Reporte de Sensores 2

35
Universidad Tecnológica de Puebla Sensores 1 TSU EN MECATRÓNICA ÁREA SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE SENSORES REPORTE DE PRACTICAS Presenta Mendez Bravo Heriberto Bulmaro Tepetitla Mexica Jhoan Carlos Munguia Osorio Angel Grado:2grupo:E

description

electronica

Transcript of Reporte de Sensores 2

Page 1: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

1

TSU EN MECATRÓNICA ÁREA SISTEMAS DE MANUFACTURA FLEXIBLE

SENSORES

REPORTE DE PRACTICAS

Presenta

Mendez Bravo Heriberto Bulmaro

Tepetitla Mexica Jhoan Carlos

Munguia Osorio Angel

Grado:2grupo:E

Page 2: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

2

Tabla de contenidoPráctica 1: CONTROL MEDIANTE UN TERMISTOR..............................................................................4

Objetivo:.........................................................................................................................................4

Introducción:..................................................................................................................................4

Puente de Wheatstone..............................................................................................................5

Amplificador operacional LM741...............................................................................................5

AMPLIFICADOR NO INVERSOR...................................................................................................6

COMPARADOR NO INVERSOR...................................................................................................6

Desarrollo.......................................................................................................................................7

Circuito electrico:.......................................................................................................................7

Material......................................................................................................................................7

Simulacion..................................................................................................................................8

Procedimiento............................................................................................................................9

Mediciones...............................................................................................................................14

Conclusiones................................................................................................................................14

PRÁCTICA 2: CONTROL MEDIANTE SENSOR LM335.........................................................................15

Objetivo........................................................................................................................................15

Introducción.................................................................................................................................15

Sensor LM335...........................................................................................................................15

Circuito eléctrico......................................................................................................................16

Simulación................................................................................................................................17

Procedimiento..........................................................................................................................19

Mediciones...............................................................................................................................19

Cálculos....................................................................................................................................20

Conclusión....................................................................................................................................20

PRÁCTICA 3: CONTROL MEDIANTE FOTORESISTENCIA....................................................................21

Objetivo:.......................................................................................................................................21

Introducción.................................................................................................................................21

Desarrollo.....................................................................................................................................22

Page 3: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

3

Circuito.....................................................................................................................................22

Simulación................................................................................................................................23

Procedimiento..........................................................................................................................24

Mediciones...............................................................................................................................24

Cálculos....................................................................................................................................25

Conclusión....................................................................................................................................25

PRÁCTICA 4: PAR ÓPTICO................................................................................................................25

Objetivo:.......................................................................................................................................25

Introducción:................................................................................................................................25

Desarrollo.....................................................................................................................................27

Circuito.....................................................................................................................................28

Simulación................................................................................................................................28

Procedimiento..........................................................................................................................29

Mediciones...............................................................................................................................29

Conclusión....................................................................................................................................30

Page 4: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

4

Práctica 1: CONTROL MEDIANTE UN TERMISTOR

Objetivo: implementar un cirucito electrico que mediante un termistor controle un actuador (motor,relevador,alarma,lampara, etc. ). El circuito accionara al actuador al medir la temperatura fijada por el usuario.

Introducción:Empesemos por definir que es un termistor. Un termisor es un sensor de temperatura de tipo resistivo, su funcionamiento se basa en la variacion de la resistencia que presentan sus elementos que lo componen con respecto de la temperatura.

Los termistores los podemos encontrar de dos tipos:

NTC: Coeficiente de temperatura negativo. Termistores que al aumentar la temperatura disminuyen su resistencia.

PTC: Coeficiente de temperatura positivo. Termistores que al aumentar la temperatura, aumenta su resistencia.

Page 5: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

5

Sin embargo, a diferencia de los sensores RTD, la variación de la resistencia con la temperatura no es lineal. Para un termistor NTC, la característica es hiperbólica. Para pequeños incrementos de temperatura, se darán grandes incrementos de resistencia.

Puente de WheatstoneEs un montaje eléctrico con cuatro resistencias. El puente esta equilibrado cuando la diferencia de potencial entre a y b es nula o 0. En el análisis de la corriente electricas, I1 representa la corriente que pasa por R1 y a tambien por Rx, ya que al ser Vab=0, no pasa corriente por

AB. Además I2 es la corriente que circula por R2 y R3.

