siguientes caracteristicas:
Sensor implementado con un microfono capacitivo
Control de sensibilidad de microfono variable
Alimentacion por medio de la red electrica 220Vca 50Hz
Actuador a rele 1NA + 1NC
a) Hacer la descripcion del funcionamiento del circuito
b) Los calculos de diseño con la funcion transferencia de cada etapa del circuito.
c) Dibujar el circuito esquematico con valores comerciales
d) simular el circuito en MULTISIM
El circuito es el siguiente
Este circuito activa una salida de relé a través del sonido. Es útil para muchas aplicaciones, entre las que se destacan, el desarrollo de un sistema de alarma y/o seguridad.
La señal sonora captada por MIC es filtraba por C1 y amplificada por T1, polarizado por R2, R3 y R4. Luego, la señal se inyecta a través de C2 al rectificador de media onda conformado por D1. Más adelante la señal de media onda obtenida es amplificada por el conjunto formado por T2, T3, T4 y sus respectivas resistencias de polarización. La salida de esta etapa se aplica al clock de IC1, que está conformado por tres Flip-Flop's J-K con un clock común.
Una vez obtenida la salida lógica en la entrada 8 de IC1, se activa el relé a través de T5. D2 protege a T5 contra la fcem del relé.En lo que ataña a la alimentación, conviene decir que la primera parte está alimentada con 5V obtenidos en el conjunto formado por D3 y R11. La alimentación general es de 12 voltios C.C. obtenidos de cualquier fuente que sea capaz de entregar una corriente de 700mA.
Componentes:
Resistencias
- R1=4,7 kOhms; 1/8W
-R2=1,5 MOhms; 1/8W
- R3=2,2 kOhms; 1/8W
- R4=470 kOhms; 1/8W
- R5=390 kOhms; 1/8W
- R6=56 kOhms; 1/8W
- R7=3,9 kOhms; 1/8W
- R8=47 kOhms; 1/8W
- R9=1,8 kOhms; 1/8W
- R10=1 kOhms; 1/8W
- R11=150 Ohms; 1W
- P1=Preset 22 kOhms
Capacitores
- C1=0,1 nF
- C2=0,1 nF
- C3=0,1 nF
Semiconductores
- T1=BC549C
- T2=BC549C
- T3=BC548
- T4=BC548
- T5=TIP110
- IC1=SN7472
- D1=1N4148
- D2=1N4001
- D3=Zener de 5,1V 1W
Varios
- Micrófono
- V1= Fuente 12V x 700mA
- RL1= Relé 12V (adecuado a la corriente a manejar)
2) Se desea implementar un detector de humo.
El proyecto requiere la utilizacion de una celda fotorresistiva, de forma que segun el nivel de humo presente en el ambiente haga activar una alarma sonora y luminica.
El circuito debera ser alimentado con la red electrica 220Vca 50Hza) Hacer una descripcion del funcionamiento del circuito
b) Los calculos de diseño con la funcion transferencia de cada etapa del circuito.
c) Dibujar el circuito esquematico con valores comerciales.
d) Simular el circuito en Multisim.
DESARROLLO.
Para el accionamiento de esta alarma se aprovecha la “falta de visibilidad” que provoca el humo en un ambiente. Se emplea un sensor sensible, que es activado por la luz que incide a partir de una lamparita común. La presencia de humo disminuye la luz incidente, activando así el circuito que dispara un relé.
El circuito es bastante sencillo, y puede controlar cargas de buena potencia como por ejemplo sistemas de alarma o incluso filtros electroestáticos anti contaminación.
El ajuste de la sensibilidad permite que el operador pueda regular la cantidad de humo necesaria para provocar el disparo de la alarma.
El bajo consumo permite que su funcionamiento sea permanente, alimentándolo desde la red eléctrica.
El sistema detector de humo se basa en una lámpara común de baja tensión y en un LDR. La lámpara ilumina el LDR, a través de un sistema de luces convergente, de modo que la luz pase por el local donde puede haber humo. El LDR está conectado a la base de un transistor BC558, de modo tal que este transistor se mantenga en el corte en la presencia total de luz en el sensor.
