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Banda Transportadora

Introducción

Somos alumnos de la universidad la Salle Chihuahua de ingeniería mecatronica, por medio de este portal vamos a dar a conocer los proyectos que realizamos. Los cuales comprenden varias áreas de ingeniería como son: Mecánica, Eléctrica, Electrónica, etc.
El proyecto que presentaremos es una banda transportadora con un arreglo de sensores que cuenta los objetos que van por la banda transportadora. Este tipo de proyectos son para automatizar procesos que son repetitivos.
Al implementar este tipo de automatizaciones en una empresa se pueden reducir los tiempos muertos, costos en el proceso, mano de obra, etc.
El profesor que nos planteo las bases para crear el proyecto y nuestro asesor es el profesor Rafael Ruiz.

Marco teórico
Este proyecto consiste en la creación de una banda transportadora con la ayuda de compuertas lógicas.
El funcionamiento de la banda consiste en contar individualmente 20 elementos y reunirlos en un lugar, seguido de esto estos 20 elementos se transportaran juntos hasta llegar a un sitio determinado.
Al haberse repetido el proceso 5 veces y teniendo 5 paquetes de 20 elementos cada uno se activara una alarma y el ciclo terminara hasta darle reset.

 

 

A continuación se describirán los componentes principales y sus características:

Displays de 8 segmentos: Dispositivo electrónico el cual sirve para mostrar datos, pueden ser ánodos o cátodos, los la diferencia entre ellos es la terminal de común la cual se conecta a positivo si es Ando y a negativo si es Cátodo, tal y como se muestra en los siguientes diagramas de conexión.

2a 2b
    
74LS4 7/8: Dispositivo electrónico el cual sirve para obteniendo señales de entrada de 4 bits en binario este las transmite al display el cual muestra el equivalente de la señal.

 

74LS90: Dispositivo electrónico el cual recibe pulsos. Cada pulso provoca un cambio en las salidas del dispositivo, estas salidas dependen de cómo este conectado el 7490.

2c

 

 

Led infrarrojo y fototransistor: En conjunto se utilizan como un sensor siendo un emisor y un receptor respectivamente.
Emisor         Receptor

2d


74LS04: Compuerta lógica OR su función es invertir la señal que llega a su pata de entrada, si llega un cero lo convierte en un uno y viceversa.

2e

74LS08: Compuerta lógica AND su función es mandar un pulso positivo cuando sus dos entradas estén energizadas o con un pulso positivo

 

Desarrollo
Para el desarrollo de este proyecto fue necesario:

  • Planeación.

Se repartió el trabajo a realizar entre los integrantes del quipo

  • Diseño del circuito analizando las características de diferentes componentes para averiguar cuáles eran más convenientes.

En este paso se diseñaron los diferentes circuitos, necesarios para que realizaran las acciones necesarias para la banda, desechando los circuitos caros o inservibles.

  • Compra de los componentes.

Después de tener los diagramas del circuito se compraron los componentes necesarios para la conexión de los mismos.

  • Ensamblado del prototipo de circuito.

En este punto se conectaron todos los componentes tal y como se diseñaron los diagramas.

  • Análisis, mejora y simplificación del circuito.

En este paso se estuvo probando los circuitos para verificar posibles mejoras al circuito las cuales se hicieron al reducir la lógica a solo una compuerta NOT y una AND

  • Rediseño del circuito.

En este punto se corrigieron los problemas relacionados a los sensores y la reestructuración del circuito

  • Compra de componentes.

Se compraron los nuevos componentes necesarios para armar el circuito ya modificado.

  • Ensamblado del nuevo circuito.

Se procedió a ensamblar el nuevo circuito para su prueba de funcionamiento, en este punto  se tuvo que agregar varios capacitores a las salidas de los sensores y conectándolos a tierra para eliminar el ruido de la misma.

  • Montaje de la banda.

Después de verificar la funcionalidad del circuito de prosiguió al montaje de la banda con sus respectivos motores.

  • Prueba final.

Ya como último punto se probó el proyecto ya terminado para corregir pequeños errores  y corroborar el perfecto funcionamiento del mismo.

 

Descripción funcional del circuito
En el circuito que se está armando se puede observar cómo es que el primer display contara de 0 a 9, estando este en 0 mandara una señal al segundo display el cual contara únicamente de 0 a 2 formando entre estos una numeración de 00 a 20, el cual cuando llegue al número 20 se activara un motor el cual moverá la banda hasta que llegue a otro sensor y después de un tiempo se apagara la banda donde ese mismo sensor mandara una señal al tercer display el cual contara únicamente de 0-5, cuando llegue este al número 5 detendrá el primer display para que no pueda contar mas, se activara una alarma y solo se podrá empezar el ciclo de nuevo cuando se reinicie el tercer contador.

 

Diagramas esquemáticos

2n

Listado de componentes
Lista de materiales con sus respectivos precios por unidad

CI/TTL

SN74LS90N

CIRCUITO INTEGRADO TTL

22.010

CI/TTL

SN74LS47N

CIRCUITO INTEGRADO TTL

17.010

CI/TTL

SN74LS48N

CIRCUITO INTEGRADO TTL

25.010

 

OPT/ELE

DA05

DISPLAY ANODO COMUN 12.7MM (0.5")

10.010

 

OPT/ELE

DC03

DISPLAY CATODO COMUN 7.5MM (0.3")

10.010

CI/TTL

SN74LS04N

CIRCUITO INTEGRADO TTL

                   8.000

 

CI/TTL

SN74LS08N

CIRCUITO INTEGRADO TTL

         8.000

 

BUZ/UNI

BGD35C

BUZZER 3,7KHZ 3-24VCD TONO CONSTANTE 95DB

17.000

                     32.000

 

OPT/ELE

IR333C

LED INFRAROJO 5 MM.TRANSP.ANGULO 27

1.400

         5.010

 

OPT/ELE

IR383

LED INFRAROJO 5 MM.LARGA DISTANCIA

1.300

         5.010

                                               Resistencias                                                        1.00

                                                    MOTOREDUCTOR                                                                30.000               

Conclusiones
Conclusión
Este circuito es muy útil si se necesita llevar un control de piezas en una línea de producción, aunque en este circuito solo cuenta hasta 20 objetos y 5 cajas se puede modificar fácilmente para que se adapte a las necesidades de producción.
Aunque este proyecto se hizo a escala y con materiales ligeros tal vez acoplándole relevadores se pudiera utilizar en mesas de producción a gran escala teniendo en cuenta las características de los motores y de los voltajes necesarios.
El problema con este circuito fue el coordinar los displays para que funcionaran en conjunto. Se debe primero conectar correctamente todos displays para después unir todos. En este circuito aprendimos cual es el funcionamiento de los displays y él como coordinarlos para lograr un funcionamiento en especifico por medio de compuertas y combinaciones lógicas.

Fotos

Pruebas al contador.-

2f

2g

Prueba de Sensores.-

2h

2i

Banda armada para la prueba final

2l

 
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