circuitos de control en proyectos3

CIRCUITOS DE CONTROL

EN PROYECTOS

Antonio Vives

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

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.

Circuito conmutación con relé de dos circuitos independientes

Inversor de giro de un motor con relé

Inversor de giro con relé y paro por final de carrera

Inversor de giro con relé y paro por final de carrera con indicador de paro de motor

Inversor de giro con relé y paro por final de carrera con indicador de sentido de giro de motor

Marcha-paro con relé por pulsadores

Inversor giro motor con pulsadoresgiro derecha ; giro izquierda

Inversor giro motor con automático y con un solo relé

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

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.

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

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

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

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

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.

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

+=+

+

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

+=+

+

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

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.

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

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.

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

Circuito activación por infrarrojosIRED - Fototransistor