Apndice F

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Tabla de Contenido

1. Tabla de Contenido F-1 de F-69

2. Autocrtica F-2 de F-69

3. Resumen F-3 de F-69

4. Introduccin F-3 de F-69

5. Laboratorio 1 F-4 de F-69

6. Laboratorio 2 F-13 de F-69

7. Laboratorio 3 F-24 de F-69

8. Laboratorio 4 F-32 de F-69

9. Laboratorio 5 F-43 de F-69

10. Proyecto 1a- Juego de Reflejos con Relay F-49 de F-69

11. Proyecto 1b- Juego de Reflejos con Arduino F-54 de F-69

12. Proyecto 1c- Sistema de Control para

Barrera de Estacionamiento con Arduino F-61 de F-69

13. Conclusin F-68 de F-69

14. Recomendaciones F-69 de F-69

Apndice F

F-2 de F-69

Autocrtica

En la realizacin de las experiencias de laboratorio, aunque la gua fue dividida para realizar un trabajo ms eficiente, no se mantuvo control total sobre las partes realizadas por los diversos equipos. Posteriormente se inici con el control del mismo. Aunque el manejo de los datos recolectados en el laboratorio fue apropiado, no todos los equipos de trabajo entregaron al compilador los datos como fueron solicitados. Como consecuencia la elaboracin del apndice tomo ms tiempo del previsto. Todas las partes de las diferentes guas de laboratorio fueron cubiertas en su totalidad por los equipos de laboratorio. No se presentan imgenes para todas las partes del laboratorio. Para el informe del proyecto 1c-barrera de estacionamiento, faltaron las imgenes correspondientes a la maqueta, y el video explicativo.

Apndice F

F-3 de F-69

Resumen

En las experiencias propuestas para los laboratorios, se desarrollaron experimentos referentes al funcionamiento de los elementos bsicos de un circuito como lo son los resistores, capacitores y relevadores. Preliminarmente se presentaron las normas de seguridad y algunas experiencia diseadas para calcular voltajes mortales que aplicados en diferentes partes del cuerpo pueden causar una corriente mortal. Se estudi el funcionamiento de los elementos del circuito y para los capacitores su tiempo de carga o descarga y respuesta a cambios bruscos en el circuito. Con respecto a los relevadores se explor su forma de trabajar y sus especificaciones.

Introduccin

Durante la realizacin de los laboratorios, se cont de diversos equipos con un mximo de cuatro integrantes para desarrollar cada parte propuesta por la gua. De esta manera se recolectaron los datos para luego integrarlos y ser analizados por el compilador. Las experiencias realizadas demostraron conceptos bsicos referentes al funcionamiento de los elementos de un circuito. En referencia a la resistencia, vimos la variacin del voltaje en un potencimetro a partir de su terminal variable, as como la variacin de la resistencia del mismo. La experiencia de capacitancia demostr el tiempo de carga y descarga de un capacitor, as como la relacin entre la corriente y el voltaje de un circuito capacitivo cuando el capacitor empieza a cargarse. Luego vimos los efectos de un capacitor que se descarga a travs de un led el cual atena su voltaje. La experiencia de los relevadores permiti determinar su funcionamiento, y adems permiti conocer el desempeo del mismo para diversas configuraciones dentro de un circuito.

Apndice F

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Laboratorio #1

SEGURIDAD AL TRABABAJAR CON EQUIPO ELECTRICO, ASPECTOS BASICOS DEL FUNCIONAMIENTO Y USO DE CUATRO

EQUIPOS DE LABORATORIO

1. Objetivos

Familiarizar al estudiante con las precauciones que debe tomar por seguridad al

trabajar con equipo elctrico.

Comprender el funcionamiento y uso bsico de cuatro equipos de laboratorio.

Realizar circuitos sencillos utilizando interruptores y lmparas.

Reforzar la habilidad del uso del multmetro para mediciones de voltaje y corriente en circuitos serie y paralelo.

Nota #1: Trabajo en Equipo e informe de la practica: Las practicas de laboratorio, se realizan trabajando en equipo; Cada equipo, tendr un lder o coordinador de la actividad; El numero de estudiantes por equipo, ser indicado previamente, por el profesor de laboratorio. Cada equipo, deber tener una copia, y haber ledo la gua de laboratorio, antes de realizar la practica. Al finalizar la prctica, muestre los resultados obtenidos, en cada caso, profesor de laboratorio. Se entregara un solo informe de esta practica, en la prxima sesin de laboratorio o segn indique el profesor de laboratorio; En el documento entregado, se presentaran tablas comparativas de los resultados de cada experiencia; En cada tabla, identificar cada columna de datos, con la inicial del nombre y apellido del coordinador del equipo. Una versin corregida del informe de laboratorio + copia de la correspondiente Gua de Laboratorio, deber ser incluido en el apndice correspondiente, del prximo informe parcial y el semestral.

2. Equipo y Materiales

Fuente de Poder, Marca DEGEM - modelo 101

Multmetro Digital ( Porttil ), marca Vctor modelo 890C

Generador de Funciones, marca BK Precision modelo 4007

Osciloscopio Digital, marca Tektronix modelo TDS2012C

Dos lmparas piloto (o focos incandescentes).

