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!!!