circuito electronico del timbre computarizado - mision salesiana

5/9/2018 Circuito Electronico Del Timbre Computarizado - Mision Salesiana - slidepdf.com

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CIRCUITO ELECTRÓNICO DEL RELOJ(esta página ha sido escrita por el profesor de computación, Alejandro Piccio

Al final de este apunte están explicados términos específicos como Triac, Transistor , Frecuencia, Led y Relé)

La idea base es conseguir hacer sonar el timbre del colegio, que funciona con 220 volt, por medio de laseñal que manda la computadora al parlante interno, normalmente llamada "speaker". De esa forma co

conectar dos simples cables a los contactos "speaker" del matherboard se solucionaba todo.

De entrada descarté usar la salida COM o LPT de la computadora ya que eso implicaba un circuitoelectrónico mucho más complejo, y tal vez más costoso, que estaba fuera del a lcance de nuestroproyecto. Eso no implica que no se pueda usar esa forma, tal vez mucho más ortodoxa. Pero en estecolegio hay pocas cosas ortodoxas, por lo que preferí tratar de diseñar un circuito a partir del parlante.no lo lograba siempre quedaba la opción de comprar un circuito ya hecho en alguna parte del mundo.

Por medio de un tester (no pude conseguir un osciloscopio) medí la señal que manda el matherboard aparlante. Obviamente es una señal a lterna (supongo que de forma cuadrada) de unos 5 volt. En este casu frecuencia es de 500 herz ya que es la que utiliza el programa que usaba para hacer sonar el parlan

Para hacer sonar el timbre del colegio se debe usar una "llave electrónica" en paralelo con el pulsadormanual actual.

Originalmente se penso usar un TRIAC que actuara como llave electrónica. De esa forma con la señal d5v alcanzaba para hacer activar al TRIAC y hacer sonar el timbre. Sin embargo eso obligaba a conectaruno de los polos de 220 al maherboard de la computadora, cosa no muy recomendable. Para peor lacomputadora del reloj iba a estar conectada en red, así que se corría el riesgo de mandar 220 volt a un50 computadoras.

Por lo tanto se optó por usar un RELÉ de forma de separar totalmente los 220 del circuito electrónico decomputadora. Mi idea era conseguir un relé de 5 volt o similar, pero resulta que no pude conseguir ninguno, el de menor voltaje es de 12 volt. Así que, con ese rele en mano, tenía que diseñar otro circuit

simple que "amplificara" la señal del parlante para activar al rele. Obviamente caí en un transistor. De conectores que salen de la fuente de alimentación (los que van a las disketera y discos rígidos) se puedobtener 12 v, y con eso activar el rele.

Cuando estaba midiendo la polaridad de la señal del parlante me lleve una desagradable sorpresa: yopensaba que los 5v eran respecto a masa, pero resulta que es respecto al cable de +5v de la fuente. Esoobligaba conectar mi transistor usando los +5v como si fueran masa.

¿Y por que era tan desagradable esa sorpresa? porque ya no podía usar los +12v de la fuente para actiel rele porque esos 12v son respecto de masa. Si tomamos entre +12v y +5v obtenemos, obviamente, +7los que no son suficientes para activar el rele.

Midiendo todos los cables de alimentación que salen de la fuente y van al matherboard encontré que lafuente también manda -12v y -5v. Así que decidí usar esos -5v como tensión para el circuito, que conrespecto a los +5v me dan 10v, los que sí alcanzan para hacer activar al rele. No me convencía la idea dtener que hacer un empalme, pero no veía otra solución. El cable con los -5v es el de color blanco.

Si mandaba directamente la señal del parlante al transistor corría el riesgo de quemarlo, por lo que haque usar algo que disminuyera la corriente. En vez de una resistencia se me ocurrió usar un LED, deforma tal que no solo sirva como resistencia sino que también nos diera una indicación visual de laactivación del circuito.



En esta imagen puedever el esquema delcircuito electrónico. Elborne de -5v debe ir alcable blanco que sale la fuente dealimentación. El bornede +5v debe ir acualquier cable rojo q

sale de la fuente. Elborne que dice 1 debeconectado al borne 1 dspeaker delmatherboard. Si elmather no tiene marcacual es el 1 y cual el 4prueben uno de los do

Si no funciona es, obviamente, el otro. No hay riesgos de quemar nada porque el borne 4 es +5v, que esel cable rojo de la fuente de alimentación.

Sin bien se podría conectar el borne +5v al borne 4 del speaker eso no es recomendable ya que el rele

usa sus buenos 30 mA (miliamper) para activarse, y no se si el circuito del mather soportaría esa corrien

Bien, los contactos del relé se usan como "llave" para activar el timbre. Es muy interesante observar quno tiene por qué ser un timbre, puede ser cualquier cosa que uso desee: luces, equipos de música, otracomputadora, etc. Incluso no tiene por qué ser de 220, puede ser de cualquier voltaje o corriente quepueda soportar el rele.

