Proyecto Final Electronica Digital

Instituto Politécnico Nacional

“CERRADURA DE SEGURIDAD” ESIME Unidad “Culhuacán”

-Electrónica Digital -

PROYECTO FINAL

EQUIPO 6EM2

 

Benítez Santiago Raúl Juárez Ayala José Antonio

Grupo

OBJETIVO Que el alumno emplee los conocimientos adquiridos en clase para diseñar un sistema que controle la apertura de una puerta or medio de una contraseña ingresada en BCD.

MARCO TEÓRICO Desde los tiempos más remotos el hombre sintió la necesidad de protegerse, y ya al cerrar con una enorme piedra la entrada de su caverna dio origen, con ese rudimentario sistema, a un proceso de perfeccionamiento que no se detuvo a lo largo de siglos y siglos. Al aumentar sus pertenencias, también aumentó el riesgo de sustracción: se entabló así una verdadera batalla de ingeniosos mecanismos entre los que defendían lo suyo y los que trataban de apoderarse de lo ajeno. El resultado de esta puja es la cerradura, en la que la llave, como una diminuta varita mágica, lo protege todo con sólo un ligero movimiento. NACE LA CERRADURA La cerradura moderna tiene su origen en el pasador horizontal de madera que, acoplado a la parte posterior de la puerta, se hacía deslizar por una rudimentaria guía para encajar luego en un agujero que se practicaba en la jamba. Para accionar semejante pasador por un agujero desde afuera o liberarlo de los enganches se necesitó un pedazo de metal curvo provisto de un mango recto, que hacía las veces de llave primitiva. Para impedir que el pasador o la barra se deslizara, se practicaba un agujero vertical en la parte superior de la hembra y se insertaba allí una cuña. La función de la llave era mover la cuña, levantándola, para dejar en libertad al pasador. Los egipcios construyeron este tipo de cerraduras, pero aumentando la cantidad de cuñas. Los romanos, si bien se basaron en la misma cerradura que los egipcios, generalmente hacían más pequeño el pasador de bronce, y las clavijas, también más pequeñas, recibían la presión de un resorte.

OTROS SISTEMAS En la antigua Grecia comenzaron a desarrollarse cerraduras que resultaron ser muy efectivas, pero que tenían el inconveniente del gran tamaño de la llave que las accionaba, debiendo algunos moradores llevarla al hombro como si se tratara de una pesada herramienta. La preocupación de "dejar todo bajo llave" hizo que los cerrajeros de la Edad Media lucharan por lograr una cerradura inviolable, ya que los ladrones las burlaban fácilmente tras la invención de las primeras armas de fuego. Mientras tanto, los cerrajeros indios adoptaron un método más extraño: el llamado "cerrojo hindú rompecabezas", el cual estaba realizado en forma de pájaro, y el ojo de la cerradura se encontraba escondido en una de las alas, lo que transformaba el mecanismo en un verdadero acertijo. LA CERRADURA DE PUERTA Es en el siglo XVIII, en Inglaterra, con la aparición de la cerradura de puerta cuando comienza el verdadero proceso de tecnificación de los sistemas de seguridad. Pero muy poco tiempo habría de durar la supremacía de los ingleses en la materia, ya que en el año 1851 el cerrajero norteamericano Alfred Hobbs desafió a que podía abrir cualquier cerradura inglesa, pero que ningún cerrajero inglés podía abrir una de sus cerraduras. Y así fue. EL PINTOR-CERRAJERO Habría de ser un artista, un pintor retratista, el que revolucionaría la cerradura moderna al decidirse a continuar el oficio de su ya anciano padre. ¿Su nombre?: Linus Yale. Entregado de lleno a la perfección de los sistemas de seguridad, obtuvo en el año 1851 la patente de su primera cerradura para bancos. Continuó su afanosa búsqueda, hasta que en el año 1862 inventó la cerradura de cuadrante secreto o combinación, que habría de transformar su apellido en un auténtico sinónimo de la palabra llave. Mucho ha llovido desde entonces, y sistemas actuales como las cerraduras electrónicas han hecho estos mecanismos más seguros y eficaces.

