Electrónica de implementos básicos. Generador de señales o destellador y censor por temperatura

1. Argumento teórico
2. Proyectos caseros de fácil armado
3. Comentarios

Puedes tener en cuenta que alrededor tuyo existen diferentes tipos de artefactos que por más sofisticados que parezcan poseen implementos simples en su interior los cuales los puedes observar como un chip u otro rasgo físico. Cuando realizas un diagrama o conexión eléctrica casi muchos desprecian la resistencia de los cableados por su perdida mínima pero eso se puede compensar, una de las ecuaciones más conocidas es V =IR (voltaje, resistencia, Intensidad), Unos rasgos fáciles de los implementos básicos se conoce como la resistencia se opone a el paso de corriente, el capasitor se opone a cambios bruscos de voltaje y el inductor se opone a cambios bruscos de corriente.

Ahora un diodo simple es el que permite el flujo de corriente en una sola dirección, un transistor es utilizado como llave sensible en circuitos posee tres terminales colector emisor y base de estos existen los tipos PNP y NPN (Positivo y Negativo). Cuidado al utilizar los transistores estos su corriente se mueve del colector a emisor y el voltaje o corriente el la base así como es su valor así su paso de corriente del colector al emisor si deseas saber más existen muchos libros adecuados solo te he recordado los usos básicos.

1. ARGUMENTO TEÓRICO

Circuitos Integrados compuertas (NOT, AND)

Los circuitos integrados es un circuito electrónico pequeño formado por transistores, condensadores dentro de una pastilla hecha de semiconductor, En sus diferentes formas tienen ciertas limitaciones.

Estos sistemas radican en su versatilidad, ya que se puede adaptar a muy diversas aplicaciones y bajo los mismos principios.

Un semiconductor es un material que puede conducir a medias entre estos semiconductores están el silicio (Si) cuya resistencia al paso de corriente esta en el orden 1000ohm por milímetro cuadrado, el germanio (Ge) esta en el orden 89 ohm por milímetro cuadrado.

Los circuitos Integrados poseen una nomenclatura que los identifica entre todos, cuya escritura varia dependiendo el fabricante y uso, entre estos números se contempla temperatura, fabricante, función lógica, etc.

Las compuertas lógicas son la base de la construcción de los sistemas digitales, por simple dicho son puertas o llaves que permiten pasar o no un voltaje o corriente. En este caso trataremos dos tipos de compuertas las cuales facilitaran el objetivo. El paso abierto se le como 1 y el cerrado se lee como 0.

Compuerta NOT o inversor efectúa la operación llamada complementación este cambia su nivel lógico de 1 a 0. Este hace su salida cero si su entrada excede o iguala su voltaje de trabajo (su entrada esta en nivel 1), de forma contraria su salida es 1 o esta abierta si su entrada es cero.

Compuerta AND Esta compuerta genera operaciones lógicas de multiplicación en esta compuerta la mas sencilla tiene dos entradas para generar una salida (A y B) donde su salida será 1 o abierta si todas sus entradas están en nivel lógico 1 (salida = 1 si, A y B = 1) de otro modo su salida será cero (0).

Termistor: Es un dispositivo semiconductor de dos terminales cuya resistencia, es sensible a la temperatura. Su resistencia es no lineal en la curva de su resistencia, posee rasgos de temperatura de 20ºC a 100ºC La disminución de la resistencia con un incremento de la temperatura indica un coeficiente térmico negativo de otro modo su coeficiente térmico es positivo.

Tabla 1: Datos experimentales de la resistencia eléctrica, R, a diferentes temperaturas,

Para un termistor de cubierta metálica. Hubo que cambiar la posición del dial del multimetro debido a la importante variación del rango de variación de la resistencia. La tercera columna corresponde a los valores de la resistencia estimados después de haber tomado las cuatro primeras medidas experimentales.

PROYECTOS CASEROS DE FÁCIL ARMADO:

A continuación te presento dos proyectos simples de uso relativamente básico el cual puedes modificar a tu comodidad, puedes cambiar algunos materiales, a tu gusto o para un mejor funcionamiento, al momento de crearlo utilice materiales de mi localidad y puede que no coincidan con la tuya o con tu fin.

