manual de prácticas de optoelectrónica

PRACTICA No 1

FOTORRESISTENCIA

OBJETIVO: CONOCER EL COMPORTAMIENTO DE UNA FOTORRESISTENCIA AL VARIAR LA INTENSIDAD DE LA LUZ INCIDENTE, ADEMÁS DISEÑAR APLICACIONES CON ESTE FOTOCONDUCTOR.

INTRODUCCIÓN

La fotorresistencia es un transductor que cambia su resistencia al existir variaciones en la intensidad de la luz incidente y que responde dependiendo del material de fabricación a una determinada longitud de onda. Esto hace que dependiendo de la aplicación se debe escoger el material de fabricación entre los cuales se encuentran: Sulfuro de Cadmio, Seleniuro de Cadmio, etc.

La irradiancia a una distancia de la lampara incandescente cumple la siguiente ecuación:

H = (r* Pin)/( 4*d2)donde H: es la irradiancia de la luz en mW/cm2

r: rendimiento de conversión aproximada de potencia eléctrica a potencia radiante 4*d2: área de una esfera donde d es la separación de la lampara al punto de interés en cm Pin: Potencia eléctrica de la lámpara en mW (Vin*Iin)

Entonces a una distancia d fija y rendimiento r constante, H es linealmente proporcional a Pin, es decir H = K Pin

Con esta información podemos utilizar una lámpara incandescente para conocer la respuesta de una fotorresistencia a diferentes intensidades luminosas. Es decir, podemos graficar la resistencia vs la potencia eléctrica de la lámpara incandescente.

MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR

2 Fuentes de poder 1 Protoboard 1 VOM digital 2 Fotorresistencia Resistencias de 1/4W Resistencias de 2W 1 Foco de lámpara (6V, 0.3A) 1 Op-Amp 1 LM555 Capacitores1 Osciloscopio

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METODOLOGÍA

1).-Calcule el valor de la resistencia limitadora de corriente si Vfmax = 10V, Vop = 6V y Imax = 0.3A donde: Vfmax: Es el voltaje máximo de la fuente variable Vop: Voltaje de operación del foco a la corriente máx. Imax: Corriente máxima.

además calcule la Pin, demostrando primero que la ecuación es: Pin = Vf(Vf - Vfil)/Rlim donde Vfil: Voltaje en el foco y con ello obtenga la potencia de la resistencia limitadora

2).-Conectando la Fotorresistencia en un circuito divisor de voltaje directamente a Vcc, y midiendo el voltaje en la resistencia de valor fijo, demuestre que el valor de la resistencia de la Fotorresistencia lo podemos calcular por la siguiente ecuación:

R(l) = R( Vcc/VR - 1)

3).-Varíe el voltaje Vf desde 3V hasta 10V y obtenga 12 valores diferentes de los valores de: Vfil y VR

NOTA IMPORTANTE: Medir con cuidado para no mover el circuito porque se puede cambiar la distancia entre el foco y la fotorresistencia, además, también puede variar la intensidad luminosa incidente por la sombra de la(s) persona(s) del equipo.

4).-Realice una tabla con los valores medidos de Vfil, VR, Pin y R(l). En una hoja de papel milimétrico grafique en el eje X los valores de Pin y en el eje Y los valores de R(l).

5).-Utilizando el C.I. LM555 diseñe y arme un circuito detector de iluminación y otro circuito detector de oscuridad, y observe la diferencia de funcionamiento entre los dos circuitos.

6).-Ahora con el Op-Amp diseñe y arme un circuito oscilador astable con dos fotorresistencias y observe su comportamiento práctico, midiendo con el osciloscopio la frecuencia generada al incidir la luz primero sobre una y después sobre la otra.

Realice el reporte de la practica de acuerdo a lo estipulado en la guía de practicas y conteste las siguientes preguntas:

a).- ¿Cuáles son los materiales con que se fabrican las fotorresistencias y cuales son las longitudes de onda a la que responde cada una de ellas?

b).- ¿Cuáles son los tiempos de respuesta de las fotoresistencias utilizadas en ésta practica?

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c).- De acuerdo con la gráfica obtenida, ? Es lineal la respuesta de la fotorresistencia?

4.- Explique el funcionamiento práctico del funcionamiento de los circuitos osciladores realizados en esta practica con el LM555 y con el Op-Amp. Calcule los valores máximos y mínimos de la frecuencia de salida en cada uno de ellos.

