Circuitos para salidas de potencia.

Oye papa, ¿Como le hacen para hacer funcionar motores de muchos caballos, compuertas de presas y muchas cosas que requieren mucho potencia, con solo apretar un boton alimentado con una pila de 9V?

"Hay mijito". Esos aparatos se alimentan con 9V y solo se "cierra" un contacto para "cerrar" el circuito, y asi jalan... ?????.

¡¡¡Tatanka!!!

Si no sabes, mejor no digas p.....".

A continuacion presento algunos diagramas para conectar actuadores electricos, neumaticos y sistemas de potencia, controlados por un sistema electronico, ya sea digital o analogico, o de control que se alimenta con voltajes pequeños, por ejemplo con 5V.

Utilizando Optoacoplador

Utilizando Relevador hacia 110Vac


Utilizando Relevador hacia 24 V para alimentar electrovalvulas en unsistema nuematico.

Espero que esto les sirva para hacer realidad sus proyectos.
Saludos !!!

Generar Entradas y Visualizar Salidas.

En el siguiente diagrama, explico la forma de simular fisicamente, las entradas y salidas de un sistema digital, es decir, como generar niveles logicos en las entradas, y como visualizar los niveles logicos de las salidas.



Las entradas se simulan por medio de pull ups, los cuales son circuitos con resistencias de 10K y dip switch. Esta configuracion simula la conexion de sensores de tipo NPN en las entradas de los PLC's. (Posteriormente realizare una explicacion al respecto).

Cuando los interruptores del Dip switch estan abiertos, se tienen estados logicos altos (1's) en el sistema digital. Y cuando los interruptores estan cerrados, se generan estados logicos bajos (0's), ya que al cerrarse el interruptor, la entrada del sistema digital se manda a tierra, por no tener resistencia.

Para simular las salidas existen dos formas:
La primera es la forma directa, que consiste en conectar un LED en serie con una resistencia de 330 Ohms para limitar la corriente.
La segunda forma es mediante un transistor NPN, con una resistencia de 10k en su base, y un LED en serie con una resistencia de 330 Ohms entre el colector y la alimentacion (Vcc = 5V).

En la configuracion con transistor, el LED basicamente se utiliza para visualizar el estado de las salidas de una forma simple, ya que esta configuracion se puede utilizar para generar salidas de potencia, es decir, para conectar actuadores electricos y posteriormente mecanicos y neumaticos, y para esto, se utilizan circuitos de acoplamiento junto con el transistor.

Basicamente, la configuracion a transistor con los circuitos de acoplamiento, (los cuales pueden ser con optoacoplador y TRIAC, o con relevador), se utilizan intermante en las salidas de los PLC's.

Para conocer los circuitos de acoplamiento al transistor, y generar salidas de potencia en los sistemas digitales electronicos, buscar "Circuitos para salidas de potencia" en este blog.

Saludos!!!

Proyectos 5, 6, 7, 8 de Electronica Digital.

5.- FUNCION XOR.
Por medio del CI 7486, hacer el circuito para una función XOR de 2 entradas, las entradas se van a activar mediante pull up’s, y se utilizarán salidas a transistor.

6.- FUNCION XNOR.
Por medio del CI 7486 y un 7404, hacer el circuito para una función XNOR de 2 entradas, las entradas se van a activar mediante pull up’s, y se utilizarán salidas directas.

7.- FUNCION XOR CON COMPUERTAS BASICAS AND, OR y NOT.

Por medio de compuertas básicas, hacer el circuito para una función XOR de 2 entradas, las entradas se van a activar mediante pull up’s, y se utilizarán salidas a transistor.

8.- FUNCION XNOR CON COMPUERTAS BASICAS AND, OR y NOT.
Por medio compuertas básicas, hacer el circuito para una función XNOR de 2 entradas, las entradas se van a activar mediante pull up’s, y se utilizarán salidas directas.

A continuacion proporciono los diagramas esquematicos de los proyectos.

XOR

XNOR

Saludos!!!

Proyectos 2, 3, 4 de Electronica Digital

2.- OPERACION OR DE 2 ENTRADAS.
Se utiliza el 7432 de tecnología TTL, las entradas se van a activar mediante pull up’s, y se utilizarán salidas a transistor.

3.- OPERACION AND DE 4 ENTRADAS.
Por medio del CI 7408, contruir el circuito para una operación AND de 4 entradas, las entradas se van a activar mediante pull up’s, y se utilizarán salidas directas.

