Practica 4 Moc3011..

PRACTICA 1: AMPLIFICADOR OPERACIONAL INVERSOR

PRESENTA: ABRAHAM OJEDA ISAAC ASBAI SALDAÑA GONZÁLEZ JOSÉ MARÍA

608-A

ELECTRÓNICA Il

M.C. GENARO OCHOA CRUZ

02 DE MAYO DEL 2012 CONTENIDO

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TIERRA BLANCA 1. Hoja de presentación…………………………………………………………...…

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2. Introducción……………….………………………………………………………..

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3. Objetivo general……………….…………………………………… ...…………...

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4. Objetivos específicos………….…………………………………………………..

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5. Desarrollo teórico……………….……………………………… ...……………….

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5.1. Marco teórico……………………………………………… ...………………….

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5.2. Diseño………………………….…………………………………………………

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5.3. Pre-reporte……………………………………………………………………….

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6. Desarrollo practico………………...………………………………………………

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6.1. Material y equipo a utilizar ……………………………… ...…………………..

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6.2. Procedimientos y resultados …………………………………………………...

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7. Cuestionario……………………….…...………………………………………….. 16 8. Conclusiones y recomendaciones….………………………..………………….

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9. Referencias………………………………………………………………………...

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INTRODUCCIÓN Un moc es un optoacoplador. Dentro de su encapsulado tiene un led infrarrojo y un fototransistor, la finalidad de esto es aislar el circuito de control de el de carga. ¿Qué son los optoacopladores y como funcionan? Son conocidos como optoaisladores o dispositivos de acoplamiento óptico, basan su funcionamiento en el empleo de un haz de radiación luminosa para pasar señales de un circuito a otro sin conexión eléctrica. Estos son muy útiles cuando se utilizan por ejemplo, Microcontroladores PICs y/o PICAXE si queremos proteger nuestro microcontrolador este dispositivo es una buena opción. En general pueden sustituir los relés ya que tienen una velocidad de conmutación mayor, así como, la ausencia de rebotes. La gran ventaja de un optoacoplador reside en el aislamiento eléctrico que puede establecerse entre los circuitos de entrada y salida. Fundamentalmente este dispositivo está formado por una fuente emisora de luz, y un fotosensor de silicio, que se adapta a la sensibilidad espectral del emisor luminoso, todos estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP. ¿Qué tipo de Optoacopladores hay? Existen varios tipos de optoacopladores cuya diferencia entre sí depende de los dispositivos de salida que se inserten en el componente. Según esto tenemos los siguientes tipos: Fototransistor: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un transistor BJT. Los mas comunes son el 4N25 y 4N35Optotransistor. Optotransistor en configuración Darlington Optotransistor de encapsulado ranurado

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TIERRA BLANCA Optotransistor de encapsulado ranurado. Fototriac: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un triac. Fototriac de paso por cero: Optoacoplador en cuya etapa de salida se encuentra un triac de cruce por cero. El circuito interno de cruce por cero conmuta al triac sólo en los cruce por cero de la corriente alterna. Por ejemplo el MOC3041Optotiristor: Diseñado para aplicaciones donde sea preciso un aislamiento entre una señal lógica y la red.

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OBJETIVO GENERAL Comprender el uso y funcionamiento del optoacoplador (MOC 3011), y sus aplicaciones básicas, para la construcción de circuitos electrónicos que requieran el uso de este dispositivo.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS El alumno conocerá algunas configuraciones básicas del moc 3011, así como sus pines de conexiones con la ayuda de la hoja de datos. Comprender la configuración del optoacoplador (MOC 3011). Hacer los cálculos matemáticos para la obtención de los resultados Realizar la simulación del circuito en el software Multisim para comparar los resultados teóricos. Realizar físicamente el circuito para verificar lo sucedido con instrumentos de medición.

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DESARROLLO TEÓRICO MARCO TEÓRICO OPTOACOPLADORES

Imagen 1 Muchos sistemas digitales controlan a otros sistemas o realizan funciones de control tales que deben ser interconectados a una etapa de manejo de potencia, con base en TIRISTORES (triacs, SCR, etc.) para actuar sobre cargas resistivas o inductivas en sistemas de iluminación, o en procesos industriales o en control de velocidad de motores, entre otros.

Imagen 2 El manejo de potencia, es decir la manipulación de altas corrientes, de hasta varios centenares de amperios, implica el tener consideraciones de seguridad eléctrica para los operarios y de protección para el sistema digital. Es deseable que la interconexión entre ambas etapas (la digital y la de potencia) se haga por un medio de acoplamiento que permita aislar eléctricamente los dos sistemas. Esto se puede lograr con los dispositivos llamados ELECTRONICA I I

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TIERRA BLANCA OPTOACOPLADORES, mediante los cuales se obtiene un acoplamiento óptico y, al mismo tiempo, un aislamiento eléctrico. Por ello también se les conoce como OPTOAISLADORES. El acoplamiento se efectúa en el rango del espectro infrarojo a partir de dispositivos emisores de luz, usualmente IRED (infra-rojo) LEDs (diodos emisores de luz), actuando como emisores y utilizando dispositivos detectores de luz (opto detectores), actuando como receptores. La razón fundamental para llevar a cabo acoplamiento óptico y aislamiento eléctrico es por protección de la etapa o sistema digital ya que si ocurre un corto en la etapa de potencia, o cualquier otro tipo de anomalía eléctrica, el OPTOACOPLADOR protege toda la circuitería digital de control. El sistema digital puede variar entre un sistema discreto o un sistema de mayor integración (en escalas SSI, MSI, VLI o VLSI) o un sistema integrado programable a nivel de memorias (EPROM o EEPROM) o a nivel de dispositivos programables "inteligentes" (microprocesadores, microcontroladores, dispositivos lógicos programables, arreglos lógicos programables, controladores lógicos programables o computadores).

