PRACTICAS DE INSTRUMENTACION

NOTA: Para ver las características de los elementos, ver APUNTES DE INTRODUCCIÓN A LA INSTRUMENTACIÓN.

PRACTICA CONTROL DE TEMPERATURA CON TERMISTOR

En la figura se indica primero como tener un voltaje de referencia ajustable de O a 100 mV. Se escoje un potenciómetro de 10 KΏ, una resistencia de 5 KΏ y una fuente de +15 V, a fin de generar un voltaje ajustable en un rango entre O y 10 V. A continuación conecte un divisor de voltaje de 100:1 (aproximadamente) que divida el rango de 0-10 V hasta el voltaje de referencia deseado de O a 100 mV. Nota: escójase la resistencia grande del divisor de 100 KΏ que sea 10 veces mayor que la resistencia del potenciómetro; con ello se evitan las caídas por carga en el ajuste de 0-10 V. En el circuito es posible realizar diseños para los voltajes de referencia muy rápido.

Una aplicación práctica que utiliza un detector de nivel positivo es el interruptor activado por temperatura sonido que aparece en la figura. La fuente de señal Ei es un Termistor de disco y un circuito de alarma está conectado a la salida. El procedimiento para activar el interruptor de temperatura es:

1. Abra el interruptor de restablecimiento para pagar el SCR y la alarma.2. En un ambiente a temperatura inicial, ajuste el control de sensibilidad hasta que Vo

alcance — Vsat.3. Cierre el interruptor de restablecimiento. La alarma debe permanecer apagada.

Al incrementar la temperatura en el medio, se generará un voltaje de ca y será captado por la entrada. La primera variación positiva de Ei arriba de Vref impulsará el Vo hasta + Vsat El diodo conduce ahora un pulso de corriente próximo a 1 mA, a la compuerta (G) del rectificador controlado de silicio (SCR). En forma normal, las

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terminales A, ánodo del SCR y K,

cátodo, actúan como interruptor abierto, sin embargo, el pulso de corriente en la compuerta propicia que el SCR se encienda, y entonces las terminales de ánodo y cátodo actúan como interruptor cerrado.

PRACTICA SENSOR FOTOTRANSISTOR TIPO HERRADURA

Tensión De alimentación 6 a 12 V.

Un LED emisor infrarrojo es alimentado con la tensión de la fuente directamente, Emitiendo radiación sobre un fototransistor, la salida del fototransistor es llevada vía potenciómetro de ajuste a un amplificador operacional 741 montado en la forma de comparación de tensión. La tensión de referencia esta dada por el divisor de resistencias R3 y R2, y el ajuste de ganancia esta dado por R4.

Cuando el fototransistor esta iluminado, la tensión en el cursor del potenciómetro debe estar por encima de la tensión de referencia en el pin2 del circuito integrado.

Si el haz de radiación infrarroja fuera interrumpido, con el pasaje de un objeto, la tensión en el cursor del potenciómetro se reduce a un valor por debajo

de la tensión de referencia y con esto la tensión de salida del operacional caes prácticamente a cero.

El resultado es que el transistor Q2 es llevado prácticamente a saturación energizando la bobina del rele.

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PRACTICA SENSOR DE LUZ CON FOTORRESISTENCIA

Implementación a sistema de display

Sistema automático de iluminación

Objetivo:

Es implementar un sistema de iluminación automático que dependiendo de la intensidad de luz detectada este se active. con la ventaja de que el usuario podrá calibrar el sistema para que este varié con la intensidad de luz necesaria para el lugar de operación.

Material:

LM3245 Resistores 1 Preset 1 Amp. Op 7411 Condensador cerámico 1 Triac de potencia 1 Watt.1 Foto resistor 1 Transistor efecto de campo NPN1 Optó acoplador con Triac, 1 Preset 5 K, 1 Fotorresistencia

Funcionamiento:El sistema detecta la intensidad de iluminación por medio de un foto resistor el

cual varia su resistencia interna, generando un diferencia de potencial, la cual es comparada con un voltaje de referencia, por el amp. Op., entre mayor sea la intensidad de luz menor será el voltaje que se compare con el voltaje de

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referencia, por el contrario entre menor sea la intensidad de luz mayor será el voltaje a comparar.

Una vez comparado este voltaje se acondiciona la señal con un transistor de efecto de campo, que al conducir activa el LED emisor de un opto acoplador, en Triac, conduciendo hacia el gatillo de un Triac de mayor potencia para controlar una lámpara o alarma de 120 VCA. El sistema del CI, 3162 y CI, 3161, proporcionan un acoplamiento con convertidor display 7 segmentos.

Este sistema permite que una señal analógica variable, se pueda visualizar digitalmente, suministrando la señal, al pin 11 o 10 dependiendo el caso.

