Contador secuencial para encendido de motor DC

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En la siguiente grafica se muestra la configuración del circuito lógico para control de apagado y encendido de motor DC de 12V.

[pic 6]

El encendido del motor debe ocurrir cuando el display 7 segmentos muestre el conteo desde 5 hasta 9 en pantalla y el apagado del motor debe suceder cuando el display muestre el conteo desde 0 hasta 4 en la pantalla.

Para esto utilizaremos el método de Karnaug para calcular la función binaria que regirá el encendido y apagado del motor.

Como solo nos interesa el encendido del motor aprovecharemos las propiedades del contador para hacer la tabla de la verdad de la función lógica de control.[pic 7]

Como se muestra en la tabla cuando las salidas de los FLIP-FLOPS del contador muestren los estados descritos en la tabla su salida siempre será 1 lógico y esto dará como resultado el la activación del motor.

Ahora calcularemos de la función de control de encendido de motor analizando la tabla de Karnaug que mostramos a continuación:

[pic 8]

Como pueden observar en el mapa los estados que nos interesan son cuando el contador cuente desde 5 a 9 los demás estados no cuentan, por lo tanto en el cuadro se ve 1 en los estados que queremos tener el control lógico del encendido del motor.

Aplicando las propiedades de Karnaug agrupamos los estados que presenta 1 como muestra la tabla y procedemos a calcular la función.

Comenzaremos por el grupo de 1 encerrados en el círculo rojo y la llamaremos F1

F1= ABCCD; utilizando los principios del algebra booleana como C se está multiplicando por su negado entonces se cancela quedando la función F1= ABD

Ahora vamos a calcular la función del grupo de 1 en el círculo azul y la llamaremos F2.

F2= ABCDD; como D se está multiplicando por su negado entonces se cancela quedando la F2= ABC.

Y por ultimo calculamos la función F3 del grupo de 1 en el círculo verde.

F3= ABDDC se repite lo mismo con D como lo mostramos en el cálculo anterior y la F3 queda F3= ABC

Ahora podemos calcular la función de lógica de control sumando las 3 funciones calculadas:

F= F1+F2+F3

F= ABD+ ABC+ ABC y a partir de esta función se diseño el circuito lógico de control de motor que se muestra al principio del ítem 3.

- Circuito de control de encendido de motor de 12V mediante relé y transistor.

Materiales utilizados: Transistor NPN B1096, Resistencia de 2,2kΩ, diodo 1N4007, Relé de 12V con contacto normalmente abierto.

En la siguiente grafica se muestra la configuración del circuito de control de encendido de motor de 12V mediante un relé y transistor.

[pic 9]

Utilizando la propiedad que tiene el transistor como conmutador para el encendido del motor haremos el análisis del circuito de la figura.

Cuando el contador muestra en el display el conteo de 5 hasta nueve, el circuito lógico de control que genera la función F= ABD+ ABC+ ABC establece un 1 lógico (5V) en uno de los pines de la resistencia R6 de 2,2KΩ, y creando una caída de tensión en la misma generando un voltaje de polarización del transistor en la base del mismo que hace que el transistor funcione como un conmutador cerrando el malla (emisor a tierra) para que la tensión de 12V en el colector pueda aparecer en la bobina del relé y accione el contacto abierto y así pueda encender el motor.

- Fuentes de poder de +5V y +12V DC

Materiales utilizados: LM 7805 regulador de voltaje +5V, LM 7812 regulador de voltaje de +12V, transformador con doble desvanado de 120VA a 12VA. Capacitor electrolítico de 2200µF, capacitor de 0,1µF, puente rectificador de 50V 5 AMP.

En la siguiente grafica se muestra la configuración de los circuitos para las fuentes de poder de +5 y +12 Voltios DC que se utilizo para la alimentación de la maquina secuencial.

[pic 10]

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Se tomo uno de los desvanados del transformador TR1 y se conecto al puente de diodos rectificador BR1, después de la rectificación de onda completa que produce el puente rectificador BR1 su salidas es conectadas a un capacitor electrolítico de ripeado C3 de 2200µF y ya con esto tenemos a la entrada de los reguladores de voltaje U9 7805 y U2 7812 un voltaje DC de 5 y 12 voltios respectivamente. A la salida de los reguladores de voltaje U9 y U10 se coloco un condensador de 0,1µF (C4, C5) electrolítico de 50V para mejorar aun más el ripeado que pueda tener la salida de cada regulador.

CONCLUSION

Con el diseño e implementación en el protoboard de esta máquina secuencial de encendido de un motor DC pudimos verificar, conocer y saber la utilidad que tiene los circuitos lógicos para el quehacer diario, esta electrónica es usada diariamente por nosotros en cualquier ámbito que nos encontremos sea en el trabajo, en el hogar o en el ocio, siempre está presente la mayoría de las veces para mejorar nuestra calidad de vida.

[pic 11]