Diseño y Automatización de una Máquina Expendedora de Bebidas con Lógica Digital

Diseño y Montaje de una Máquina de Refrescos Automatizada

Introducción al Automatismo

En esta práctica, vamos a realizar el montaje y diseño de un automatismo para una máquina de refrescos. Este sistema está compuesto por sensores y tres pulsadores: el pulsador de agua, el pulsador de agua-naranja y el pulsador de agua-limón.

Todos los pulsadores tienen un elemento en común: el agua. Ya que, independientemente del pulsador que se accione, se activarán las electroválvulas de agua y el segundo compuesto que se haya seleccionado. Para que podamos obtener nuestra bebida, es imprescindible que haya un vaso colocado en el lugar de dispensación.

En caso de que no tengamos nuestro recipiente puesto, las electroválvulas no se activarán y, en ningún caso, obtendríamos la bebida. Por lo tanto, la condición principal de nuestro automatismo es que el vaso siempre debe estar puesto; mientras no exista esa condición, no habrá activación por parte de las electroválvulas.

A continuación, explicaremos cómo se consigue el funcionamiento de nuestra máquina de refrescos, la cual está compuesta por una serie de elementos y etapas:

• Elaboración de una Tabla de la Verdad, de la cual obtenemos nuestras expresiones lógicas.
• Definición de una serie de Expresiones Booleanas.
• Montaje del Circuito Eléctrico utilizando software de simulación (*Cocodrile*).

Diseño Lógico: Tabla de la Verdad

El diseño de la máquina de refrescos está compuesto por una serie de puertas lógicas, como se observa en la siguiente Tabla de la Verdad, de la cual tendremos que extraer una serie de expresiones para definir el funcionamiento de las electroválvulas.

Expresiones Booleanas y Montaje del Circuito

Una vez que hemos elaborado nuestra Tabla de la Verdad, seleccionamos cómo queremos que funcione nuestro automatismo y cuándo debe dispensar agua sola, agua-naranja o agua-limón. Las expresiones lógicas obtenidas son las siguientes:

S1 (Salida Agua):

S1 = (A*N*L*S) + (A*N*L*S) + (A*N*L*S)

S2 (Salida Naranja):

S2 = (A*N*L*S)

S3 (Salida Limón):

S3 = (A*N*L*S)

Una vez definidas estas expresiones, podremos montar nuestro circuito y llevar a cabo el montaje. Este proceso se realizará mediante el programa *Cade_s1* y el programa *Cocodrile*. Ambos programas facilitarán el trabajo para montar nuestra máquina de refrescos, asociando cada expresión a las puertas lógicas correspondientes con cada una de nuestras salidas (las electroválvulas).

Componentes Clave del Sistema

Puerta Lógica

Dispositivo eléctrico que representa la expresión física de una función booleana en la lógica de conmutación. Cada puerta lógica consiste en una red de dispositivos que, a partir de la expresión algebraica obtenida de la Tabla de la Verdad, permiten realizar el montaje del circuito.

Electroválvula

Está diseñada para controlar el flujo de un fluido por el interior de un conducto, como puede ser una tubería. En nuestro sistema, la electroválvula controla el paso de la bebida (agua, agua-naranja o agua-limón), activándose según el pulsador que se haya seleccionado.

Sensor

Dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas. En nuestra práctica, el sensor actuará indicando la existencia del recipiente donde se dispensará la bebida. Si el recipiente no está colocado, las electroválvulas no se activarían, impidiendo la salida del fluido por el conducto.

Tubería

Conducto que cumple la función de transportar agua u otros fluidos. En nuestro caso, la utilizaremos para el transporte de los fluidos que componen la bebida: agua, naranja y limón.