Dos interruptores.

Plantilla de experimentos o Prottoboard y alambre de telfono.

Apndice F

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3. Reglas de seguridad en el laboratorio

Al trabajar en el laboratorio elctrico, es responsabilidad de todos los participantes, instructores y

estudiantes, crear las condiciones de trabajo ms seguras posibles. Las reglas de seguridad que

se enunciarn en esta gua, obedecen ms que todo al sentido comn, y al respeto (no temor),

que debe sentirse por la electricidad.

En un choque elctrico, corrientes de tan slo 100mA pueden ser fatales, a menos que alguien

desconecte la energa y le d tratamiento inmediato a la persona afectada. Si el cuerpo humano

se considera como parte de un circuito, la cantidad de corriente que pasar por l depender de

la resistencia que presente entre los dos puntos conectados y el voltaje aplicado. La resistencia

que presenta el cuerpo humano vara de acuerdo a los dos puntos entre los cuales se mida.

Adems, disminuye si la superficie del cuerpo est hmeda, o si la persona se encuentra tensa o

cansada; esta resistencia puede llegar a tener valores de tan slo unos cientos de ohmios.

El efecto de la corriente en el cuerpo humano puede ir desde una leve sensacin dolorosa, para

corrientes de menos de 10 mA, hasta parlisis muscular (aprox. 40 mA), paro respiratorio,

(aprox. 100 mA) paro cardaco y muerte para corrientes entre 100 y 200 mA. A continuacin la

figura 1 nos muestra los efectos causados por la corriente.

Apndice F

F-6 de F-69

Figura 1. Efectos fisiolgicos de la corriente elctrica

La primera medida de seguridad al trabajar con electricidad ser siempre pensar, antes de

actuar, planificar el trabajo a realizar. Algunas otras reglas de seguridad importantes seran:

1. Evite fomentar el desorden o juego en el rea de trabajo.

2. Evite distraer a sus compaeros cuando estn trabajando.

3. Consulte al instructor cuando tenga cualquier duda acerca del equipo, de las conexiones

o del procedimiento en general, y pdale su aprobacin antes de empezar a trabajar con

un circuito dado.

4. Revise que el equipo y los materiales que vaya a utilizar estn en buen estado, y que las

conexiones sean las correctas.

5. Trate de trabajar manteniendo una mano en el bolsillo o en su espalda cuando el sistema

est activado. El camino a travs del cuerpo ms peligroso para la corriente es de mano

a mano, puesto que atraviesa el pecho, donde estn los rganos vitales como el corazn

y los pulmones.

6. No trabaje sobre piso hmedo, ni apoyado o parado sobre ningn objeto metlico.

7. De ser posible, trabaje en un rea donde halla por lo menos dos personas ms

presentes. De ocurrir un accidente, uno de ellos podra buscar auxilio mientras el otro

atiende al afectado.

8. No trabaje en un circuito energizado a menos que sea absolutamente necesario, y en

este caso, extreme las precauciones.

9. Evite el uso de collares, pulseras, o cualquier otro accesorio que pueda entrar en

contacto con el circuito sin que usted se d cuenta.

10. Utilice preferiblemente zapatos de suela de goma. (aislados)

11. Los capacitores electrolticos y otros de alto valor capacitivo, pueden mantenerse

cargados por varias horas despus de haber sido desconectados. Verifique si estn

completamente descargados aplicando un corto circuito entre sus terminales con un

destornillador aislado, antes de volver a utilizarlos.

12. Ciertos componentes, como los resistores, por ejemplo, pueden calentarse durante su

operacin. De cierto tiempo para que se refresquen antes de removerlos del circuito.

13. Conozca donde estn ubicados los extintores de incendio, y como utilizarlos.

14. Si va a trabajar con electricidad frecuentemente, es preferible tener algunas nociones de

CPR (siglas en ingls de Resucitacin Cardiopulmonar) que constituye la medida de

auxilio bsico en caso de choque elctrico.

Apndice F

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4. Uso del Equipo Bsico de Laboratorio:

4.1. Fuente de Poder

Definicin: Una fuente de poder regulada de corriente directa, tiene la capacidad de mantener el

nivel de voltaje de salida constante, aunque cambie la corriente de carga. La mayora de las

fuentes tienen dispositivos de proteccin tales como fusibles, que interrumpen la alimentacin en

caso de sobrecarga. Muchas cuentan adems con limitadores de corriente, esto es, tienen un

valor mximo de corriente que puede proporcionar a la carga. Si la carga demanda una corriente

mayor que la corriente lmite, la fuente reduce automticamente su voltaje de salida. Esto

protege tanto a la carga como a los circuitos internos de la fuente de poder. En algunas fuentes,

existen mecanismos que permiten ajustar este valor mximo de la corriente, dentro de un

margen dado. Toda fuente de poder de corriente directa tendr un valor mximo de voltaje

disponible en terminales.

Ejemplo: Fuente de Poder, marca DEGEM - modelo 101. Para informacin adicional y

procedimiento a seguir para una verificacin funcional bsica de este equipo, refirase a la

informacin y el manual del usuario suministrado por el profesor de laboratorio. Incluir en el

informe de este equipo, una ilustracin con la vista frontal del instrumento.

