ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERIA1 SEMAFOROS INTELIGENTES CON EL MICROCONTROLADOR PIC 16F877A SEMAFOROS INTELIGENTES CON EL MICROCONTROLADOR PIC16F877A JOHN ALBERT ESPAÑA RODRIGUEZ CODIGO: 1086132337 Universidad Nacional Abierta Y A Distancia Escuela De Ciencias Básicas Tecnología E Ingeniería 309696A_220 Microprocesadores y microcontroladores Una de las calles es una avenida principal y la otra es una vía secundaria poco transitada, los sensores se ubicaran en las dos vías uno en cada extremo (norte, sur, este, oeste) para detectar la presencia de vehículos. Planteamiento de la problemática. Problema práctico real, se desea obtener un circuito que permita controlar el tráfico vehicular entre el cruce de dos calles Rubén Ceballos con misión capuchina en la ciudad de la Joya de los Sachas (Ecuador), por medio de sensores de presencia los activaran un semáforo según corresponda. Una de las calles es una avenida principal y la otra es una vía secundaria poco transitada, los sensores se ubicaran en las dos vías uno en cada extremo (norte, sur, este, oeste) para detectar la presencia de vehículos. Introducción El siguiente trabajo es de mejorar el tráfico vehicular en las ciudades durante el transcurso del día, pero más que nada nos enfocamos a altas horas de la noche y las horas calmadas de tráfico durante el día; evitando la pérdida de tiempo innecesaria durante el traslado de un lugar a otro, eludiendo de manera legal los semáforos, también el de evitar accidentes y problemas con los policías de tránsito de la ciudad que solo quieren aprovecharse de la gente para quitarles dinero. El proyecto consistirá a grandes rasgos en darte la luz verde cuando solo eres tú el que está esperando y en los demás intercesiones no hubiese autos determinando el semáforo que no hay carros y dándote el paso. Objetivos Se desea obtener un circuito que permita controlar el tráfico vehicular entre el cruce de dos calles por medio de sensores de presencia los activaran un semáforo según corresponda. Semáforos inteligentes Un semáforo inteligente es aquel que “detecta” la cantidad de flujo vehicular mediante sensores (que usualmente están colocados en la carpeta asfáltica) y con base a parámetros ya establecidos, van “modificando” los tiempos de paso y/o detención. Es decir es un sistema de semáforos "programables" vía remota desde un centro de control gobernado por humanos, que definirán cuál parámetro usar, esto quiere decir que nos permite decidir si es necesario modificar el comportamiento de los semáforos mediante la observación en tiempo de ejecución. . Se utilizara el microcontrolador PIC16F877A Para el diseño del circuito se utilizó: cuatro sensores de presencia conformados por un emisor y un receptor 6 leds. Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de pH. Cada pin puede ser configurado como entrada o salida individualmente con el TRISD. si este es 1 los pines del puerto A son entradas y si el TRISA es 0 funcionan como salidas. humedad. La salida es lineal en función de la temperatura. intensidad lumínica. los receptores pueden ser fotodiodos. inclinación. diodos LED. torsión. Tiene la ventaja de utilizar únicamente 3 hilos de conexión y produce una salida digital de alta precisión con una resolución 0. Los pines del puerto C tienen buffers de entrada Schmitt Trigger. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD). Estos sensores. sin necesidad de utilizar un convertidor analógico-digital (ADC). Este puerto también . fuerza. El registro de dirección de datos de este puerto es el TRISA.5 ºC. etc. y en la detección de esta mediante fotodetectores. aceleración. PORT C: este puerto tiene un ancho de 8 bits bidireccionales y su registro de dirección de datos es TRISC.ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERIA 2 SEMAFOROS INTELIGENTES CON EL MICROCONTROLADOR PIC 16F877A instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura. PORT D: este es un puerto de 8 bits bidireccionales con buffers de entrada Schimitt Trigger. PORT A: este Puerto de entradas y salidas tiene un ancho de 6 bits. fototransistores o LDR etc. diodos láser etc. una capacidad eléctrica. si este es 1 los pines del puerto B funcionan como entradas y si el TRIS es 0 funcionan como salidas. Los pines del puerto A pueden ser análogos o digitales. desplazamiento..Este tipo de sensores. Es ideal para la realización de sencillos termostatos electrónicos. Según la forma en que se produzca esta emisión y detección de luz. presión. • un sensor digital de temperatura con un rango de 55ºC a +125ºC. PORT B: este es un puerto bidireccional al igual que el PORT A. Los pines del puerto B pueden ser análogos o digitales. podemos dividir este tipo de sensores fotoeléctricos en: sensores por barrera.) y una célula receptora que recepta esta señal de luz. se basan en la emisión de una señal luminosa. El registro de dirección de datos de este puerto es el TRISB. CONFIGURACION DE ENTRADA/SALIDA • El semáforo ubicado en la vía principal tendrá prioridad sobre el de la vía secundaria. El PIC16F877A tiene 33 pines de Entrada/Salida repartidas de la siguiente manera: [46]. se usa una fuente de una señal de luz (lámparas. o por reflexión. movimiento. distancia. consta de dos partes muy importantes. • Los sensores fotoeléctricos. con la diferencia que este tiene un ancho de 8 bits. En resumen vamos a tener que generar las siguientes señales: • Semáforo 1: Rojo (R1). Intensidad por los leds. La conexión de los leds al circuito. y un par de bits adicionales del puerto A. por otra parte. • El rojo esta encendido cuando está apagado el verde.ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERIA 3 SEMAFOROS INTELIGENTES CON EL MICROCONTROLADOR PIC 16F877A puede funcionar como un microprocesador de 8 bits. excepto en los últimos 10 segundos. y los pines del micro son capaces de absorber más corriente de la que pueden entregar. que parpadea. al ser salidas activas a nivel bajo. ya que al atacar a leds. Verde (V1) y Amarillo (A1) para los coches. Cuando el puerto D funciona como un microprocesador los pines del puerto E funcionan como control de las entradas y salidas del microprocesador. PORT E: este puerto consta de tres pines que pueden ser configurados individualmente como entradas o salidas. el puerto B del microcontrolador. Rojo para los peatones (RP2). es una señal distinta de las otras. verde para los peatones (VP1) • Semáforo 2: Rojo (R2). En el puerto A se utilizara RA0 para VP1 y RA1 para VP2. 10 señales que se pueden generar con un puerto de 8 bits. también tienen buffers Schmitt Trigger para las entradas. Utilizaremos las señales activas a nivel alto. verde para los peatones (VP2) Configuración de salidas puerto B En total. Rojo para los peatones (RP1). La asignación de pines en el puerto B va a quedar distribuida de la siguiente forma: Semáforo norte sur: • RB5 (rojo) • RB4 (amarillo) • RB3 (verde) Pin Semáforo 7 S2 6 S1 5 Señal RP2 RP1 R2 Configuración de entradas puerto C • • • • • RC3 (sensor norte) RC2 (sensor sur) RC1 (sensor este) RC0 (sensor oeste) Semáforo este oeste: • RB2 (rojo) • RB1 (amarillo) • RB0 (verde) 4 3 2 1 S2 S1 A2 V2 R1 A1 0 V1 Asignación de pines Los semáforos S1 y S3 son iguales y lo mismo ocurre con S2 y S4. el comportamiento de los semáforos de peatones es el siguiente: • El verde esta encendido siempre a la vez que el rojo de los coches. Verde (V2) y Amarillo (A2) para los coches. Para el cálculo de las intensidades (y por lo tanto de las resistencias) hay que tener en cuenta los siguientes factores: . por lo tanto es otra señal. necesitaremos general corrientes elevadas. Consideraciones finales Al agregar los LEDS de los colores correspondientes. El peor caso para una salida (por ejemplo para RB2) tenemos conectados 3 leds. se podría detectar el grado de ocupación de las vías de una ciudad. • Mientras no se detecte presencia de vehículos en alguna de las dos calles el semáforo de la vía principal permanecerá en verde. hardware y diseño apropiado para el lugar al cual es expuesto diariamente. En función del grado de ocupación de las vías. • Los pines del PIC16F877A pueden absorber. los ánodos de todos los LEDS se encuentran conectados al dispositivo de la fuente. Los sistemas actuales de generación de trayectorias (navegadores GPS) ya tienen algoritmos preparados para utilizar la información del estado del tráfico.De forma que está limitada 25 mA. como máximo 25mA por pin. Desde estaciones de autobuses. se podría optar por un circuito en conjunto será prácticamente el caso general: cada semáforo tendrá encendida una luz para los coches y otra para los peatones. los rojos de los semáforos S1 y S3. • El semáforo de la vía secundaria estará en verde siempre y cuando hayan vehículos en ella y o transite ninguno por la vía principal.ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERIA 4 SEMAFOROS INTELIGENTES CON EL MICROCONTROLADOR PIC 16F877A • Hay distintos tipos de leds. • Mientras en la avenida principal hayan vehículos. la corriente total que se puede entregar a los 4 leds. el total 64 mA. y varios encendidos a la vez. y en conjunto. Un sistema de regulación inteligente de semáforos en entornos que no sean intersecciones: Existen más ámbitos de aplicación de este proyecto donde existen semáforos. Se elegirá un valor de corriente de 8 mA por led. Todavía queda mucho por mejorar en cuanto a código. Funcionamiento • El semáforo ubicado en la vía principal tendrá prioridad sobre el de la vía secundaria. los LEDS se encuentran en serie con resistencias limitadoras de 330 ohms. por lo cual el microcontrolador se usara como sumidero de la corriente que pase por el LED cuando este brille cuando se polariza directamente con un estado lógico bajo. Como tensión en directo del led vamos a tomar 1ꞌ4V • Los pines del PIC16F877A funcionando como salida nos da un nivel bajo Vol (max)=0ꞌ6V. en total. . el puerto B un máximo de 150 mA. En caso de querer más intensidad. que el led lucirá con corrientes por encima de 5Ma.8 leds luciendo. pero podemos tomar de forma general. Mediante la utilización del subsistema de semaforización inteligente. hasta líneas industriales donde sólo es posible el proceso de una serie de elementos a la vez a seleccionar entre varios que confluyan hacia una misma máquina. con distintas tensiones en directo (Vf) y distintas intensidades luminosas en función de la corriente que los atraviesa. no supone ningún problema para el puerto B. al circular por ellos 8 mA como hemos dicho. el semáforo Norte/sur estará en verde sin importar el estado de la calle secundaria. • Vamos a tener varios leds conectados cada salida del PIC. para regular la entrada y salida ordenada de ellos. El proyecto cubrió en gran medida con las necesidades por las cuales surgió. com. Nacional Semiconductor.scps=scope%3A%28 unad_dspace%29%2Cscope%3A%28UNAD%29% 2Cprimo_central_multiple_fe%2CEbscoLocal_57U NAD&tab=unad_completo&dstmp=143242612050 2&srt=rank&mode=Basic&&dum=true&tb=t&vl(fr eeText0)=microprocesadores&vid=UNAD •http://primo.sc ps=scope%3A%28unad_dspace%29%2Cscope%3A %28UNAD%29%2Cprimo_central_multiple_fe%2 CEbscoLocal_57UNAD&tab=unad_completo&dst mp=1432426216314&srt=rank&mode=Basic&&du m=true&tb=t&vl(freeText0)=sensores%20electroni ca&vid=UNAD •http://primo.mx:1701/primo_library/libwe b/action/display.gsl.gsl.gsl.do?tabs=detailsTab&ct=display&fn =search&doc=unad_symphonyu422&indx=3&recId s=unad_symphonyu422&recIdxs=2&elementId=2& renderMode=poppedOut&displayMode=full&frbrV ersion=&dscnt=0&frbg=&scp.com.scps=scop e%3A%28unad_dspace%29%2Cscope%3A%28UN AD%29%2Cprimo_central_multiple_fe%2CEbsco Local_57UNAD&frbg=&tab=unad_completo&dst mp=1432426367447&srt=rank&vl(120444386UI1) =all_items&vl(51015731UI0)=any&mode=Basic& &dum=true&tb=t&vl(1UIStartWith0)=contains&vl (freeText0)=microcontroladores%20pic%20&vid= UNAD 5 . •http://primo.do?tabs=detailsTab&ct=display&fn =search&doc=TN_dialnetART0000432776&indx= 2&recIds=TN_dialnetART0000432776&recIdxs=1 &elementId=1&renderMode=poppedOut&display Mode=full&frbrVersion=2&dscnt=0&frbg=&scp.ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERIA SEMAFOROS INTELIGENTES CON EL MICROCONTROLADOR PIC 16F877A Referencias • [1]LM35 Precision CentigradeTemperature SensorsData Sheet.com.mx:1701/primo_library/libwe b/action/display.mx:1701/primo_library/libwe b/action/display.do?tabs=detailsTab&ct=display&fn =search&doc=TN_dialnetART0000593453&indx= 1&recIds=TN_dialnetART0000593453&recIdxs=0 &elementId=0&renderMode=poppedOut&display Mode=full&frbrVersion=&dscnt=0&scp.
Report "Proyecto Final Semaforos Inteligentes Con El Microcontrolador PIC 16F877A"