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 Cada pin puede ser configurado como entrada o salida individualmente con el TRISD.. pH. movimiento. El PIC16F877A tiene 33 pines de Entrada/Salida repartidas de la siguiente manera: [46]. los receptores pueden ser fotodiodos. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD). Estos sensores. si este es 1 los pines del puerto A son entradas y si el TRISA es 0 funcionan como salidas. PORT C: este puerto tiene un ancho de 8 bits bidireccionales y su registro de dirección de datos es TRISC. fototransistores o LDR etc. o por reflexión. Según la forma en que se produzca esta emisión y detección de luz. y en la detección de esta mediante fotodetectores.Este tipo de sensores. Es ideal para la realización de sencillos termostatos electrónicos.5 ºC. Los pines del puerto C tienen buffers de entrada Schmitt Trigger.ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERIA 2 SEMAFOROS INTELIGENTES CON EL MICROCONTROLADOR PIC 16F877A instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura. humedad. presión. etc. inclinación. PORT B: este es un puerto bidireccional al igual que el PORT A. torsión. se usa una fuente de una señal de luz (lámparas. CONFIGURACION DE ENTRADA/SALIDA • El semáforo ubicado en la vía principal tendrá prioridad sobre el de la vía secundaria. El registro de dirección de datos de este puerto es el TRISA. La salida es lineal en función de la temperatura. Los pines del puerto B pueden ser análogos o digitales. Los pines del puerto A pueden ser análogos o digitales. Este puerto también .) y una célula receptora que recepta esta señal de luz. • Los sensores fotoeléctricos. diodos LED. Tiene la ventaja de utilizar únicamente 3 hilos de conexión y produce una salida digital de alta precisión con una resolución 0. se basan en la emisión de una señal luminosa. con la diferencia que este tiene un ancho de 8 bits. una capacidad eléctrica. sin necesidad de utilizar un convertidor analógico-digital (ADC). aceleración. si este es 1 los pines del puerto B funcionan como entradas y si el TRIS es 0 funcionan como salidas. PORT A: este Puerto de entradas y salidas tiene un ancho de 6 bits. intensidad lumínica. desplazamiento. El registro de dirección de datos de este puerto es el TRISB. • un sensor digital de temperatura con un rango de 55ºC a +125ºC. PORT D: este es un puerto de 8 bits bidireccionales con buffers de entrada Schimitt Trigger. consta de dos partes muy importantes. podemos dividir este tipo de sensores fotoeléctricos en: sensores por barrera. diodos láser etc. distancia. fuerza. verde para los peatones (VP2) Configuración de salidas puerto B En total. Utilizaremos las señales activas a nivel alto. En resumen vamos a tener que generar las siguientes señales: • Semáforo 1: Rojo (R1). La conexión de los leds al circuito. PORT E: este puerto consta de tres pines que pueden ser configurados individualmente como entradas o salidas. necesitaremos general corrientes elevadas. 10 señales que se pueden generar con un puerto de 8 bits. excepto en los últimos 10 segundos. Verde (V2) y Amarillo (A2) para los coches. Rojo para los peatones (RP2). al ser salidas activas a nivel bajo. por lo tanto es otra señal. 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. Rojo para los peatones (RP1). también tienen buffers Schmitt Trigger para las entradas. es una señal distinta de las otras.ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERIA 3 SEMAFOROS INTELIGENTES CON EL MICROCONTROLADOR PIC 16F877A puede funcionar como un microprocesador de 8 bits. Cuando el puerto D funciona como un microprocesador los pines del puerto E funcionan como control de las entradas y salidas del microprocesador. ya que al atacar a leds. En el puerto A se utilizara RA0 para VP1 y RA1 para VP2. verde para los peatones (VP1) • Semáforo 2: Rojo (R2). el puerto B del microcontrolador. por otra parte. • El rojo esta encendido cuando está apagado el verde. el comportamiento de los semáforos de peatones es el siguiente: • El verde esta encendido siempre a la vez que el rojo de los coches. Intensidad por los leds. y un par de bits adicionales del puerto A. Para el cálculo de las intensidades (y por lo tanto de las resistencias) hay que tener en cuenta los siguientes factores: . y los pines del micro son capaces de absorber más corriente de la que pueden entregar. Verde (V1) y Amarillo (A1) para los coches. que parpadea. se podría detectar el grado de ocupación de las vías de una ciudad. En función del grado de ocupación de las vías. 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. y varios encendidos a la vez. la corriente total que se puede entregar a los 4 leds. • Los pines del PIC16F877A pueden absorber. como máximo 25mA por pin. Consideraciones finales Al agregar los LEDS de los colores correspondientes. los ánodos de todos los LEDS se encuentran conectados al dispositivo de la fuente.8 leds luciendo. pero podemos tomar de forma general. en total. • El semáforo de la vía secundaria estará en verde siempre y cuando hayan vehículos en ella y o transite ninguno por la vía principal. para regular la entrada y salida ordenada de ellos. Todavía queda mucho por mejorar en cuanto a código. Los sistemas actuales de generación de trayectorias (navegadores GPS) ya tienen algoritmos preparados para utilizar la información del estado del tráfico. Mediante la utilización del subsistema de semaforización inteligente. el total 64 mA. • Mientras en la avenida principal hayan vehículos. el puerto B un máximo de 150 mA. • Vamos a tener varios leds conectados cada salida del PIC.ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERIA 4 SEMAFOROS INTELIGENTES CON EL MICROCONTROLADOR PIC 16F877A • Hay distintos tipos de leds. y en conjunto. • Mientras no se detecte presencia de vehículos en alguna de las dos calles el semáforo de la vía principal permanecerá en verde. 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. 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.De forma que está limitada 25 mA. Funcionamiento • El semáforo ubicado en la vía principal tendrá prioridad sobre el de la vía secundaria. . 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. al circular por ellos 8 mA como hemos dicho. los rojos de los semáforos S1 y S3. no supone ningún problema para el puerto B. hardware y diseño apropiado para el lugar al cual es expuesto diariamente. que el led lucirá con corrientes por encima de 5Ma. Desde estaciones de autobuses. Se elegirá un valor de corriente de 8 mA por led. con distintas tensiones en directo (Vf) y distintas intensidades luminosas en función de la corriente que los atraviesa. El proyecto cubrió en gran medida con las necesidades por las cuales surgió. El peor caso para una salida (por ejemplo para RB2) tenemos conectados 3 leds. el semáforo Norte/sur estará en verde sin importar el estado de la calle secundaria. En caso de querer más intensidad. los LEDS se encuentran en serie con resistencias limitadoras de 330 ohms. Un sistema de regulación inteligente de semáforos en entornos que no sean intersecciones: Existen más ámbitos de aplicación de este proyecto donde existen semáforos. mx:1701/primo_library/libwe b/action/display.com.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.gsl.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 .com.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.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. •http://primo.com.gsl.gsl.mx:1701/primo_library/libwe b/action/display. Nacional Semiconductor.ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS TECNOLOGÍA E INGENIERIA SEMAFOROS INTELIGENTES CON EL MICROCONTROLADOR PIC 16F877A Referencias • [1]LM35 Precision CentigradeTemperature SensorsData Sheet.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.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.mx:1701/primo_library/libwe b/action/display.
Report "Proyecto Final Semaforos Inteligentes Con El Microcontrolador PIC 16F877A"