MATERIAL Y EQUIPO 1 Circuito codificador. 1 Decodificador BCD-Decimal. 1 Motor de DC. 1 Fuente de 5V DC. 1 LED 1 Optoacoplador. 2 Display de 7 segmentos. 1 Dip switch. 1 Maqueta.

DESARROLLO 

Se realizó un codificador BCD, el cual solo responde a la entrada 0111 y 0100 (74), utilizando compuertas OR TTL, del cual sus tablas de verdad son:

Del primer digito: a 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1

b 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0

c 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1

d 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

Y 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0

1 1 1 1 1

0 1 1 1 1

1 0 0 1 1

1 0 1 0 1

0 0 0 0 0

c 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

d 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

Y 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Del segundo digito: a 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

b 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

El circuito del codificador quedó de la siguiente manera:

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

(NO8)

OFF

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

ON

U1:A 1

U3:A

2 1

3

74LS04

2

U2:A 1 2 13

74LS08 12

U3:C

74LS11 9

U1:B 3

8 10 4 3 4 5

U1:C 5

74LS08

U2:B

74LS04

6

6 74LS11 74LS04

U1:D 13

U3:B 4 6 5

12 74LS08

D2 LED-RED

74LS04

De tal manera que al ingresar la contraseña correcta, el LED encenderá y será la señal para que el usuario oprima un push-botton y así abrir la puerta.



Se utilizó un decodificador BCD-Decimal, para mostrar los dígitos ingresados en el dip swit, el decodificador es un circuito integrado modelo 74ls47del cual su tabla de verdad es:

Este integrado se conecta de la manera siguiente, para que muestre lo los números o códigos que ingresamos en el dip switch en el display de siete segmentos.



Para diseñar el circuito que controle el motor, empleamos tan solo un opto acoplador y un push-botton; el opto acoplador lo utilizamos para que el LED se mantenga encendido cuando se active el motor al presionar el push-botton, esto debido a el voltaje que demanda el motor y la baja corriente que se maneja en circuitos digitales. El circuito que controla la parte de la activación del motor, queda de la siguiente manera:



De tal manera que al armar y juntar todas las partes del sistema, obtenemos un circuito como el siguiente, el cual está listo para ser implementado en cualquier puerta que requiera una cerradura de seguridad. (COM)

U4 7 1 2 6 4 5 3

(NO8)

A B C D BI/RBO RBI LT

QA QB QC QD QE QF QG

13 12 11 10 9 15 14

74LS47

U5

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

7 1 2 6 4 5 3

OFF

A B C D BI/RBO RBI LT

ON

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

U1:A 1

QA QB QC QD QE QF QG

13 12 11 10 9 15 14

74LS47

U3:A

2 1

3

74LS04

2

U2:A 1 2 13

74LS08 U6(C)

12

U3:C

74LS11 9

U1:B 3

U6 8

1

A

B C

6 5

10 4

3 4 5

U1:C 5

74LS08

U2:B

74LS04

LED-RED

74LS11

U3:B 4

U1:D 13

6 5 12 74LS08

74LS04

CONCLUSIONES

4 E

D1

6 74LS04

2 K 4N25

6

Al desarrollar este proyecto, se logró visualizar las diversas aplicaciones que los circuitos elaborados con compuertas lógicas pueden tener, así como la manera de implementarlos. En el especifico caso de la cerradura de seguridad, pudimos entender las bases de lo que hoy en día son cerraduras de seguridad de la más alta tecnología, por ejemplo las que se utilizan en los bancos, casas de valores o en grandes empresas. Con este proyecto se tuvo que hacer adecuaciones a la idea inicial, esto debido a que no se consideraron las caídas de voltaje que podía tener el circuito. Por mencionar alguna de estas “improvisaciones”, el opto acoplador 4N25 fue utilizado debido a que al presionar el botón que activa el motor, el led se apagaba por completo. Además, al analizar este tipo de circuitos, nos damos una amplia visión de lo que se puede diseñar, tan solo agregándole un poco de las nuevas tecnologías, por ejemplo: una cerradura que solo abra al reconocer el ADN, un sistema que con reconocimiento de voz, etc.

BIBLIOGRAFÍA http://enigmasymitos.blogspot.mx/2010/04/breve-historia-de-lacerradura.html http://www.iearobotics.com/personal/juan/docencia/apuntes-ssdd0.3.7.pdf

APÉNDICE