4.2. Multmetro Digital

Definicin: Un multmetro es un instrumento de prueba de mltiples funciones, teniendo

normalmente diferentes escalas o rangos de medicin. Bsicamente, estn diseados para leer

voltaje, resistencia y corriente, aunque pueden tener otras funciones adicionales.

En los multmetros digitales, se selecciona normalmente el modo de operacin (voltmetro,

ampermetro u hmetro), el tipo de seal (AC o DC), el rango o escala a utilizar, y al realizar la

medicin aparece la lectura directamente en la pantalla. Hay que tener presente que:

1. Al realizar una medicin de voltaje, con el multmetro como voltmetro, los terminales se

conectan en paralelo con el voltaje a medir.

2. Al realizar una medicin de corriente, con el multmetro como ampermetro, se conecta

el instrumento en serie con la corriente que se desea leer.

3. Al leer resistencias, se debe procurar utilizar la escala inmediatamente superior al valor

esperado, para mayor exactitud, y desconectar la resistencia de inters del resto del

circuito.

Apndice F

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Ejemplo: Multmetro Digital ( Porttil ), marca Victor - modelo 809C. Para informacin adicional

y procedimiento a seguir para una verificacin funcional bsica de este equipo, refirase a la

informacin y el manual del usuario suministrado por el profesor de laboratorio. Incluir en el

informe de este equipo, una ilustracin con la vista frontal del instrumento.

4.3. Generador de Funciones

Definicin: Un generador de seales, de funciones o de formas de onda es un dispositivo

electrnico de laboratorio que genera patrones de seales peridicas o no peridicas tanto

analgicas como digitales. Se emplea normalmente en el diseo, prueba y reparacin de

dispositivos electrnicos.

Tradicionalmente los generadores de seales eran dispositivos estticos apenas configurables,

pero actualmente permiten la conexin y control desde un PC. Con lo que pueden ser

controlados mediante software hecho a medida segn la aplicacin, aumentando la flexibilidad.

Ejemplo: Generador de Funciones, marca BK Precision - modelo 4007. Para informacin

adicional y procedimiento a seguir para una verificacin funcional bsica de este equipo,

refirase a la informacin y el manual del usuario suministrado por el profesor de laboratorio.

Incluir en el informe de este equipo, una ilustracin con la vista frontal del instrumento.

4.4. Osciloscopio

Definicin: Un osciloscopio es un instrumento de medicin electrnico para la representacin

grfica de seales elctricas que pueden variar en el tiempo. Presenta los valores de las

seales elctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X

(horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones.

Los osciloscopios, clasificados segn su funcionamiento interno, pueden ser tanto analgicos

como digitales, siendo el resultado mostrado idntico en cualquiera de los dos casos, en teora.

Osciloscopio digital: En la actualidad los osciloscopios analgicos estn siendo desplazados

en gran medida por los osciloscopios digitales, entre otras razones por la facilidad de poder

transferir las medidas a una computadora personal o pantalla LCD.

Estos osciloscopios aaden prestaciones y facilidades al usuario imposibles de obtener con

circuitera analgica, como los siguientes:

Apndice F

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a. Medida automtica de valores de pico, mximos y mnimos de seal. Verdadero valor

eficaz.

b. Medida de flancos de la seal y otros intervalos.

c. Captura de transitorios.

d. Clculos avanzados, como la FFT para calcular el espectro de la seal. tambin sirve

para medir seales de tensin.

Ejemplo: Osciloscopio Digital, marca Tektronix - modelo TDS2012C. Para informacin adicional

y verificacin funcional bsica de este equipo, refirase a la informacin y el manual del usuario

suministrado por el profesor de laboratorio. Incluir en el informe de este equipo, una ilustracin

con la vista frontal del instrumento.

5. Procedimiento

Parte 1

a. Midamos nuestra resistencia. Haga que su instructor muestre la forma de usar un hmetro.

Con l, mida la resistencia del cuerpo entre:

Un dedo de la mano derecha a uno de la mano izquierda ___________ (resistencia)

Un dedo de la mano derecha a un dedo del pie izquierdo____________ (resistencia)

Ahora, humedzcase los dedos y repita las mismas mediciones:

Un dedo de la mano derecha a uno de la mano izquierda ___________ (resistencia)

Un dedo de la mano derecha a un dedo del pie izquierdo____________ (resistencia)

La resistencia real vara, naturalmente, dependiendo de los puntos en contacto y, segn se ha

descubierto, de la condicin de la piel. La resistencia de esta puede variar entre 1,000 en la

piel hmeda, y 500,000 en la piel seca.

b. Tomando la resistencia del cuerpo medida en a y considerando 100 mili amperes como la

corriente fatal, qu tensiones seran mortales para usted?, use la formula: V= I * R con

I=100mA.

Contacto entre las dos manos (secas) _______________________ volts

Contacto entre una mano y un pie (secos) ____________________ volts

Contacto entre las dos manos (mojadas) _____________________ volts

Contacto entre una mano y un pie (mojados) __________________ volts

NOTA: No intente comprobar esta ltima parte ( ie. b).

Apndice F

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Parte 2

En una plantilla de experimentos, arme los circuitos mostrados en las figuras 2, 3 y 4. Para cada

circuito realice el procedimiento indicado en 1 y 2; Anote y tabule los resultados obtenidos.

Figura 2. Circuito 1

Figura 3. Circuito 2

Figura 4. Circuito 3

1. Coloque un voltmetro para medir:

La cada de voltaje a travs de cada una de las lmparas

2. Coloque un ampermetro para medir:

La intensidad de corriente de la fuente.

La intensidad de corriente de cada una de las lmparas

3. Para los circuitos de las figuras 3 y 4:

Apague las dos lmparas a la vez

Slo apague una lmpara

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Apndice F

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Resultados

PARTE 1

Para la parte a los resultados del laboratorio aparecen en la siguiente tabla:

Tabla F.1: Puntos de medicin y su resistencia

Puntos de Medicin Resistencia (Mohm)

Un dedo de la mano derecha a uno de la mano izquierda 3.6

Un dedo de la mano derecha a un dedo del pie izquierdo 3.24

Puntos de Medicin (Humedecidos) Resistencia (Mohm)

Un dedo de la mano derecha a uno de la mano izquierda 1.17

Un dedo de la mano derecha a un dedo del pie izquierdo 2.43

b. Tomando la resistencia del cuerpo medida en a y considerando 100 mili amperes como la

corriente fatal, qu tensiones seran mortales para usted?, use la frmula: V= I * R con

I=100mA.

Tabla F.2: Voltaje fatal al contacto

Contacto Voltaje Fatal(volts)

Contacto entre las dos manos (secos) 360000

Contacto entre mano y un pie (secos) 324000

Contacto entre las dos manos (mojados) 117000

Contacto entre una mano y un pie (mojados) 243000 Parte 2

En una plantilla de experimentos, arme los circuitos mostrados en las figuras 1.1, 1.2 y 1.3. Para

cada circuito realice el procedimiento indicado en 1 y 2; Anote y tabule los resultados obtenidos.

Tabla F.3: Mediciones en los circuitos 1, 2 y 3

Circuito Condiciones de estudio Elemento Voltaje (V) Corriente

(mA)

Circuito 1 Condicin 2 (S1 cerrado) Foco L1 4.88 164

Circuito 2

Condicin 1 (S3 cerrado) Foco L2 4.4 210

Foco L3 0 0

Condicin 2 (S3 abierto) Foco L2 3.62 98.6

Foco L3 1.41 98.6

Circuito 3

Condicin 1 Foco L4 4.55 220

(S4 y S5) cerrados Foco L5 4.67 102.6

Condicin 2 Foco L4 0 0

(S4 abierto y S5 cerrado) Foco L5 4.75 100

Condicin 3 Foco L4 4.57 220

(S4 cerrado y S5 abierto) Foco L5 0 0 Fuente de alimentacin DC: Para el ajuste grueso 0-36V y para el ajuste fino 0-3V.

Apndice F

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Laboratorio #2

RESISTENCIAS Y ASIGNACIN DE CALIBRES

Objetivos

Familiarizar al estudiante con el uso del Multmetro.

Medir la resistencia total de circuitos serie y paralelo, utilizando resistores fijos y

variables.

Familiarizar al estudiante con el concepto de resistencia variable y sus efectos

dentro del circuito.

Introducir el concepto del valor del calibre en los conductores y su asignacin.

Equipo y Materiales

Fuente de poder DEGEM - modelo 101 o similar.

Multmetro Digital ( Porttil ) Vctor modelo 890C o similar.

Multmetro o Miliampermetro 0 100 mAcd, para medir indirectamente la corriente (

Ver Nota 2 )

Resistencia variable ( Potencimetros o Reostato ) de 1 k y de 100 k

Resistencias de 1 k y 1.5 k. Todas las resistencias son de de Watt; y 5% de

Tolerancia.

Plantilla de experimentos o Prottoboard, alambre de telfono, pinza de corte diagonal

y de punta larga.

Nota 1: Coordinar ( JG+S_JG ) Traer a clase y al laboratorio la caja de herramientas del grupo. ( Pendiente )

Procedimiento

Parte 1 - Para las Resistencias Variables de 1 k y de 100 k

Apndice F

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Figura 1. Forma fsica interna de la Resistencia Variable

a. Mida la resistencia entre las terminales exteriores ( Ver Figura #1 Terminal 1 y 3)

b. Conecte las puntas del hmetro a la terminal exterior 1 y el brazo de la Resistencia

Variable (terminal 2). Gire la perilla a la mxima posicin contraria a las manecillas del

reloj y mida la resistencia.

c. Ahora gire la perilla hasta la mxima posicin en sentido de las manecillas del reloj y

mida la resistencia.

Cul ajuste produjo la resistencia ms baja?

Invierta las puntas del hmetro y repita la medicin Varan los resultados?

d. Conecte el hmetro a las terminales 2 y 3 y repita en punto (b).

Indique si la variacin de la resistencia entre las terminales 2 y 3 es inversa a las

terminales 1 y 2.

