7 = 0 THEN incmin ; botones para igualar

minutos• IF PORTB.6 = 0 THEN inchr ;botones para igualar horas

• actualiza: IF actual = 1 THEN ;chequea si hay que actualizar LCD

• LCDOUT $fe,1," ",dec2 hora,":",dec2 minut,":",DEC2 segun

• actual = 0 ;pantalla actualizada• ENDIF• GOTO INICIO• *****************para igualar la hora

*****************

• incmin: minut = minut + 1• IF minut >= 60 THEN

minut=0• GOTO pausa•  • inchr: hora = hora + 1• If hora >= 24 Then hora=0• GOTO pausa• • pausa: FOR x = 1 TO 20 ; retardo

de 200 mls• PAUSE 10 ;pasos de

10 mls para no perder interrupciones

• NEXT x• actual = 1 ;indica

actualizar pantalla LCD•  • GOTO actualiza

• ******* Handler de interrupciones para incrementar contador ******

• DISABLE ;desabilita interrupciones durante el proceso• interrup:• cuenta = cuenta + 1 ;cuenta las interrupciones del

TMR0• TMR0=4 ;resta 4 al contador de 256 del

TMR0•  • IF cuenta < 31 THEN reset ;31 cuentas (32256ms =

999936uS)• cuenta = 0• segun = segun + 1• IF segun >= 60 THEN• segun = 0• minut = minut + 1• IF minut >= 60 Then• minut = 0• hora = hora + 1• IF hora >= 24 THEN• hora = 0• ENDIF• ENDIF• ENDIF• actual = 1 ; actualizar LCD

• reset: • INTCON.2 = 0 ;resetea la bandera de

interrupción del TMR0• RESUME• END

FUENTE DE PODER TRIPLE 24VDC, 9VDC Y 5V de DC

Fig. Esquema de las conexiones de la Fuente de Poder

MaterialesDescripción Cantidad

Enchufe 1

Transformador 110V / 24V 1

Puente rectificador 3A / 200V 1

Capacitor de 2200µF 1

Capacitor de 1nF 4

Capacitor de 100µF 3

Reguladores de voltaje (7824 / 7809 / 7805) 1 c/u

Borneras 5

Alambre 1

Baquelita 10 x 8 1

Interruptor 1

Suelda (Estaño y pasta para soldar) 1m

Tornillos ½” 10

Terminales para cables 10

Circuito de la fuente de alimentación montado en el PROTOBOAR

Fig. Aspecto físico del circuito de la Fuente de Poder

CONCLUSIONES •Durante la construcción del presente proyecto de investigación podemos concluir que el desconocimiento de la conexión interna de los circuitos a utilizarse puede ser la causa del mal funcionamiento del reloj digital. •Los conocimientos adquiridos durante el presente modulo nos han sido de gran ayuda para poder llevar a cabo la construcción de nuestro proyecto de investigación. •Para la construcción de la fuente de alimentación de corriente continua con voltajes de salida de 24V, 9V y 5V, es imprescindible la utilización de un condensador de 2200µF y además los reguladores de voltaje que en nuestro caso son los que tienen las numeraciones 7824 – 7809 – 7805, que nos proporcionan los voltajes respectivos.

•Para la construcción de nuestro proyecto de investigación denominado “CONSTRUCCIÓN DE UN RELOJ DIGITAL UTILIZANDO LA INTERRUPCIÓN DEL TMR0”, podemos concluir que su correcto funcionamiento se basa primordialmente en la programación del Microprocesador PIC, que es el encargado de recopilar la información que registra del oscilador de cristal de 4MHZ que envía los impulsos, para que puedan producirse las variaciones respectivas de la hora, minutos y segundos en la pantalla LED del reloj digital.

RECOMENDACIONES• Antes de proceder a realizar el montaje de cualesquier proyecto de investigación

relacionado con electricidad o componentes electrónicos, se debe realizar los cálculos respectivos de resistencias y mas componentes para adquirir los adecuados y necesarios; además realizar las respectivas simulaciones del funcionamiento del circuito realizando su montaje en el simulador PROTEUS 7.0.

• Reforzar la parte práctica para que de esta manera los estudiantes adquieran mayor destreza en la manipulación, y montaje de circuitos en el PROTOBOAR así como en montar los circuitos de los proyectos realizados y poder soldarlos sin mayor dificultad.

• Se recomienda que cuando se trabaje con fuentes de alimentación de corriente

continua, hay que tener especial cuidado en el momento en el cual se proceda a efectuar las conexiones ya que hay que respetar las polaridades respectivas.

• Que cuando en la construcción de los proyectos de investigación en estos se

encuentres componentes de la naturaleza de los MICROCONTROLADORES PIC, que necesitan de alguna programación determinada, es aconsejable limitar al máximo su manipulación ya que esta puede ser la causante de su desprogramación y que como consecuencia se producirá un fallo en el funcionamiento en nuestro caso del reloj digital.

ANEXOS

ANEXO 1

Grupo de Investigación

ANEX0 2RECURSOS 11.1. RECURSOS HUMANOSGRUPO DE INVESTIGACIÓN•Oscar Chicaiza •César Conde•Carlos Gonzales•Darwin Merino•Gabriel Rojas •ASESOR •Ing. Gonzalo Riofrío•Ing. José Benavides

•

• 11.2. RECURSOS INSTITUCIONALES• Universidad Nacional de Loja, (Instalaciones)• Biblioteca, (Área de la Energía, las Industrias y los Recursos

Naturales no Renovables, “AEIRNNR”)• Instalaciones del Taller Eléctrico de la UNL.• Aula de Automatización de la UNL. • 11.3. MATERIAL TECNOLÓGICO• Internet• Computador• Infocus, (Data Show)• Flash Memory• Scanner• CD• Impresora• Cámara

ANEXO RELOJ DIGITAL

Esquema del reloj digital utilizando la interrupción del TMR0

Imagen del reloj digital utilizando la interrupción del TMR0 funcionando

Presentación del proyecto de investigación terminado

Gracias