Amplificador operacional LM741Este amplificador operacional se diseño para una amplia gama de aplicaciones analogicas. La alta ganancia y el amplio rango de voltaje de operación proporcionan unas excelentes características, utilizándose más usualmente en: seguidores de tensión de ganancia unidad, amplificadores no inversores, amplificadores inversores integradores, diferenciadores.

Conexiones del integrado

Page 6: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

6

Caracteristicas

Impedancia de entrada> 1M Impedancia de salida 150. Ganancia de tension de lazo Corriente de polarizacion: 200mA Tension de alimentacion maxima: +-18v Tension maxima de entrada: +-13v Tension maxima de salida: +-14v

Tipos de polarizacion utilizadas:

AMPLIFICADOR NO INVERSORLa entrada V1 entrara directamente por la entrada no inversora del amplificador operacional. Ademas de se pondra la retroalimentacion a la entrada inversora o negativa por medio de una resistencia Rf. Y por ultimo se pondra una resistencia R1 de la entrada inversora hacia tierra.

Page 7: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

7

COMPARADOR NO INVERSORSe utiliza para determinar cual de las dos señales en las entradas del amplificador operacional es mayor. La tension de referencia se aplica a la entrada inversora, y la señal a detectar o avaluar se aplica a la entrada no inversora.

Desarrollo

Circuito electrico:

El cirucito se compone de 4 etapas. La primer etapa se encuentra el termistor en un puente de Wheatstone, el puente sirve para linealizar la señal del termistor; las resitencias del puente se calculan deacuerdo

Page 8: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

8

a la resistencia del termistor o a la magnitud de la señal que se requiere en las terminales.

La segunda etapa del circuito la compone un amplificador operacional polarizado como amplificador no inversor, que es el encargado de amplificar la señal de voltaje suministrada por el puente de Wheatstonew, la señal se amplifica a razón de la resistencia colocada de la salida del opam a la entrada no inversora de este.

La tecera etapa la compone un amplificador operacional polarizado como comparador, esta etapa compara la señal amplificada previamente con una señal de referencia fijada por medio de un trimpot, la señal amplificada se conecta a la entrada no inversora y la señal de referencia a la entrada inversora; cuando la señal de voltaje en la entrada no inversora es mayor que en la inversora, la señal de salida del comparador es la señal que entra en la no inversora.

La cuarta etapa la compone un transistor 2n2222 polarizado en modo saturacion, cuando la señal proveniente del comparador es lo suficientemente grande para saturarlo, el transistor energiza al relevador.

Material

Resistor 3.5 Ω NTCResistencia 10kΩ, 1kΩ, 570kΩTrimpot 10kΩ,100kΩ2 Ampificador operacional LM741Relevador 12v.Fuente de 12v.2 caimanes1 metro Cable utp1 Buzzer.1 protoboard1 Pinzas1 multimetro1 Transitor BC548

Simulacion A temperatura ambiente.

Page 9: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

9

Esta simulacion muestra el funcionamiento del circuito con los siguientes parametros; Un vol a 12 volts, con una señal de salida por parte del termistor con 143 minivolts. La salida del puente de wheastone al ser una señal de voltaje relativamente pequeña, se utiliza un amplificador operacional polarizado en forma de ampflicador no inversor con una ganancia de 10, la salida del amplificador sucesivamente se canaliza a otro amplificador operacional polarizado como comparador. El comparador a la señal amplificada, la compara con una señal de referencia regulada con trimpot o potenciometro; Al ser mayor la entrada de voltaje no inversora el voltaje a la salida es positivo.

Para este primer circuito el voltaje de la entrada no inversora es menor que de la entrada inversora haciendo que la salida del comparador sea 0 o muy baja o de potencia, es baja, siendo uno sufiente para saturar el transistor. Por tal motivo el relé de la figura no se encuentra encendido energizado.

A una temperatura de 48°C: Para este circuito al ser mayor la temperatura la resistencia del terminostor es bajahaciendo que el puente mande una señal de salida alta en comparacion del circuito antes visto, esta señal se manda al primer amplificador; el amplificador eleva aun mas esta señal para ser lo suficientemente grande para pasar el voltaje de referencia al comparador. Haciendo con esto que la salida

Page 10: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

10

sea positiva y ademas logre saturar al transistor que energize a la lampara como se muestra en la figura.

