UNIVERSIDAD “RICARDO
PALMA”
FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA
TESIS DE
GRADO
“OPTIMIZACION DE
UNA FOTOCOPIADORA EMPLEANDO
EL MICROPROCESADOR Z-
Presentado Por:
VICTOR
ALONSO PACHECO MOYA
Para Optar el
Título de Ingeniero
Electrónico
Lima - Perú
1985
INDICE
INTRODUCCION
REFERENCIA HISTORICA DE
CAPITULO I:
ANTECEDENTES Y OBJETIVOS DEL PROYECTO
1.1 ANTECEDENTES DEL PROYECTO
1.2 OBJETIVOS DEL PROYECTO
CAPITULO II
ASPECTOS BASICOS DEL COPIADO
2.1. CAMPOS Y LINEAS DE FUERZA
2.2. FOTORRECEPTOR
2.3. CARGA
2.4. PRPYECCION DE IMAGEN
2.5 EXPOSICION
2.6 REVELADO
2.7. TRANSFERENCIA
2.8. FUSION Y DERRETIDO
2.9. FUSION MEDIANTE RODILLOS DE PRESION
CAPITULO III
CONSIDERACIONES TECNICAS
3.1. CARACTERISTICAS DE
3.2. AREAS DE
3.2.1. Control de Impulsiones
3.2.2. Consola de Control
3.2.3. Alimentador de Papel
3.2.4. Gaveta de Tope y Registro
3.2.5. Sistema Óptico
3.2.5.1. Cristal de Exposición
3.2.5.2. Lámpara de Exposición y Ventiladores
3.2.5.3. Mecanismo de Exploración
3.2.5.4. Impulsión del Espejo de Objetos
3.2.5.6. Ranura de Exposición Fija
3.2.5.7 Detector de Exposiciones del Sistema Óptico
3.2.5.8 Leva de Exploraciones
3.2.6. Cilindros y Corotrones
3.2.6.1. El Corotrón de Carga
3.2.6.2. El Corotrón de Pretransferencia
3.2.6.4. Corotrón de Prelimpieza
3.2.7. Revelado
3.2.8. Fusión
3.2.8.1. Controles del Fundidor
3.2.9. Transporte 3
3.2.9.1. Barra Antiestática
3.2.10. Limpieza
3.3. SINCRONIZACION DEL CONTROL DE CICLOS
3.4 DIAGRAMA DE
BLOQUE DE
3.5. CONDICIONES DEL SISTEMA
3.5.1. Calentamiento
3.5.2. Nivel de Copia
3.5.3. Cambio de Modo de la Óptica
3.5.3.1. Rearranque automático
3.5.3.2. Falla en el cambio del Sistema Óptico.
3.5.4. Impresión
3.5.4.1. Comienzo de
3.5.5. Paro Programado
3.5.6. Dispensador de Toner
3.5.7. Paro por mal Funcionamiento
3.5.8. Programadores (Contadores)
3.6. EVALUACION TECNICO-OPERATIVA DE
ANTECESOR ELECTROMECANICA
3.7. ESPECIFICACIONES TECNICAS
CAPITULO IV
PLANTEAMIENTOS DEL DISEÑO
4.1. REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA
4.2. EL PORQUE UTILIZO UN MICROPROCESADOR EN EL DISEÑO
4.3. ARQUITECTURA Y COMPONENTES DEL SISTEMA UTILIZANDO UN M ICROPROCESADOR
4.3.1. Esquema de los Circuitos
4.3.2. Sincronización Básica
4.3.3. El Microprocesador
4.3.4.1. Unidad Procesadora Central (CPU)
4.3.4. Memoria
4.3.4.1. ROM (Memoria de Lectura)
4.3.4.2. RAM (Memoria de Acceso al Azar)
4.3.5. Puertos de Entrada y Salida
4.3.6. Esquema de
4.4. MOTIVOS TECNICOS DE ELECCION DEL MICROPROCESADOR Z-80
CAPITULO V:
EL MICROPROCESADOR ZILOG Z-80
5.1. GENERALIDADES
5.2. ARQUITECTURA DEL PROCESADOR CENTRAL
5.2.1.
