Montaje e Instalación de Equipos - Unidad IV

8/6/2019 Montaje e Instalación de Equipos - Unidad IV

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ESCUELA DE EDUCACIÓN TÉCNICA N° 1 Gral. M. BELBRANO

MONTAJE E INSTALACIÓN DE EQUIPOS

ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS

MANUAL DE CONSULTA, ÚTIL EN ELECTRICIDAD, ELECTRÓNICA Y AUTOMATIZACIÓN

Unidad IVTRABAJOS PRÁCTICOS EN LABORATORIO

Ed. 02. Febrero 2011TRABAJO PRÁCTICO I 03

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Pautas para el diseño y construcciónde un instrumento para medir continuidad

Expectativas de logro:

Que el alumno:

Aprenda a diseñar y construir un instrumento de mediciónsegún pautas

indicadas

TRABAJO PRÁCTICO II 12

Diseño y construcción de un INTERRUPTOR CREPUSCULAR


Que el alumno:

Interprete el Diagrama del Circuito sin atenerse a pautas previas, parafamiliarizarse con la simbología de los componentes.

Lea detenidamente y razone la Introducción Teórica, para comprender ¡Qué es y para que sirve el circuito que va a construir!

Construya su interruptor crepuscular, con criterio propio.

TRABAJO PRÁCTICO III 19Opcional


Demostrar los conocimientos y habilidades adquiridos en el diseño yconstrucción de circuitos impresos de aplicación en sistemas de control automático.

=>TRABAJO PRÁCTICO I

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Pautas para el diseño y construcciónde un instrumento para medir continuidad

1.- INTRODUCCION TEORICA

Herramientas necesarias:

Aparte del soldador y el desoldador, vamos a necesitar una serie de herramientasque nos harán más fácil el trabajo.

Evidentemente, no trataremos aquí de describir herramientas que seguramentetodos ya conocemos, pero creemos oportuno dedicar un poco de espacio a aquéllas

cuyas características son las más adecuadas a las necesidades del aficionado electrónico.

(1)

(2)

(3)

(1) Alicate punta redonda, para doblar extremos de hilos de conexión.(2) Alicate de puntas finas curvadas, para acceder a lugares internos.(3) Pinza de corte, para cortar cables y alambres, terminales de componentes a

medida, sobrantes de terminales una vez terminada la soldadura de los mismos alcircuito impreso, etc.

(4) Pinceta, similar a las que usan los coleccionistas de sellos, son muy útiles para sostener los extremos de los hilos de conexión en la posición adecuadadurante la soldadura con estaño.

(4)

Montaje y soldadura de los componentes:

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Con la placa a punto comenzaremos a colocar los componentes:

a.- colocar y soldar los puentes con cable fino de 1 mm. de diámetro.

b.- colocar y soldar componentes de baja disipación en posición vertical u

horizontal.No diseñar la colocación de componentes a 45º.

c.- Soldar zócalos y colocar disipadores para resguardar el funcionamientode los circuitos integrados, que al final de la construcción del circuitoimpreso se colocan a presión en dichos zócalos.

No soldar circuitos integrados directamente sobre la placa.

La temperatura de soldadura puede estropearlos

d.- Colocar y soldar los capacitores e inductores. Antes de soldar los

capacitores electrolíticos polarizados, verificar su correcta ubicaciónrespecto a la polaridad de sus terminales. Ojo! Pueden deteriorarse.

e.- Soldar el resto de los componentes semiconductores

Soldar los transistores a no menos de 5 mm. de distancia de la plaqueta

Los componentes de baja disipación térmica, no necesiten ser montados enforma elevada de la placa, no así la mayoría de los semiconductores.

ASÍ SI ASÍ NOEn la gráfica siguiente se puede apreciar la colocación correcta de un resistor encondiciones de ser soldado

Soldadura de los componentes y accesorios

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La soldadura:

En electrónica, el sistema más utilizado para garantizar la circulación decorriente entre los diferentes componentes de un circuito, es la soldadura con estaño oaleaciones de este, según las aplicaciones.