Procedimiento1.- Se plantea el circuito y se hace la simulación en el software LIVEWIRE, para saber cómo se comportaría al variar la resistencia del termistor, ya que el termistor que utilizamos a pesar de fabricarse en masa presenta una variación en su comportamiento respecto de otros del mismo tipo. Además se analiza la ganancia de los amplificadores y como esta ganancia es o no suficiente para excitar a un relevador que posteriormente activara un actuador.

2.-Se procede al armado del circuito en un protoboard, se empieza por armar un puente de Wheatstonepara linealizar la señal del termistor, el doble divisor del voltaje proporciona una señal de voltaje más grande y notoria, además de una señal más lineal de esta. En un divisor de voltaje se coloca el termistor en serie con una resistencia de 1KΩ, y en el otro un trimpot en serie con una resistencia de 10kΩ.El trimpot sirve para calibra el puente de wheastone, para que entre las dos terminales del puente exista un volta de 0.

3.- Posteriormente se arma el circuito que amplificara la señal de salida del puente de wheatstone, el circuito se realiza con un amplificador operacional LM741, de la forma amplificador no inversor. Para obtener una señal de amplificación ideal a la requerida se calcula la ganancia del circuito mediante la siguiente fórmula:

Page 11: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

11

Vo=(1+(RfR ))V 14.-Despues se elabora otro circuito con un amplificador operacional LM741, en modo Comparador, este circuito compara la señal amplificada proveniente del circuito anterior con una señal de referencia proveniente de un trimpot; la señal de referencia indica a qué nivel de voltaje se accionara el circuito posterior.

5.- la señal de salida del comparador pasa a un transistor BC548, el cual se conecta en modo saturación, para que al ser saturado deje pasar la corriente entre el colector y el emisor, y así energice la bobina del relevador que sucesivamente activara el actuador (motor, lámpara, led bocina, etc. )

Caracterización de termistor

cuarta medición

segunda medición primer medición

Tem °C Res OHMS

Tem °C Res OHMS

Tem °C

Res OHMS

19 5.2 19 0 19 020 5.1 20 5.1 20 021 5.1 21 4.9 21 022 4.9 22 4.8 22 5.323 4.8 23 4.8 23 4.924 4.7 24 4.7 24 4.825 4.6 25 4.6 25 4.626 4.6 26 4.5 26 4.527 4.5 27 4.4 27 4.428 4.4 28 4.4 28 4.329 4.4 29 4.3 29 4.230 4.3 30 4.3 30 4.131 4.2 31 4.2 31 4.132 4.2 32 4.2 32 433 4.1 33 4.1 33 3.934 4 34 4 34 3.835 3.9 35 4 35 3.836 3.9 36 3.9 36 3.837 3.9 37 3.8 37 3.838 3.8 38 3.7 38 3.839 3.7 39 3.7 39 3.840 3.7 40 3.6 40 3.741 3.7 41 3.6 41 3.742 3.6 42 3.6 42 3.843 3.6 43 3.5 43 3.744 3.6 44 3.5 44 3.745 3.5 45 3.5 45 3.746 3.5 46 3.4 46 3.647 3.5 47 3.4 47 3.648 3.4 48 3.3 48 3.649 3.4 49 3.3 49 3.650 3.4 50 3.3 50 3.5

Page 12: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

12

tercera mediciónTem. °C Res. OHMS

19 5.220 5.221 5.122 4.923 4.824 4.725 4.526 4.527 4.428 4.329 4.230 4.231 4.132 4.133 434 435 3.936 3.837 3.838 3.739 3.740 3.641 3.642 3.543 3.544 3.445 3.446 3.447 3.348 3.349 3.250 3.2

Page 13: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

13

Primera medición

Segunda medición

Page 14: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

14

Tercera medición.

Cuarta medición

Page 15: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

15

MedicionesA temperatura de 26°C

V+ V- V salida1 Vsalida 2

0.036 v 0.14332 v 1.23v 0.89585 v

A temperatura de 36°C

V+ V- V salida 1 Vsalida 20.14299 v 0.2711 v 1.31v 11.05 v

El transistor que se utilizó es de tipo NTC que al aumentar la temperatura este disminuye su resistencia. En la caracterización se realizaron 4 series de mediciones para disminuir la cantidad de errores en las mediciones y además de conocer el comportamiento de este termistor. Las imágenes muestran el comportamiento del termistor mediante gráficas; la resistencia respecto a la temperatura utilizada

Page 16: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

16

ConclusionesTermistor en un elemento muy poco preciso, las señal suministrada a un por el puente Wheatstone, al menos para nuestro equipo fue algo difícil de adaptar. Además tuvimos problemas con el primer amplificador operacional al no mostrar una diferencia o respuesta de voltaje en la salida a pesar de la variación en las señales de entrada; se tuvo que sustituirlo por otro ampliador.