Registros de
5.2.1.1. Acumuladores y Registro de Estado
5.2.1.2. Registros de Uso General
5.2.1.3. Registro de Uso Especial
1. PC (Contador de Programa)
2. SP (Puntero de Pila ó de Stack)
5.2.1.4. Registros Índice o Indexados IX y IY
5.2.1.5. Registros de Direcciones de Interrupción
5.2.1.6. Registro de Refresco de Memoria
5.2.2. Unidad Aritmética y Lógica (ALU)
5.2.3 Registro de Instrucciones y Control del Procesador Central (PC)
5.2.4. Hardware del Procesador Central
5.2.4.1. Ao - A15 Bus de Direcciones
5.2.4.2. Do - D7 Bus de Datos
5.2.5. Pines de Control del Sistema
5.2.5.1. M1 (Ciclo de Máquina)
5.2.5.2. MRQ (Petición de Memoria)
5.2.5.3. IORQ (Petición de Entrada/Salida)
5.2.5.4. RD (Lectura de Memoria)
5.2.5.5. WR (Escritura de Memoria)
5.2.5.6. RFSH (Señal para Memoria Dinámica)
5.2.6. Señales para
Control de
5.2.6.1. HALT (Estado de Parada)
5.2.6.2. WAIT (Espera)
5.2.6.3. INT (Interrupción)
5.2.6.4. NMI (Interrupción no Enmascarable)
5.2.6.5. RESET
5.2.7. Pines de Control del Bus
5.2.7.1. BUSRQ (Solicitud de Buses)
5.2.7.2. BUSAK (Entrada de Buses)
5.2.8. Indicadores de Estado del Z-80
5.2.9. Temporización del CPU
5.2.9.1. Ciclo M1
5.2.9.2. Ciclos de Lectura/Escritura de Memoria
5.2.9.3. Ciclos de Lectura/Escritura de entrada / salida
5.2.9.3. Ciclos de Lectura/Escritura de entrada / salida
5.2.10. Resumen del Conjunto de Instrucciones
CAPITULO VI:
HARDWARE
6.1. Diagrama de Bloques del Sistema
6.2. Generación del Reloj
6.3. Circuito de Reinicialización (Reset)
6.4. Amplificación Intermedia o Separación de Direcciones
6.5. Buffer de Control y de Direcciones
6.6. Bus de Datos
6.7. Decodificación para los Ports de E / S
6.8. Generación
de
6.9. Operación de Lectura de una Port de Entrada
6.10. Port de Entradas de Interrupción
6.11. Ports de Entradas
6.11.1. Port 1: Teclado de Control
6.11.2. Port 2: Interruptores del desplazamiento de papel
6.11.3. Port 3: Interruptores del Sistema Óptico (espejos)
6.11.4. Port 4: Interruptores del Lente Óptico, Termistor y Detector Nivel de
Toner.
6.12.Generación de la señal Port Write
6.13. Operación de Escritura de un Port de Salida
6.14. Port de Salida
6.15. Ports de Salidas
6.15.1. Ports 5 y 6: Ports de Displays (Unidades y decenas)
6.15.2. Port 7: Ports Leds
6.15.3. Port 8: Port Lámparas
6.15.5 Port 10: Port Varios
6.16. Acoplador de Salida para Funciones (AC) y (DC)
6.17. Sistema de Memoria
6.17.1. Mapa de Memoria
6.17.2. Generador de Habilitar ROM
6.17.3. Generador de Señal Memory Read
6.17.4. Arquitectura Eprom
6.17.5 Secuencia de Eventos para una Escritura en Ram
6.17.7. Generador de Líneas de >Control Read y Write
6.17.8. Arquitectura Ram
CAPITULO VII:
DIAGRAMAS Y SOFTWARE DEL PROGRAMA
7.1. Diagrama de Tiempo
7.2. Diagrama de Flujo
7.3. Listado del Programa
CAPITULO VIII:
COSTOS
8.1. Costos del Diseño
8.2. Observaciones
DESCRIPCION DE SU FUNCIONAMIENTO
CONCLUCIONES
BIBLIOGRAFIA.
INTRODUCCION
Las máquinas copiadoras son actualmente una distribución de combinación sofisticada de sistemas ópticos, mecánicos, eléctricos y electrónicos; basados todos en la ciencia del copiado. El sistema desde sus inicios ha necesitado mejoras de acuerdo a la tecnología actual.
Las razones importantes de este diseño es dar a conocer el sistema del fotocopiado, tanto en su parte teórica como en su estructura y funcionamiento. Utilizo sus funciones para controlar y optimizar este sistema con una tecnología mas avanzada y versátil.
Lo que se espera demostrar es que el profesional peruano es capaz de desarrollar una propia tecnología independiente y adaptada a su realidad. Para esto he realizado los componentes más usados y conocidos en el mercado.
El contenido y gráficos que se presentan en esta tesis, poseen una secuencia ordenada por capítulos para facilitar la mejor observación de la misma.
El Capitulo I, contiene el estudio de los motivos que me llevó a realizar el proyecto.
En el Capitulo II, se da a conocer los aspectos básicos y fundamentales en el sistema del fotocopiado.
En el Capitulo III, se hace la presentación de las consideraciones técnicas de la máquina, sus características y funciones.
En le Capitulo IV, damos a entender los requerimientos con microprocesador para mejorar el sistema del copiado.
En el Capítulo V, se hace un estudio del microprocesador Zilog Z-80, que es el mas adecuado para nuestro objetivo por su influencia en nuestro país.
En el Capitulo VI, es uno de los mas principales, se hace el estudio del diseño del Hardware, como son los ports de E/S, la configuración de los buses, control del Z-80, las memorias y el decodificador de selección.
En el capítulo VII, se hace el estudio de los diagramas del tiempo de su funcionamiento, los diagramas de flujo del programa y del desarrollo del software de la máquina.