Se consiguen uniones muy fiables y definitivas, que permiten además sujetar loscomponentes en su posición y soportan bastante bien los golpes y las vibraciones,asegurando la conexión eléctrica durante un tiempo prolongado.

El soldador:

Hoy en día, hay muchos sistemas industriales de soldadura para colocación decomponentes sobre placas de circuito impreso, sin embargo, con un pequeño soldador se pueden realizar una gran cantidad de trabajos, tales como la construcción de circuitosimpresos con todos sus componentes y el cableado de equipos muy complejos.

El soldador manual es una herramienta sencilla, pero muy útil e importante,cuyo manejo merece la pena conocer y que se utiliza también en el campo profesional.

Cuando es necesario substituir un componente se usa un desoldador. Estemodelo de accionamiento manual bastante común, es un accesorio que se instala sobreel cuerpo de un soldador y dispone de una punta hueca.

Al aplicar esta punta sobre el componente a desoldar se funde el estaño, se

aprieta el desoldador y se suelta bruscamente, para que el aire, al penetrar en el interior de la misma, arrastre el estaño de la soldadura. Las puntas del soldador deben tener un

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tratamiento anticorrosivo, ya que al adquirir altas temperaturas y estar expuestas al airetienden a oxidarse e irse deshaciendo.

La potencia del soldador depende fundamentalmente de la cantidad de calor quehay que utilizar para realizar la soldadura y esto a su vez depende fundamentalmente del

tamaño de la zona a soldar.

Por ejemplo para soldar el terminal de un pequeño transistor a una pequeña pistade un circuito impreso se necesita aplicar muy poco calor, en cambio si queremos soldar un cable de 2,5mm a un terminal grande hay que aplicar una gran cantidad. .

El soldador debe colocarse sobre un soporte que a parte de sujetarlo tiene entreotras funciones la de evitar accidentes, es decir quemaduras en personas y objetos

producidas por la punta caliente. Por otra parte, la punta de los soldadores tiene untratamiento especial de su superficie y no puede rasgarse con objetos metálicos ni lijarseo limarse.

El estaño:El estaño que se utiliza en electrónica tiene alma de resina con el fin de facilitar

la soldadura. Para garantizar una buena soldadura es necesario que tanto el estaño comoel elemento a soldar alcancen una temperatura determinada. Si esta temperatura no sealcanza se produce el fenómeno denominado soldadura fría.

La temperatura de fusión depende de la aleación utilizada, cuyo componente principal es el estaño y suele estar comprendida entre unos 200 a 400 ºC En realidad, eltérmino "estaño" se emplea de forma impropia porque no se trata de estaño sólo, sino deuna aleación de este metal con plomo, generalmente con una proporción respectiva del60% y del 40%, que resulta ser la más indicada para las soldaduras en Electrónica.

Para realizar una buena soldadura, ademásdel soldador y de la aleación descrita, senecesita una sustancia adicional, llamada pasta de soldar, cuya misión es la de facilitar

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la distribución uniforme del estaño sobre las superficies a unir y evitando, al mismotiempo, la oxidación producida por la temperatura demasiado elevada del soldador.

La composición de esta pasta es a base de colofonia (normalmente llamada"resina") y que en el caso del estaño que utilizaremos, está contenida dentro de las

cavidades del hilo, en una proporción del 2~2.5%.

El proceso de soldar:

Antes de iniciar una soldadura hay que asegurase de que:

a.- La punta del soldador esté limpia.

Para ello se puede usar un cepillo de alambres suaves, frotando la puntasuavemente contra el cepillo. En ningún caso se raspará la punta con una lima, tijeras osimilar, ya que puede dañarse el recubrimiento de cromo que tiene la punta delsoldador.

b.- Las piezas a soldar estén totalmente limpias y pre estañadas.Para ello se utilizará un limpia metales, lija muy fina o una lima pequeña, dependiendodel tipo y tamaño del material que se vaya a soldar.

c.- Utilizar un soldador de aprox. 30 a 40 Watios.