PRÁCTICA 2: CONTROL MEDIANTE SENSOR LM335

Objetivo: Implementar un circuito que controle un actuador o circuito secundario a este, mediante el censado de temperatura por medio del

sensor LM335.

Introducción

Sensor LM335Es un sensor de temperatura de precisión, capaz de medir temperatura entre -40°C a 100°C. Su comportamiento es similar al de un diodo zenér, por lo que debe polarizase las patillas correspondientes a estas, tal como se muestra en la imagen siguiente. El sensor tiene una respuesta lineal con un margen de error de 1°C, con una recta característica cuya pendiente es de +10mV/k. además cuanta con una patilla de ajuste, en la cual basta con introducir una señal de referencia

Page 17: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

17

comprendida entre las tensiones de polarización del mismo, volviéndose un sensor fácilmente ajustable.

Sensor lM335 en su forma transistorizada:

Circuito eléctricoEl cicuito siguiente adiferencia del primero, se utiliza el sensor de temperatura LM335, además de que la salida del sensor al ser lineal no hay necesidad de usar un puente de Wheatstone, pasando la señal directamente a la segunda etapa del circuito, que está compuesta por un amplificador operacional polarizado como amplificador no inversor, que es el encargado de amplificar la señal de voltaje suministrada por el puente de Wheatstonew, la señal se amplifica a razón de la resistencia colocada de la salida del opam a la entrada no inversora de este. La tecera etapa la compone un amplificador operacional polarizado como comparador, esta etapa compara la señal amplificada previamente con una señal de referencia fijada por medio de un trimpot, la señal amplificada se conecta a la entrada no inversora y la señal de referencia a la entrada inversora; cuando la señal de voltaje en la entrada no inversora es mayor que en la inversora, la señal de salida del comparador es la señal que entra en la no inversora.

Page 18: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

18

Material Sensor LM335Resistencia 10kΩ, 1kΩ, 470ΩTrimpot 10kΩ1 Ampificador operacional LM741Relevador 9v.Fuente de 9v.2 caimanes1 protoboard1 Transitor 2n2222

SimulaciónA una temperatura de 26°C, temperatura ambiente.

Esta simulacion muestra el funcionamiento del circuito con los siguientes parametros; Un vol a 12 volts, La salida del puente de wheastone al ser una señal de voltaje relativamente pequeña, El comparador a la señal amplificada, la compara con una señal de referencia regulada con trimpot o potenciometro; Al ser mayor la entrada de voltaje no inversora el voltaje a la salida es positivo.

Para este primer circuito el voltaje de la entrada no inversora es menor que de la entrada inversora haciendo que la salida del comparador sea 0 o muy baja o de potencia, es baja, siendo uno sufiente para saturar el transistor. Por tal motivo el relé de la figura no se encuentra encendido energizado.

Page 19: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

19

A un temperatura de 36°C, temperatura propuesta para el arranque de motor

Para este circuito al ser mayor la temperatura el sensor eleva aun mas esta señal para ser lo suficientemente grande para pasar el voltaje de referencia al comparador. Haciendo con esto que la salida sea positiva y ademas logre saturar al transistor que energize a la lampara como se muestra en la figura.

Page 20: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

20

Procedimiento

Del circuito de la práctica anterior donde se utilizó un termistor, se eliminó el primer amplificador operacional, y solo se conservó el segundo; el segundo amplificador operacional al estar polarizado en su forma COMPARADOR es de gran utilidad para el nuevo circuito.

El sensor de temperatura LM335 se conecta en serie con una resistencia de 10kΩ y se energiza a un voltaje de 9v, después, en el nodo que comparten una de terminales del sensor con la resistencia, se toma una línea de salida para la señal que se conectar en la entrada no inversora o positiva del amplificador operacional.

En el mismo circuito, se coloca en paralelo al sensor y su resistencia un divisor de voltaje; un potenciómetro de 10kΩ en serie con una resistencia de 470Ω, que servirán para tomar de ellos la señal de referencia que se conectara en la entrada inversora o negativa del amplificador operacional.

