FÍSICA ELECTRÓNICA FASE 3 – EXPLORAR LOS FUNDAMENTOS Y APLICACIONES DE LOS DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES
PRESENTADO POR DIEGO ANDRÉS ESPITIA CHAPARRO CÓDIGO: 1052381122 JANETH MILENA CABRERA CÓDIGO: 1058038376 JHON JAIRO DURAN GONZALEZ CÓDIGO: 74380350
TUTOR CAMILO GONZALEZ
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD) E.C.B.T.I DUITAMA, 10 DE MARZO DE 2018
INTRODUCCIÓN
En el presente informe se dará a conocer la aplicación de los dispositivos semiconductores; en donde por medio del desarrollo del problema planteado en la guía de actividades. A partir de estas indicaciones se irá desarrollando los circuitos necesarios para cumplir con los requerimientos planteados.
Por ser un poco complejo se hará paso a paso y circuito por circuito con el fin de ir desarrollando por pates el trabajo y al final de una forma lógica integrar los circuitos realizados explicando su funcionamiento.
OBJETIVOS
Comprender el uso y funcionamiento de los dispositivos semiconductores. Cumplir con los requerimientos de la guía de actividades e indicaciones del tutor. Trabajar en forma conjunta para lograr un buen producto Explicar la forma lógica en la que nuestros circuitos irían integrados para que cumpla con los requerimientos de la guía.
Actividad Colaborativa
2.El grupo debe diseñar un circuito que controle un sistema que permite hacer entrega de informes de un líder de área a la gerencia, bajo las siguientes condiciones y al oprimir un interruptor baja un compartimiento en el que se coloca la documentación. Al colocarla, esperará 10 segundos y el compartimiento volverá a la posición inicial. Tenga en cuenta que para el diseño: a. Deberá explicar paso a paso el funcionamiento del circuito. b. Deberá diseña el circuito que alimentará el sistema, a partir de la alimentación de 120VAC. c. Podrá utilizar sensores de final de carrera para indicar cuando el compartimiento llega a la parte inferior y superior. d. Todos los integrantes del grupo deben aportar al circuito. El circuito debe ser explicado paso a paso, mostrando su funcionamiento por medio del simulador. No olvide que todas las simulaciones deben estar marcadas con los datos personales, de lo contrario no serán tenidas en cuenta. Deberá diseña el circuito que alimentará el sistema, a partir de la alimentación de 120V AC.
1). Circuito de alimentación , podemos observar nuestro circuito de alimentación que está compuesto por:
una fuente de alimentación AC a 120V un transformador 2p25 4 diodos 1N4001 Una resistencia de 1k Tres condensadores Un regulador Este circuito base de alimentación está dado por 4 etapas así: 1). Etapa: es la etapa de transformación donde se encuentra la fuente de alimentación y el transformador, que este se encarga de transformar la carga a todo el circuito. 2). Etapa: es la etapa de rectificación donde se encuentran los cuatro diodos, allí aprovecha por completo la señal AC que nos da el transformador, tanto positivo como negativo. 3). Etapa de filtrado: es la etapa de filtrado donde se encuentra los dos condensadores y la resistencia, lo que hace es llevar la señal pulsante y nos lleva la señal casi a una línea recta. 4). Etapa de regulación: es donde se encuentra nuestro alternador, allí lo que pasa es que se recibe la señal que está en magnitud grande y regularla a 12V.