Pasos a seguir para soldar uniones entre elementos

Acercar o enlazar los elementos a unir hasta que se toquen. Si es necesario,utilizar unos alicates para sujetar bien las partes. Aplicar el soldador a las partes asoldar, de forma que se calienten ambas partes

Para soldar componentes a la placa de circuitos impresos

Asegurarse que las zonas a soldar están bien limpias, sin grasa ni suciedad. Sinquitar el soldador, aplicar el estaño (unos pocos milímetros) a la zona de la soldadura,evitando tocar directamente la punta. La resina facilita que el estaño fundido cubra laszonas a soldar.

Retirar el soldador, tratando de no mover las partes de la soldadura. Dejar que lasoldadura se enfríe naturalmente.

El metal fundido se solidifica, quedando la soldadura finalizada, con aspecto brillante y con buena resistencia mecánica.

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A. Posición de insertado correcto.B. Componente de baja disipación de calor, en montaje incorrecto.C. Montaje vertical correcto.D. Posiciones correctas sobre el terminal de soldadura, con estaño a 45ºE. Componente soldado en posición incorrecta.F. Componente de baja disipación con montaje y soldadura correcta.

G. Soldadura terminada correctamente

2.- CONSTRUCCIÓN, SEGUN PAUTAS INDICADAS, DE UN INSTRUMENTO PARA MEDIR CONTINUIDAD

Metas a seguir:

1.- Analizar detenidamente los diagramas A, B y C:

A.1/2.- Para entender como se diagrama un circuito eléctrico según esquema ysimbología normalizada y como se elabora el listado de sus elementos componentes.

B.- Para tomar conocimiento de la secuencia que siguen las pistas de conexión yen que puntos se deberán colocar y soldar los componentes.

C.- Para observar como quedan colocados y soldados los componentes sobre la plaqueta del circuito impreso.

¡OJO! Es muy importante tener los componentes a mano para poderestimar los espacios que ocupan.

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A

D

B

E

C

D

E.

F

G



2.- Construir el modelo observado.

A.1.- DIAGRAMAR EL CIRCUITO ELECTRICO

A.2.- CONSTRUIR EL LISTADO DE COMPONENTES

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B.-DISEÑAR LA PLAQUETA DE CIRCUITO IMPRESO

Insertar el esquema del circuito impreso visto del lado de las pistas.

ATENCIÓN ! Para el diseño, distribución y elaboración de las pistas de conexión, se

deben seguir las directivas del profesor a cargo del trabajo.

C.- CONSTRUIR EL EQUIPO DE PRUEBA

Insertar el esquema del circuito impreso visto del lado componentes

Insertar el esquema del circuito impreso visto del lado de las pistas

Carrera: Técnico ElectrónicoEspecialidad: Sistemas de Control / Automatización

Responsables : 4º 1ª Grupo B Año 2010. Presentado por Ramirez Ariel – Junio 2010

PROFESOR: Ing. SCHMIDT José

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TRABAJO PRÁCTICO II

Diseño y construcción de un INTERRUPTORCREPUSCULAR

El trabajo práctico tiene como objetivo consolidar los conocimientosadquiridos en el T.P.IV.1. según pautas indicadas.

I.- INTRODUCCION TEORICA

AutomatismoSe entiende por automatismo, a la acción de incorporar elementos o “causas” a

los circuitos eléctricos, con el objeto de provocar determinados “efectos” sin laintervención obligada de la mano del hombre.

Los elementos necesarios mediante los cuales se puede obtener los efectosdeseados se denominan censores.

El censor que actúa con los cambios de luz solar es la célula fotoeléctrica. Unejemplo de su forma de actuar, se presenta en el alumbrado público de calles y parquesde nuestra ciudad.

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No es necesaria la intervención de un operador humano, para que se prendan alanochecer y se apaguen al amanecer.

Esta tarea la lleva a cabo la célula fotoeléctrica en forma automática, eninteracción con un conjunto de componentes electrónicos agrupados en un circuitoimpreso. Al conjunto así constituido se lo denomina interruptor crepuscular.

