Proyecto de Dinámica Segundo Departamental Alondra Andrade González, Jessica Belém Rangel Mosqueda, María Guadalupe Robles Hernández, Kassandra Monserrat Magallanes González! 1
Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería de Guanajuato del Instituto Politécnico Nacional. ineral de !alenciana No. "##$ %.P. &'"()$ Silao de la !ictoria$ Gto.é*.
Resumen Se reali+, una modificaci,n al comparador de !oltaje reali+ado anteriormente agregando una etapa de potencia y conectándolo a un sistema de control$ conformado conformado por una caja en la -ue -ue se adapt, un foco con la finalidad de medir$ a tra!és de un termistor$ t ermistor$ los camios de temperatura pro!ocados por diferentes !oltajes y el tiempo tiempo re-uerido para llegar a ésta$ partiendo de de una temperatura de referencia. /ste sistema a su !e+ se conect, a la placa arduino y se cre, un arc0i!o de te*to para 0acer el registro de las mediciones y con ello reali+ar una cur!a !s tiempo y una tala de correlaci,n !oltaje2emperatura !oltaje2emperatura para oser!ar de forma más clara el comportamiento de estas relaciones.
INTRODUCCIÓN uc0os sistemas digitales tienen funci,n de control por lo -ue deen conectarse a una etapa de potencia. 3os comparadores son circuitos no lineales lineales -ue$ como su nomre indica$ sir!en para para comparar dos se4ales 5una de las cuales generalmente es una tensi,n de referencia6 y determinar cuál de ellas es mayor o menor. 3a tensi,n de salida tiene dos estados 5inaria6 y se comporta como un con!ertidor anal,gico2digital de 1 it. Su utili+aci,n en las aplicaciones de generaci,n de se4al$ detecci,n$ modulaci,n de se4al$ etc$ es muy importante y constituye un lo-ue anal,gico ásico en muc0os circuitos. 718 Se utili+, una compuerta 3&&9$ esta familia de comparadores es muy utili+ada cuando el coste es crítico ya -ue un mismo encapsulado contiene !arios comparadores cada uno de ellos con dos entradas y una salida en colector aierto. 3a tensi,n de alimentaci,n es com:n y todos los comparadores disipan potencia aun-ue s,lo se utilice uno de ellos. 7)8 3os comparadores de tensi,n son utili+ados en diferentes fases de generaci,n y transmisi,n de se4al$ en este caso$ se utili+, como detector de ni!el cu ya funci,n es identificar cuando una !ariale física 5emperatura$ tensi,n$ corriente$ etc.6 es superior o inferior a un ni!el de referencia. 3a salida del detector puede ser utili+ada para controlar un motor o un diodo 3/D$ por ejemplo. 7(8 Para la selecci,n del sensor de temperatura se deen considerar !arios factores como la temperatura má*ima$ el rango de temperaturas a medir y e*actitud$ entre otros dependiendo del sistema.7&8 /l sensor 3&) es un integrado con su propio circuito de control -ue proporciona una salida de !oltaje proporcional a la temperatura. 3a salida del 3&) es lineal con la te mperatura$ incrementando el !alor a ra+,n de 1# m; por cada grado centígrado. /l rango de medici,n de este sensor es de 2))<% 52))# m;6 a 1)#<% 51)## m;6 y su precisi,n a temperatura temperatura amiente es de #.)<%. 798
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%omo se mencion,$ el circuito reali+a una comparaci,n de los ni!eles de tensi,n -ue el amplificador operacional posee en sus entradas y 0ace -ue el transistor condu+ca o no 5encendiendo el 3/D o apagándolo6 dependiendo de la salida. /l amplificador da una salida alternante dependiendo si el !alor de referencia es mayor o menor$ respecti!amente$ del !alor proporcionado en la entrada de comparaci,n. /l !alor de una entrada se fija utili+ando resistencias mientras -ue el !alor de otra entrada se conecta al sens or de temperatura. /l diodo conducirá o no$ 0aciendo -ue al transistor le llegue o no una corriente de ase para -ue condu+ca 5modo saturaci,n6 o no 5modo corte6. =l conducir$ el 3/D se encenderá. 7>8 3a etapa de potencia de este sistema se asa en el uso de tiristores para actuar sore cargas resisti!as o inducti!as de diferentes sistemas. 7'8 Para lograr un aislamiento eléctrico entre el sistema digital y la etapa de potencia se utili+an los optoacopladores$ los cuales permiten un acoplamiento ,ptico y al mismo tiempo un aislamiento eléctrico con la finalidad de proteger el sistema ya -ue si ocurre un corto o cual-uier anomalía eléctrica en la etapa de potencia el optoacoplador protege toda la circuitería digital de control. 7>8
MATERIALES Y PROCEDIMIENTO Para este proyecto primero se reali+, el comparador$ en general éste consiste en un protooard en el -ue se instal, un comparador de !oltaje 3&&9$ un amplificador operacional 31?1$ un sensor de temperatura 3&) y un potenci,metro 5resistencia !ariale6 de 1# @ además de cales mac0o mac0o$ un diodo 3/D como indicador$ resistencias de &&# o0m y 1 @ o0m y un cargador de ) ;. = este sistema se agreg, posteriormente una fuente de alimentaci,n regulada con la finalidad de adecuar las características de la energía disponile para pro!eer un funcionamiento estale y seguroA para ello se utili+, un puente de diodos como rectificador para con!ertir la corriente alterna en corriente continua pulsante$ un condensador como filtro y un regulador de tensi,n para finalmente otener una corriente continua. 3a etapa de potencia consta de un optoacoplador B%# y un CI=% 1&' y$ por :ltimo$ como sistema de control se utili+, una caja de unicel en la -ue se adapt, un soc@et para conectar el foco cuya funci,n es proporcionar diferentes temperaturas dentro de dic0a caja para finalmente$ 0acer un registro de las !ariaciones de temperatura con la tarjeta arduino uno para construir las cur!as emperatura2tiempo y !oltaje2emperatura y determinar el punto en el -ue ésta :ltima se estaili+a.
RESULTADOS
CONCLUSIONES Y DISCUSIÓN Descriir cual fue la respuesta final de su proyecto a lo planteado inicialmente. Eue proyecci,n tendrá a futuro.
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REFERENCIAS
718 Ruíz, G! *lectr+nica básica para ingenieros! (ra edici+n! *spaa!)--( 7"8 Malone.,/! *lectr+nica &ndustrial Moderna, 0a ed, $earson *ducaci+n,
)--1 7&8 Fetina$ =. /lectr,nica ásica$ 3imusa$ "##>. 7>8 illiams$ =rt0ur. icroprocesadores$ dispositi!os optoelectr,nicos$ periféricos y de interfa+. Serie de circuitos integrados. c GraH ill$ é*ico$ 19?9. 7)8 %ircuitos comparadores. 3aoratorio integrado de ingeniería industrial. Cecuperado el &1 de ar+o de "#1( deJ fc-i.tij.uac.m*KusuariosKjjesuslgKema9.pdf 7'8 oylestad Coert y Nas0els@y 3ouis. /lectr,nica. eoría de %ircuitos. /ditorial Prentice all ispanoamericana$ é*ico$ 199?. 7(8 aloney L. imot0y. /lectr,nica Industrial. Dispositi!os y Sistemas. /ditorial Prentice all ispanoamericana$ é*ico$ "###. 7?8 anual de reempla+os /%G. Sil!ania$ US=$ "###. 798
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71#8 ercedes$ . Instrumentaci,n electr,nicaJ ransductores y =condicionadores de se4al$ Uni!ersidad %antaria$ "#1).
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