Arme el circuito mostrado en la figura #2

Figura 2. Medicin de voltaje y corriente en un Potencimetro ( Resistencia Variable )

a. Fije el potencimetro en mxima posicin en sentido de las manecillas del reloj y anote la

indicacin del voltmetro.

b. Fije el potencimetro en la mxima posicin contraria al sentido de las manecillas del

reloj y anote la indicacin del voltmetro.

Vare el potencimetro del mximo al mnimo mientras observa el miliampermetro

Varia la corriente? Explquelo.

Nota 2: Si no hay disponible en el almacn de

electrnica, un mili-ampermetro, se usara

un voltmetro o Multmetro, en paralelo con

la resistencia ( En este caso: Terminal 1 &

3 ), para medir / determinar indirectamente

por medio del voltaje en la resistencia, la

corriente del circuito.

Apndice F

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Modifique el circuito como se muestra en la figura 3. Ahora la resistencia variable est conectado

como restato.

Figura 3. Uso de la resistencia variable como restato

La corriente calculada y la corriente obtenida a travs de la experiencia son aproximadamente

las mismas as que los resultados concuerdan.

Modifique el circuito como se muestra en la figura #4. Ajuste la fuente de energa a 35 V cd.

Figura 4. Medicin de voltaje con referencia 0V

Figura 5. Medicin de voltaje con referencia de ms del 50%

Figura 6. Medicin de voltaje con referencia en 35V

Arme el circuito mostrado en la figura #7.

Apndice F

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Figura 7. Medicin de resistencia

a. Ajuste el restato para la indicacin mnima, mida y calcule la resistencia equivalente

entre A y B.

b. Repita (a) con el restato en la mxima indicacin.

Parte 2 - Los alambres circulares, dependiendo de algunas medidas, pueden tener mayor o

menor resistencia. Por ejemplo, si tenemos los siguientes alambres:

Figura 8. ( a ) Diferencia de las caractersticas resistivas entre conductores; ( b ) Formula:

Resistencia @ 20o C

Si tenemos mayor resistividad, tendremos mayor resistencia

Entre ms grande sea el conductor, mayor resistencia tendr

Mientras ms pequea sea el rea transversal, mayor resistencia tendremos

Entre ms elevada sea la temperatura del alambre, mayor resistencia tendr

Las unidades expresadas en la figura estn en CM-ohms/pies (resistividad), pies (longitud), mils

circulares (Area). Tal vez para muchos de nosotros, lo normal sera que el rea estuviera medida

en centmetros, metros, etc. elevados al cuadrado, ms cuando se trata del rea de un conductor

elctrico, la unidad con la que se mide son mils circulares. Si tenemos nuestras medidas del rea

en las unidades comunes, podemos transformarlas a mils circulares mediante la siguiente

relacin:

Figura 9. Definicin de los circular mils

Apndice F

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En base a esto podemos definir que un alambre con un dimetro de 1 mil cuadrado (mc) tiene un

rea de 1 mil circular (CM), demostrando que un mc tiene un rea mayor que un CM. Si

aplicamos esta definicin podemos obtener la siguiente frmula:

La resistividad ( rho ) de cada material es diferente dependiendo de su longitud, rea y

temperatura. La unidad de medicin depender de las unidades que se usen en la formula, que

pueden ser por mil-pie o en -metros (SI). Entre algunas de las resistividades ms conocidas

podemos encontrar:

A partir de los datos presentados a continuacin, calcule los valores de los circular mils de las

barras dadas y asigne un calibre ( Ver Tabla #2 ).

Barra 1

Alto: 0.9 mm = 0.035 pulgadas

Ancho: 6.2 mm = 0.244 pulgadas

Longitud: 30.5 cm = 11.811 pulgadas

Barra 2

Grosor: 1.6 mm

Tabla #1 - Resistividad ( ) de Varios Materiales

Material a 20C

Plata 9.9

Cobre 10.37

Oro 14.7

Aluminio 17.0

Tungsteno 33.0

Nquel 47.0

Hierro 74.0

Constantn 295.0

Cromonquel 600.0

Calorita 720.0

Carbono 21,000.0

Grosor 1.6 mm

30.5 cm Longitud

6.2 mm Ancho

Area

Apndice F

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Ancho: 6.2 mm

Longitud: 30.5 cm

Apndice F

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Nota: 1. AWG: American Wire Gauge

2. NFPA: National Fire Protection Association

3. Tabla 310.16 del NFPA 70 - Corriente mxima permisible @ 75o C

para alambre con Aislamiento tipo RHW

Reference: 1. Article: Dont understand the designations, types, and sizes of conductors used in PV

systems? Available at: < http://www.nmsu.edu/~tdi/pdf-resources/cc76.pdf >, Accessed: March 30, 2011

2. NFPA 70, National Electrical Code: Article 338 Service entrance cable: Type SE and USE Definition -

Available at: < See: THW insulation definition >, Accessed: March 30, 2011

Tabla #2 - Dimensiones de los Calibres de Alambre Estadounidense ( AWG1 )

Apndice F

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Resultados

Parte 1 - Para las Resistencias Variables de 1 k y de 100 k

Figura 1. Forma fsica interna de la Resistencia Variable

Tabla F.4: Mediciones en las resistencias variables

Resistencias Variables Mediciones Resultados

100kOhm

e) Terminal 1-3 107.3kOhm

f) Terminal 1-2

Mxima posicin sentido contrario del reloj 13Ohm

Mxima posicin sentido del reloj 107.2kOhm

h) Terminal 2-3

Mxima posicin sentido contrario del reloj 107.2kOhm

Mxima posicin sentido del reloj 13Ohm

1kOhm

e) Terminal 1-3 1.058kOhm

f) Terminal 1-2

Mxima posicin sentido contrario del reloj 14Ohm

Mxima posicin sentido del reloj 1.073kOhm

h) Terminal 2-3

Mxima posicin sentido contrario del reloj 1.073kOhm

Mxima posicin sentido del reloj 14Ohm

Respuesta correspondiente a la figura 2.

