Convertidor Voltaje / Frecuencia.

El LM566 es quizá la etapa mas sencilla de diseñar debido a que el

fabricante indica claramente los requisitos que se deben cumplir a

la hora de implementarlo.

Terminal 1: Se conecta a tierra.

Terminal 2: No se conecta.

Terminal 3: Es la señal cuadrada de salida con una frecuencia que

varía entre los 4kHz y 6.66 kHz y con una amplitud típica, de 5.4 V

en bajo a 11.5 en alto.

Terminal 4: Es la salida triangular que al no necesitarse se “deja al

aire”.

Terminal 5: Es donde entra la señal de la etapa anterior que varía

entre 10.5V y 9.5 para un valor de Vcc= 12V.

Terminal 6: Entre este terminal y Vcc se coloca la resistencia Ro,

que en este caso es de 10k.

Terminal 7: Entre este terminal y tierra se coloca el capacitor Co,

que junto con Ro determinan el valor de la relación de cambio

entre voltaje y frecuencia,

Terminal 8: Es el pin al cual se conecta el voltaje de alimentación

Vcc.

Optoacoplador

Como a la salida del convertidor voltaje / frecuencia se tiene un nivel de

voltaje mínimo de 5V, esta salida no se aplica directamente al

optoacoplador y a tierra, porque se quemaría el LED interno.

Circuito Restaurador

El restaurador de onda, como su nombre lo indica, simplemente

toma la señal (con formas exponenciales debido a los retrasos

acumulados en el procesamiento a través del aislamiento óptico)

que sale del transistor en configuración Darlintong del

optoacoplador y lo regenera, volviendo a formarse una señal

cuadrada con pendientes “casi rectas”.

Convertidor Frecuencia /Voltaje.

En esta etapa, se toma la configuración de tacómetro de las hojas

de datos del fabricante del LM2917 y el problema se reduce a

calcular los valores de R1, R2, R3, C1 y C2, basándose solamente

en las siguientes condiciones que dichos valores deben cumplir:

(1) C1 --- 500 pF.

(2) Vo/R1 --- i salida (pines 2 y 3)

Vrizo= Vcc * C1 Vcc fin C1

2 C2 i 2

(3) En estas formulas Vcc= 7056 V, voltaje del zener.

(4) Vout = Vcc --- in . R1. C1. K

(5) --- max = i2/C1Vcc

Convertidor Voltaje / Corriente

Con esta última etapa, se obtiene la conversión final de voltaje a

corriente (de 4 a 20mA) con la que la información que proviene del

transductor esta lista para enviarse por un cable, sin perdidas de

información. Se utiliza la configuración mostrada en la figura

(implementando un LM358). Su función de entrada /salida esta

dada por:

io = ___R2R4 _ 1 + 1 Ein - _R4_ Vref

R5(R1+R2) R3 R4 R5R3

Donde los valores de resistencias se muestran en la figura, el valor

de referencia se logra con el potenciómetro de 1k --- (Vref = 1.38V

entre los 12V de alimentación y tierra.

Puerto de un computador

Función: transmisión de datos

Diseño de un Puerto de Computador Utilizando

Optoacople

Los optoacoples además de su función de servir como

aisladores galvánicos, también se utilizan para la transmisión de

datos.

•Sin embargo para la aplicación especifica de un puerto de

computador se necesita que esta además de recibir también

trasnmita.

•Para el presente diseño se trabajará con luz infrarroja.

•A todo esto se le suma que esta longitud de onda es la que se

utiliza en todos los dispositivos de esta indole, tales como en

los controles remotos y los puertos para computadoras

portátiles.

•SEGURIDAD Y PROTECCIÓN

PROPUESTA DE DISEÑO

•Transceptor , es decir, de un dispositivo que sea tanto transmisor

como receptor.

•La máxima razón de transferencia será de 115.2 Kbps

SELECCIÓN DE COMPONENTES

El FDC37C669 por las siguientes razones:

•Puede manejar unidades floppy, puertos serie, paralelo y de juegos

(joystick), además del módem.

•Lógicamente posee interfaces infrarroja.

•Es compatible con computadoras XT/AT e IBM PS/2, por lo cual el

diseño puede ser de aplicación general.

•Cumple con todas las especificaciones para la transmisión y

recepción infrarroja (Half Duplex, SIR, IrDa).

•No se requiere de componentes externos de filtrado.

•Su velocidad máxima de transmisión infrarroja es de 115.2 Kbps.

•Es de tecnología CMOS por lo cual su consumo de potencias es muy

bajo.

•Incluye internamente todos los bloques presentes en la figura por lo

que no requiere de lógica adicional externa.

En la figura es imposible mostrar otra dimensión importante, la cual

el fabricante la denomina con la letra z, la cual se refiere a las

distancias de los lentes del HSDL1000 a la pantalla transparente del

encapsulado a construir, el fabricante asimismo recomienda que esta

distancia sea menor a 10 mm.APLICACIONES INDUSTRIALES

La figura muestra el diagrama de bloques típico de un lazo de

corrientes, mientras que el aislamiento galvánico y la reducción de

ruido son optimizados cuando se puede lograr aislar ambos el

receptor y el emisor, puede haber aplicaciones en las que solo sea

posible aislar uno de los extremos.