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Utilizando las características del CI oscilador, en la conexión de un disparo, atrvez de su terminal pin 2, habilitando un reley para manejo se señales de potencia.

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PRACTICA CON SENSORES DE PRESION DE MEMBRANA

Los transductores de la serie 4100 están basados en un elemento sensor piezorresistivo de silicio y un modulo electrónico para compensación digital y acondicionamiento de la señal de salida. La compensación digital permite errores de +/- 0.1 % del fondo de escala y temperaturas de trabajo de – 25° C a + 85° C.El circuito cuenta con Amp. OP., en la forma lazo abierto. Conectados en paralelo o flash, que tienen una entrada en escalón por el divisor de tensión, Al incrementar la presión en el dispositivo, aumenta su tensión de salida disparando cada escalón, encendiendo un LED indicando la presión.

PRACTICA CON SENSOR PIROELECTRICO “RADIACIÓN”

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El piro eléctrico PIR325, al detectar radiación envía su nivel registrado hacia el CI 1A, que funciona como un integrador. La salida del CI 1B, se filtra y es comparada por los dos amplificadores operacionales CI 1C, y CI 1D, que están en la forma detectores de ventana. Realizada la comparación de ventana habilitan el pin 4 del IC 2.El IC 2 Doble multivibrador monoestable de precisión CD4538, .Su salida del pin 6 Q, habilita al transistor Q1 para activar un reley para manejar etapas de potencia grande.

PRACTICA ADAPTADOR PARA CONVERTIDOR ANÁLOGO / DIGITAL 0804

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Si bien su nombre lo muestra como algo complicado este dispositivo no es mas que un termómetro.

El transistor 2N2222 hace las veces de sensor de temperatura. El amplificador operacional hace las veces de amplificador de instrumentación. El funcionamiento de este circuito se basa en los cambios de resistencia que un transistor presenta ante la temperatura. Para ajustar el circuito basta con medir dos temperaturas extremas conocidas y ajustar las resistencias variables hasta lograr la medición correcta. No es conveniente alejar mucho el transistor / sensor del circuito principal, para evitar que el sistema capte ruidos que puedan perturbar la medición.

El amplificador operacional tiene conexión de comparador, el divisor de tensión compuesto por 3K9, 10K variable y 47 K, proporcionan el ajuste del control de la temperatura. La salida del Amp. Op., es acoplada a un convertidor análogo / digital cuyo voltaje máximo de entrada análogo es 2.5 V.

La salida digital se conecta a convertidor de 7 segmentos para colocar un display.

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Con la Vref/2 (pin9) sin energía, la tensión que se obtiene de referencia en el interior del conversor es Vcc/2 los que no permite hacer un ajuste de escala fondo.

El amplificador operacional tiene una relación de ganancia de 10, formada por

Av = = 10

Para conseguir una conversión en continuo CS y RD deben de estar a 0., La patita INTR conectada a la entrada de WR. Esta INTR/WR conexión fuerza a 0 la patita de WR y asegura la operación del circuito 

Pin Nombre Función Logica

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1 CS- Chip Select Habilita el chip I / 02 RD- Salida

autorizadaLee la información I / 0

3 WR- Start conversion

Iniciar conversión I / 0

4 CLKIN Entrada de reloj5 INTR Indicador fin conversión I / 06 Vlts + Señal positiva analógica -

0,3/16V7 Vlts - Señal negativa analógica 08 A GND Tierra analógica 09 Vref/2 1/2 máximo del Pin 610 D GND Tierra digital

11/18 DB7 a DB0 Salidas digitales I / 019 CLK R Salidas reloj interno20 Vcc Alimentación hasta

6,5V

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PRACTICA DE ALARMA DE FALTA DE LUZ

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PRACTICA DETECTOR DE FIERRO – ALUMINIO

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Detector de latas de aluminio o de fierro en un sistema automático de recuperación de aluminio. El circuito se basa en la operación de los osciladores, ya que es capas de generar señales senoidales cuyas frecuencias y amplitudes se ajustan.

PRACTICA COMUNICACIÓN POR MEDIO DE LASER

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Objetivo. Establecer comunicación por medio de luz visible (láser).

La tecnología del láser trata con la centracion de luz en rayos muy pequeños y poderosos. La palabra láser es un acrónimo que se seleccionó para nombrar esa tecnología cuando hubo un cambio de microondas a ondas de luz. (LIGHT AMPLIFICA TION BY STIMULA TED EMISSION OF RADIA TION ).

Aplicaciones del láser. Los láseres han sido dispositivos comúnmente usados para aplicaciones comerciales e industriales. Los láseres se usan en las comunicaciones electrónicas, holografía, medicina, búsqueda de direcciones y fabricación.

En las comunicaciones electrónicas, los láseres son usados en audio, radio y transmisión de televisión. Los rayos del láser tienen un ancho de banda muy angosto y son altamente direccionales.