Análisis: Transformador de entrada:
El trasformador de entrada reduce la tensión de red (generalmente 220 o 120 V, en este caso 120V) a otra tensión más adecuada para ser tratada. Solo es capaz de trabajar con corrientes alternas. esto quiere decir que la tensión de entrada será alterna y la de salida también. Consta de dos arrollamientos sobre un mismo núcleo de hierro, ambos arrollamientos, primario y secundario, son completamente independientes y la energía eléctrica se transmite del primario al secundario en forma de energía magnética a través del núcleo. Se va a medir la señal alterna con los multímetros, en el simulador al hacer doble clic en el transformador se observan unos parámetros, donde se edita el factor de acoplamiento esto se trata de la relación entre = 2
2
2
2
Esto determina el valor de salida, en este caso va hacer reductor, si lo dejamos en 1 esto pasa, modificamos la fuente ponemos 120V
Damos play y nos da 83.9 V de entrada
Este es un valor eficaz, mientras que el valor de la fuente es máximo, para esto debemos conocer la teoría de valor (rms) o valor efectivo, esto se resume en el valor máximo es igual a raíz de 2 por el valor rms. 120*(1.4142)=169.704 En lugar de 120V en la fuente se asigna 169.704
Damos play y tenemos a salida una señal de 120 V en alterno valor eficaz, pero a la salida se tiene el mismo valor, eso quiere decir que el transformador no ha reducido nada en cuanto a tención, el factor de acoplamiento de debe cambiar, para cambiar de debe dividir 12 entre 120= 0.1
De esta manera
Y al dar play nos sale
2). Sensor de proximidad Cuando el líder se acerque a la puerta a hacer la entrega debe encenderse un bombillo Este está compuesto por:
Una fuente de alimentación DC a 5V Una resistencia a 220 Un pulsador normalmente cerrado Un optoacoplador Nand Un led rojo Como no podemos simular la presencia de una persona entonces, para eso instalamos el pulsador normalmente cerrado, es decir en nuestra primera imagen el circuito está cerrado y permite que la señal circule que haya flujo de corriente. En este primer caso no hay nadie interrumpiendo la señal en nuestra foto emisor y foto receptor, solo ocurre cuando alguien pasa por el medio de nuestro optoacoplador e interrumpe nuestra señal.
podemos observar en nuestra segunda imagen que hemos simulado que alguien está en medio de nuestro optoacoplador, es decir oprimimos nuestro pulsador y lo dejamos en posición normalmente abierto, entonces se simula que hay una
interrupción en nuestra señal e inmediatamente se prende nuestro led rojo como se puede ver en la imagen de simulación.
Este circuito está formado por una fuente de alimentación, este está configurada 5 V y su objetivo es alimentar el LED, este LED es interno que está dentro del Optoacoplador, esto está encapsulado y el LED envía una señal a la entrada de una compuerta NAND, en este caso envía un 1 o un cero a esa compuerta, y de acuerdo a la entrada que se tenga habrá un comportamiento en el LED de la salida de la compuerta. Este circuito detecta que alguien interrumpe esta entrada. 3). Al colocarla, esperará 10 segundos y el compartimiento volverá a la posición
inicial Tenemos a continuación el temporizador a 10 segundos que nos dice en un apartado la guía así: Al colocarla, esperará 10 segundos y el compartimiento volverá a la posición inicial. Temporizador a 10 segundos , podemos observar nuestro temporizador a 10
segundos está compuesto por: Un pulsador normalmente abierto 3 resistencias
Un capacitor C 10n Un capacitor C470u Un led Una fuente de alimentación DC Y un sistema 555
El funcionamiento de este circuito monoestables es, en primer lugar, tenemos que hacer un cálculo para que nuestras resistencias tengan la capacidad necesaria y podamos graduar el tiempo, lo que hacemos básicamente es dale un pulso para que trasmita una señal al 555 y este a su vez le envié una señal al led y se mantenga prendido durante 10 segundos. En la imagen de nuestro circuito hecho en proteus que se muestra a continuación nos damos cuenta que esta normal, es decir aún no le hemos hecho el pulso para que emita la señal y el led Green se prenda.
Ya en esta imagen podemos observar que hemos hecho emitido el pulso para que genere la señal, se prenda el led Green y este se mantenga prendido durante 10
segundos. Es decir, al oprimir nuestro pulsador este emite una señal al 555 y este a su vez le genera una señal al led para que se prenda.