Al principio tuve dos problemas:

1) el circuito original incluía un capacitor ya que al relé le llegaban los 10v en forma alterna, y el mismno se activaba. Con el capacitor y el led (usando al led como diodo) lograba transformar una señal alteen un "seudo" continua (como hacen las fuentes de alimentación: rectifican la señal y el capacitor

mantiene la carga hasta el próximo ciclo).

2) cualquier beep de la computadora, incluido el beep que hace la máquina cuando prende, hacía sonael timbre del colegio. Y eso ocurría cada vez que, queriendo o sin querer, la computadora se reseteabaun corte de luz, un cambio necesario en el hard de la máquina, un alumno "juguetón", etc.

Un día comencé a probar el mismo circuito pero con distintas frecuencias, y resulta que con unafrecuencia de 10000 hz (diez mil herz) el relé se activaba sin necesidad del capacitor (supongo que a esfrecuencia la inercia de la parte mecánica actúa como si fuera un capacitor, o tal vez el bobinado de re"junte" la carga suficiente como para activarse).

De esa forma, quitando el capacitor y mandando beep de 10Khz arreglaba los dos problemas

comentados, ya que los beep normales de la computadora (por ejemplo el que hace cuando se prende)son de 500 hz, y a esa frecuencia el relé no se activa.

Bueno, hasta acá la explicación. Perdón si no fue muy clara o si es muy larga. Cualquier comentario mlo pueden hacer llegar por mail. Muchas gracias.

Todos los textos e imágenes han sido sacados del programa TECNOPEDIAen cd-rom, de la empresa BRAINCELL Software



TRIAC

Los triacs son dispositivos semiconductores electrónicos del tipo tiristor, appara manejar

potencias medias o elevadas.

Los triacs poseen tres terminales, el terminal principal 1 o MT1 (Main Termi1), el terminal principal 2 o MT2 (Main Terminal 2), y la compuerta (gate).

El funcionamiento es similar al de los SCRs, pero su funcionamiento se reppara cualquier polaridad de los terminales principales (los SCRs, sólofuncionan si el ánodo es posit ivo respecto del cátodo).

En corriente alterna, una vez disparado, se apaga al pasar la línea por el valde cero tensión, por lo cual el ángulo de conducción (y por ende la potenciasobre la carga) depende del instante en que se activa la compuerta en cadasemiciclo de la línea.

Estos dispositivos se utilizan para control de potencia de iluminación, motoo calefactores en corriente alterna, permitiendo ángulos de conducción desd

cero hasta prácticamente 360 grados, con lo cual permiten el control de la potencia entregada a la carga entre cer100% .

(C) 1995 - 1996 BRAINCELL Software

TRANSISTOR

Es un dispositivo de tres terminales y dos junturas, creadoun material semiconductor sólido cristalino (generalmentegermanio, silicio, ó arseniuro de galio) con diferentescontaminaciones, que permite regular la circulación de unacorriente eléctrica mediante una corriente de control, muchmenor.

El primer transistor se creó en los laboratorios Bell (EstadoUnidos de N.A.) en 1947, partiendo de una oblea de germagracias a los trabajos de William Shockley, John Bardeen, Walter Brattain, por lo cual recibieron el premio Nobel.

En el año 1954, la firma Texas Instruments de EstadosUnidos, fabricó el primer transistor de silicio, lo cual bajó locostos y permitió, gracias a nuevas técnicas de fabricaciónsu comercialización a gran escala.

Han reemplazado en la mayoría de las aplicaciones a lostubos ó válvulas electrónicas, en los circuitos de radio, audetc. permitiendo la fabricación de equipos portátiles e

inmunes a vibraciones y de bajo consumo de energía (en los primeros tiempos se llamaba a los equipostransistorizados de "estado sólido" o "frios").



La fabricación de varios de estos dispositivos conectados en diversas configuraciones en una misma

oblea de silicio, permitió crear los circuitos integrados o chips, base de todos los aparatos electrónicos modernos

Conectados de manera apropiada, permite amplificar señales muy débiles, convertir energía, encender o apagar sistemas de elevada potencia, crear osciladores desde frecuencias bajas hasta frecuencias de radio, etc.

Según sea el orden de los materiales que forman las junturas, existen los transistores tipo NPN ó PNP, los cualeen disposiciones circuitales apropiadas permiten crear una enorme cantidad de circuitos para diversos fines, ya qu

se complementan pues funcionan con sentidos opuestos de circulación de corriente.