4.- OPERACION NOT.
Por medio del CI 7404, hacer un circuito de 6 entradas pull up, y 6 salidas a transistor. De tal forma que según el valor de las entradas, las salidas sean negadas.

Saludos!!!

Proyecto 1 Fuente de 5V Electronica Digital

FUENTE DE 5V.

Para la alimentacion de las practicas de laboratorio, en la materia de sistemas digitales electronicos que utilicen 5V de alimentacion.
Construir una fuente de voltaje de 5 Volts en Tarjeta de circuito impreso (TCI).
Se recomienda usar Trax Maker para e diseño de las vias y las pistas del circuito impreso.
La tarjeta deberá tener grabado el nombre completo y/o el numero de control claramente junto con las pistas utilizando TraxMaker.
La tarjeta y diversos componetes se colocarán en un gabinete.

Ir a la categoria "Fuentes" de este blog para ver el procedimiento de elaboracion.

Saludos!!!

Tacometro IR

El siguiente proyecto consiste en diseñar y construir un dispositivo, para medir la velocidad de un motor, "tacometro", utilizando un sistema emisor "LED IR" receptor "fototransistor" configurados como barrera de reflexion, es decir, que el rayo IR va a ser enviado por el emisor y reflejado en una superficie, para posteriomente ser recibido por el receptor.



En superficies blancas o claras, el rayo IR es reflejado casi al 100%.
En superficies negras u oscuras, el rayo es absorvido en su mayor parte por la superficie y es muy poco lo que se refleja.

El principio de funcionamiento es el siguiente:

1.- Para medir la velocidad de un motor se coloca un "encoder" en su eje. El encoder puede ser un disco claro con rayas negras. (Por ejemplo un Disco Compacto con cinta de aislar).

2.- Con esto, en la salida del comparador LM339 se genera una onda cuadrada cuyos tiempos altos y bajos, dependen de la exposicion del rayo en cada tono, de la superficie del encoder.

3.- Evidentemente la frecuencia de la onda cuadrada depende de la velocidad del giro del motor.

4.- Lo que se pretende que se investigue, es el funcionamiento del LM2907 el cual es un integrado que se utiliza para convertir frecuencia a voltaje.

5.- La primera parte del circuito, desde el LED IR el FTR y el LM339, que respectivamente son el sensor E-R y el acomplamiento de la señal, sirven para acondicionar la señal que va a ser interpretada por el LM2907, como frecuencia variable, para convertirla a voltaje variable.

6.- El objetivo es investigar el funcionamiento, las configuraciones de resistencias y capacitores, y circuitos externos, incluyendo formulas, para ajustar el voltaje variable de salida, a valores deseados.

7.- Por ejemplo:
Supongamos que se tiene un motor que varia su velocidad de 0 RPM a 1800 RPM Max,
Supongamos tambien que el encoder tiene 4 rayas.
Entonces el rango de frecuencia sería de 0 hz a 7200 hz.
Yo deseo que mi rango de voltaje de salida, sea de 0V a 9 Volts.
Esto significa que generaria una grafica lineal cuyos valores minimos y maximos serían:
0 RMP = 0 Hz = 0V
1800 RPM = 7200 Hz = 9V

8.- Una vez sabiendo la forma de configurar el circuito para obtener la grafica, se procede a demostrar su funcionamiento, armando la practica.

Saludos!!!

Sistema Emisor Receptor IR, modo barrera directa, iluminacion prolongada

Este es el diagrama esquematico, para construir un detector de paso Infrarojo IR, el cual consta de un Emisor "LED IR" y un receptor "Fototransistor", los cuales estan conectados en modo de barrera directa o unidireccional, es decir, que el emisor y el receptor estan encontrados.

El LED IR siempre esta mandando un rayo IR al Fototransistor, cuando ese rayo es bloqueado, se enciende un foco o sistema de iluminacion, el cual dura encendido el tiempo que nosotros le programemos, por ejemplo 10 o 20 segundos.

El principio de funcionamiento del proyecto es el siguiente:

1.- El LED IR cuya corriente esta limitada por una resistencia de 680 Ohms, emite un rayo IR (el cual no podemos ver), a un fototransistor el cual tiene conectado en el emisor una resistencia de 22K.

2.- Mientras el fototransistor reciba el rayo IR, se mantendra en saturacion, por lo tanto el valor de Vin va a tender hacia Vcc. Por otro lado si este rayo es bloqueado, el transistor pasara a corte, por lo tanto el valor de Vin va a tender hacia tierra.

