SENSORES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

1. PROCESO

En la experiencia realizada en el laboratorio se implement un tipo de sensor binario y adems se comprob su caracterstica de mostrar solo dos estados. Para eso se us dos potencimetros uno se deja fijo y el otro se varia de manera que se definen dos estados uno cuando el voltaje variable (generado por el potencimetro variable) supera al fijo y otro cuando el voltaje variable es menor. El proceso que se describir a continuacin se fundamenta en la misma idea y principios en este caso no hay voltaje fijo, sino que ambos voltaje son variables. Se trata de un seguidor de luz solar:El seguidor solar es un aparato tecnolgico, cuya funcin es aumentar la produccin de los paneles fotovoltaicos y otros dispositivos de concentracin por medio de sistemas mecnicos hidrulicos, elctricos y electrnicos que siguen la trayectoria del sol como lo hara un girasol, captando de este modo la mxima radiacin solar durante el mayor tiempo posible. Est conformado bsicamente por: una estructura de metal en la cual se puede montar el panel fotovoltaico o cualquier otro dispositivo usado para captar la radiacin solar (estructura fsica); un mecanismo constituido por un reductor de velocidad acoplado a un motor de bajo consumo de energa (estructura mecnica) y; un circuito compuesto por microcomponentes de bajo costo, entre ellos transistores y elementos fotosensibles que son dispositivos fabricados especficamente para esa funcin y por lo tanto son los ms aptos para ejecutarla (estructura electrnica).Debido a que este aparato tecnolgico (seguidor solar) se orienta hacia el sol, las paredes fotovoltaicas se encuentran todo el da dirigidas directamente contra el sol y as notablemente aumenta su rendimiento.Por ende un seguidor solar puede optimizar el aprovechamiento de la energa no slo en regiones con una larga duracin de radiacin solar sino en cualquier regin.

Tal seguidor solar usa un PIC555, el cual realiza la tarea de comparacin entre las diferentes lecturas de resistencia que arrojaran dos fotoceldas. Asimismo tiene un puente h para invertir las polaridades del motor de corriente directa y otros componentes del sistema que realizarn tareas diversas dentro del circuito electrnico.

Circuito Electrnico:

Figura1El fundamento de la experiencia de laboratorio es obtener estados de acuerdo a la salida del amplificador operacional LM324, lo cual sucede en el circuito que se muestra en la figura:

Cuando la luz incide sobre el LDR su resistencia baja. Luego cuando solo incide la luz sobre LDR1 ese voltaje baja mientras que el del LDR2 ser mayor entonces la salida del primer amplificador operacional es 1 y la del otro ser 0 ya que LDR1 y LDR2 estn conectados de manera opuesta en el segundo amplificador operacional. Por tanto el motor har que la celda gire en un sentido, cuando suceda el contrario sea LDR2 es ahora el que da menor voltaje y la salida del primer amplificador operacional es 0 y la del segundo es 1, luego el giro del motor es en sentido contrario.Por ltimo en caso de que la intensidad de luz sea la misma en ambos LDR, la luz llega perpendicular a la celda que es lo que se desea, el motor no realiza ningn giro. Si no hay luz en ninguno de los LDR el motor tampoco gira.

Luego se puede notar que utilizando el LM324 se puede obtener dos diferentes estados de giro para el motor, por tanto todo el circuito que se dise para el seguidor solar cumple la funcin de sensor binario.

2. MATERIALES USADOS EN LA EXPERIENCIA DE LABORATORIO

Para definir el punto en el que se pasa de rango deseado a no deseado es necesario hacer una medicin (obtener un voltaje), por eso se usan como sensores dos resistencias variables (potencimetros).Los materiales usados son:

2 potencimetros de perilla de 10K 1 amplificador operacional LM324 2 resistencias de 220Ohm 1 resistencia de 1KOhm 1 transistor BJT 2N2222 2 LED 1 protoboard

3. IMPLEMENTACIN

Figura2

4. OBSERVACIONES

Cuando el voltaje obtenido del potencimetro que se varia es mayor al del fijo, en la salida del LM324 se obtiene un voltaje que debera ser igual a Vcc=5V, pero al hacer la medicin se observa que no es el valor mencionado. Existe un voltaje en el cual no se puede llegar a saber si el foco permanecer encendido.

5. APLICACIONES

En hornos industriales donde se realiza tareas tales como: secado de alambres de acero, estaado en bao caliente, revenido de aceros rpidos, recocido del latn, normalizado entre otros. Es necesario para realizar tales procesos trabajar en un rango de temperatura, para el caso de normalizado el rango es de 649 a 704C; luego es necesario saber si es que se sale de dicho rango, por lo cual se usa los sensores binarios. El circuito implementado en el laboratorio podra ser utilizado en plantas en donde se requiera prender o apagar un circuito de manera manual como por ejemplo un circuito de seguridad. Antiguamente era aplicado en el apagado y prendido de mquinas como radios y/o televisores.

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