Figura 2. Medicin de voltaje y corriente en un Potencimetro ( Resistencia Variable )

El voltmetro para la mxima posicin en el sentido de las manecillas del reloj, marco

10vdc.

Apndice F

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El voltmetro para la posicin contraria a las manecillas del reloj marco 0V.

La corriente no vara. Esto se debe a que el circuito est conectado de manera que la

resistencia existente en el mismo es el de la resistencia fija del potencimetro, al variar el

potencimetro el camino que va hacia el voltmetro es en realidad un camino abierto

debido a que un voltmetro ideal se considera de resistencia infinita.

Modifique el circuito como se muestra en la figura 3. Ahora la resistencia variable est conectado

como restato.

Figura 3. Uso de la resistencia variable como restato

Los resultados obtenidos a travs de los procedimientos asociados a la figura tres permiten responder la pregunta planteada. Los resultados si concuerdan con los clculos realizados con una pequea variacin despreciable.

Tabla de resultados de las figuras #4, 5, 6,7 de la gua de laboratorios correspondientes a

la parte 1.

Tabla F.5: Resultados de la figura 4

Resultados Figura #4 Resistencia () Voltaje (V)

Mnimo 14 10.3

Mximo 1.032 K 7.7 m

Rango 1.018 K 10.2933

Tabla F.6: Resultados de la figura 5

Resultados Figura #5 Resistencia () Voltaje (V)

Mnimo 14 25.1

Mximo 1.032 K 14.75

Rango 1.018 K 10.65

Tabla F.7: Resultados de la figura 6

Resultados Figura #6 Resistencia () Voltaje (V)

Mnimo 14 34.8

Mximo 1.032 K 24.52

Apndice F

F-22 de F-69

Rango 1.018 K 10.28

Tabla F.8: Resultados de la figura 7

Resultados Figura #7 Resistencia () Req ()

Mnimo 14 1.009 K

Mximo 1.032 K 1.375 K

Arme el circuito mostrado en la figura #7.

Figura 7. Medicin de resistencia

a. Ajuste el restato para la indicacin mnima, mida y calcule la resistencia equivalente

entre A y B. 1.014Kohm

b. Repita (a) con el restato en la mxima indicacin. 1.38kohm

Problemas propuestos

Tabla F.9: Medidas de la barra 1

BARRA 1 mm pulgada mils rea (CM)

calibre

alto 0.9 0.035 35

10873.44 10 AWG ancho 6.2 0.244 244

longitud 30.5 11.811 11811 Tabla F.10: Medidas de la barra 2

BARRA2 mm pulgada mils area (CM)

calibre

longitud 305 11,811 11811

19024.7 7AWG ancho 6.2 0.241 241

grosor 1.6 0.062 62

Apndice F

F-23 de F-69

Figura F.1: Muestra el circuito mostrado en el diagrama de la figura 3 armado en protoboard.

Figura F.2: Muestra el circuito mostrado en el diagram de las figuras 4,5,6 armado en protoboard

Apndice F

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Laboratorio 3

CAPACITANCIA

Objetivos

Familiarizar al estudiante con el comportamiento de los circuitos capacitivos.

Calcular y medir la constante de tiempo.

Encontrar los tiempos de carga y descarga usando una Tabla Universal de Constantes

de Tiempo.

Equipo y Materiales

Fuente de poder DEGEM - modelo 101 o similar

Multmetro Digital ( Porttil ) Vctor modelo 890C o similar.

Miliampermetro 0 100 mAcd o Multmetro, para medir indirectamente la corriente (

Ver Nota 1 )

Resistores R1 = 100 k, R2 = 470 k, R3 = 100 k, R4 = 2.2 M a 1W, R5 = 470

a 1W, R6 = 1 k a 1W

Capacitores C1 = 10 F, C2 = 100 F, C3 = 2200 F (electroltico).

Plantilla de experimentos o Prottoboard, alambre de telfono, pinza de corte

diagonal y de punta larga.

Nota: Coordinar ( JG+S_JG ) Traer a clase y al laboratorio la caja de herramientas

del grupo.

Procedimiento

Comportamiento de un circuito capacitivo.

a. Monte el circuito de la figura 1. Observe las marcas de polaridad en el capacitor

electroltico. Ajuste el voltaje a 5 Vdc. El miliampermetro debe dar un mximo de

aproximadamente 50 Acd.