Un potenciómetro (P)1, conectado en el circuito de base del transistor, permite ajustar la polarización de modo que quede próximo a la conmutación.
Con el corte de la luz, o mismo su reducción, el transistor pasa a conducir la corriente, polarizando así la compuerta del SCR.
Dependiendo del ajuste de la sensibilidad, una pequeña cantidad de humo es suficiente para que obtengamos en el transistor una corriente capaz de provocar el disparo del SCR. Con el disparo, el relé K1 cierra sus contactos, activando así el elemento externo, que puede ser una alarma o también un dispositivo anticontaminación (como un filtro electroestático).
La fuente de alimentación puede hacerse a partir de un transformador de 15+15V x 1A. La tensión del secundario del transformador es rectificada y filtrada, para después ser disminuida a aproximadamente 13,2V en el integrado 7812 (12V del integrado más 2 diodos conectados en el terminal de masa para obtener 1,2V adicionales).
Precisamos una tensión un poco mayor que 12V para compensar los 2V de caída en el SCR, facilitando así el disparo del relé. La lámpara usada para excitar el sensor es del tipo usada en automóviles, de 12V, con corriente máxima de 500 mA.
3) Diseñar un circuito de un voltimetro
La escala del mismo debera ser 0 a 5 V con una sensibilidad minima de 500mV.
Debera tener un indicador de polaridad.
Se recomienda la utilizacion de circuitos integrados LM339 en la configuracion de detectores de nivel.
a) Hacer una descripcion del funcionamiento del circuito.
b) Los calculos de diseño con la funcion transferencia de cada etapa del circuito.
c) Dibujar el circuito esquematico con valores comerciales.
d) Simular el circuito en MULTISIM.
--C.I. LM339
--Transformador 220/2
--C1= Condensador de 1000 F
--12 Resistencias de 220 W
--12 Resistencias de 1 K
--Regulador 7815
--RV = Resistencia variable de 2K
--12 Diodos LED
Este voltímetro mide tensiones de entre 0 y 12V mediante 12 LEDs de tal forma que cada LED encendido representa un voltio. El esquema es el de la figura
El integrado LM339 es un cuádruple amplificador operacional, por lo que solo hacen falta 3 (Puedes ver sus características en la práctica anterior)
Ajuste del potenciómetro:Una vez montado el circuito deberás ajustar el potenciómetro. Para ello sigue los siguientes pasos:
Ajusta el potenciómetro a la posición de resistencia mínima (0 W)
Alimenta el circuito y métele 12 voltios (medidos con otro voltímetro) por la entrada de "medida". Verás que no se encienden todos los LEDs
Vete moviendo el potenciómetro lentament
5) Partiendo de la configuracion de comparadores diseñar un circuito generador de pulsos
El circuito debera variar la frecuencia desde 100Hz a 100KHz, con ajuste de ciclo de actividad desde 20% al 80% y salida compatible con familia logica TTL y CMOS
a) Hacer una descripcion del funcionamiento del circuito.
b) Los calculos de diseño con la funcion transferencia del circuito.
c) Dibujar el circuito esquematica con valores comerciales
d) Simular el circuito en Multisim
--IC1: 555
--IC2: 74LS04
--IC3: LM741
--R1 5 Kohm
--R2 2 Kohm
--R3 40 Kohm
--R4 y R5 1 Kohm
--S1 y S2 Switchs On/Off
--C1 10 uF Electrolitico
--C2 1 uF Electrolitico
--C3 4400 uF Electrolitico
--Q1 2N2222A NPN
--Q2 ZVN2110A o IRF640 MOSFET
Primero: Generador de ondas de dientes de sierra:
Hay muchas formas de generar este tipo de onda, utilizaremos un LM 555, utilizando la salida del 555 para cargar y descargar otro condensador por medio de un transistor.
