Escuela Profesional de Ingeniería Industrial

Asignatura:

LABORATORIO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

Laboratorio N°5:

Temporizador de eventos cortos con Relé

Sección : 60 E

Grupo : V03B

Integrantes del equipo

: Alarcón Quiroz, Génesis Brillit.

: Tito Jarandilla, Andre Jhared.

: Tunque Bonilla, Ingrid Elizabeth

Profesor: Ing. Emilio Marcelo Barreto.

LIMA, PERÚ

2015

Laboratorio de Eléctrica

Introducción

En este presente trabajo se ha implantado conocimientos para hacer las conexiones de los

elementos electrónicos y aprender sobre el funcionamiento y la aplicación de un relé.

Para este laboratorio se hizo el uso de materiales resistivos, también se usó elementos

electrónicos (potenciómetro, condensador electrolítico, diodo, transistor, Led, y un

pulsador). Para hacer las respectivas conexiones se usó un cautín y una pasta para soldar,

adicionalmente se requirió de materiales como, extractor de estaño, cables y un alicate para

cortar.

Más adelante se dará a conocer sobre las aplicaciones de cada elemento electrónico y el funcionamiento que tienen en la tecnología.

Al ensamblar este proyecto se obtiene un circuito que permite controlar el tiempo durante el cual se activa una carga. Una vez el termine, esta se debe de apagar nuevamente.

El circuito que construimos sirve para realizar el control del tiempo en que permanece

activado un relé, luego que el usuario oprime el botón de arranque, finalmente se dará a

conocer las conclusiones y recomendaciones respectivas.

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Objetivos

Aplicación y funcionamiento de un relé.

Aplicación y funcionamiento de un pulsador.

Conocimiento y conexiones de elementos electrónicos.

Laboratorio de Eléctrica

CAPITULO I

MARCO TEÓRICO

1.1 Transistor

Según Área Tecnológica (2012). “Elementos Electrónicos”.

Es un componente electrónico formador por materiales semiconductores, de uso muy habitual, ya que se encuentran en aparatos cotidianos como radio, alarmas, automóviles, ordenadores.Los transistores son los elementos que más han facilitado el diseño de circuitos electrónicos de reducido tamaño, gran versatilidad y facilidad de control.

Funciones

Deja pasar o corta señales eléctricas a partir de una pequeña señal de mando. Como interruptor abre o cierra o deja pasar la corriente por el circuito.

Funciona como elemento amplificador de señales. Llega una señal pequeña que se convierte en grande.

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1.2 Diodo

Según Sadiku, Matthew (2011). Fundamentos de circuitos eléctricos. Quinta edición. Editorial Mc Graw Hill Education.

El diodo es un elemento electrónico que impide el paso de la corriente, la aplicación de los diodos se da cuando se aplica una tensión en corriente alterna durante los medios ciclos positivos, ya que se polariza en forma directa, de esta manera permite el paso de la corriente eléctrica.

1.3 Relé

Es un dispositivo electromecánico que actúa como un interruptor controlado por voltaje. Su funcionamiento consiste en cerrar o unir sus contactos común (COM) y normalmente abierto (NO). Cada vez que se energiza o se le da el voltaje adecuado a los pines de su bobina. . Los contactos mecánicos del relevo son independientes de la bobina, por lo tanto, este componente se puede utilizar para manejar señales o cargas de alta potencia (por ejemplo lámparas y motores), las cuales pueden ser controladas desde circuitos de baja potencia.

Tipos de Relés

Relés electromecánicos

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Figura 1

Figura 2

Relé en estado solido Relé de corriente alterna Relé de laminas Relés con retención de posición.

1.4 Pulsador (Botón)

Es un dispositivo que se utiliza para realizar una cierta función. Los pulsadores son de diversas formas y tamaños que se encuentran en todo tipo de dispositivos, aunque principalmente en aparatos electrónicos y eléctricos.Los botones son por lo general activados, al ser pulsados con un dedo. Permiten el flujo de corriente mientras son accionados. Cuando ya no se presiona sobre él vuelve a su posición de reposo.Puede ser un contacto normalmente abierto en reposo NA o NO (Normally Open en Inglés), o con un contacto normalmente cerrado en reposo NC.

1.5 Circuito Integrado 555

Es conocido como chip o microchip, es un circuito electrónico complejo en forma de una pastilla pequeña de material semiconductor, encapsulado o envasado en una sola pieza. Está pieza es una carcasa de la que salen unas patillas que servirán para conectar el circuito integrado al circuito.Este circuito integrado se utiliza para activar o desactivar circuitos durante intervalos de tiempo determinados, es decir se usa como temporizador. Para ello, lo combinaremos con otros componentes cuyas características y forma de conexión en el circuito, determinarán la duración de los intervalos de tiempo del 555, y si estos intervalos se repitan continuamente.