Y por último, cuando la entrada positiva tenga un voltaje mayor al voltaje de la otra entrada, a la salida del amplificador se obtendrá un voltaje positivo, que posteriormente al conectar esta salida con un

Page 21: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

21

transistor bc548 o 2n2222 servirá para saturar al transistor, haciendo que este energice la bobina de un relevador y así, accionar un motor.

MedicionesA temperatura de 26°C

V+ V- VR3 Vmotor2.99095 v 3.06112 v 0.811832 v 0.0042

A temperatura de 36°C

V+ V- VR3 Vmotor3.09094 v 3.06123 2.50613 8.962666

Cálculos

El valor de la señal suministrada por el sensor, se tomó de mediciones realizadas con la ayuda de un multímetro, una vez que el circuito ya había sido montado.

Valor: 3v aproximados

Divisor de voltaje para el voltaje de referencia: el voltaje de referencia debía ser lo más próximo al valor dado por el sensor a esa temperatura.

R=3(R+470)

R=3R+1410

2 R=−1410

R=14102

=705 Ohms

Page 22: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

22

ConclusiónTrabajar con un sensor de temperatura en mucho más fácil, es más exacto y sensible que usar un termistor. La señal recibida por el sensor al ser lineal es relativamente más sencillo compararla con otra señal de referencia, además de poder establecer una referencia en la que se asegura que la respuesta a la salida va a tener una mayor presión y exactitud.

PRÁCTICA 3: CONTROL MEDIANTE FOTORESISTENCIA

Objetivo: implementar un circuito eléctrico, que mediante el censado con una fotorresistencia controle o active un circuito secundario, con el fin de adquirir conocimientos del funcionamiento de esta.

IntroducciónUno de los elementos que se utilizara para esta práctica es la fotorresistencia, un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Puede también ser llamado foto-resistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz, cuyas siglas, LDR, se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor. Su cuerpo está formado por una célula o celda y dos patillas.

Símbolo eléctrico:

Imagen del elemento resistivo:

Page 23: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

23

Page 24: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

24

Desarrollo

Circuito

Esta simulación muestra el funcionamiento del circuito con los siguientes parametros. El comparador a la señal amplificada, la compara con una señal de referencia regulada con trimpot o potenciometro; Al ser mayor la entrada de voltaje no inversora el voltaje a la salida es positivo.

Material

Foto resistencia 1MΩResistencia 10kΩ, 1kΩ, 470ΩTrimpot 10kΩ1 Ampificador operacional LM741Relevador 9v.Fuente de 9v.1 motor 7.5v CD1 protoboard

Page 25: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

25

1 Pinzas1 Transitor 2n2222

SimulaciónA valor máximo de la fotorresistencia: al estar al máximo el valor de la fotorresistencia, el voltaje de la fotorresistencia es más bajo que la señal de referencia, por consiguiente la salida del comparador es un voltaje de 0 v. o muy cercano a 0v., haciendo que el transistor no se sature y no energice el relevador.

A un valor de 19kΩ, luz de día: al estar en un valor bajo la fotorresistencia, el voltaje de la fotorresistencia que presenta sea mayor que la señal de referencia, por consiguiente la salida del comparador es un voltaje suficiente para saturar el transistor y así este energice el relevador.

Page 26: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

26

ProcedimientoSe utilizó un circuito parecido a la práctica anterior, en donde se utilizó el sensor de temperatura LM335 para activar un relevador, que finalmente accionaba un motor.

A diferencia de este circuito, el lugar de usar el sensor de temperatura LM335 se utilizó una fotorresistencia, para que ahora, en lugar de censar la temperatura, se utilice la luz como factor de comportamiento del circuito.

La fotorresistencia es colocada en serie con una resistencia de 10kΩ, para formar un divisor de voltaje, que servirá para que la señal de salida de fotorresistencia sea lineal, haciendo más sencillo su manipulación.

MedicionesFotorresistencia a 1M, en completa oscuridad

V+ V- VR3 Vmotoro.2997501 v 3.5445 0.81072 0.0000

Fotorresistencia a 19kΩ, valor a luz de día (aproximado)

Page 27: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

27

V+ V- VR3 Vmotor4.53935 v 4.5005 v 2.50692 v 8.962666 v

CálculosSeñal de la fotorresistencia

Valor = 4.5 v

Señal de referencia

R=4.5(R+470)

R=4.5 R+2115

3.5 R=−2115

R=21153.5

=604Ohms

ConclusiónEl circuito se volvió más sensible al utilizar una fotorresistencia. Las variaciones de luz, que aunque no parecían muy significantes, originaban cambios relativamente grandes en el valor resistivo de LDR, haciendo que la salida del divisor de voltaje, cambiara veloz mente de un valor alto a un valor bajo, o viceversa.