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS

Explicar y comentar los resultados obtenidos en esta practica y buscar más aplicaciones de las fotorresistencias.

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PRACTICA No 2

LED's Y FOTODIODOS

OBJETIVO: ESTUDIAR EL FUNCIONAMIENTO DE LOS LED's Y FOTODIODOS; ASÍ TAMBIÉN, DISEÑAR CIRCUITOS DETECTORES DE LUZ UTILIZANDO FOTODIODOS COMO SENSOR.

INTRODUCCIÓN

En el fotodiodo se aprovecha el efecto por el cual una unión polarizada inversamente permite una circulación de corriente cuya magnitud depende del flujo luminoso incidente. Consiste en una unión N-P encapsulada en un recipiente metálico con una cara al descubierto, o con un envase plástico con color negro a excepción de una de sus caras. Las dimensiones de un fotodiodo alcanzan sólo algunos milímetros.

Es necesario aclarar que la corriente inversa en un fotodiodo varia con el tiempo y depende de la forma en que los portadores minoritarios se difunden hacia la unión.

El LED consiste de una unión N-P la cual se polariza directamente, por lo que existe una recombinación de huecos y electrones, en esta recombinación la energía liberada se desprende en forma de calor y en forma de fotones, es esta una razón por lo cual no se utiliza el Ge y el Si como materiales de fabricación de LED's ya que la energía que se desprende es en mayor porcentaje en forma de calor y la luz que se emite es insignificante.


2 Fuentes de alimentación 1 Osciloscopio 1 Generador de señales 2 VOM Digital 1 LED rojo 1 LED verde 1 LED amarillo 1 LED infrarrojo 1 Fotodiodo 1 transistor 2N2222 1 Protoboard - Resistencias 1 Pinzas de punta - Capacitores

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METODOLOGÍA

1).- Conecte en serie a una fuente de alimentación variable una resistencia de 470 W y un LED rojo, además el VOM digital en serie como amperímetro y otro VOM en paralelo con el LED. Aumente lentamente el voltaje de la fuente hasta que se encienda. Mida Voltaje y corriente.

2).- Cambie de LED y repita el paso anterior con cada uno de los restantes y haga una tabla, donde en una columna va el color del LED, en otra el VLED y por último la ILED. Para el LED infrarrojo calcule el valor mínimo de la resistencia limitadora de corriente, investigando primero las siguientes características eléctricas: Voltaje Inverso máximo, Voltaje Directo máximo, Corriente directa máxima y longitud de onda.

3).- Cambie la fuente de alimentación por el generador de onda y selecciona una senoidal 10 KHz y una amplitud de 5V y offset de 5V y repita los pasos 1 y 2.

4).- Para el fotodiodo, investigue lo siguiente: Voltaje inverso máximo, Voltaje directo máximo a IF = 50mA, Corriente de luz (VR = 20V) y longitud de onda.

5).- Conecte en un circuito en serie, el fotodiodo, una resistencia de 47W y un VOM digital como amperímetro a una fuente de 12V y haga incidir luz: a) Infrarroja, b) Roja, c) Amarilla y d) Verde; variando el ángulo de incidencia de 300 en 300 hasta los 900 aproximadamente y observe en cada caso el valor de la corriente medida. Haga una tabla con cada LED, el ángulo correspondiente, y el valor de la corriente medida.

6).- Construya un circuito detector de luz con el LED infrarrojo y el fotodiodo, teniendo cuidado de conectar correctamente la polaridad del fotodiodo para no dañarlo. Observe la salida del amplificador en el osciloscopio, colocando una hoja de papel entre el LED y el fotodiodo.

7).- Varíe la distancia de cm en cm entre el LED y el fotodiodo, teniendo cuidado de mantener una línea recta entre ellos y anote los valores obtenidos hasta que la señal de salida desaparezca.

8).-Cambie el LED infrarrojo por un LED rojo y repita el paso 7, midiendo la amplitud del Vout. Repita lo mismo con los LED's amarillo y verde. ? Cuál fue el LED que produjo la salida de mayor amplitud y con cual la de menor?. Explique el por qué de cada caso.