3.- El control del circuito es un comparador LM339 el cual es de colector abierto por lo que se conecta una resistencia entre Vout y Vcc.

Si Vin (V-) > Vref (V+) entonces Vout = -Vsat (130mV aprox) por lo tanto no detecta.
Si Vin (V-) < vout =" +Vsat">

5.- El tiempo de duracion del pulso de salida del comparador va a ser el tiempo que dure interrumpido el rayo, por lo tanto debemos retardarlo, y para eso usamos un temporizador 555.

4.- La salida del comparador se conecta a la entrada del temporizador 555 en modo monostable, en donde el tiempo de duracion del pulso de salida del 555, depende del valor de una Resistencia R y un Capacitor C. El temporizador 555 empezara a contar cuando el Comparador LM339 le mande un pequeño pulso.

5.- T = (1.1)RC

Donde C la vamos a fijar a 100uF y el valor de R sera un potenciometro de 1MOhm el cual le dara una duracion maxima al pulso de salida del temporizador 555, de 110 segundos aproximadamente.

6.- La salida del Comparador es un Transistor NPN el cual tiene conectado en su colector un Optoacoplador MOC3011 limitado por una resistencia de 680 Ohms. Si el transistor recibe suficiente corriente en la base, entonces pasa a saturacion, y en consecuencia permitira el flujo de corriente suficiente (almenos 10mA), para que el LED IR interno del optoacoplador se active y emita el rayo IR.

7.- El Optoacoplador es otro sistema emisor - receptor pero encapsulado, y se utiliza para separar la etapa de control de un circuito (pequeños voltajes), de la etapa de potencia (altos voltajes).

8.- El optoacoplador u optoaislador, tiene dentro un Optotriac, el cual al recibir el rayo IR pasa a estado de saturacion permitiendo flujo de correinte entre el MT1 y MT2.

9.- Este Optotriac a su vez esta conectado a un TRIAC de potencia de 12 Amperes, entre MT2 y la compuerta G. En cualquier TRIAC, si se cierra el circuito entre el MT2 y G, este funcionara como contacto cerrado. El circuito entre MT2 y G se cierra con el optotriac.

10.- El TRIAC sirve como interruptor de estado solido del foco, el cual esta alimentado con 110 Vac, por lo tanto, Si se abre el circuito entre MT2 y G, el TRIAC pasara de "cerrado a abierto ", cuando el valor del votaje entre MT1 y MT2 sea cero, (observar la onda senoidal).

Saludos!!!

Fuente de 5V (Parte 2)

Continuacion del procedimiento para la construcción de una fuente de 5Vcc.

8.- Una vez diseñado el esquematico para el circuito impreso en cualquier software para circuitos impresos, habiendonos basado en diagrama de la fuente y considerando distancias y medidas de las brocas, procedemos a realizar la transferencia a la baquelita. (El metodo de transferencia esta publicado en este mismo blog, para encontrarlo solo dirigete a "areas y temas - circuitos impresos").


9.- Ahora procedemos a perforar utilizando una broca de 1/32", para los componetes tales como resistencias, diodos, capacitores y similares. Para dispositivos con patitas mas gruesas, como,los diodos, se puede utilizar brocas de 3/64" o de 1/16", sin embargo, en el diseño del circuito impreso, se debio contemplar un diametro mayor para las vias correspondientes a esos componentes, (de 80 a 100 milesimas de pulgada)". En las perforaciones de los agujeros para fijar el trasformador a la tarjeta, y esta al gabinete, se utiliza una broca de 1/8".

10.- Luego empezamos a soldar los componentes en los lugares correspondientes, y fijar el trasformador a la baquelita, soldando tambien sus terminales a la misma.


11.- Ahora procedemos a perforar el gabinete para ubicar componentes tales como el interruptor, el portafusible, el led indicador de encendido, los bornes y las salida para el cable con clavija. Para esto utilizamos brocas desde 1/8 a 5/8, y a veces una rima para desvaste cuando los componentes tienen forma cuadrada o diferentes a la circular.
En las perforaciones de diametro muy grande, debemos incrementar poco a poco el diametro de la broca, es decir, que primero empezamos con una broca de 1/8" luego incrementamos a 3/16 y asi, hasta lograr el diametro deseado.