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Figura 3

Figura 4

CAPITULO II

II. DESARROLLO EXPERIMENTAL.

2.1 Descripción de Materiales

2.1.1 Herramientas:

- Cautín de 230VAC / 30W.

- Alicate de corte pequeño.

- Extractor de estaño.

2.2.2 Materiales.

- 1 Resistencia de 220Ω de 1/4W.

- 1 Resistencia de 1KΩ de1/4W.

- 2 Resistencias de 2.7KΩ de 1/4W. Figura 1

- 1 Resistencias de 6.8KΩde 1/4W.

- 1 Potenciómetro de 100KΩ de 1/4W.

- 1 Condensador electrolito de 100uF/25V.

-1 Transistor 2N3904 (NPN)

- 1 Led rojo de 5mm.

- 1 Diodo 1N4004.

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Figura 5

- 1 Circuito integrado 555.

- 4 conectores de tornillo de 2 pines.

- 2 tarjetas electrónicas 95x85, cobre individual por hoyos. Figura 2

- 1 Pulsador NO (dos pines)

- 1 Relé de 12VDC/NO-NC (cinco pines)

- 1 rollo de estaño.

- 1 Pasta para soldar.

2.1.3 Accesorios.

- Cable de red (8hilos) de L=10cm.

- 4 estoboles de 1/8”x1”, 12 tuercas de 1/8

2.2 Procedimiento:

Como ya habíamos mencionado en los objetivos, el fin de nuestro proyecto es mantener la

salida de nuestro temporizador activado durante un intervalo de tiempo.

En este circuito hay dos conexiones importantes una es la de +12v y la conexión a tierra,

que va conectada a nuestra fuente de alimentación realizado anteriormente en nuestro

laboratorio 4.

Se realiza las conexiones como se indica en el gráfico, la R1 conectada a R2 y este a su vez

Conectado a un punto en común entre el puente que se realiza en el circuito integrado 555

de la pata nª4 a la pata nº8, también es conectado conjuntamente el diodo por el polo

negativo y hacemos un puente que va a conectado a una de los puntos de nuestra bobina del

relé; de un punto en común de todos estos dispositivos conectados realizamos una

conexión hacia nuestra bornera que será la conexión para la tensión más 12 v.

Para la conexión a tierra, conectamos desde una de las patas del pulsador con el

condensador electrolítico de 100 uf por e polo negativo hacemos puentes con la pata nº1

del circuito integrado, R3 220 ohmios (está resistencia sirve de protección para el LED), R1

2.7 ohmios y al emisor del transistor; de un punto en común de estas conexiones, se realiza

una conexión hacia la bornera que será la conexión para tierra.

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Para activar la entrada se conectó el pulsador con la pata nº2 del 555 , por la pata nº3 salió

un alto nivel lógico que sirve para el funcionamiento del led y la activación del relé; desde

el punto nº3 del 555 se hace las siguientes conexiones: con el led (por el polo negativo) ,

con R1 2.7 ohmios, con la base del transistor ,con el diodo ( el polo positivo ) y con uno de

los puntos de la bonina del relé.

Ubicar y colocar los elementos electrónicos en cada agujero de la tarjeta electrónica tal y

como está en el esquema pictórico que se puede observar en la siguiente imagen.

Figura N° 1. Procedimiento.

Sujetar cada elemento electrónico con sus propias patas (resistencia, condensadores,

transistores, etc.) doblándola a 90 grados.

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Aplicar soldadura en cada agujero contenido con el cautín y el estaño, sin calentar mucho

tiempo porque si no se desprende el cobre de la tarjeta.

Cortar las patas sobrantes con el alicate de corte, el docente o encargado deberá revisar su

soldadura antes de iniciar el siguiente paso.

Realizar todas las uniones necesarias con el cable UTP según el esquema eléctrico, para

ello una vez obtenido la longitud del cable a unir deberá pelar el cable en cada extremo

2mm. Y luego bañarlo con estaño para luego soldar en los puntos de unión.

Figura N° 2.

Antes de realizar la prueba revisar sus conexiones si es posible dos veces, luego avisar al

docente o persona encargada para realizar la prueba y al mismo tiempo ser revisado.

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Figura N° 3.

.

Tener en cuenta que el circuito integrado 555 se encarga de hacer la temporización cada

vez que se oprima el pulsador S1; su salida, por el pin 3, hace que se encienda un LED que

sirve como piloto para verificar el funcionamiento del temporizador y a la vez se utiliza

para activar el transistor que maneja el relé.

Figura N° 4.

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Colocar el potenciómetro R4 que permite al usuario variar el tiempo durante el cual se

activa la salida. Componentes que forman el proyecto.

