Alarma de seguridad con compuertas logicas

Alarma de seguridad con compuerta lógicas

Definición del problema

En los últimos tiempos nuestro país esta pasando por una crisis de inseguridad es por eso que se esta empleando sistemas de seguridad unas de esas son las alarmas, con diferentes tipos de sensores, estos en su mayoría digitales.

Para elaborar esta alarma se tiene las siguientes condiciones según el bosquejo.

Bosquejo del hogar con los sensores y actuadores

Entonces para la elaboración se tiene un foco y una bocina como salidas y como entradas un sensor infrarrojo y un sensor de iluminación solar y uno para ventanas o puerta.

Sensor infrarrojo (sensor de presencia)

Sensor magnético para puertas o ventanas

Buzzer pequeño para el sonido de la alarma

Circulina

Teniendo sensores como entradas y los actuadores como salidas entonces armaremos la tabla de verdad, según las siguientes condiciones.

• Si es de noche se tiene que encender la luz o circulina pero cuando identifique a una persona asomarse a la casa.
• Cuando se halla abierto la puerta la bocina o buzzer sonara indicando que alguien entro a la casa.
• En el caso que si abre la puerta, sin que haya detectado a alguien, entonces, la bocina se encenderá.

Tener en cuenta que el sensor de luz, si es de noche va enviar un cero y si es de dia va ser 1, el orden de los sensores el siguiente, A es el sensor de presencia, el sensor B es el de Luminosidad y C el sensor magnético el de la puerta; para las salidas tenemos a para la salida de la circulina y b para el buzzer.

Solución.

Tabla de verdad de la alarma

Una vez realizada la tabla de verdad ahora se formaremos los términos productos (MIN Terminos) para la primera salida, como se muestra a continuación:

A continuación esta ecuación será simplificada para que el numero de compuertas a usar sea mínima y sea fácil su implementación. Como se puede ver se tiene dos términos igual entonces se factoriza, teniendo la siguiente expresión.

Por algebra booleana quedaría de la siguiente manera.

Ahora se hallara la ecuación para la segunda salida.

Como se puede observar esta ecuación tienen 3 términos entonces podemos aplicar mapas de Karnaugh.

después de haber realizado el mapa de Karnaugh, vamos a obtener una expresión mas simplificada.

Se puede observa que se puede simplificar aun mas la expresión anterior entonces quedaría de la siguiente manera.

Simulación

Después de haber conseguido las expresiones reducidas ahora nos disponemos a hacer la simulación de acuerdo a los MIN términos.

La salida a=H y la salida b=S, como se puede observar con tan solo 4 compuertas digitales se puede armar este sistema de seguridad.

En la figura anterior se tiene la primera condición, la cual nos menciona que es de noche y alguien abrió la puerta entonces la sirena se activa.

En la siguiente figura se ve la segunda condición la cual nos indica que es de noche y alguien se esta asomando a la casa entonces se encenderá la luz.

en el caso que si la persona se acerca mas y logra abrir la casa entonces se activara la sirena, la activación de esta se puede ver en la salida de S la cual tiene un valor de 1, en la figura siguiente se observa la simulación.

En el caso que sea de día y el sensor de presencia se activo y lograron abrir la puerta, entonces de igual manera la sirena se activara.

Implementación.

Para la implementación se debe usar los siguientes integrados, los cuales ya tienen las compuertas lógicas.

Se puede apreciar las entradas y salidas de cada compuerta digital y cada circuito integrado en su interior contiene de 4 hasta 6 compuertas digitales.

Compuertas OR

Compuertas NOT

Compuertas AND

En la figuras anteriores se puede apreciar los PIN OUT de los circuito integrados de cada compuerta digital.

Circuito armado

Video de demostración.

Conclusiones y observaciones.

• Se observo el funcionamiento del sensor de presencia o PIR (detector de movimiento pasivo), el cuenta con un tiempo de retraso para se activado, también tiene con tiempo de retraso para que se desactive, el cual en ese lapso que se encuentra activo envía un uno a la compuerta (5V).
• Se observo el funcionamiento del sensor magnético el cual tiene que ser puesto a GND ya que la compuerta lógica ya envía un valor 1 o 5V, al activarse este se enviara un valor 1 a la compuerta, y si esta desactivado envía cero o 0V es por eso que se le conecta a GND.
• Para el funcionamiento del sensor de luz se utilizo un pulsador on/off como se vio en la explicación este indicaba con un cero que era de noche y uno cuando era de día, en vez este pulsador se debió usar un LDR (resistencia dependiente de la luz).
• como salida se utilizo un led el cual simulaba la luz que se enciende en la casa, para la otra salida se utilizo un buzzer, este componente viene de varios voltajes el solo variara al momento de sonar, si el voltaje es pequeño el buzzer sonar menos.
• Se vio como se puede simplificar las funciones lógicas de dos formas mediante el algebra de Boole y mapas de Karnaugh.
• En el caso que se quiera implementar se debe considerar que en los hogares se trabaja con 220 V en AC entonces para eso se utiliza un relay o un optocoplador.
• Se puede utilizar otro dispositivo como detector de luz como es un fotodiodo.

Integrantes.

• Juan Carlos Flores Churacutipa
• Edgar Andre Gamboa Beltran
• John Cruz Checa