Realice el reporte correspondiente de acuerdo a lo establecido con esta guía de practicas y conteste las siguientes preguntas:

a) Cuál es la equivalencia de las unidades como el Amstrong (Aº) y el nanómetro (nm) en m.

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b)¿ Qué es lo que determina el color de la luz emitida por un LED?.


Comentar en clase diferentes tipos de LED’s que existan en el mercado buscando en manuales.

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PRACTICA No. 3

FOTOTRANSISTOR

OBJETIVO: ANALIZAR EL FUNCIONAMIENTO DEL FOTOTRANSISTOR Y DISEÑAR UN CIRCUITO DETECTOR DE LUZ COMO AMPLIFICADOR Y OTRO COMO SWITCH ÓPTICO.

INTRODUCCIÓN

El fototransistor esta formado de una unión NPN en donde la unión CB es de un material fotosensible y se genera una corriente Ib cuya amplitud varía de acuerdo a la intensidad de la luz incidente.

Tiene aplicaciones en: Procesos Industriales, Inspección, Control, Contadores, Switch's, y circuitos lógicos o cualquier diseño donde se requiere una gran sensibilidad a radiaciones de luz, y características estables. Además son económicos. Algunos parámetros son: Voltaje colector - emisor (VCEO), Voltaje emisor - colector (VECO), Voltaje colector - base (VCBO). Voltaje colector - emisor de saturación (VCE(sat)). Dentro de las características eléctricas tenemos las siguientes: Corriente a la luz (IL)mA, Tiempo de crecimiento de la fotocorriente (tr)ms, respuesta al ángulo de incidencia (normalmente es una curva).


1 Fuente de alimentación 1 Protoboard 1 Osciloscopio 1 Generador de señales 1 LED infrarrojo 1 Fototransistor - Resistencias.

METODOLOGÍA 1).- Investigue en un manual de optoelectrónica los siguientes parámetros para un fototransistor que exista en el Laboratorio de Ingeniería Electrónica:

Voltaje colector - emisor máximo (VCEO), Voltaje emisor - colector máximo (VECO), Corriente oscura de colector (VCE = 20V, H = 0) Ta = 25º Corriente de luz (VCC = 20V, RL = 10W) Tiempo de crecimiento de la fotocorriente (RL = 100W, IL = 1mA pico)

Tiempo de decrecimiento de la fotocorriente (RL = 100W, IL = 1mA pico). Voltaje colector - emisor de saturación (VCE(sat))

2).-Compruebe el circuito de prueba para medir la respuesta al pulso del fototransistor que sugiere el manual, seleccionando una onda cuadrada a una frecuencia de

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1KHz, amplitud de 10V y observe la salida. Mida el Tiempo de crecimiento y el tiempo de decrecimiento. Calcule el % de diferencia de cada tiempo anterior con los valores típicos del manual. Dibuje la forma de onda del Vout, indicando los respectivos tiempos medidos.

3).- Diseñe un circuito detector de luz como amplificador, variando ya sea la distancia entre el LED y el fototransitor o bien la intensidad luminosa del LED y observe el comportamiento del Vout.

4).- Diseñe un Switch óptico con el LED y el Fototransistor. Varié la distancia entre ellos y compruebe el funcionamiento del circuito. Indique también las características eléctricas del LED indicando el tipo de luz radiada.

Realice el reporte correspondiente y conteste las siguientes preguntas:

a) Explique como se genera la ganancia de corriente con luz en el fototransistor

b) Explique por que la respuesta a la frecuencia es menor en el fototransistor comparado con el fotodiodo.

c) A qué se debe que la curva característica I-V del fototransistor sea menos lineal comparada con la del fototransistor?

d) ¿Cuáles son los materiales con que se fabrican los Fototransistores?. Indique el tipo de luz radiada de c/u de ellos.

e) Dibuje y explique 3 aplicaciones de los fototransistores.

f) Cuáles son las ventajas y desventajas de los fototransistores VS los fotodiodos y VS las fotorresistencias

c) ¿ Cuál es el rango de la l para la luz: i)Visible, ii) roja, iii) verde, iv) amarilla y v) infrarroja.

d) Circuito detector de luz, indicando valores y explique el funcionamiento de él.

e) Cómo se puede determinar la polaridad de un LED observándolo físicamente?. Y la de un Fotodiodo?.

f) Realice el diagrama de un circuito para obtener un efecto visual de colores diferentes al variar la frecuencia de encendido con una sola fuente de polarización, indicando C.I.'s a utilizar y la conexión pin por pin, valores de resistencias y capacitores si se utilizan, explicando su funcionamiento claramente.