12.- Una vez realizadas las perforaciones del gabinete, procedemos a colocar los componentes externos. Es muy probable que tengamos que rebajar un poco, las orillas de algunos agujeros para que el componente entre justo.


Continuará... (ccv).

Saludos!!!

¿Como hacer un circuito impreso? Parte I

Olvidense de hacer los PCB (Printed Circuit Boards) o mejor en español TCI (Tarjetas de Circuito Impreso), con el clasico plumon permanente, o con calcas en forma de rayitas y circulitos.

Al menos yo pienso que como ingenieros, estudiantes, o aficionados en electronik o areas a fin como la electrik o la mektronik, debemos ser mas profesionales a la hora de trabajar, ya que el diseñar y construir proyectos que involucren circuitos electricos y electronicos, genera destinar varias horas de nuestro tiempo, que en otras ramas de la ingenieria no se dedican, me refiero a quemarnos las pestañas, desvelandonos, algunas veces sin comer, sin salir a pachangas etc.. para hacer un proyecto de estos.

Yo considero que diseñar y construir circuitos electronicos es un arte, y si le vamos dedicar mucho tiempo, entonces debemos hacerlo bien desde un principio.

Yo utilizo mucho esta tecnica para fabricar circuitos impresos y le llamo "Tecnologia Azteca", es un metodo mucho muy economico, para el que cuenta ya con las herramientas necesarias.

Estas herramientas son las siguientes.

• Una baquelita en la cual se va a transferir el circuito.
• Un poco de fibra metalica de las fina.
• Hojas de Papel Lustrolite tamaño carta.
• Una Plancha (vieja pero que funcione "jajaja").
• Una cubeta de plastico pequeña con agua.
• Un Frasco de Cloruro Ferrico (despues de usarlo, se regresa a su contenedor original para seguirlo usando despues).
• Contenedor para el Cloruro Ferrico y la baquelita. (puede ser la parte unferior de un embase de plastico de refresco).
• Un punzon de metal.
• Un martillo
• Un taladro (de pluma preferentemente)
• Brocas de 1/32", 1/16", 1/8", 3/16 y de diametros mayores"
• Una tabla de madera de 10 X 30 X 2 cm (aprox, para no perforar la mesa de tu jefa)
• Y muchas ganas!!!!
  

El diseño del dibujo, para las lineas del circuito, se hace con cualquier software de diseño de circuuitos impresos tales como TraxMaker, LineWare, Eagle etc..., por lo que requieres disponer de una computadora con el software instalado. (En lo personal, yo utilizo el TraxMaker).

La impresion del diseño, en la hoja de papel Lustrolite, se debe hacer con una impresora Laser, por lo que, si no cuentas con una, requieres conseguirla con alguien.

Si no encuentras a alguien que te proporcione una computadora con impresora laser, puedes hacer el trabajo en cualquier Cyber Cafe que tenga el servicio de impresion laser.

Saludos a todos!!!

Bargraph Incremental

Este es el diagrama esquematico para construir un Bargraph Incremental de 10 LED´s indicadores de nivel de voltaje.

Utiliza Amplificadores Operacionales LM741, configurados en modo de comparadores.
Todos los amplificadores Operacionales se alimentan con +10Vcc en los pines numero 7, y con -10Vcc en los pines numero 4, es decir, que se requiere una fuente dual con tierra.

En las entradas inversoras (pin 2), se aplica un divisor de voltaje hecho con resistencias de 1K para distribuir el voltaje que las alimenta (+10Vcc y tierra de la fuente dual) en 10 partes iguales aproximadameente, estos voltajes son los de referencia para cada amplificador operacional.
En las entradas no inversaoras (pin 3), se conecta una otra fuente externa variable de corriente directa, el negativo de la fuente se conecta a la tierra de la fuente dual, para evitar voltajes flotantes y tener una unica referencia a tierra en ambas fuentes.

Para cada amplificador operacional de este circuito, si el voltaje de referencia en el pin 2, es superado por el voltaje de la fuente variable conectado al pin 3, en la salida del amplificador operacional (pin 6) se tendra +Vsat , lo cual genera que exista corriente a favor del LED y se encienda. Si el voltaje de referencia, no es superado por el voltaje de la fuente variable, en la salida del amplificador se tendra -Vsat , lo cual genera que la corriente fluya en sentido opuesto y en consecuencia el LED no enciende. Esto se debe a que el LED es un diodo, y solo conduce en un sentido.

