Actividad 4

4.- Se desea implementar un cricuito con operacionales que permita medir el grado de desfasaje (0° a 360°) entre dos señales de entrada con indicación en un voltímetro analógico.

a) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

b) Los cálculos de diseño con la función transferencia de cada etapa del circuito. 

c) Simular el circuito en MULTISIM.

Se le colocó un osciloscopio al pin Q del flip flop JK, y se pudo observar como marcaba los 10° de desfasaje entre una señal y otra.

d) Hacer una descripción del funcionamiento del medidor de fase.

Se le colocan dos señales, una con 0°, y otra con 10° de desfasaje ( con el propósito de que a la salida se vea reflajada ese desfasaje). A cada señal por separado, se le colocó un buffer o seguidor de linea. Luego se le coloco un derivador a cada señar por separado, seguido de un diodo 1N4007 con una resistencia de 1k respectivamente. Finalmente se unen ambas señales, inyectándolas en el pin de clock de un flip flop tipo JK. Los pines J y K son conectados directamente a VCC, y con un pulsador a GND. En la salida Q tendremos la señal cuadrada con valores de 0 y 1 logicos, de esta manera, se puede saber a través de la diferencia entre sus dos estados, el grado de desfasaje de las señales inyectadas al comienzo del circuito. Vale aclarar que este circuito sólo mide desfasaje hasta 180°.

Actividad 6

Se desea monitorear una batería de 12V. Los requisitos del funcionamiento del circuito serán:


-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.


El circuito se trata de un . El mismo tiene un nivel de histeresis de 3V, VLT = 10.5 v y VUT = 13.5 v. 

El funcionamiento del circuito es simple. Cuando la tensión de la batería cae por debajo de VLT (10.5 v), VO = +Vsat, por lo tanto, satura el transistor, haciendo que el relé reciba corriente y se cierre, provocando que el cargador se conecte a la batería, y así poder cargarse. Todo lo contrario ocurre cuando la batería sobrepasa el valor de VUT (13.5 v), provocando que el relé se abra, y desconectando de esta manera, el cargador de la batería. 

b) Los cálculos de diseño con la función transferencia de cada etapa del circuito


Vut = -Vsat/N    -Vref/M


Vlt =  -Vref/M    -(+Vsat)/N


Vh = Vut - Vlt = (+Vsat) - (-Vsat)/ N


Vctr = (Vut - Vlt)/2 = - Vref/M  -  (+Vsat) + (-Vsat) / 2N


Vctr = - Vref / M


Siendo M=1, N=8, Vcrt= 12 v, Vut= 13.5 v, Vlt= 10.5 v.

c) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

d) Simular el circuito en MULTISIM.

 La tension de la bateria cae por debajo de 10,5 v, el relé se cierra, y se empieza a cargar la batería.

La tensión de la bateria sobrepasa los 13,5 v, el relé se abre, la batería deja de cargarse.

Actividad 3

Diseñar un circuito de un voltímetro.

La escala del mismo deberá ser 0 a 5 V con una sensibilidad mínima de 500mV. Deberá tener un indicador de polaridad.

Se recomienda la utilización de circuitos integrados LM339 en la configuración de detectores de nivel.

a) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

Circuito apagado:

Circuito funcionando:

b) Los cálculos de diseño con la función transferencia.

V(terminal negativo) > V (terminal positivo) = Vo = V de alimentación (9 v)

V (terminal negativo) < V (terminal positivo) = Vo = Masa

c) Simular el circuito en MULTISIM.

d) Hacer una descripción del funcionamiento del voltímetro.

 Este voltímetro fue realizado con 10 comparadores, los cuales se le fijo una tension de comparación ( en su terminal negativo). Para el primero, se le fijó una tensión de 5V, para el segundo una de 4.5 V y asi sucesivamente (descendiendo de a 0.5 v ). A la salida de cada uno, se le colocó un led indicador.

 El funcionamiento es simple, a través del terminal positivo de los comparadores, se le puede colocar una tensión con un valor "X", y el mismo se verá reflejado mediante los leds indicadores, es decir, como a cada comparador le corresponde un nivel de tensión, los leds se irán prendiendo a medida que esa tensión, el cual fue fijada para cada operacional, se vea superada.

Actividad 2

Se desea implementar un detector de humo.

El proyecto requiere la utilización de una celda fotorresistiva, de forma que según el nivel de humo presente en el ambiente haga activar una alarma sonora y lumínica. El circuito deberá ser alimentado con la red eléctrica 220 Vca 50 Hz.

a) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

b) Los cálculos de diseño con la función transferencia de cada etapa del circuito.

Vr3 > 5 v = Vo = +Vsat

Vr3 < 5 v = Vo = -Vsat

Vsat = 90% tensión de alimentación

c) Simular el circuito en MULTISIM.

Circuito andando:

d) Hacer una descripción del funcionamiento del detector de humo.

 El circuito implementado toma como base al circuito "interruptor activado por sonido", pero con algunas modificaciones. En este caso, como se trata de una celda fotorresistiva, colocamos un potenciómetro para simular el funcionamiento de la misma. En la tensión de referencia, colocamos una pila de 5 V. El resto del circuito es el mismo que en el caso de "interruptor activado por sonido". 

 NOTA: No pude colocar la alarma sonora, porque no encontre el componente en la librería del multisim 11.


A continuación dejamos el esquemático realizado en Protel 99:

Actividad 1

Aplicando la configuración de comparadores, diseñar un circuito "Interrumptor activado por sonido con las siguientes características" :

• Sensor implementado con un micrófono capacitivo.
• Control de sensibilidad de micrófono variable.
• Alimentación por medio de la red eléctrica 220 Vca 50Hz.
• Actuador a relé 1NA+1NC.

a) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

b) Los cálculos de diseño con la función transferencia de cada etapa del circuito.

Detector de cruces por cero:

V6 > 0v = Vo = +Vsat

V6 < 0v = Vo = -Vsat

Vsat = 90% tensión de alimentación

c) Simular el circuito en MULTISIM.

CIRCUITO FUNCIONANDO:

d) Hacer una descripción del funcionamiento del " Interruptor activado por sonido".

 El circuito se basa en el uso de un amplificador operacional ( utilizándolo como comparador), de un flip flop JK, y de un relé NA+NC. Vale aclarar que este circuito, es utilizado para "observar" su funcionamiento, ya que para simular el micrófono se colocó una fuente alterna de 5 v, junto a un switch ( sería similar a la forma de onda producida por el micrófono capacitivo al recibir un sonido). El comparador (realizado con un tl082), tiene un voltage de referencia ( en este caso "0", pero perfectamente se podría haber utilizado otro valor, no superior a 5 v), que lo "compara" con su otra entrada, en la cual recibe la señal entregada por el micrófono, en caso de que esta sea superior a su tensión de referencia, en la salida del comparador, obtendremos +Vsat, en caso contrario, obtendríamos -Vsat. Ese "+Vsat", ingresa al pin de "Set" del flip flop, el cual entendería que es un "1", seteando así la salida Q. Esta misma, satura el transistor, provocando que el Relé cierre su extremos NA, para si, finalmente, prender la lámpara.

 La contra de este circuito, se encuentra en la manera de apagar la lámpara, ya que abría que "abrir" el circuito mediante el switch "S3", y cerrar el switch "S1", para poder activar el reset del flip flop.




A continuación dejamos las imagenes del esquemático hecho en Protel 99: