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• Natividad Hdez Romero

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE NUEVO LEÓN MAESTRÍA EN INGENIERÍA EN MECATRÓNICA Diseño de interfaces Reporte: Semáforo con Arduino.

Alumno: Natividad Hernández Romero

Matrícula: G15480695

Prof. M. C. Sánchez Cuevas Jonam Leonel

Fecha: 10 de marzo de 2016

Actividad. Fabricar un prototipo de semáforo de dos vías, que simule el funcionamiento real de un semáforo, este debe de realizar las secuencias de encendido y apagado de las luces de forma adecuada para no crear un conflicto ficticio entre ellas. Componentes:          

1 arduino mega (puede ser otro arduino que cuente con 6 salidas digitales). 6 relevadores de 5v-10A RAS. 6 Transistores 2n2222A. 6 Resistencias de 560Ω. 6 Diodos 1N4001. 6 focos de CA, 15Watts. (2 rojos, 2 amarillo y 2 verdes). Protoboard. Cables. Estaño Unicel oscuro.

Cálculos para la resistencia de activación de los relevadores: El valor de la resistencia que calcularemos a continuación, es la resistencia que debe de estar conectada entre la salida digital de nuestro arduino y la base de nuestro transistor, esto con el objetivo de generar la corriente necesaria para que se comience a conducir el voltaje entre el colector-el emisor y así se active el relevador que a su vez conducirá el voltaje que enciende el foco.

Resistencia a calcular

2n2222A

Fig. 1 Diagrama de conexión arduino uno y componentes electrónicos, para una salida.

Para calcular la resistencia debemos de tener a la mano las hojas de datos de cada uno de los componentes a utilizar y verificar si el rango del voltaje de operación de los componentes es el mismo o mayor al voltaje con el que vamos a trabajar. Una vez echa esta revisión se deben de colocar los valores necesarios a sustituir en la siguiente formula:

𝑅=

𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑟𝑑𝑢𝑖𝑛𝑜 − 𝑉𝑏𝑒 𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 ℎ𝑓𝑒

Volts de arduino: Es el voltaje que se genera en la salida digital del arduino al momento de activarla. Vbe: Es el valor de caída del voltaje que se da en el transistor utilizado, en este caso se utilizó el transistor 2n2222A y su valor Vbe =0.6-1.2, en nuestro caso utilizamos el valor mayor, 1.2V. Corriente consumida: Es la corriente necesaria que se requiere para activar el elemento a controlar, en este caso el elemento a controlar es el relevador de 5v RAS05-10, el cual al hacer un análisis en su hoja de datos nos indica que su corriente nominal de activación es de 72 mA. hfe: Es el factor de ganancia que cada transistor, en este caso es de 10. Teniendo los datos necesarios procedemos a sustituirlos en nuestra formula: 𝑅=

5𝑉 − 1.2 𝑉 0.072𝐴 10

R = 528Ω, pero como no hay un valor comercial de esta resistencia se busca el más cercano, en nuestro caso utilizaremos la de 560Ω.

Programación. La programación de nuestro sistema se realizó en arduino, de acuerdo a los requerimientos necesarios que en este caso es la realización de la secuencia de encendido y apagado de los focos para que simulara el comportamiento de un semáforo. El programa quedo de la siguiente manera:

//SEMAFORO //----------definición de pines de salida------------# define verde1 2 # define verde2 5 # define amarillo1 3 # define amarillo2 6 # define rojo1 4 # define rojo2 7

void setup() { pinMode(rojo1, OUTPUT); //definicion de modos de operacion de los pines pinMode(rojo2, OUTPUT); pinMode(amarillo1, OUTPUT); pinMode(amarillo2, OUTPUT); pinMode(verde1, OUTPUT); pinMode(verde2, OUTPUT); }

void loop() { digitalWrite(amarillo2,LOW); //inicio de la secuencia del programa digitalWrite(verde2,LOW); digitalWrite(rojo1,LOW); digitalWrite(rojo2,HIGH); digitalWrite(verde1,HIGH); delay(2000);

for (int i=0; i