En este Diseño se compone de dos partes básicas, una el 555 configurado como astable con cierto periodo, donde el tiempo en alto es mayor al tiempo en bajo, tiempos que son invertidos gracias al inversor
La segunda parte esta conformada por un condensador y un transistor, donde el transistor descarga por cada pulso al condensador generando así la onda con forma de dientes de sierra.
Segundo: Rampa (onda moduladora):
Es la parte mas sencilla de todo el diseño, se basa en el mismo concepto anterior de carga y descarga de un condensador, pero en este caso solo nos interesa la carga
En este caso en vez de un transistor tenemos un switch, que por decirlo así es el encargado de poner en funcionamiento nuestro circuito, cuando esta cerrado el condensador esta descargado, pero cuando se abre el condensador empieza a cargarse a determinada velocidad.
Tercero: Integración de los dos circuitos:
Un circuito de PWM consta de dos tipos de onda, una portadora(triangular o dientes de sierra) y una moduladora (la rampa), que se comparan atravez de un amplificador operacional y generan la PWM.
Cuarto: Carga:
Ya lo único que falta es la carga, es decir lo que quieres controlar con este medio, en este caso les mostrare como poner un motor. el mecanismo es fácil, solo se trata de un transistor, para mejor uso un MOSFET, y la carga, el gate del MOSFET va conectada a la salida del amplificador operacional, el drain y el source son ya parte del otro circuito (a controlar)
6) Se desea monitorear una batería de 12V
Los requisitos del funcionamiento del circuito serán:Primero: Generador de ondas de dientes de sierra:
Hay muchas formas de generar este tipo de onda, utilizaremos un LM 555, utilizando la salida del 555 para cargar y descargar otro condensador por medio de un transistor.
En este Diseño se compone de dos partes básicas, una el 555 configurado como astable con cierto periodo, donde el tiempo en alto es mayor al tiempo en bajo, tiempos que son invertidos gracias al inversor
La segunda parte esta conformada por un condensador y un transistor, donde el transistor descarga por cada pulso al condensador generando así la onda con forma de dientes de sierra.
Segundo: Rampa (onda moduladora):
Es la parte mas sencilla de todo el diseño, se basa en el mismo concepto anterior de carga y descarga de un condensador, pero en este caso solo nos interesa la carga
En este caso en vez de un transistor tenemos un switch, que por decirlo así es el encargado de poner en funcionamiento nuestro circuito, cuando esta cerrado el condensador esta descargado, pero cuando se abre el condensador empieza a cargarse a determinada velocidad.
Tercero: Integración de los dos circuitos:
Un circuito de PWM consta de dos tipos de onda, una portadora(triangular o dientes de sierra) y una moduladora (la rampa), que se comparan atravez de un amplificador operacional y generan la PWM.
Cuarto: Carga:
Ya lo único que falta es la carga, es decir lo que quieres controlar con este medio, en este caso les mostrare como poner un motor. el mecanismo es fácil, solo se trata de un transistor, para mejor uso un MOSFET, y la carga, el gate del MOSFET va conectada a la salida del amplificador operacional, el drain y el source son ya parte del otro circuito (a controlar)
6) Se desea monitorear una batería de 12V
Cuando el voltaje de la batería cae por debajo de 10.5V se deberá conectar a un cargador.
Cuando el voltaje de la batería alcance los 13.5V, se deberá desconectar del mismo.
Considere que el circuito tiene una alimentacion de +- 15V
a) Hacer una descripción del funcionamiento del circuito
b) Los cálculos de diseño con la función transferencia de cada etapa del circuito
c) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.
d) Simular el circuito en MULTISIM.
R4 tiene un valor de 12.5K para hacer Vctr 12V cuando E1 esta en 10.5V , Vo se hace negativo de esta manera hace que el relee vuelva a su posición normal cerrada. Cuando la batería se carga a 13.5V , Vo cambia a +Vsat activa el transistor y opera el relé. Sus contactos NC se abren para desconectar el cargador.
El diodo 1 protege al transistor contra porarización inversa excesiva cuando Vo= -Vsat. Y el diodo 2 protege al comparador y al transistor de la bobina del rele.