PRÁCTICA 4: PAR ÓPTICO

Objetivo:implementa el circuito eléctrico utilizando un par óptico; un fototransistor y un diodo infrarrojo, que al detectar la presencia de un objeto, activen un circuito secundario o alguna señal de luminosa que indique dicha presencia.

Introducción:

Fototransistor

Un fototransistor es un dispositivo sensible a la luz, normalmente a luz infrarroja. La luz incide sobre la región de base, generando portadores en

Page 28: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

28

ella. Esta carga de base lleva el transistor al estado de conducción. El fototransistor es más sensible que el fotodiodo por el efecto de ganancia propio del transistor.

Un fototransistor es igual a un transistor común, con la diferencia que el primero puede trabajar de 2 formas:

1. Como transistor normal con la corriente de base Ib (modo común).

2. Como fototransistor, cuando la luz que incide en este elemento hace las veces de corriente de base. Ip (modo de iluminación).

3. Puede utilizarse de las dos en formas simultáneamente, aunque el fototransistor se utiliza principalmente con el pin de la base sin conectar.

Se utilizan ampliamente encapsulados conjuntamente con un LED, formando interruptores ópticos (opto-switch), que detectan la interrupción del haz de luz por un objeto. Existen en dos versiones: de transmisión y de reflexión.

Símbolo eléctrico del fototransistor:

Diodo o LED infrarrojo

Un diodo emisor de luz, también conocido como LED(acrónimo del inglés de light-emittingdiode) es un dispositivo semiconductor (diodo) que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN del mismo y circula por él una corriente eléctrica. Este fenómeno es una forma de electroluminiscencia. El color, depende del material semiconductor empleado en la construcción del diodo y puede variar desde el ultravioleta, pasando por el visible, hasta el infrarrojo. Los diodos emisores de luz que emiten luz ultravioleta también reciben el

Page 29: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

29

nombre de UV LED (ultraviolet light-emittingdiode) y los que emiten luz infrarroja se llaman IRED (infraredemittingdiode).

Símbolo eléctrico

Imagen del elemento

Desarrollo

CircuitoEl circuito del par óptico, en la primer etapa, el led infrarrojo se polariza en el anodo con una resitencia, además el fototransistor se polariza con una resistencia en elcolector. La señal de salida se canaliza a la segunada etapa, que la compone un transistor 2n2222 polarizado en modo saturacion, cuando la señal proveniente del comparador es lo suficientemente grande para saturarlo, el transistor energiza al relevador.

Page 30: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

30

Material

Resistencia 570Ω, 220Ω, 470ΩRelevador 5v.Fuente de 5v.2 caimanesCable utplampara1 protoboard1 Pinzas1 multimetro1 Transitor 2n2222

Simulación

En la primer etapa el led emite una luz infrarroja que excita al fototransistor, que asu vez manda una señal de voltaje se canaliza al fototransistor. La segunda etapa, la señal de voltaje se conecta a la base del transistor, para poder saturarlo y asi finalmente energice al relevador.

Page 31: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

31

Procedimiento

Se conecta el LED infrarrojo en seria con un resistencia de 220 ohms, despues en el mismo cirucito se conecta en forma paralela al led infrarrojo y a su resitencia, un fototransistor conectado en sus extremos dos resistencia; enla terminal del anodo se conecta una resistencia de 570 ohms y en la terminal catodo una resistencia de 220 ohms.Despues se toma una linea de salida del anado del fototransitor, para despues conectarla con la base de un transistor 2n2222, finalmente se conceta el colector en serie con la bobina del relevador de 5v y se polariza a 5v.

Mediciones

V IRED V fototransitor V s. transistor Vmotor0.73176 0.74977 0.072 4.99

ConclusiónAl utilizar un Led infrarrojo y un fototransistor, observamos como mediante la luz infrarroja emitida por led se puede excitar un fototransistor, y que este sucesivamente mandaba una señal de voltaje,

Page 32: Reporte de Sensores 2

Universidad Tecnológica de PueblaSensores

32

que aunque no era de una gran magnitud, se utilizaba para hacer que un transistor entrara en saturación y finalmente energizara la bobina de un relevador.