Nota 1: Si no hay disponible en el almacn de

electrnica, un mili-ampermetro, se usara

un voltmetro o Multmetro, en paralelo con

la resistencia R1, para medir / evaluar

Apndice F

F-25 de F-69

indirectamente por medio del voltaje en

R1, la corriente del circuito.

b. Libere el interruptor S1 y descargue el capacitor C1 ponindolo en cortocircuito

conectndolo con un alambre.

c. Oprima y libere el interruptor S1 mientras observa ambos medidores. Repita la

operacin varias veces, descargando el capacitor en cada ocasin. Reduzca el voltaje

de salida de la fuente a cero.

d. Indique si la corriente lleg a un mximo antes que el voltaje. Por qu la corriente volvi

a cero despus de llegar a su valor mximo?

e. Dira que la capacitancia se opone a un cambio en el voltaje o en la corriente?

En un circuito capacitivo la corriente adelanta al voltaje o el voltaje adelanta a la

corriente?

Figura 1. Circuito RC

Clculo y Medicin de las Constantes de Tiempo.

a. Calcule y registre en la tabla # 1 el tiempo (en segundos) requerido para cargar o

descargar completamente, las combinaciones RC descritas. Recuerde que para todos

los fines prcticos se requieren cinco constantes de tiempo para cargar o descargar

totalmente un circuito RC.

b. Monte el circuito que se muestra en la figura 2. Cierre S2 y ajuste la fuente a 15 Vdc

indicado por el voltmetro cuando el capacitor est totalmente cargado. Abra S2 y oprima

S1 para descargar el capacitor.

c. Cierre S2 y mida el tiempo que requiere el capacitor para cargarse. Anote el tiempo en

la tabla # 1. Oprima y libere S1 para descargar el capacitor.

d. Sucesivamente conecte en el circuito cada una de las combinaciones de la tabla, repita

los pasos (b) y (c), y mida cada tiempo de carga.

e. Basado en los clculos y mediciones podra decir que existe una relacin directa entre

los valores de R y C y el tiempo de carga?

f. Recordando que los tiempos de carga medidos, representan cinco constantes de tiempo,

indique si las constantes de tiempo medidas concuerdan con las constantes calculadas

en la tabla 1.

Apndice F

F-26 de F-69

Tabla 1

Combinaciones de RC Una constante de

tiempo (seg) Cinco constantes de tiempo (seg)

Tiempo de carga medido

1 R2C1

2 R3C1

3 R4C1

4 R2, C1, C2 (series)

5 R3, C1, C2 (series)

6 R3, C1, C2 (paralelo)

Figura 2. Clculo y medicin de las constantes de tiempo

Encontrar los tiempos de carga y descarga usando una tabla universal de constantes de tiempo.

a. Usando la figura 3b calcule la constante de tiempo para cargar C2 a travs de R1, con

S1 cerrado y S3 abierto. Calcule la constante de tiempo para descarga C2 a travs de

R3. con S1 abierto y S3 cerrado.

b. En la tabla 2 coloque el tiempo y voltaje esperado a travs de C2 durante la carga y

descarga en cada constante de tiempo.

c. Arme el circuito de la figura 3b y verifique que S1 y S3 se encuentren abiertos. El

voltmetro debe indicar 0 voltios. En caso contrario accione S2 para descargar el

capacitor.

d. Cierre S1 y mida los voltajes en cada constante de tiempo y coloque los datos en la tabla

# 3 para verificar los valores de carga obtenidos en la tabla 2.

e. Registre en la tabla 3 el tiempo medido para cada nivel de voltaje.

f. Examine los resultados de la tabla y compare con el Grafico Universal de Constantes

de Tiempo Ver Figura 3a Concuerdan con sus resultados? Justifique su respuesta.

Apndice F

F-27 de F-69

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

__________________________________________

g. Abra S1 y cierre S3 y mida los voltajes en cada constante de tiempo de descarga y

coloque los valores en la tabla 3, compare los datos obtenidos con los datos tabla 2.

Figura 3a. Grafico Universal de Constantes de Tiempo Figura 3b. Modificacin del

circuito RC

Tabla 2. Valores calculados

C2 R1 C2 R3

CARGA DESCARGA

TC VOLTIOS SEGUNDOS VOLTIOS SEGUNDOS

1

2

3

4

5

Apndice F

F-28 de F-69

Tabla 3. Valores medidos

C2 R1 C2 R3

CARGA DESCARGA

TC VOLTIOS SEGUNDOS VOLTIOS SEGUNDOS

1

2

3

4

5

Observar el comportamiento de un circuito capacitivo

a. Arme el circuito de la figura 4. Observe las marcas de polaridad en el capacitor

electroltico y las del LED. Ajuste el voltaje de la fuente a 0 Vdc.

b. Incremente lentamente el voltaje de la fuente hasta que el LED se encienda por completo

y mida el voltaje al que se ha cargado el capacitor.

c. Apague la fuente y describa lo que sucede.