Para Amplificadores Operacionales configurados en modo de comparador:
Si (V+) > (V-) entonces Vout = +Vsat (donde +Vsat = Vcc - 1).
Si (V-) > (V+) entonces Vout = -Vsat (donde -Vsat = Vee + 1).
Vcc = Voltaje de alimentacion positiva de la fuente dual. (+10V en este circuito).
Vee = Voltaje de alimentacion negativa de la fuente dual. (-10V en este circuito).


La resistencia de 100 Ohms que se encuetra en la parte superior, se utiliza para poder mandar a +Vsat al Amp Op numero 10, y en concecuencia, el LED que tiene conectado se encienda, esto aplica si la fuente variable tiene el mismo valor de voltaje que la alimentacion positiva de la fuente dual, la cual alimenta al divisor de voltaje, si se omite esta resistencia puede que este LED no encienda, cuando el volataje que manda la fuente variable sea igual a la alumentacion positiva que manda la fuente dual. Si se quiere omitir esta resistencia, se tendria que ajustar la fuente variable a un voltaje mayor que la alimentacion positiva para activar al LED numero 10.

Fuente de 5V (Parte 1)

Hola raza!!!

A continuación les voy a indicar los pasos para construir una Fuente de 5V "Chida".
Olvidense de alimentar sus circuitos digitales con pilas de 9V (Ups, ya no jaló mi circuito, ¿porque? $&#!), o con baterias de celular (Ya no levanta esta ma...$#%).

Los circuitos integrados tales como TTL, y sobre todo CMOS, se alimentan con 5V.
Si los alimentas con mas voltaje, los CI se pueden dañar. O si los alimentas con menos voltaje y con baterias que entregan poca corriente tales como las baterias de celular, tal vez con pocos integrados si funcione el proyecto, pero si le cargas muchos integrados al proto, es posible que la pobre bateria, no pueda levantar la carga aplicada. (Hechale mas Caballos...).

Esta fuente es util para la alimentacion de circuitos digitales, ademas te ahorras la compra de muchas pilas de 9V y evitas dañar a la bateria del celular.

Este es el diagrama esquematico de la fuente de 5V:


Los componentes y materiales a utilizar son los siguientes:
1 pza Gabinete de plastico.
1 pza Transformador de 9V.
4 pza Diodos 1N4004.
1 pza Capacitor Electrolitico de 2200uF.
1 pza LED de alto brillo color blanco.
1 pza Resistencia de 1K.
1 pza Regulador 7805.
1 pza Discipador para el Regulador.
1 pza Capacitor Ceramico o de Poliester de 0.1uF (104).
2 pza Bornes para plug banana (1 Rojo y 1 Negro).
1 pza Interruptor de palanca para chasis.
1 pza Portafusible para chasis (Americano o Europeo).
1 pza Fusible de 1A (Americano o Europeo).
1 pza Cable con clavija de unos 2m.
1 m Termofit de 1/8.

Proceso de elaboracion de la Fuente de 5V:

1.- Conseguir un gabinete con roscas o agujeros internos, para fijar a la Tarjeta de Circuito Impreso (TCI). El tamaño del gabinete depende del tamaño del circuito, principalmente del trasformador, por lo tanto debemos tomar medidas al trasformador.

2.- Conseguir una baquelita (El tamaño depende, del tamaño del gabinete) y cortarla con una segueta, de tal forma que entre justa en el interior del gabinete y que descance en las roscas o agujeros internos. (Normalmente son 4 roscas o agujeros).

3.- Para esto se deben tomar medidas interiores del gabinete, incluyendo distancias entre las roscas o agujeros, asi como sus diametros, donde se van a colocar los tornillos o pijas para sujetar a la Tarjeta de Circuito Impreso (TCI).

4.- El Transformador debe ir montado sobre la baquelita, (no en el gabinete), por lo tanto debemos medir la distancia entre los agujeros con los que cuenta la carcasa del transformador.

5.- Las distancias entre las roscas o agujeros del gabinete para montar la TCI, asi como la distancia de los agujeros de la carcasa del tranformador, se van a incluir en el diseño del circuito impreso.

6.- Debemos conocer las dimensiones de cada componente a utilizar, para que fisicamente no se estorben unos con otros.

7.- Diseñar el circuito impreso, baandonos en el diagrama esquematico. recomiendo incluir las vias del cable con clavija, el interruptor palanca, el portafusible, el LED indicador de encendido, y los bornes, en base a las medidas antes tomadas.


Saludos!!!