En el circuito inferior se toma la señal de error proveniente de los

sensores. Se amplifica a la entrada y se transmite por medio de el

acoplador a la etapa a la derecha. Ahí se amplifica y el transistor

cuya corriente es proporcional al voltaje de base la convierte en una

señal de corriente por lo que puede ser enviada a través de distancias

muchisimo mayores de la línea de transmisión para que pueda ser

recibida por el circuito A. De nuevo se reconstruye la señal de

voltaje y otro optoacoplador la transmite a la salida o al control PLC

en este caso.

INTERFACES DIGITALES

Una de las aplicaciones mas importantes de los optoacopladores es

el acoplamiento de las señales de radio o de video para que

puedan ser referidas a tierra en el aparato receptor.

En el circuito mostrado como se puede notar en un seguidor de

voltaje que aumenta la capacidad de corriente y la impedancia

de entrada. La señal de audio o video se acopla opticamente a la

salida, donde es amplificada por el transistor Q3 en

configuración de colector común.

Una aplicación típica se encuentra en la implemantación de una

interfaz que una dos circuitos, el primero que entrega una señal

TTL de 0 a 5V y el segundo que opera ya sea con la misma u

otra señal pero que al no compartir la misma tierra el segundo

“vería” el voltaje de el primero como un voltaje flotante o ruido.

La figura muestra un ejemplo sobre lo que se acaba de describir.

En el circuito, la entrada TTL hace conmutar el

transistor con lo que el voltaje en el pin 6 cambia

entre –15V y 0V.

Otra aplicación importante es el aislamiento de la línea de

transmisión, la cual se encuentra expuesta a sobre voltajes

inducidos por el medio ambiente, y las interfases de comunicación,

tales como la RS232, etc. El RS232 es un dispositivo protocolar de

comunicación, que coordina las actividades de recepción y

transmisión de informción entre dos sistemas unidos por una línea

de trasnmisión.

•Se desea diseñar una etapa de aislamiento galvánico que a la

vez transforme una señal de entrada de 12V dc, para que sea

compatible con la lógica digital TTL y que debido a ruidos de la

línea purifique esta señal.

Mínim

o

Típic

o

Máxi

mo

Unida

des

If / / 80 mA

Input Vf / 1.02 1.05 V

Vr / / 3 V

Ic 30 / 100 mA

Vbr CBO 30 / / V

Output Vbr CEO 30 / / V

Vbr ECO 5 / / V

Coupled Ic, If = 10mA, Vce

= 10V

50 / / mA

Parámetr

osVcesat, If = 8mA,

Ic=2mA

/

/ 1.00 V

•Cuando se presenta una señal de 12V a la entrada la corriente

fluye por R1 y el Ired, encendiéndolo e incidiendo la luz en el

fotodarlintong y este conduce. Al quitar los 12V se apaga el

fotodarlintong y R2 pone la salida en baja.

•En aplicaciones de baja velocidad , la entrada de base se mantiene

sin conectar, pero en circuitos de alta velocidad usan la entrada de

base para incrementar la velocidad.

•El valor comercial mas cercano es de 470 y de .25 Watt.

•En este caso disiparemos 140 mW y una corriente de 40 mA

incluyendo los 10 mA que pasan por R2. Siendo 30 mA y 100

mA los valores mínimo y máximo de corriente de salida.

•El valor de R1 se encuentran resolviendo para la corriente de

colector (Ic)

Donde:

Ic = Vih / R2

Entonces el valor de If será:

If = 1mA

R1 = (Vin – Vf) / If

R1 = 10.8 k

•El valor comercial mas próximo es 10 ky de 0.25 Watt

•Decrementando el valor de R1 se incrementa el efecto de carga en la

fuente de señal y decrece el valor de CTR del optoacoplador.

Topología Final:

•El 4N33 trabaja a frecuencias desde 30 Khz típico a 100 Khz

máximo.

Aplicaciones en las Telecomunicaciones

Detector de “Ring” Telefonico.

El optoacoplador de bajo consumo 6N136 es usado para detectar las

señales del “ring” telefónico.

Puede detectar señales telefónicas de 20 a 60 Hz, 30 to 80 VRMS

Circuito de Selección de Línea Telefónica

Dos relés de estado sólido ópticamente acoplados HSSR-8400

son usados para seleccionar una de dos líneas telefónicas. Uno de

los relés es encendido mientras que el otro es apagado. El HSSR-

8400 presenta una muy baja resistencia en la salida, lo que reduce

la distorsión de la señal durante la transmisión de voz.

Especificaciones del circuito:

Voltaje soportado por los relés de estado sólido: 400 V

Resistencia típica en estado de encendido: 6

Corriente de entrada necesaria para el relé de estado sólido: 5 mA.

CONTROL REMOTO

RECEPTOR

Las etapas del receptor son:

Fotodiodo BP104, con carga de 56 k que es lo suficientemente

pequeña como para no producir caida de voltaje a temperatura

ambiente.

Seguidor por emisor, donde se alcanza una ganancia de 100.

Realimentación negativa, donde se magnifica la señal otras 100

veces.

Rectificador integrado, acá llega la señal que se amplificó 10000

veces.

Con cada pulso se va cargando el capacitor de 68 nF, hasta que

se llega a poner en saturación el transistor BC 308. Cuando eso

ocurre, se genera un pulso de borde positivo que se rectifica con

la cadena de inversores.

El pulso dispara al flip-flop (monoestable), que a su vez dispará

al segundo 4027 con el que se puede implementar lo que se

buscaba. En este caso un LED rojo está encendido hasta que

llega el pulso, en ese momento, se apaga el rojo y se enciende el

LED verde, mientras dure el pulso monoestable del segundo JK-

4027.