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Realizar en clase una discusión grupal de los resultados obtenidos por cada uno de los equipos de trabajo y sacar las conclusiones correspondientes

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PRACTICA No. 4

OPTOACOPLADORES

OBJETIVO: MEDIR Y ANALIZAR: LA CURVA DE LA CORRIENTE DE ENTRADA VS CORRIENTE DE SALIDA; ASÍ COMO TAMBIÉN LOS TIEMPOS DE CONMUTACIÓN DE UN OPTOACOPLADOR.

INTRODUCCIÓN

Los optoacopladores son dispositivos optoelectrónicos que nos permiten aislar una etapa digital/analógica de una de potencia. Así, si ocurre un cortocircuito en la etapa de potencia no afecte al resto del circuito.

Existen optoacopladores con salida: transistor, par-darligton, SCR, TRIAC y lógica; los cuales pueden manejar diferentes voltajes de potencia, además existen con diferentes voltajes de aislamiento y formas físicas dependiendo de la aplicación deseada.

De los parámetros que ellos tienen, algunos son: Corriente de entrada, corriente de salida, tiempo de apagado (toff), tiempo de encendido (ton), Tiempo de subida (tr o tR), tiempo de bajada (tF), voltaje de aislamiento (durante el tiempo que especifica el fabricante), etc.


1 Fuente de alimentación de Vcc 1 VOM digital 1 Protoboard 1 osciloscopio - Resistencias 1 optoacoplador salida transistor 1 Generador de señales 1 Potenciómetro lineal

1 Fototransistor 1 LED infrarrojo

METODOLOGÍA

1).-Obtenga para el optoacoplador existente en el Laboratorio de Ingería. Electrónica sus parámetros eléctricos, y calcule el valor de la resistencia limitadora de corriente para el LED, y la resistencia del potenciometro a cero ohms y en serie con fuente de alimentación, la cual tiene un Vcc = 10V

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2).-Calcular y llenar la siguiente tabla con los valores del potenciometro para obtener una corriente y un voltaje en el LED.

ILED ma 1 2 5 10 20 50VLED V 1.0 105 1.1 1.15 1.2 1.3Rpot

3).-Calcule el valor mínimo de la resistencia RC para el fototransistor, el cual estará trabajando como un switch óptico.

4).-Del manual del optoacoplador encuentre los siguientes tiempos, considerando una IF = 10mA, Vcc = 10V y RL = 100W: tOFF, tON, tr y tF

5).-Construya el circuito que proporciona el fabricante para obtener la corriente ICE, colocando el potenciometro en los valores calculados previamente y mida el voltaje en la resistencia de carga (RL), para calcular el valor de la ICE.

ILEDma 1 2 5 10 20 30RpotV(RL)Ic(ma)

6).-Construya el circuito para medir los tiempos de conmutación del optoacoplador, con el generador de señales a 10V, f = 100 KHz, onda cuadrada y mida los tiempos: tOFF, tON, tr y tF y calcule el porcentaje de error con respecto al del manual para cada caso.

7).-Varíe la frecuencia en décadas para determinar el ancho de banda del optoacoplador y calcule el porcentaje de retraso del tiempo de conmutación de los 100 KHz en adelante.

8).-Conecte la salida del optoacoplador a un contador, decoder y display, teniendo en la entrada un switch óptico con un fototransistor, el cual maneja al LED del MOC .

Realice el reporte correspondiente y añada la respuesta a las siguientes preguntas:

a).- Gráficar Iout VS IIN en una hoja milimétrica. ¿ La curva es lineal?. Explique .

b).- ¿Cuál es el máximo tiempo que puede soportar el voltaje de aislamiento?

c).- ¿Cuál es el ancho de banda medido y cual el que da el fabricante?. ¿Concuerda el resultado obtenido?.

d).- Dibuje el diagrama esquemático del contador de eventos pin por pin.

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Realizar en el salón de clases una discusión grupal de los resultados obtenidos y buscar mas tipos de optoacopladores y sus aplicaciones.