La iluminación eléctrica está disponible desde hace mucho tiempo en todos losentornos domésticos, y la sencilla maniobra necesaria para encender y apagar una bombilla no constituye esfuerzo alguno.

Sin embargo, existen determinadas situaciones en las que se prefiere delegar estamisión en un sistema automático, normalmente centrado en un circuito electrónicoconocido como 'interruptor crepuscular".

Este sistema basa su funcionamiento en un censor especial, que actúa según lacantidad de luz presente en el lugar en el que está instalado, sin necesidad de teclas uotros comandos que accionar a mano.

Cuando la luz ambiental disminuye bajo un cierto nivel, el interruptor crepuscular acciona un relé, cerrando así el interruptor constituido por los contactoscorrespondientes.

El nivel luminoso al que tiene lugar la intervención puede naturalmenteregularse, de modo que se puede adaptar el circuito a las distintas aplicaciones posibles.

Para evitar activaciones accidentales, o conmutaciones repetidas en caso de pequeñas variaciones de luminosidad (por ejemplo, por el paso de una nube), eldispositivo actúa con un cierto retardo.

LDR

El componente marcado como LDR es una fotoresistencia, es decir, undispositivo que representa una cierta resistencia , variable según la cantidad de luzrecibida en un determinado momento.

La variación de resistencia es muy amplia, normalmente de 1 MΩ más o menos(con oscuridad) hasta 1 KΩ o menos (a plena luz).

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Los esquemas básicos del censor actuando automáticamente comollave son:

En este sencillo ejemplo podemos ver, en su construcción más básica, un

circuito en donde el interruptor crepuscular ejecuta una actuación de encendido yapagado de una luminaria, independientemente de intervención humane alguna.

Desde el punto de vista tecnológico esto ese interpreta de la siguiente forma:

con oscuridad luz prende

Causa : censor = célula Fotoeléc. => trabajo ↑ ↓ detecta efectos {con claridad luz apaga

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EJEMPLO Ref. Bibliográfica: www.pablin.com.ar

Diseñar y Construir un Interruptor Crepuscular para 220v

El interruptor enciende lámparas de 220V cuando la iluminaciónambiental desciende por debajo de un nivel mínimo, apagándolas cuandovuelve a superarse ese nivel y puede emplearse para iluminación de la víapública, parques, jardines, vidrieras, etc.

Esquema del circuito eléctrico

1.- ANÁLIZAR EL CIRCUITO ELÉCTRICO

El foto resistor LDR forma un divisor de tensión juntamente con R1 y P1.La tensión resultante se aplica a la base del transistor Q1. Q1 y Q2 constituyenun disparador de Schmitt.

En condiciones de iluminación ambiental adecuada el LDR presenta bajaresistencia y la tensión en la base de Q1 es alta.

Esto mantiene en conducción a Q1 y al corte a Q2. En estas condiciones

no hay corriente por el gate del triac Q3 y por lo tanto las lámparas permanecenapagadas.

Al descender el nivel de iluminación ambiental el LDR aumentará suresistencia disminuyendo la tensión en base de Q1. Por debajo de cierto nivelde tensión, Q1 pasará al estado de corte y Q2 a conducción.

Esto sucederá en forma abrupta (sin estados intermedios) gracias a larealimentación positiva lograda por estar los emisores de ambos transistoresinterconectados.

En estas condiciones circulará corriente por el gate del triac disparándoloy provocando, así, el encendido de las lámparas.

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http://www.pablin.com.ar/

http://www.pablin.com.ar/



Al elevarse nuevamente el nivel de iluminación ambiental, volverá Q1 aconducción y Q2 al corte. Las lámparas se apagarán.

El nivel de iluminación ambiental requerido para el apagado eslevemente superior al necesario para el encendido.

Esto se debe a la histéresis propia del disparador de Schmitt y se

constituye en la garantía de eliminar estados indeseables tales como lámparassemi encendidas o parpadeantes.

C1, C2, D1 y D2 constituyen la fuente de alimentación de C.C. la queentrega aproximadamente 12V. Z1 y R6 protegen contra sobretensiones.

