Control Automatico Circuitos RLC

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  • 7/22/2019 Control Automatico Circuitos RLC

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    ESTUDIO DE LA RESPUESTA DE CIRCUITOS RLC A DIVERSOS TIPOS DE

    SEAL DE ENTRADA, DISEADO, CONSTRUIDO, E IMPLEMENTADO COMO

    UN EQUIPO AUTNOMO DE USO DIDCTICO

    DIANA MILENA PEA ESTUPIN

    FACULTAD DE CIENCIAS BSICAS

    MAESTRIA EN INSTRUMENTACIN FSICA

    UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PEREIRA

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    ESTUDIO DE LA RESPUESTA DE CIRCUITOS RLC A DIVERSOS TIPOS DE

    SEAL DE ENTRADA, DISEADO, CONSTRUIDO, E IMPLEMENTADO COMO

    UN EQUIPO AUTNOMO DE USO DIDCTICO

    Diana Milena Pea Estupin

    Tesis Maestra En Instrumentacin Fsica

    DIRECTOR

    Hugo Armando Gallego Becerra

    Msc. Instrumentacin Fsica

    FACULTAD DE CIENCIAS BSICAS

    MAESTRIA EN INSTRUMENTACIN FSICA

    UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PEREIRA

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    Resumen

    En el anlisis de las seales de circuitos RLC se aplican diferentes mtodos para su

    estudio. Las instituciones de Educacin Media y Universidades lo enfocan al anlisis

    de la respuesta del circuito a la seal de onda impulso y onda cuadrada. Debido a lo

    apretado de los currculos y otras circunstancias, esta actividad no se realiza en

    clase y se deja como tarea al estudiante las respuestas de los circuitos a ondas seno,

    escaln y otras. El presente trabajo pretende realizar este anlisis utilizando y

    construyendo un equipo didctico ( que puede ser utilizado por estudiantes de

    universidades y colegios con nfasis en electricidad, electrnica y ciencias en

    general) que permita implementar los circuitos RL, RC, RLC en serie y en paralelo

    cuando la seal de entrada sea una onda seno, triangular o cuadrada, analizando la

    respuesta del circuito a este tipo de ondas a travs de dos mtodos: primero

    simulando la entrada (onda seno, impulso y escaln) y la salida, segundoencontrando el comportamiento del circuito en tiempo real a travs del equipo

    autnomo de uso didctico o por el puerto serial del PC.

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    Nota de aceptacin

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    Firma del Presidente del jurado

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    Firma del jurado

    _____________________________

    Pereira, Octubre del 2010

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    Dedicatoria

    Terminar este trabajo ha sido todo un reto para mi, porque en el transcurso de su

    elaboracin ha habido muchas situaciones que he tenido que superar y junto a mi

    siempre han estado dos personas muy importantes en mi vida, quienes me han dado

    la valenta para afrontar las dificultades y los retos que se presentan en mis

    actividades profesionales. Ellos son mi familia, mi hijo Nelson Eduardo y mi esposo

    Eduardo a quienes dedico este trabajo.

    Con amor

    Diana Milena

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    Contenido

    LISTA DE TABLAS................................................................................................. 11

    0. INTRODUCCIN................................................................................................ 13

    1. OBJETIVOS.......................................................................................................... 15

    1.1 GENERAL:.......................................................................................................... 15

    1.2 ESPECFICOS:................................................................................................... 15

    2. MARCO TEORICO............................................................................................. 17

    2.1 NOCIONES PRELIMINARES DE CIRCUITOS........................................... 19

    2.2 PRINCIPIOS BSICOS DE CORRIENTE ALTERNA............................... 20

    2.3 ANLISIS DE CIRCUITOS............................................................................. 21

    2.3.1 CIRCUITOS SERIE...................................................................................... 22

    2.3.1.1 CIRCUITO R............................................................................................... 22

    2.3.1.2 CIRCUITO C............................................................................................... 24

    2.3.2.1 CIRCUITO RC SERIE................................................................................ 27

    2.3.2.2 CIRCUITO RL SERIE................................................................................ 30

    2.3.2.3 CIRCUITO RLC SERIE.............................................................................. 32

    2.3.3 CIRCUITOS PARALELOS........................................................................... 38

    2.3.3.1 CIRCUITO RC PARALELO...................................................................... 38

    2.3.3.2 CIRCUITO RL PARALELO..................................................................... 41

    2.3.3.3 CIRCUITO RLC PARALELO................................................................... 42

    2.3.3.4 ANLISIS DE LAS RESPUESTAS DE UN CIRCUITO RLC.............. 49

    2.4 HARDWARE Y DISPOSITIVOS UTILIZADOS.......................................... 50

    2.4.1 MICROCONTROLADOR PIC 16F873........................................................ 50

    2.4.2 COMUNICACIN SERIAL RS-232............................................................. 54

    2.4.3 GENERADOR DE SEAL XR2206:............................................................. 57

    2.4.4 OSCILOSCOPIO UNI-T UT2152C y NI-T UT2062C................................ 62

    2.4.5 SOFTWARE UTILIZADO:............................................................................ 64

    3. DISEO E IMPLEMENTACION DE PANEL AUTNOMO DE USO

    DIDCTICO............................................................................................................. 69

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    3.1 HARDWARE:..................................................................................................... 69

    3.1.1 DISEO E IMPLEMENTACIN DEL EQUIPO AUTNOMO.............. 70

    3.1.2 ETAPA DE DESARROLLO........................................................................... 71

    3.2 SOFT WARE....................................................................................................... 79

    3.2.1 PROGRAMA PARA LA PANTALLA LCD................................................. 79

    3.2.2 SIMULADOR................................................................................................... 94

    3.2.2.5 SIMULACIN............................................................................................ 112

    3.3 SIMULACIONES............................................................................................. 112

    3.3.1 RESULTADOS DE LOS SIMULADORES PROTEUS Y CIRCUIT

    MAKER................................................................................................................... 113

    3.3.2 RESULTADOS DEL SIMULADOR DEL EQUIPO AUTNOMO:....... 122

    3.4 PRUEBA DEL EQUIPO Y RESULTADOS................................................. 131

    3.4.1 RESULTADOS DEL OSCILOSCOPIO UNI-T UT2152C Y UNI-T

    UT2062C.................................................................................................................. 131

    3.4.2 RESULTADOS DEL EQUIPO AUTNOMO.......................................... 139

    4. DIFICULTADES Y PROYECCIONES.......................................................... 153

    4.2 PROYECCIONES............................................................................................ 153

    5. CONCLUSIONES............................................................................................... 155

    ANEXO 1................................................................................................................. 161

    GUIA DE LABORATORIOS PARA REALIZAR CON EL EQUIPO

    AUTONOMO PARA EL ESTUDIO DE SEALES RLC................................ 161

    LABORATORIO 1................................................................................................. 173

    CIRCUITO RC SERIE FORZADO CON UNA FUNCIN SENO.................. 173

    LABORATORIO 2................................................................................................. 177

    CIRCUITO RC SERIE FORZADO CON UNA ONDA CUADRADA............. 177

    LABORATORIO 3................................................................................................. 179CIRCUITO RL SERIE FORZADO CON UNA FUNCIN SENO................... 179

    LABORATORIO 4................................................................................................. 182

    CIRCUITO RL SERIE FORZADO CON UNA FUNCIN CUADRADA...... 182

    LABORATORIO 5................................................................................................. 184

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    CIRCUITO RLC SERIE ONDA SENO.............................................................. 184

    CIRCUITO RLC SERIE................................................................