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PRACTICA No. 5

OPTOACOPLADORES QUE UTILIZAN OPTOTIRISTORES

OBJETIVO: DISEÑAR INTERFACES PARA ACOPLAR SISTEMAS LÓGICOS CON SISTEMAS DE POTENCIA.

INTRODUCCIÓN

Los optoacopladores/optoaisladores con optotiristores son C.I.'s que se utilizan para diseñar una interfaz entre un sistema lógico y uno de potencia, con el propósito de tener un aislamiento casi total para el caso en que exista un cortocircuito en la etapa de potencia no se dañe la etapa lógica. Otro método que también se utiliza para aislar es el de utilizar transformadores de pulsos; pero dado la facilidad de conseguir optoacopladores de manera mas fácil en las tiendas de Electrónica, se utilizan los MOC's.


1 Osciloscopio 1 Generador de Señales 1 MOC salida SCR 1 MOC salida TRIAC 1 Fuente de alimentación 1 Foco con clavija 1 SCR 1 TRIAC 1 Protoboard - Resistencias

METODOLOGÍA

1).- Consulte en el manual de Optoelectrónica y en el manual de Tiristores las características eléctricas de los MOC's y del SCR y TRIAC.

2).- Diseñe una interfaz con el MOC salida SCR y con el SCR de potencia, conectando al LED con un Vcc = 5V y el foco al SCR y a la línea de 120 Vca. Calcule las resistencias limitadoras.

3).- Arme con cuidado el circuito correspondiente, teniendo cuidado de conectar correctamente los neutros de las clavijas del foco y del osciloscopio para que no ocurra un cortocircuito entre ellos (Mida con un VOM el voltaje entre la tierra física y el neutro y entre la tierra física y el "vivo" para una correcta identificación). Con el osciloscopio observe el voltaje a través del foco. Grafique la onda. Con el VOM mida el voltaje tanto de

cc como de ca en el foco.

4).- Ahora agregue más focos en paralelo para manejar más potencia con el SCR.

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5).- Conecte al LED del MOC el generador de señal con una onda rectangular y una frecuencia lo mas baja posible. Aumente poco a poco la frecuencia observando la onda de salida, así como el voltaje medido en cc y en ca.

6).- Repita los pasos 3, 4 y 5 pero ahora con un MOC salida TRIAC y con el TRIAC de potencia.

Realice el reporte de la practica y conteste las siguientes preguntas:

a) ¿Cómo varío el Vout tanto en cc, como en ca, al ir incrementando la frecuencia?. ¿En donde existe mas voltaje de salida, a baja o en alta frecuencia?

b) ¿Cómo podemos manejar mas potencia de salida tanto en un SCR o en TRIAC ?. Explique con palabras y con diagrama(s)

c) ¿Cómo fue la intensidad de la luz en los pasos 5 y 6?


Comentar en clase los resultados obtenidos y algunas otras aplicaciones para el manejo de potencia de los MOC’s.

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PRACTICA No. 6

DISEÑO DE UNA INTERFAZ PARA AISLAR UN SISTEMA DE POTENCIA DE UN SISTEMA LÓGICO

OBJETIVO.- DISEÑAR UNA INTERFAZ PARA AISLAR UN SISTEMA LÓGICO DE UN SISTEMA DE POTENCIA DE 120 Vca.

INTRODUCCIÓN

En muchas ocasiones es necesario aislar un sistema de control lógico, el cual maneja las señales de control de un sistema de potencia, para lo cual utilizamos optoacopladores con salida SCR o TRIAC, según sea el caso. (Salida SCR si queremos tener señal de c.c. a la salida, y TRIAC en caso de una señal de c.a.).

En algunos casos se utilizará una computadora PC para el control de un proceso, por lo que es muy necesario el de aislar de manera correcta, la PC del sistema de potencia ya sea mediante optoacopladores o también con transformadores de pulsos, y en casos remotos con interruptores magnéticos.


Sistema lógico Optoacopladores Sistema de potencia Resistencias Fuente(s) de alimentación Osciloscopio Generador de señales Proto Transformadores de pulsos

METODOLOGÍA

1).- Arme un sistema lógico que el Titular de la materia proponga en clase a cada equipo de practica.

2).- Arme un sistema de potencia que el titular de la materia proponga en clase a cada equipo de practica.

3).- Utilice una interfaz para que se comuniquen los dos sistemas. El sistema lógico mandara señales de control, al sistema de potencia.