En el Capítulo VIII, hago un estudio respecto a costos y cálculo del diseño y en comparación con respecto a precios de máquinas de tecnología actual.
Espero que mi esfuerzo en la descripción de estos capítulos satisfaga al interesado en las aplicaciones del Sistema controlados por un Microprocesador.
REFERENCIA
HISTORICA DE
Se emplea el sistema fotográfico en el procedimiento del fotocopiado, que consiste en obtener copias de documentos, planos o dibujos tanto negativos como positivos-impresionándolo sobre el papel fotográfico sensible mediante la luz de una lámpara apropiada.
Un método basado en la fotoconductividad y la atracción eléctrica
es
El negativo está formado por una placa de materia fotoconductora. Este método se utiliza el conocido efecto fotoeléctrico que otorga a ciertos elementos, como el selenio que da una mayor conductibilidad si son expuestos a la luz.
El revestimiento de la placa se carga eléctricamente en una cámara oscura, y posteriormente expuesto a la luz en la cámara fotográfica da lugar a la imagen fotoeléctrica en los lugares donde entra la luz, por zonas sin carga, y en los negros y grises por zonas con carga total o parcial. La imagen latente es polvoreada con pigmento y los granos de ésta pasan al papel aplicado contra la placa cuando se saca el positivo.
Al principio Carlson no tuvo éxito con su invento; recién en 1946 una firma de Nueva York se hizo cargo de su patente y al cabo de cuatro años apareció el primer aparato Xerográfico en el mercado. Desde entonces el sistema ha sido utilizad con muy buen resultado.
ANTECEDENTES DEL
PROYECTO
En la actualidad existe un incremento de marcas y modelos de fotocopiadoras de tecnología extranjera y en el país no se ha hecho un estudio concientizado y detallado sobre este tipo de tecnología; que con el uso de los microprocesadores se les va haciendo cada vez más automático y versátil.
En lasa entrevistas y conversaciones con técnicos observé la dificultad que tenían para poder realizar diseños o mejoras. Una de las cuales es el poco apoyo tecnológico en las empresas y su única finalidad era prepararlos en la parte del mantenimiento. La otra dificultad es que las máquinas avanzan tecnológicamente junto con la electrónica moderna y muy pocos son los que se encuentran actualizados.
La dificultad en el mantenimiento y reparación de la máquina es una de sus desventajas, la cual se optimizaría por medio de un programa de control. De esta manera el costo de horas/hombre en función de su mantenimiento se reduciría.
La reducción de componentes mecánicos y eléctricos, disminuye el espacio físico de la máquina; importante en las oficinas donde su uso es de mayor frecuencia.
OBJETIVOS DEL
PROYECTO
OBSERVACIONES
Se hace una observación a las compañías que poseen el servicio de fotocopiadoras, consideradas por ellas obsoletas, utilizando una tecnología antigua e inferior al presente diseño.
Podrían hacer una optimización de las mismas implementadas por el microprocesador Z-80.
Estos costos son tomados en cuenta en la fabricación de una unidad, la misma que sería rentable y menos costosa realizando una producción en mayor escala.
DESCRIPCION
DE SU FUNCIONAMIENTO
Al comenzar el día de
trabajo, el operador de la máquina la enciende para calentarla.
Si el operador desea imprimir
lo antes posible, utiliza en parte este lapso de calentamiento para dejar el
documento sobre el cristal de exposición, seleccionar el número de copias y
dejar seleccionado también el modo de reducción que convenga.
Se enciende, unos 3 minutos a
10 minutos después, una lámpara de “Lista” que indica que la máquina ya está
lista para hacer copias.
El operador oprime el botón
de “Start”, en ese momento, y principia el copiado.
La hoja es alimentada al
transporte “
El módulo de tope y registro
frena la hoja hasta casi detenerla, la coloca en debida alineación y la suelta
en el instante apropiado para que coincida con precisión respecto a la imagen
en el cilindro, luego el corotrón de transferencia transmite la imagen al
papel.
La hoja es retirada del
cilindro y entonces el transporte “
La faja transportadora
mantiene la hoja adherida al transporte “
El rodillo inferior presiona
contra el rodillo calefactor superior.
Al desplazarse la hoja entre
uno y otro rodillo, la combinación de calor y presión que se produce funde al
toner en el papel.
Cuando la hoja sale del
fundidor es llevada por el transporte “
CONCLUSIONES
Especialmente modificando las cantidades y señales en los ports de entrada y señales en los ports de salida.
Se crea un ports de indicadores de leds luminosos según su operatividad.
Se instala un ports específico para la creación de unos códigos de fallas en una pantalla de display.
Se realiza una programación adecuada según sus necesidades en la memoria Eprom.
Para realizar la programación, es importante realizar un diagrama de tiempo de todo el proceso del sistema a diseñar.
Después debe de realizar un diagrama de flujo de todas las acciones a realizarse en el diseño, para poder `plasmarlo a un programa Assembly Language Subrutines del microprocesador.
El diseño se encuentra en construcción por un breve
tiempo de mecanografía.