En la actualidad, existen una gran variedad de transistores, de efecto de campo o FET (el electrodo de control actpor medio de campo eléctrico), los tipo unijuntura, los MOS o de óxido metálico (variante de los FET), y otrasvariaciones como los VMOS (usados para controlar grandes potencias y tensiones), etc.

Existen una innumerable cantidad de diseños, especializados para alta potencia, bajo ruido eléctrico,

alta frecuencia, alta ganancia de corriente, alta tensión, aplicaciones de conmutación, etc.

FRECUENCIAEs la cantidad de veces que un suceso dado se repite regularmente en una unidad de tiempo.

Los sucesos podrán ser ciclos, vibraciones, etc.

En electricidad, se llama frecuencia de una corriente alterna, a la cantidad de ciclos completos que ocurren en unsegundo.

La frecuencia se mide en ciclos por segundo ó Hertz (Hz), ó en sus múltiplos los kilociclos por segundo (KHz), ó megaciclos por segundo (MHz).

Los sonidos audibles están comprendidos entre los 20 Hz (sonidos graves) y los 20 KHz (sonidos agusdos),frecuencias conocidas como de audio ó audiofrecuencias, a las frecuencias superiores, desde los 20 KHz hastavarios miles de Mhz ó GigaHertz (GHz) constituyen las frecuencias de radio ó radiofrecuencias.

La frecuencia se mide con un instrumento llamado frecuencímetro.

Se conoce como "respuesta en frecuencia" a la variación de la atenuación ó amplificación de un circuito electrónicen función de la frecuencia.

(C) 1995 - 1996 BRAINCELL SoftwareC)

LED (Light Emitting Diode)



Las lámparas LED (diodo emisor deluz) son dispositivos electrónicos dedos terminales utilizados para emitluz al circular una determinadacorriente.

Eléctricamente son diodos, es decique, a diferencia de una lámparacomún, tienen un único sentido de

circulación de corriente y además nsiguen la ley de Ohm, ya que la caíde potencial (entre 1,5 y 1,9 voltios)prácticamente constante con grandvariaciones de corriente.

La luz emitida por dichos dispositivopuede ser de diferentes coloresvisibles (rojo, naranja, amarillo o vero no visibles (infra-rojos).

Normalmente poseen una juntura semiconductora encapsulada en una resina plástica transparente o

coloreada que al ser atravesada por una corriente eléctrica, transforma los electrones libres en fotones, quecomponen la luz emitida.

El semiconductor mas difundido para esta aplicación es el arseniuro de Galio (GaAs).

La juntura semiconductora está soldada sobre una superficie metálica reflectora, y en el foco de una

lente formada por la superficie curva del encapsulado transparente.

una gran ventaja de estos dispositivos es su larga vida útil y su alta velocidad de respuesta (baja inercia).


RELÉ

Son dispositivos electromecánicos que permiten cerrar o abrir uncontacto conectado a un circuito por la acción de un electroimán qestá conectado a otro circuito, de control.

Existen relés para manejar altas corrientes y/o altas tensiones por

medio de señales de control de muy bajas tensiones y/o corriente

Además de los relés de potencia, existen relés llamados de comao de señal, los cuales se utilizan

para hacer operaciones de lógica eléctrica en tableros eléctricos dmáquinas, o en telefonía, o controles de semáforos, etc.

Estos relés por lo general tienen varios grupos de contactosasociados que cambian de estado al circular corriente por la bobindel electroimán, pudiendo los contactos estar abiertos o cerradoscuando no circula corriente, lo cual se conoce en el comercialmen



como "normal abierto" o "normal cerrado", llamándose "normal" al estado sin corriente en la bobina.

Existen diversas tecnologías para la fabricación de los relés, según sean las prioridades de la velocidad deconmutación, la duración de los contactos (en algunos casos son cambiables), el consumo de potencia al estar activo, la vida útil general, etc.

Hay relés que tienen dos bobinados, de set y reset, memorizando el estado aun con ambos bobinadosdesenergizados, conocidos como relés tipo latch o relés con memoria, los cuales son muy útiles cuando se deseque no se pierda el estado de las maniobras eléctricas al quitar la energía del equipo.

También hay relés electrónicos que permiten activar cargas de alta potencia con señales de control muy débiles,apropiados para ser manejados por circuitos digitales.

Estos relés tienen la ventaja adicional de permitir "cruce por cero", es decir activación cuando la tensión alterna ppor cero, para evitar conmutar potencias elevadas y la producción de sobretensiones o sobrecorrientes transitoriaselevadas.

Otras ventajas son la aislación total de los circuitos de comando y de potencia pues se comunican mediante un hde luz, y su gran vida útil.

Algunas desventajas de estos dispositivos, es que son solamente normal abiertos, manejan un solo

circuito por dispositivo, y son mas costosos que sus pares electromecánicos.


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