LABORATORIO FINAL ELECTRONICA III

Jose Miguel Chacn

Juan David Pea

Csar Andrey Perdomo Charry

Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas

Facultad de Ingeniera

Ingeniera Electrnica

Electrnica lll

Bogot D.C., 2014

LABORATORIO FINAL ELECTRONICA III Informe de laboratorio

Jose Miguel Chacn 20121005120

Juan David Pea 20121005008

Csar Andrey Perdomo Charry Magster en Ciencias de la Informacin y las Comunicaciones

Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas

Facultad de Ingeniera

Ingeniera Electrnica

Electrnica lll

Bogot D.C., 2014

INTRODUCCIN

Para realizar el diseo propuesto utilizaremos todos los conocimientos adquiridos a

lo largo del curso de Electrnica lll, por esto, todo el diseo se basa en el uso de

amplificadores operacionales y sus aplicaciones: oscilador de Miller Schmitt, filtros

activos pasa banda, detectores de pico, seguidores de voltaje y comparadores,

entre otros.

OBJETIVOS

Disear y un montar un circuito para controlar dos motores que cumpla con las

siguientes especificaciones:

Dependiendo de la seal de entrada:

En frecuencia

Frecuencia (Hz) 10-100 100-1K 1K-10K 10K-100K

Motor 1 Off On Off On

Motor 2 Off Off On On

En amplitud

Vp(V) F(Hz) 10-100 100-1K 1K-10K 10K-100K

1-3 M1 Off 60 RPM Off 60 RPM

M2 Off Off 20 RPM 20 RPM

3-5 M1 Off 40 RPM Off 40 RPM

M2 Off Off 40 RPM 40 RPM

5-8 M1 Off 20 RPM Off 20 RPM

M2 Off Off 60 RPM 60 RPM

DIAGRAMA DE BLOQUES

Oscilador Miller-

Schmitt

Vcc

Vcc

Filtros

Rectificador

Comparadores

+ -

Rectificador

Comparadores

Variador de tensin

OSCILADOR MILLER SCHMITT

Usando polarizacin dual y simtrica con Vcc de 10V, se usaron comparadores 311

para garantizar un Voh aproximado de 10 voltios y un Vol aproximado de -10V, con

un voltaje de encendido de 7V y un voltaje de apagado de -7V, Fmax= 100KHZ,

fmin=10Hz; D=50%, dado que el disparador de Schmmitt es no inversor tenemos

que:

1=

10 (10)

7 (7)=

10

7 = 10 ; 1 = 7

Asumiendo los valores de capacitores de 1nF y de 100nF para cambiar en 2

dcadas la frecuencia Tenemos que:

=()()

( )

= 100; = 100 = 3,571

= 10; = 1 = 357.132

Para variar la amplitud de la seal triangular usamos un amplificador inversor con

ganancia variable de uno hasta 0.1, para lo cual tenemos R1=10K, Rf variable de

10K a 1K

FILTROS

Para el bloque de filtrado utilizamos dos filtros pasa bajas y un pasa altas:

Primer filtro pasa-banda (10Hz-100Hz):

Para este filtro, conocemos que:

Con una ganancia de 1, FL=10Hz y FH=100Hz obtenemos;

C1= 100nF, R1= 15,915K, R2=15,915K, C2= 10,128nF

Segundo filtro pasa-banda (100Hz-1KHz)

Para este filtro, conocemos que:

Con una ganancia de 1, FL=100Hz y FH=1KHz obtenemos;

C1= 10nF, R1= 15,915K, R2=15,915K, C2= 1nF

Filtro pasa altas (10KHz)

Para este filtro, conocemos que:

=1

Con una ganancia de 1 y Fc=10KHz obtenemos

C=1nF, RF=15,915K

RECTIFICADORES DE ONDA COMPLETA

De este circuito conocemos:

Asumimos una ganancia de 1 y a R=10K, por tanto R3=5K

Estos rectificadores van unidos a 5 puntos del circuito que corresponden a:

La seal triangular generada por el oscilador Miller-Schmitt

La seal triangular atenuada que sale del amplificador inversor de ganancia

variable menor a 1

A las seales filtradas correspondientes a los filtros diseados entre los

rangos especificados y que se detallaron anteriormente.

DETECTORES DE PICO

Van conectados a cada salida de los rectificadores con el fin de convertir la seal

rectificada a una continua para poder compararlas.

COMPARADORES

Se dividen en 2 secciones y son 7.

3 sirven para comparar el voltaje rectificado de los filtros y el 70% del

voltaje original del disparador.

4 comparan los rangos de voltaje determinados (3V y 5V) para activar los

sumadores que entregan un voltaje a los motores para hacerlos funcionar a

distintas revoluciones por minuto (Inversor y no inversor).

VARIADOR DE TENSIN:

**Se realiz una variacin al diseo original para que:

Vp(V) F(Hz) 10-100 100-1K 1K-10K 10K-100K

1-3 M1 Off 400 RPM Off 400 RPM

M2 Off Off 133.3 RPM 133.3 RPM

3-5 M1 Off 266.6 RPM Off 266.6 RPM

M2 Off Off 266.6 RPM 266.6 RPM

5-8 M1 Off 133.3 RPM Off 133.3 RPM

M2 Off Off 400 RPM 400 RPM

Encontrando que los voltajes que necesitan los motores (de caractersticas iguales)

necesitan los voltajes correspondientes para funcionar a estas revoluciones son

(aproximadamente):

V (DC) RPM

7 400

4,5 266.6

2,5 133.3

Se usan divisores de tensin que modificamos con interruptores BJT que van

conmutados a la salida de los comparadores y conseguir estos voltajes a la salida

de los comparadores.

DIAGRAMA COMPETO DEL CIRCUITO:

CONCLUSIONES

Es necesario considerar el Slew Rate de los operacionales a la hora de trabajar en

AC (oscilador Miller Schmitt) debido a que los convencionales como el LM741 no

soportan mayores frecuencias. Primero utilizamos comparadores LM311 ( = 7 8 /) que funcionaron en la simulacin en la plataforma Multisim, pero en la

prctica no, por tanto utilizamos LF353 con = 13 / que funciona bien hasta los 100KHz especificados.

Fue necesario utilizar un switch para modificar la capacitancia en el oscilador para

as podernos utilizar dos dcadas (10Hz-1KHz y 1kHz-100KHz).

Fue necesario utilizar varios seguidores para acoplar impedancias entre algunos

nodos del circuito.

REFERENCIAS

SERGIO FRANCO, Diseo con amplificadores operacionales y circuitos

analgicos, tercera edicin, 2002.

VITAUTAS GABRIUNAS, Apuntes de electrnica, primera edicin.