4).- Probar el sistema completo.

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Realice el reporte correspondiente, de acuerdo al formato dado, y conteste las siguientes preguntas:

a).- ¿Qué es una interfaz?.

b).- Cuales son los tipos de interfaz que existen.

c).- ¿Cuál es la función de una interfaz?. Explique.

d).- Dibuje el diagrama esquemático del circuito completo, explicando la función de cada parte que lo forma.

e).- Indique otras aplicaciones que puede tener este circuito lógico con otro tipo posible de interfaz.


El profesor le indicara a cada equipo de trabajo el sistema lógico a armar, el sistema de potencia, indicando el objetivo que realizara el sistema completo, con el fin de tener una mayor variedad de aplicaciones de los optoacopladores.

Una vez realizada la practica, los equipos en clase sacarán sus conclusiones de cada sistema armado, para que todo el grupo tenga una mayor cantidad de circuitos de interfaz utilizando optoacopladores.

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PRACTICA No. 7

CELDAS SOLARES

OBJETIVO: EL ALUMNO CONOCERÁ EL FUNCIONAMIENTO BÁSICO DE UNA CELDA SOLAR Y DISEÑARA UN CIRCUITO CON UNA APLICACIÓN CON ELLA.

INTRODUCCIÓN

El impacto que produce la posibilidad de utilizar la energía solar en forma controlada y para nuestros propios fines, es un hecho que justifica la aparición de la celda solar, la cual es un dispositivo que utiliza el fenómeno fotovoltáico para convertir la energía solar en energía eléctrica.

En general una celda solar tiene las siguientes partes: Capa antirreflejante, contactos metálicos, región tipo N (P) y una región tipo P (N).

Las posibilidades del aprovechamiento de la energía solar son muchas y el empleo de las celdas solares constituye una solución real al abastecimiento energético, sobre todo en regiones aisladas y carentes de infraestructura eléctrica.


Celda solar VOS digital Op-amps. Resistencias Capacitores Fuente(s) de alimentación Proto(s) Generador de señales Osciloscopio

METODOLOGÍA

1).- Medir el voltaje generado por una celda solar, variando la intensidad luminosa.

2).- Conecte varias fotoceldas para obtener mas voltaje y una mayor cantidad de corriente en su salida.

3).- Arme un amplificador de instrumentación y amplifique el voltaje generado por la celda solar.(En caso de existir Amplificadores de Instrumentación en un C.I., realice una aplicación de él).

Realice el reporte correspondiente, y conteste las siguientes preguntas:

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a).- Explique el efecto fotovoltaíco.

b).- Explique el funcionamiento interno de una celda solar.

c).- En que afecta el área en una celda solar.

d).- Mencione 5 aplicaciones de las celdas solares.

e).- Mencione las ventajas y desventajas de las celdas solares.

f).- Dibuje el diagrama a bloques de un sistema de televisión rural.

g).- Realice el diagrama esquemático del sistema o aplicación utilizada durante esta practica.


El profesor distribuirá varias aplicaciones de las celdas solares entre los diferentes equipos de trabajo.

Una vez realizadas la practica los equipos expondrán sus aplicaciones sobre celdas solares.

Investigar características eléctricas de una celda solar y diga como realizaría un panel y un módulo solar para diferentes aplicaciones de ellas.

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PRACTICA No. 8

FIBRAS ÓPTICAS

OBJETIVO: UTILIZARA FIBRAS ÓPTICAS PARA REALIZAR TRANSMISIÓN Y RECEPCIÓN DE DATOS A TRAVÉS DE ELLA Y CON ELLO QUE EL ALUMNO CONOZCA UNA APLICACIÓN DE LAS F.O.

INTRODUCCIÓN

La posibilidad de dirigir un rayo de luz a través, de un determinado medio, forzándolo a una trayectoria diferente a la normal o sea la línea recta, ya es conocida desde hace mucho tiempo. En 1870 John Tyndall demostró que la luz podría ser curvada al propagarse por un chorro de agua que se curvea al salir de un tanque.

Una fibra óptica consta de un núcleo y de un recubrimiento con un h de refracción diferente. Se puede dar el caso de que el índice de refracción del núcleo sea el mismo a lo largo de todo el radio, o bien varíe, ya sea de forma parabólica o de forma tipo rampa del centro hacia afuera.

