circuitos de control en proyectos3
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CIRCUITOS DE CONTROL
EN PROYECTOS
Antonio Vives
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CIRCUITOS DE CONTROL EN PROYECTOS
Para el control de los proyectos se emplean circuitos eléctricos y electrónicos.
En estos circuitos debemos destacar por su aplicación a dos componentes:
los relés los transistores
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El relé en circuitos de control
Se trata de un electroimán que gobierna a un conmutador. Al pasar corriente por la bobina atrae a la armadura y, al moverse ésta, se cambia el contacto móvil.
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Circuito conmutación con relé de dos circuitos independientes
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Inversor de giro de un motor con relé
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Inversor de giro con relé y paro por final de carrera
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Inversor de giro con relé y paro por final de carrera con indicador de paro de motor
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Inversor de giro con relé y paro por final de carrera con indicador de sentido de giro de motor
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Marcha-paro con relé por pulsadores
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Inversor giro motor con pulsadoresgiro derecha ; giro izquierda
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Inversor giro motor con automático y con un solo relé
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El transistor como elemento de control
El transistor es un semiconductor de 3 patillas
Se fabrican en silicio o germanio
Pueden ser NPN o PNP
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Comprobar transistor con polímetro
Colocamos el polímetro en Ohmios y medimos todas las combinaciones posibles que haya con la patillas del transistor.
Solo en dos combinaciones debe de conducir. En ellas habrá una patilla común, esa será la base, si es positiva será NPN y si es negativa será PNP.
Después nos fijamos en el valor óhmico obtenido y Rbe>Rbc.
NOTA: Ojo con los analógicos, en algunos el positivo de la base da al revés.
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El transistor como elemento de control
El transistor puede tener tres zonas de trabajo Corte
Ic=0Vce=Vcc
ActivaIc=B*Ib
SaturaciónVce=0,2VIc<B*Ib
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El transistor como elemento de control
CORTE: Al tener interruptor abierto no hay corriente por la base y el transistor no puede conducir y:
Ic=0 Vce=Vcc
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El transistor como elemento de control
SATURACION:
cerramos el interruptor y entra la suficiente corriente por la base como para que
Ic<Ib*B
Vce≈0,2V
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El transistor como elemento de control
ACTIVA: En estas condiciones la Ic es proporcional a la de base multiplicada por
la B.
Ic=B*Ib
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Cálculo encendedor crepuscular.
Con LDR (la resistencia disminuye cuando la luz aumenta). Emplearemos un circuito autopolarizado.
Tomaremos como valores de cálculo los de un proyecto de aula. Vcc=4,5V Relé 5V ; R relé= 50Ω Transistor BD 135 con β=100 LDR R ambiente =700Ω
Existe 2 Posibilidades: LDR bajo T satura al oscurecer. Aumenta
la R de la LDR con la oscuridad, aumenta la caída de tensión y al mismo tiempo se va más corriente por la base.
LDR Arriba T corta al oscurecer ya que aumenta la caída de tensión en la LDR y además limita la corriente por la rama del divisor de tensión de la base.
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Cálculo encendedor crepuscular se activa al anochecer. (T satura al oscurecer) Para esas condiciones tenemos:
Ic(sat)= 4,5/50 = 0,09A Ib(sat)=Ic/β = 90/100=0,9mA Vbb=Vcc·R2/(R1+R2) Rbb=R1·R2/(R1+R2) Vbb=Ib·Rbb+Vbe
Si igualamos las Vbb y sustituimos Rbb:
Ib(R1·R2)+Vbe(R1+R2)=Vcc·R2
Ω=+
−=+−= − 2000
700·10·9,07,0
700·7,05,4·700
2·
2·2·1
3RIbVbe
RVbeRVccR
21
2
21
2·1
RR
RVccVbe
RR
RRIb
+=+
+
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Cálculo encendedor crepuscular se activa al amanecer.(T satura con luz)
Para esas condiciones tenemos: Ic(sat)= 4,5/50 = 0,09A Ib(sat)=Ic/ β = 90/100=0,9mA Vbb=Vcc·R2/(R1+R2) Rbb=R1·R2/(R1+R2) Vbb=Ib·Rbb+Vbe
Si igualamos las Vbb y sustituimos Rbb:
Ib(R1·R2)+Vbe(R1+R2)=Vcc·R2
Ω=−−
=−−
= − 1297,0700·10·9,05,4
700·7,0
1·
1·2
3RIbVbeVcc
RVbeR
21
2
21
2·1
RR
RVccVbe
RR
RRIb
+=+
+
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Cálculo detector de temperatura con NTC. (T satura al enfriarse al aumentar el valor del la NTC)
La NTC baja de valor al aumentar al T RNTC=30Ω a T ambiente
Para esas condiciones tenemos: Ic(sat)= 4,5/50 = 0,09A Ib(sat)=Ic/ β = 90/100=0,9mA Vbb=Vcc·R2/(R1+R2) Rbb=R1·R2/(R1+R2) Vbb=Ib·Rbb+Vbe
Si igualamos las Vbb y sustituimos Rbb:
Ib(R1·R2)+Vbe(R1+R2)=Vcc·R2
21
2
21
2·1
RR
RVccVbe
RR
RRIb
+=+
+
Ω=+
−=+−= − 169
30·10·9,07,0
30·7,05,4·30
2·
2·2·1
3RIbVbe
RVbeRVccR
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Detector de temperatura con funcionamiento inverso
Teniendo en cuenta lo dicho para la NTC se pueden repetir los cálculos par colocar la NTC arriba y funcionará al revés.
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Cálculo temporizador. (Retardo a la desconexión)
Para esas condiciones tenemos: Ic(sat)= 4,5/50 = 0,09A Ib(sat)=Ic/ β = 90/100=0,9mA La tensión instantánea en un C es:
RC
t
eVfViVfVc−
−+= )·(
Si queremos t=10seg y hacemos R=1K ; Vr=1·0,9=0,9V. La tensión a la que llegará C será Vc=0,9+0,7=1,6V
FCC
LneLn
e
C
C
3
·1000
10
·1000
10
10·73,903,1·1000
10;
1000
1003,1
5,4
6,1
)·05,4(06,1
−
−
−
==⇒−=−
=
−+=Tenemos que fijar R o C
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Temporizador mejorado
Si queremos aumentar el tiempo de temporización sin limitaciones por la corriente de base se puede utilizar esta otra configuración, donde se utiliza otro transistor para amplificar la corriente de base.
En este circuito conseguimos la saturación de T2 con la Ic1·Rc1
De manera análoga al anterior se pueden calcular la temporización del circuito.
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Cálculo temporizador. (Retardo a la conexión)
El cálculo es análogo al anterior
RC
t
eVfViVfVc−
−+= )·(
Si queremos t=15seg y hacemos C=4,7mF ; La tensión a la que llegará C será Vc=0,7+0,7=1,4V
Ω==⇒−=−
=
−+=−
−
463268,0·0047,0
15;
0047,0
1568,0
5,4
1,3
)·5,40(5,44,1
·0047,0
15
·0047,0
15
RR
LneLn
e
R
R
Tenemos que fijar R o C
Hay que asegurarse que T se satura, sino habrá que aumentar C y repetir los cálculos
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Circuito activación por infrarrojosIRED - Fototransistor