Figura N° 4

Iniciar el ensamble del circuito debemos estar seguros de tener todos los componentes

necesarios. De esta forma el trabajo se hace más rápido ya que no hay interrupciones; para

esto debemos revisar con cuidado la lista de materiales

Ensamblar la tarjeta del temporizador es muy sencillo; se debe tener en cuenta que el

integrado 555 se ubica sobre una base y que el potenciómetro y el pulsador se conectan

a los espadines. Este último representa una ventaja ya que, si se desea, esos elementos de

control se podrían ubicar sobre algún panel o tablero, permitiendo así que las tarjetas se

guarden dentro de un chasis o caja metálica.

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2.2 Resultados

Al acabar de ensamblar el proyecto, conectamos nuestro temporizador a la fuente de

alimentación que realizamos en el cuarto laboratorio, a las borneras de 12v y GND.

Accionamos el pulsador y observamos por medio de la LED que viene ser el indicador de

que la salida del temporizador está activado y a cuánto tiempo este permanecerá activo, de

por sí la salida del temporizador depende de cuánto hacemos girar al potenciómetro, este

nos da un tiempo máximo y mínimo.

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Cuestionario

1. ¿Qué es un circuito integrado 555, para que sirve y como es su estructura?

El temporizador IC 555 es un circuito integrado (chip) que se utiliza en una variedad de aplicaciones y se aplica en la generación de pulsos y de oscilaciones. El 555 puede ser utilizado para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip-flop. Sus derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de sincronización en un solo paquete.

Aplicaciones:

Temporizador. Oscilador. Divisor de frecuencia. Modulador de frecuencia. Generador de señales triangulares.

Estructura del Circuito Integrado 555

Los voltajes de referencia de los comparadores se establecen en 2/3 V para el primer comparador C1vy en 1/3 V para el segundo comparador C2, por medio del divisor de voltaje compuesto por 3 resistores iguales R.

En el siguiente grafico se muestra el número de patilla con su correspondiente función.

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2. ¿Qué es un potenciómetro, para que sirve y como es su estructura?

Un potenciómetro es una Resistencia Variable. Así de sencillo. El problema es la técnica para que esa resistencia pueda variar y como lo hace.

Los potenciómetros limitan el paso de la corriente eléctrica (Intensidad) provocando una caída de tensión en ellos al igual que en una resistencia, pero en este caso el valor de la corriente y la tensión en el potenciómetro las podemos variar solo con cambiar el valor de su resistencia. En una resistencia fija estos valores serían siempre los mismos.

El valor de un potenciómetro viene expresado en ohmios (símbolo Ω) como las resistencias, y el valor del potenciómetro siempre es la resistencia máxima que puede llegar a tener. El mínimo lógicamente es cero. Por ejemplo un potenciómetro de 10KΩ puede tener una resistencia con valores entre 0Ω y 10.000Ω.

El potenciómetro más sencillo es una resistencia variable mecánicamente. Los primeros potenciómetros y más sencillos son los reóstatos.

Estructura del Potenciómetro

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3. ¿Qué es un relé, para que sirve y cómo es su estructura?

Según la RAE:

El relé (en francés: relais,“relevo”) o relevador es un dispositivo electromagnético.

Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por

medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios

contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Fue

inventado por Joseph Henry en 1835.

Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el

de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador

eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función

de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas

locales a partir de la señal débil recibida por la línea. Se les llamaba "relevadores".

Estructura de un Relé

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CONCLUSIONES

De nuestro proyecto se concluye lo siguiente:

- Cuando se ensambló el circuito observamos que el dispositivo más importante del

temporizador es el circuito integrado 555.

- Se aprendió también que los intervalos de tiempo por el cual la salida del

temporizador esta activa depende del condensador, si se quiere variar el tiempo

máximo se deberán cambiar el valor del condensador.

- La LED siempre debe estar conectada a una resistencia que sirve como protección

para que no pase más de la tensión necesaria y así esta pueda funcionar.

- Se aprendió a reconocer las partes del relé: bobina, punto común, NO Y NC.

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RECOMENDACIONES

- Al realizar las mediciones de corriente y tensión, se debe de tener en cuenta la

configuración y la conexión de las puntas del multímetro.

- Se debe usar obligatoriamente los zapatos dieléctricos para protegerse de las

descargas eléctricas, asimismo, también es de suma importancia el guardapolvo de

algodón.

- Se recomienda a los estudiantes estudiar con anticipación cada sesión, venir con

teoría previa y conocer el funcionamiento de cada dispositivo.

- Al realizar nuestras conexiones debemos respetar la polaridad de cada dispositivo y

así evitar cualquier error al momento de ensamblar nuestro circuito.

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