Un parámetro muy importante es la apertura numérica (N.A.), EL CUAL SE DEFINE COMO LA CANTIDAD LUMINOSA QUE ENTRA A LA F.O. INCIDIENDO EN ELLA CON CIERTO ÁNGULO o CONO DE ACEPTACIÓN.


Kit de fibra óptica Osciloscopio Fuente(s) de alimentación Generador de señales Manual de operación del Kit

METODOLOGÍA

1).- Abra el manual del kit de la fibra óptica en la parte de transmisión de datos, y siga los pasos que ahí se dan.

2).- Construya ahora un transmisor y receptor de datos digitales, utilizando para ello op-amps. Transmita unos 5 datos en serie con el formato de: 1 bit de inicio, 8 bits de datos, y dos bits de paro.

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3).- Realice el reporte correspondiente, agregando la respuesta a las siguientes preguntas: a).- ¿Qué principio básico utilizan las fibras ópticas?.

b).- ¿Qué es el ángulo límite de un material?.

c).- Demuestre matemáticamente la ecuación de la N.A.(A.N.).

d).-¿ Qué es una F.O. monomodo?. ¿ Y qué es una F.O. multimodo?.

e).- ¿Cuál es la ecuación que nos determina el tipo de perfil de índice, de acuerdo al índice graduado (g)?. Utilice esto mismo para escribir la ecuación que nos indica como podemos calcular el número de modos en una F.O.?

f) Indique por lo menos 6 aplicaciones de las F.O.'s.

g).- Investigue en un manual sobre F.O. los principales parámetros eléctricos de ella, y que nos indica cada uno de ellos.


El profesor puede indicar aplicaciones diferentes para algunos equipos de trabajo de practicas, para realizarlas durante la practica y con ello que los alumnos tengan una mayor variedad de usos del Kit de practica de la F.O.; y después exponerlas en la clase teórica.

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Practica # 9.Optoacoplador, aplicación análoga y aplicación

digital.

Optoacoplador, aplicación análoga.

Objetivo.

El estudiante aprenderá y comprobará como una señal analógica puede ser acoplada de un circuito a otro totalmente aislado uno del otro a través del optoacoplador.

Sugerencias para su desarrollo.

Se sugiere al estudiante que use un radio o walkman para obtener una salida de audio, la cual acoplará a un circuito amplificador apropiado para ser conectado con un optoacoplador del tipo transistor de forma que en el segundo circuito se obtenga la señal de audio, esta ultima totalmente aislada del primer equipo.

Optoacoplador, aplicación digital.

Objetivo.

El estudiante aprenderá y comprobará como una señal digital puede ser acoplada de un circuito a otro totalmente aislado uno del otro a través del optoacoplador.


Una forma sencilla de comprobar el funcionamiento digital del optoacoplador es acoplando una simple señal cuadrada de un generador con un optoacoplador de salida a transistor.

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Practica # 10.Fibra óptica, aplicación análoga y aplicación

digital.

Fibra óptica, aplicación análoga.

Objetivo.

Que el estudiante sea capaz de transmitir una señal análoga a través de una fibra óptica y observe las ventajas y desventajas de este método de transmisión.


Se sugiere al estudiante que arme un preamplificador de audio y convierta la salida de este en luz de forma que la pueda conducir por la fibra, una vez conducida en el otro extremo de la fibra conectarlo a un amplificador de audio para verificar la transmisión.

Fibra óptica, aplicación digital.

Objetivo.

Que el estudiante sea capaz de transmitir una señal digital a través de una fibra óptica y observe las ventajas y desventajas de este método de transmisión.


De manera semejante a la práctica del optoacoplador (parte digital) se puede utilizar un generador cuya salida sea convertida en luz y transmitida a través de la fibra y reconvertida al final de la misma, verificando con un osciloscopio.

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Practica # 11. Displays.

Objetivo.

El estudiante verificara la contracción y el funcionamiento de los diferentes tipos de displays

Display de 7 segmentos.


Se sugiere al estudiante que utilice un circuito integrado 7446 o 7447 de la serie TTL o algún otro similar para la decodificación de un dato binario en su dato equivalente de 7 segmentos.

Se sugiere también que investigue los diferentes tipos de display así como tamaños y compañías que los fabrican, puede investigar en el sitio Web de DIGIKEY.

Display alfanumérico. .