Si prefieres simular en computadora hazlo en circuitmaker preferiblemente en livewire que es mucho mejor y podrás ver lo que esperas.

"Censor por temperatura"

MATERIALES:

MATERIALES	CANTIDAD
Termistor	1
Diodo led	4
R 30,20,10Ω	1
P 500KΩ	1
Interruptor	1
conector hembra	3
Conector entrada	1
Releí 12Vcc	1

Circuito impreso, cubierta plástica

INTRODUCCIÓN

En su vida útil los termistores varían su resistencia con respecto a la temperatura, esto es uso básico en termostatos.

Las resistencias variables son en uso manual a los termistores, un releí permite ser un interruptor que domina dos circuitos diferentes el controlado y el magnético, su uso varia por el fabricante, entre los termistores los positivo aumenta resistencia con aumento de temperatura y negativos disminución de resistencia con aumento de temperatura.

PROCEDIMIENTO DE ENSAMBLE:

En este circuito lo importante es lo existente en sus implementos, la estética puede variar por el diseñador o ensamblador, primero se requiere armar un circuito sencillo al que llamaremos "Interruptor por temperatura" su variación se deriva en las resistencias y en el termistor escogido, cada diseñador escoge el mas adecuado para su objetivo.

1. De la entrada del transformador cuyo voltaje puede variar y regular el ajuste de este en este caso utilizaremos 12V.
2. luego en paralelo se conectan unas resistencias variables de 500 K para el ajuste de la temperatura al relevador. Puede variar el valor de resistencia variable dependiendo del uso que desees darle
3. Paralelo a esta se conecta una resistencia de 50K (si deseas) para ajuste de iluminación de temperatura o la escala de temperatura cuyos leds o lámparas se conectan en serie y a cada una le antecede una resistencia (diagrama) para indicar la temperatura dependiendo del diseñador se agrega o quitan leds o lámparas también puedes variar el valor de los resistores dependiendo del valor de leds que utilizas estos están hechos a los utilizados por su creador y es probable que no coincidas con estos.
4. Para el medidor del escala después del termistor en paralelo una resistencia de 16Ω y este a un medidor analσgico de voltaje con bobina de 1mA y 50 Ω si no lo consigues tendrαs que variar la resistencia haciendo los cálculos como fabricar un voltímetro, recomendación "libro análisis de Circuitos de Boylestad".

RESULTADO ESPERADO:

El termistor abre o cierra el paso de corriente y este ajustado por los resistores P1 este indicara la temperatura de abrir o cerrar el relevador el cual indicara la temperatura por la pantalla de absceso al nivel de temperatura se conecta a los terminales del relevador el dispositivo a controlar (abanico o lámpara) o simplemente para indicar el nivel de temperatura.

Y podrás controlar cualquier dispositivo por temperatura el funcionamiento baria por el tipo de relevador utilizado si es de dos tiempos o solo uno recuerda encontrar tu sensibilidad adecuada para el termistor dependiendo del lugar a colocarlo.

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

"Generador de señales cuadradas o destellador"

INTRODUCCIÓN:

Existen diferentes tipos de ondas, entre estas ondas cuadrada, senoidales, diente sierra, triangulares entre otras.

Las ondas cuadradas pueden variar al igual que las otras en su amplitud y frecuencia, la frecuencia es el numero de ondas por unidad de tiempo estas ondas cuadradas muchas veces se leen como 0 y 1 dependiendo donde este si esta en su cresta arriba 1 y en su parte más baja 0.

En este generador de onda cuadrada la amplitud será dada por el voltaje y este será observado en un osciloscopio al aumentar el voltaje aumenta la amplitud o fuerza de la onda. La frecuencia de onda se regula con un potenciómetro que regulará el destello o intervalos de onda en un tiempo determinado.

λ = Longitud de onda

MATERIALES:

Estos materiales pueden encontrarse en el mercado local, aparte se necesita un fundidor de estaño, estaño para ensamblar las piezas. La presentación varía dependiendo al diseñador. Costo dependiendo de tu región y suplidor.