Mediante P1 se ajustará el nivel de iluminación para el cual se produzcael encendido de las tres lámparas.

Notas:

• Es imprescindible que el fotorresistor no reciba la luz producida por laslámparas que conmuta el interruptor.

• En caso de que esto sucediera se producirá un funcionamientointermitente.

• C3 y R7 son necesarios para encendido de lámparas con balasto(mercurio) o bajo consumo y tubos fluorescentes y pueden eliminarse cuandoel interruptor controla lámparas comunes.

• Para cargas superiores a los 400W es necesario colocar un disipador enel triac.

Terminales del triac2.- LISTAR LOS COMPONENTES

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Nº de órden| |Cantidad

|Denominación |Rótulo |Valor |Observaciones

01 1 Resistor R1 2k202 1 Resistor R2 47003 1 Resistor R3 1k504 2 Resistores R4/R5 47005 1 Resistor R6 27006 1 Resistor R7 10007 1 Capacitor C1 100 µF63 V08 1 Capacitor C2 0,47 µF 250 V09 1 Capacitor C3 0,1 µF 630 V10 2 Diodos D1/D2 1N400711 1 Diodo zener Z1 12V 1W

12 1 Transistor Q1 BC54813 1 Transistor Q2 2A370414 1 Triak Q3 TIC206D 800 W15 1 Lámpara L 25 W Bajo consumo16 1 Potenciómetro P 50 K 17 1 Bornera p. C/I 6 terminales18 1 Plaqueta p. C/I 10x10 cm.

3.- DISEÑAR EL CIRCUITO IMPRESO E IMPRIMIR SU IMAGENVISTO SOBRE EL LADO DE LAS PISTAS

__________________________________________________________________________________________________________

4.- IMPRIMIR LA IMAGEN DEL CIRCUITO IMPRESO, VISTO DELLADO DE LOS COMPONENTES,

__________________________________________________________________________________________________________

5,- IMPRIMIR UNA IMAGEN EN PERSPECTIVA DEL TRABAJOTERMINADO

Participantes_____________________________________________________________________________________

Carrera: Técnico ElectrónicoEspecialidad: Sistemas de Control / automatización

PROFESORES: Ing. SCHMIDT José; Prof. FERNÁNDEZ Mario; Prof. MASSIMINO Leonardo

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TRABAJO PRÁCTICO III

Diseño y construcción de un sistema decontrol a elección.

TRABAJO PRÁCTICO OPCIONAL

1.- INTRODUCCION TEORICA

En tecnología electrónica, se define como sistema a un conjunto de elementosdinámicamente relacionados formando una actividad para alcanzar un objetivooperando sobre datos, energía y/o materia para proveer información..

Los sistemas de control son aquellos dedicados a obtener la salida deseada de unsistema o proceso.

En un sistema general se tienen una serie de entradas que provienen del sistemaa controlar, llamado planta, y se diseña un sistema para que, a partir de estas entradas,modifique ciertos parámetros en el sistema planta, con lo que las señales anterioresvolverán a su estado normal ante cualquier variación.

Sistema de control básico

Los principales tipos de sistemas de control simples similares al ya diseñado enel Trabajo Práctico N º 2 son:

Sí / No.

En este sistema el controlador enciende o apaga la entrada y es utilizado, por ejemplo, en el alumbrado público, ya que éste se enciende cuando la luz ambiental esmás baja que un nivel predeterminado de luminosidad.

Proporcional (P).

En este sistema la amplitud de la señal de entrada al sistema afecta directamentela salida, ya no es solamente un nivel prefijado sino toda la gama de niveles de entrada.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Sistemas_de_control

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Control.jpg

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Control_S%C3%AD_No&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Alumbrado_p%C3%BAblico

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Control_Proporcional&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Control.jpg

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistemas_de_control

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Control_S%C3%AD_No&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Alumbrado_p%C3%BAblico

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Control_Proporcional&action=edit&redlink=1



Algunos sistemas automáticos de iluminación utilizan un sistema P paradeterminar con qué intensidad encender lámparas dependiendo directamente de laluminosidad ambiental.