Una vez construidos los circuitos con los componentes adecuados para que se establezca el enlace, tenemos que variar los presistores hasta lograr la mayor claridad en el momento de transmitir y recibir voz. Alejando el transmisor, en el caso del láser pueden lograrse algunas decenas de metros. Para lograr distancias de kilómetros se utiliza fibra óptica entre el transmisor y el receptor.

La señal es recogida por el Micrófono y enviada por el LED emisor haciendo el circuito transmisor, utilizando un simple CI Amp. Op., 741 en su forma de amplificador inversor. Nótese que el resistor variable de 100K es para ajustar la ganancia a enviar al LED.

La señal que recibe el circuito receptor compuesto por el fototransistor, también utiliza un Amp. Op., en su forma de inversor, para la ganancia de la señal recibida, Nótese que se utiliza un CI de Amp. Op., LM386 para hacer la amplificación del altavoz o bocina.

OBJETIVO.-

Diseñar un detector de latas de fierro o aluminio por medio de un detector de ventana y un transductor inductivo.

MATERIAL.-

• 2 Capacitores de 82pF• 1 Capacitor de 10nF, 22nF, 15 nF• 1I Bobina de 120 mH

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• Resistencias 100K, 8.2K, 10K, • 1 Cl LM324J 1 CI LM741• 1 Res. Variable• 1 buzzer

TEORÍA.- Osciladores. -

Los osciladores tienen cientos de aplicaciones. Muy pocos osciladores son lineales, pero muchos se pueden aproximar mediante ecuaciones lineales, para ciertos valores restringidos de los parámetros del sistema. Por ello los modelos lineales son tan populares y tan utilizados para representar procesos físicos reales. Sin embargo, los osciladores lineales son bastante aburridos.

Los osciladores no lineales, por otra parte, constituyen modelos mucho más realistas, y su comportamiento puede ser sorprendentemente complejo en muchos casos. La descripción de osciladores no lineales requiere dos ecuaciones diferenciales de primer orden, o bien una ecuación diferencial de segundo orden.

Los osciladores son elementos que generan señales de salida senoidales. La mayor parte de los osciladores son capaces de generar señales senoidales cuyas frecuencias y amplitudes son ajustables dentro de rangos específicos. Sin embargo también existen osciladores de frecuencias fijas.

Un oscilador también produce un voltaje de salida cuya magnitud va y viene entre valores positivos y negativos; la frecuencia de oscilación esta controlada por los valores de los componentes eléctricos que forman la parte oscilatoria del circuito. La oscilación natural del voltaje se amplifica mediante un amplificador eléctrico, y la señal amplificada resultante se utiliza como salida del oscilador. Pero una pequeña parte de la salida amplificada es desviada y regresa a la parte oscilatoria del circuito (retroalimentación).

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a) Los seguidores /li y ^2 aumentan la resistencia de entrada del amplifica- h) Ganancia ajustable agregada al circuito de la figura 11.24a dor A diferencia! de

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entrada (sumador-restador)

Figura 11.24 Circuito amplificador de instrumentación.

Cabe destacar el hecho de que no siempre es necesario estar ventilando con toda la potencia del motor un equipo ya que hay climas muy variados que van de muy frios a muy calientes, sobre todo en nuestro pais.

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a) Los seguidores /li y ^2 aumentan la resistencia de entrada del amplifica- h) Ganancia ajustable agregada al circuito de la figura 11.24a dor A diferencia! de entrada (sumador-restador)

Figura 11.24 Circuito amplificador de instrumentación.

Ya estando a estas alturas nos podemos dar cuenta de que habrá algunos otros campos de aplicación para este sistema como puede ser el control de la temperatura de una habitación de no importándole tamaño de esta siempre y cuando se hagan los calculos pertinentes y claro se adapte el sistema para que pueda usar motores mas grandes o bien utilicen un equipo adecuado para ventilar bien una habitación, controlado por este dispositivo.

Aunque para hacer mas prácticos lo ideal, seria colocarlo a un ventilador de pedestal o instalarlo a un ventilador de techo para que este solo se encienda por el nombre y regule su temperatura de acuerdo a la temperatura de la habitación.

PROCEDIMIENTO.

El circuito mantendrá una temperatura adecuada valiéndose de un Termistor, que no es otra cosa más que una resistencia que varia su valor deacuerdo a la temperatura a la que esta se encuentre. El principio es simple si la temperatura sube entonces el ventilador o el motor contrarresta esto girando mas rápido esto lo hacve por que si la temperatura sube, el arreglo del circuito aumenta el voltaje.

Habrá que cuidar de que la temperatura no tenga siempre al ventilador al máximo, esto es posible controlarlo o calibrarlo variando una resistencia de 2.7 kohm que ya se verá mas adelante.

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