Se sugiere al estudiante que utilice un circuito integrado para la decodificación de un dato binario en su dato equivalente alfanumérico.

Se sugiere también que investigue los diferentes tipos de display así como tamaños y compañías que los fabrican, puede investigar en el sitio Web de DIGIKEY.

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Display matricial de 7x 5.


Se sugiere al estudiante que utilice un circuito integrado para la decodificación de un dato binario en su dato equivalente matricial de 7 X 5. Se sugiere también que investigue los diferentes tipos de display asi como tamaños y compañías que los fabrican, puede investigar en el sitio Web de DIGIKEY.

Display de cristal líquido o LCD.


Se sugiere al estudiante que consiga un display LCD muy barato de alguna calculadora o reloj, ya que la mejor forma de aprender del LCD es disertándolo en sus diferentes capas.

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PROYECTOS DE FIN DE CURSOS

Pizarra Electrónica para un Gimnasio de Basket-Bol y Volley -Bol

Que contenga lo siguiente: Indicador de tiempo faltante, periodo, puntos local y visitante, número de fauls de c/equipo número de jugador con sus faules personales, alarma fin del partido.

Sistema de Vigilancia para una casa habitación

Que se encienda el radio y/o la TV a una hora determinada, las luces de alguno(s) cuartos al caer la noche, si entra alguna persona no deseada, que suene una alarma durante 30 segs, se apague durante 20 segs y se vuelva a encender durante otros 30 segs. Alarma contra Incendios

Circuito secuenciador de luces para una Discoteca

Encienda luces según una secuencia ya determinada ( Varias, algunas 5 ), y de acuerdo a la potencia de salida.

Tablero digital de un automóvil.

Tacómetro digital, Medidor de la presión del aceite, de la Temperatura, Volumen en Lts del tanque de gasolina, Cuenta Kilómetros parcial y total de un automóvil.

Control Programable de giro para motores de cc

Control de giro para motores de cc de 5V a 12V durante el tiempo que el usuario así lo desee o durante un tiempo previamente determinado (es decir en forma manual y/o automática) con tacómetro digital multiplexado para 4 motores que están funcionando al mismo tiempo.

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Contador de Personas para una Biblioteca

Contador de personas que están dentro de una biblioteca en un instante determinado, Contador de personas que han entrado por cada hora de servicio para cuestión de estadísticas, Sensor de Nivel de Iluminación para encender en forma automática la luz en la zona requerida, Sensor de nivel de ruido para zonas de estudio. Alarma contra Incendios.

Generador de Efectos Luminosos usando EPROM's

Lo mismo que el circuito secuenciador de luces para una discoteca y que encienda un Letrero ya establecido con diferentes efectos. EL REPORTE DEL PROYECTO DEBERÁ CONTAR CON LO

SIGUIENTE:

1.- PORTADA DE PRESENTACIÓN 2.- ÍNDICE 3.- ANTECEDENTES 4.- OBJETIVO GENERAL 5.- MARCO TEÓRICO(DENTRO DE ESTE CAPITULO VA LO REFERENTE AL MATERIAL TEÓRICO DE TODO LO UTILIZADO EN EL PROYECTO) 6.- DISEÑO DEL PROYECTO(SE DEBE INCLUIR: CÁLCULOS MATEMÁTICOS, DIAGRAMA ESQUEMÁTICO, CIRCUITO IMPRESO, PRESENTACIÓN FÍSICA) 7.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

8.- ANÁLISIS ECONÓMICO(COMPONENTES ELECTRÓNICOS, TERMINALES, CONECTORES, LAMPARAS INDICADORAS, MANO DE OBRA Y GASTOS ADMINISTRATIVOS). 8.- APÉNDICES 9.- BIBLIOGRAFÍA.

LOS PROYECTOS DEBERÁN ESTAR EXPUESTOS DURANTE LA PRESENTACIÓN TEÓRICA Y DEFENSA DE EL.

LA CALIFICACIÓN SERÁ DE MANERA INDIVIDUAL DE ACUERDO AL REPORTE ESCRITO, LA EXPOSICIÓN ORAL, LA PRESENTACIÓN FÍSICA DEL PROYECTO, ASÍ COMO LA DEFENSA PERSONAL DEL ALUMNO DE SU TRABAJO.

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manual de prácticas de optoelectrónica

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