TRIAC

Configuración

Entrada, Salida y Puerta Imagen 3

Un TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TIERRA BLANCA Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas. Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta. El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo puerta.

Imagen 4 Construcción del TRIAC Aplicaciones más comunes 

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Su versatilidad lo hace ideal para el control de corrientes alternas. Una de ellas es su utilización como interruptor estático ofreciendo muchas ventajas sobre los interruptores mecánicos convencionales y los relés. Funciona como interruptor electrónico y también a pila. Se utilizan TRIACs de baja potencia en muchas aplicaciones como atenuadores de luz, controles de velocidad para motores eléctricos, y en los sistemas de control computarizado de muchos elementos caseros. No obstante, cuando se utiliza con cargas inductivas como motores eléctricos, se deben tomar las precauciones necesarias para asegurarse que el TRIAC se apaga correctamente al final de cada semiciclo de la onda de Corriente alterna.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TIERRA BLANCA Debido a su poca estabilidad en la actualidad su uso es muy reducido. Control de fase (potencia)

Imagen 5 Control de fase En la figura "control de fase" se presenta una aplicación fundamental del triac. En esta condición, se encuentra controlando la potencia de ac a la carga mediante la conmutación de encendido y apagado durante las regiones positiva y negativa de la señal senoidal de entrada. La acción de este circuito durante la parte positiva de la señal de entrada, es muy similar a la encontrada para el diodo Shockley. La ventaja de esta configuración es que durante la parte negativa de la señal de entrada, se obtendrá el mismo tipo de respuesta dado que tanto el diac como el triac pueden dispararse en la dirección inversa. La forma de onda resultante para la corriente a través de la carga se proporciona en la figura "control de fase". Al variar la resistencia R, es posible controlar el ángulo de conducción. Existen unidades disponibles actualmente que pueden manejar cargas de más de 10kW. (Boylestad)

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DISEÑO

Diagrama de un circuito utilizando MOC 3011 Multisim Imagen 6

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PRE- REPORTE En la siguiente imagen se muestra la comparación de la entrada con la salida del circuito utilizando algunos componentes electrónicos. La que esta sombreada en rojo simula la salida. “

”

La que esta sombreada en azul simula la entrada. “

”

Imagen 7

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DESARROLLO PRÁCTICO MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR Componentes: MOC 3011 1 resistencia de 220 Ω 1resistencia de 1kΩ Cable utp Foco Bateria Equipo de prueba: Multímetro Osciloscopio Tablero de experimentos(protoboard)

Software: Multisim 10 (simulación de circuitos electrónicos) Fritzing (diseño electrónico)

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PROCEDIMIENTOS Y RESULTADOS En la parte inferior se muestra una imagen la cual contiene un moc 3011 y utilizando algunos de sus pines.

Imagen 8

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El la imagen anterior se observa un circuito realizado en un programa como podría verse en físico, a continuación se explicara brevemente: El pin 1 del Moc se conecta a una pata del push botón y la otra a una resistencia de 220 ohm la otra terminal se conecta a corriente. El pin 2 se manda directo a tierra. El pin 4 se conecta con la puerta del TRIAC, mt1 se conecta a una resistencia de 1k ohm que a su ves se puentea con el pin 6 del moc y se conecta un cable que ira de mt1 ala lámpara incandescente. En su caso mt2 solo se conectara al otro extremo de la lámpara. Imagen 9

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Fotografía del circuito físico del MOC 3011 Imagen 10

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CUESTIONARIO 1.- ¿Que es un MOC? Un moc es un optoacoplador. Dentro de su encapsulado tiene un led infrarrojo y un fototransistor, la finalidad de esto es aislar el circuito de control de el de carga. 2.- ¿Qué son los optoacopladores? Son conocidos como optoaisladores o dispositivos de acoplamiento óptico, basan su funcionamiento en el empleo de un haz de radiación luminosa para pasar señales de un circuito a otro sin conexión eléctrica. ¿Qué tipo de Optoacopladores hay? Fototransistor Fototriac Fototriac de paso por cero 4.-¿ que es un TRIAC? Un TRIAC o Tríodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. 5.-¿de que otra forma se formaría un TRIAC? Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas.

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La gran ventaja del MOC reside en el aislamiento eléctrico que puede establecerse entre los circuitos de entrada y salida. Fundamentalmente este dispositivo está formado por una fuente emisora de luz, y un fotosensor de silicio, que se adapta a la sensibilidad espectral del emisor luminoso. Se debe de tener mucho cuidado al introducir una corriente (i) ya que podríamos se podría ocasionar el mal funcionamiento del componente o llegar a quemar el mismo. Siempre debemos conectar el pin 2 a tierra ya que si este pin no se conecta no tendrá se vera un buen funcionamiento del circuito. Para un mejor aseguramiento de la configuración del componente electrónico se recomienda tener el datasheet.

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REFERENCIAS , Robert F. Coughlin, Frederick F. Driscoll, 5ta edición, Pearson Educación, 1999, p.p. 48. Circuitos electrónicos con amplificadores operacionales: problemas, fundamentos teóricos y técnicas de identificación y análisis, Juan José González de la Rosa, 3ra edición, Marcombo, 2001,p.p. 22. Hart, Daniel W. Electrónica de Potencia. Ed. Prentince Hall, 2001

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