Para el caso del Interruptor Crepuscular del Trabajo Práctico Nº 2 tendríamos la

siguiente interpretación circuital:

CAUSA CENSOR EFECTO↑ → OSCURIDAD ↑ => LÁMPARA PRENDE ↑

ENTRADA CONTROLADOR => SALIDA→ CLARIDAD => LÁMPARA APAGA

La célula fotoeléctrica, es el censor que controla al sistema en forma directa,detectando la causa que produce el efecto.

Los sistemas de control deben conseguir los siguientes objetivos:

1.- Ser estable y robusto frente a perturbaciones y errores en los modelos.

2.- Ser eficiente según un criterio preestablecido evitando comportamientos bruscose irreales.

Definiciones:

Sistema de control de lazo abierto:

Es aquel sistema en que solo actúa el proceso sobre la señal de entrada y dacomo resultado una señal de salida independiente a la señal de entrada, pero basada enla primera. Esto significa que no hay retroalimentación hacia el controlador para queéste pueda ajustar la acción de control

Ejemplo 1: el llenado de un tanque usando una manguera de jardín. Mientrasque la llave siga abierta, el agua fluirá. La altura del agua en el tanque no puede hacer que la llave se cierre y por tanto no nos sirve para un proceso que necesite de un controlde contenido o concentración.

Ejemplo 2: Al hacer una tostada, lo que hacemos es controlar el tiempo detostado de ella misma entrando una variable (en este caso el grado de tostado quequeremos). En definitiva, el que nosotros introducimos como parámetro es el tiempo.

Estos sistemas se caracterizan por:

Ser sencillos y de fácil concepto. Nada asegura su estabilidad ante una perturbación. La salida no se compara con la entrada. Sensibles a las perturbaciones. Éstas pueden ser tangibles o intangibles. La precisión depende de la previa calibración del sistema.

Sistema de control de lazo cerrado:

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Son los sistemas en los que la acción de control está en función de la señal desalida. Los sistemas de circuito cerrado usan la retroalimentación desde un resultadofinal para ajustar la acción de control en consecuencia.

El control en lazo cerrado es imprescindible cuando se da alguna de lassiguientes circunstancias:

- Cuando un proceso no es posible de regular por el hombre.

- Una producción a gran escala que exige grandes instalaciones y el hombre noes capaz de manejar.

- Vigilar un proceso es especialmente duro en algunos casos y requiere unaatención que el hombre puede perder fácilmente por cansancio o despiste, con losconsiguientes riesgos que ello pueda ocasionar al trabajador y al proceso.

Se caracterizan por:

Ser complejos, pero amplios en cantidad de parámetros. La salida se compara con la entrada para afectar el control del sistema.

Su propiedad de retroalimentación.

Ser más estable a perturbaciones y variaciones internas.

Ejemplo 1:

Un sistema de control de lazo cerrado sería el termotanque de agua queutilizamos para bañarnos.

Ejemplo 2:

Un regulador de nivel de gran sensibilidad de un depósito. El movimiento de la boya produce más o menos obstrucción en un chorro de aire o gas a baja presión.

Esto se traduce en cambios de presión que afectan a la membrana de la válvulade paso, haciendo que se abra más cuanto más cerca se encuentre del nivel máximo.

2.- DESARROLLO DEL TRABAJO PRÁCTICO

El alumno elegirá un sistema de control simple preestablecido para:

1.- Analizar el diagrama circuital,2.- Describir un listado de componentes,3.- Diseñar el circuito impreso,4.- Construir el sistema,5.- Exponerlo y explicar como funciona

Ref.Bibliográficas: Electrónica de control / De Wikipedia, la enciclopedia librehttp:// es.wikipedia.org/Wiki

Carrera: Técnico ElectrónicoEspecialidad: Sistemas de Control / automatización

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http://es.wikipedia.org/wiki/Retroalimentaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Retroalimentaci%C3%B3n



PROFESOR: Ing. José SCHMIDT – Ed. 02 Febrero 2011

Montaje e Instalación de Equipos - Unidad IV

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