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO:

1. Primero se debe tener un lugar de trabajo ordenado, en la plantilla perforada coloque en lugares estratégicos el integrado 4069B y 4011B, lugar donde le sirva para poder ensamblarlo, ahora tenga en cuenta que según el diagrama un inversor tiene su salida hacia donde apunta el símbolo al igual la compuerta AND.
2. Señale con un piloto los dos puntos donde esta el cable positivo y el negativo en la placa, luego conecte el pin 14 del inversor con el 4011B de este conéctelo al punto donde coloca la alimentación positiva. ahora el pin 7 de cada integrado se conectan entre si y este al punto donde coloco como negativo.
3. Observe el diagrama y note que el pin 1 del 4069B es una entrada del inversor y el 2 una salida, así es 3 y 4. luego conecte un cable desde el pin1 del 4069 al pin 4 o el 6 como usted prefiera ahora desde el pin 2 debe conectar un cable a una de las entradas del capasitor no electrolítico el cual a su otra pata se le conecta otro cable al pin 3 o 5 dependiendo de cómo lo haya querido usted.
4. Ahora tome el potenciómetro de frente a usted y note que este pose tres patas llamadas (1,2,3) conecte un cable a la pata 1 y otro a la 2 luego el cable de la pata 1 conéctelo al pin 3 o 5 dependiendo de cual haya escogido, después el otro de la pata 2 conéctelo a la salida del inversor escogido 4 o 6 si prefiere puede hacerlo al pin 1.
5. Ahora desde la salida del invasor 4 o 6 dependiendo de cual haya escogido coloque un cable a el pin 2 del integrado 4011B, después conecte el pin 1 del 4011B al pin 14 de este esto es para que existe una entrada en (1) en el pin para que abra o cierre la puerta dependiendo si sus dos entradas son (1) para que su salida sea (1), luego de terminado al pin 3 coloque un cable y al otro extremo coloque un conector hembra de color rojo coloque otro igual de color negro pero al punto donde se conecta el negativo del circuito.
6. para probar coloque un led o foco de poca potencia en estos conectores y podrá observar el oscilamiento o temporización a medida que cambia el estado de 1 a 0 del 4069B.

Si se hace más chica la resistencia del potenciómetro oscilara más rápido y así como se cambia el voltaje de entrada así cambia la amplitud de la oscilación si prefiere puede colocar una resistencia variable o potenciómetro en la alimentación para observarlo si no posee una fuente variable recuerde que su funcionamiento se basa desde (3 a 15)V.

Observe que cada integrado tiene una marca la cual se coloca frente a usted y se comienza a contar las patas de este en contra sentido horario desde las de abajo luego las de arriba así como el diagrama mostrado arriba.

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

El procedimiento de ensamblado es censillo se debe tener cuidado el momento de colocarle la soldadura de estaño porque a una temperatura alta puede averiar los integrados.

Cuando se observe las oscilaciones de onda en un osciloscopio deberá bajar la escala vertical un poco o aproximado 2V para centrear la onda a la escala del osciloscopio, tome en cuenta que esto se debe al nivel de carga y descarga del capacitor por el que no llega a ser cero.

También puede variar por el tipo de capasitor y tamaño del capasitor.

Comentarios:

Los aspectos externos pueden variar dependiendo el diseñador, al igual que los implementos o el objetivo principal, el medidor debe ubicarse después del termistor para calibrar la unidad de medida al ensamblarlo se ubicara la más adecuada. Puede tomar en cuenta que existen diferentes termistores de acuerdo el uso y sensibilidad ahora, puede buscar la data del fabricante al igual que los integrados utilizados en su sitio preferido o en JAMECO.COM que es uno de las más utilizadas. Existen diferentes formas de llegar a un fin dependiendo de la voluntad y de la creatividad, existen formas de llegar a ese fin de forma simple. Debes tener conocimientos básicos de los implementos para modificar sino amplia tus conocimientos con cualquier libro, puede que algunos valores de algunos materiales mencionados al momento de armarlo no lleguen a tu objetivo existen muchos fabricantes y estos traen sus variaciones cuando lo realices preferible ten conocimientos de los implementos básicos y su función. De otro modo no podrás comprender su problema y fabricar una posible conclusión.

BIBLIOGRAFÍA:

Análisis de Circuitos Boylestad décima edición

Programas guías de simulación Livewire y PCBwiz

 

ANIBAL MONTILLA

Panamá

mayo 2006

Estudiante Ing. Eléctrica y electrónica UTP

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