Video de prueba del circuito temporizador a 10 segundos https://www.dropbox.com/s/yek6pm0y4q3ppb6/Video_Temporizador.mp4?dl=0 4). al oprimir un interruptor baja un compartimiento en el que se coloca la
documentación. Circuito Puente H al oprimir un interruptor baja un compartimiento en el que se coloca la documentación.
Este circuito está compuesto por: Un logic state Un motor Puente H L293D Dos alimentaciones así: Una válvula a 12V Una válvula a 5V Una alimentación es para alimentar al circuito y la otra es para alimentar al motor.
Dos diodos 1N4001 Una compuerta NOT Cuando pulsamos nuestro logic state y se pone en 1 entonces el motor gira hacia lado derecho.
Y cuando lo colocamos en 0, entonces el motor gira en sentido contrario, lo pueden observar en el video tomado del circuito en funcionamiento.
Video de prueba del circuito Puente H https://www.dropbox.com/s/c4ka761671mqrmp/Video_Puente_H.mp4?dl=0
análisis del circuito general. Entradas Optoacoplador Sensor de proximidad Interruptor Sensor de final de carrera ubicado donde se entrega la documentación Sensor de final de carrera ubicado donde se recibe la documentación Temporizador a 10 sg
Salidas afectadas por entradas led Bombillo Motor Motor Motor Motor
Explicación lógica de cómo debería ir integrado nuestro circuito para que el líder de área pueda hacer la entrega de documentación a la agencia así:
Inicialmente por simple lógica tenemos de primeras a nuestro circuito de alimentación. Que es el que nos suministra la corriente para que los demás circuitos integrados funcionen correctamente y se pueda llevar a cabo la entrega de la documentación; teniendo nuestro circuito de alimentación entonces procedemos a integrar el sensor de proximidad con el fin de que cuando el líder se acerque a la puerta pueda ser detectado por medio del sensor se prenda un bombillo y el encargado de permitir el acceso a los visitantes pueda dale las instrucciones necesarias para la entrega.
Como ya se sabe de la presencia del líder entonces, podemos integrar el siguiente circuito que sería el del puente H, ya que necesitamos un sistema basado en un motor el cual baje una bandeja y el líder pueda colocar los documentos para que estos lleguen a su destino sin ningún contra tiempo, y esto lo hace desde las oficinas por medio de un interruptor que permite que la bandeja se abra y el líder que ya está en la puerta pueda colocar los documentos en la bandeja.
Como ya se el líder ya ha entregado la documentación entonces, necesitamos que nuestra bandeja vuelva a estar en su posición inicial, con el fin de que quede lista para una nueva entrega entonces, procedemos a integrar nuestro último circuito que es el temporizador a diez segundos, para que en el lapso de los diez segundos la bandeja suba y el receptor reciba los documentos y este de inmediato baje y quede en la posición inicial; así queda funcionando nuestro circuito para que el líder pueda entregar la documentación por medio de este circuito.
1 circuito de alimentación
3 circuito puente H
2 sensor de proximidad
4 temporizador a 10 segundos
CONCLUSIONES
Los dispositivos semiconductores son de gran importancia para el desarrollo de los circuitos electrónicos.
Casi siempre en la vida diaria hay que trabajar de forma conjunta para lograr nuestros objetivos.
El análisis de forma lógica es muy importante para el desarrollo y explicación de cualquier circuito.
BIBLIOGRAFÍA
Mijarez, C. R. (2014). Dispositivo semiconductor básico: el diodo. En México: Larousse - Grupo Editorial Patria. Electrónica (pp. 23-70). Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?docID=1101315 4&ppg=44
Rosell, P. J. R. (2000). Circuitos monofásicos de corriente alterna. En Lérida, ES: Edicions de la Universitat de Lleida. Circuitos eléctricos monofásicos y trifásicos: fundamentos teóricos y ejercicios resueltos (pp 50-68). Recuperado de http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/reader.action?ppg=51&docID= 10679264&tm=1467130481071
Enlace de grabación: de la web conferencia del curso física electrónica, recuperado de: https://goo.gl/pxDBDn
