Contador Infrarrojo De Objetos Pequeños

Somos un grupo de alumnos de Electrotecnia del Instituto San Francisco de Asís (IG: @isfa.colegio), hemos construido un contador infrarrojo de objetos pequeños, con el fin de automatizar y agilizar el proceso de conteo de tapas plásticas de gaseosas que fueron recolectadas en una maratón en la localidad de Santa Rosa de Calamuchita, Argentina para la elaboración de lentes en un hospital infantil de la ciudad de Córdoba y queremos compartir nuestro trabajo con Uds.

Herramientas

• Pelacables
• Multímetro
• Pinzas
• Cutter
• Tijeras
• Pegamento
• Pistola de calor

Materiales:

• Protoboard
• Display De 7 Segmentos (Ánodo Común)
• Circuito integrado 74ls47
• Circuito integrado 74ls90
• Regulador de Voltaje LM7805
• Transistor BC547
• Capacitores:
• 1 de 10 µF
• 1 de 1 µF
• Pila de 9V
• 1 LED rojo
• 1 LED infrarrojo
• 1 LED fototransistor IR
• Resistencias:
• 14 de 220 Ω
• 1 de 120 Ω
• 1 de 330 Ω
• 1 de 470 Ω
• 1 de 2,2 KΩ
• Cables
• Cartón (Estructura)
• Percha de plástico (Estructura)
• Lapicera o bolígrafo que no funcione.

Los circuitos integrados con los que trabajamos poseen un rango de alimentación de 4.75 V a 5.25 V y, ya que trabajamos con pilas de 9 V, es necesario usar un regulador de voltaje a 5 V para evitar dañar alguno de los componentes.

Se usa un circuito regulador de voltaje, compuesto por el LM7805 y dos capacitores (que sirven de bypass). Se conecta de la siguiente forma según el diagrama:

• Primera pata al positivo de la batería y capacitor
• Segunda pata al negativo de la batería, los dos capacitores y al negativo del protoboard
• Tercera pata al positivo del capacitor y positivo del circuito

Esta parte es la encargada de generar una señal cada vez que pasa un objeto entre el emisor y el receptor infrarrojo (IR). El LED IR está constantemente encendido, lo cual hace que el fototransistor actúe como un interruptor que enciende al LED rojo. En el caso de que la señal IR sea interrumpida (ej.: cuando pasa una tapita), entonces el fototransistor actúa como interruptor que envía la corriente al transistor BC547 y este a su vez envía la señal al circuito contador.

Se debe conectar según el diagrama mostrado.

Ahora conectaremos el Decodificador Binario a Decimal al Display LED. Esta es la parte encargada de convertir números hexadecimales que recibirá del contador a decimal para poder observarlos en el Display. Usamos el Display de ánodo común, por lo tanto, el circuito integrado necesario es el 74ls47.

Lo primero es conectar todos los segmentos positivos y negativos del protoboard. Como vamos a construir un contador de DOS dígitos, trataremos de centrar los displays, iniciamos con el dígito de las unidades (derecha) y conectaremos cada circuito integrado en la dirección que nos permita optimizar la cantidad de cables a utilizar.

Se adjunta la imagen con el diagrama de conexión.

Para facilitar la lectura del diagrama, se provee a continuación del número de la pata del BCD que va conectada a cada segmento del display:

• 9 con e
• 10 con d
• 11 con c
• 12 con b
• 13 con a
• 14 con g
• 15 con f

En este paso, se conectará el circuito integrado 74ls90 con el BCD, el cual toma cada pulso que recibe del detector IR y lo usa para contar en hexadecimal.

En el diagrama, el cable naranja se conecta la pata 1 con la 12 para usarlo en modo contador, se conecta la pata 2 con un botón pulsador al positivo para resetear la cuenta, el cable violeta de la pata 1 va al detector IR y por último, se debe encadenar el circuito de las unidades con el dígito de las decenas (cable rosa).

Para añadir un dígito más, se debe repetir el paso anterior, teniendo en cuenta que deberá hacerse en espejo para conservar los dos displays en el medio del protoboard.

Por último se deben encadenar los dos dígitos, para lo cual se deberá conectar el cable rosa del dígito de las unidades (paso anterior) a la pata 14 del 74ls90 del dígito de las decenas.

¡Y así tendríamos el circuito completo!

Para la construcción de la Tolva, se hizo una estructura con materiales reciclados. Se utilizó cartón para construir una rueda tipo molino con la finalidad de separar tapa por tapa, se utilizó una percha plástica como eje para la rueda, con la ayuda de una pistola de calor se deformó para obtener la forma de la manivela y se le agregó una rampa por donde finalmente caen las tapas una por una.

El circuito se colocó dentro de una caja para protegerlo de golpes y/o movimientos bruscos, se ubicó el LED y el fototransistor IR alineados al final de la rampa dentro de la carcaza de una lapicera.

• Utilizar la menor cantidad de cable posible para evitar ruidos.
• Trabajar con mucho orden, cuidando que cada cable haga buen contacto y quede fijo.
• La detección IR está diseñada para objetos pequeños; sin embargo, puede haber hasta una distancia de 15 cm entre el emisor y receptor IR, siempre y cuando estén perfectamente alineados.
• Si el circuito empieza a contar de forma extraña, entonces se debe revisar que la batería no esté descargada.