Figura 4. Visualizacin de la descarga de un capacitor sobre un LED

Apndice F

F-29 de F-69

Resultados Respuestas parte 1 figura 1 d.) indique si la corriente lleg a un mximo antes que el voltaje. Por qu la corriente volvi a cero despus de llegar a su valor mximo? R: Si, la corriente lleg a su valor mximo antes que el voltaje. La corriente volvi a cero porque el capacitor se carg totalmente, y al capacitor cargarse almacena toda la carga que pueda en sus placas impidiendo el flujo de las cargas a travs de l. e.) Dira que la capacitancia se opone a un cambio en el voltaje o en la corriente? En un circuito capacitivo la corriente adelanta el voltaje o el voltaje adelanta la corriente? R: la capacitancia se opone a un cambio brusco de voltaje. En un circuito capacitivo la corriente adelanta el voltaje. Resultados parte 1 tabla 1 Tabla F.11: Combinaciones de RC

# Combinaciones

de RC

Una constante de tiempo

(segundos)

Una constante de tiempo

(segundos)

Tiempo de carga Medido

(segundos)

1 R2C1 4.7 23.5 27.5

2 R3C1 1 5 8

3 R4C1 22 110 116

4 R2, C1, C2

(series) 4.27 21.36 30

5 R3, C1, C2

(series) 0.9 4.54 7

6 R3, C1, C2 (paralelo)

11 55 62

Las siguientes tablas tabulan los resultados referents al circuito de la figura 3b

Tabla F.12: Resultados referentes al circuito de la figura 3b

TC VOLTIOS SEGUNDOS VOLTIOS SEGUNDOS

1 14.08 27.63 14.08 46.56

2 14.09 27.19 14.09 48.21

3 14.08 27.74 14.08 58.92

4 14.07 28.01 14.07 57.66

5 14.07 27.34 14.07 47.45

C2R3

DESCARGA

C2 R1

CARGA

Tabla 2 de valores calculados

Apndice F

F-30 de F-69

Tabla F.13: Resultados referentes al circuito de la figura 3b

TC VOLTIOS SEGUNDOS VOLTIOS SEGUNDOS

1 9.63 10 5.09 10

2 12.09 20 2.14 20

3 14.25 30 0.81 30

4 14.71 40 0.3 40

5 14.88 50 0.12 50

Tabla 3 de Valores Calculados

C2R3

DESCARGA

C2 R1

CARGA

En esta seccin, se nos peda encontrar los tiempos de carga y de descarga usando una tabla universal de constantes de tiempo. en este circuito se calcula multiplicando R por C. =RC=(100 000 ohms)(100*10^-6)=10 segundos

a. La constante de tiempo para cargar C2 a travs de R1 abierto, con S1 cerrado y S3

abierto es de 10 segundos. La constante de tiempo de descarga C2 a travs de R3, con

S1 y S3 abierto es de 10 segundos.

b. Ver tabla 2.

c. El voltmetro efectivamente marca 0 Voltios.

d. Ver tabla 3.

e. Ver tabla 3.

Todos los valores obtenidos experimentalmente concuerdan con el Grafico Universal de Constantes de Tiempo debido a que este grafico est basado en porcentajes de Voltaje Para la figura nmero cuatro estudiamos los efectos de un capacitor en un led a partir del procedimiento propuesto. El voltaje mximo para el cual el led mantuvo su iluminacin tope fue de 5VDC al desconectar la fuente sucedi que el capacitor que ya estaba cargado comenz a descargarse de tal forma que la luz o intensidad que emita el led comenz a atenuarse hasta llegar al punto que se apag.

Apndice F

F-31 de F-69

Figura F.3: Medicin de voltaje de un capacitor Figura F.4: Muestra el circuito de la figura 1 con dos capacitores en paralelo

Figura F.5: Circuito utilizado para evaluar la relacin Voltaje Corriente de un circuito capacitivo para carga y descarga de la parte 1

Apndice F

F-32 de F-69

Laboratorio 4

RELEVADORES

Objetivos

Medir las propiedades de atraer y liberar de un relevador tpico de cd, usando un

DMM.

Identificar el circuito de control y el circuito controlado" usando lmparas y un

DMM.

Demostrar la operacin de distintos circuitos con relevadores, usando lmparas y un

DMM.

Equipo y Materiales

Multmetro Digital ( MD ) o DMM.

Fuente de energa 0 30 DC, 25mA

Fuente de energa 6.3 V CA (fijo).

Fuente de energa 0-40 V CA, 10 mA.

Dos lmparas piloto (o bombillo incandescente).

Relevador SPDT, 12 VCD. ( Nota: Verificar las terminales, con el DMM en la escala

de OHM )

Diodo: 1N4001 o 1N4004 o Similar. ( Nota: Soldar - Diodo a las terminales de la

bobina - Ver esquemtico. )

2ea. Pulsadores: uno Normalmente Cerrado (NC) y uno Normalmente Abierto

(NO).

Plantilla de experimentos o Prottoboard, alambre de telfono, pinza de corte diagonal

y de punta larga.

Nota: Los circuitos indicados, sern evaluados en la plantilla de experimentos o

Prottoboard. Para armar los circuitos indicados, se debe soldar con cuidado

para no daar las terminales, un tramo corto de alambre de telfono a las

terminales de los elementos del circuito y el diodo indicado, al relevador.

Procedimiento

1. Medir las propiedades de atraer y liberar de un relevador tpico de cd, con el voltmetro del DMM.

Apndice F

F-33 de F-69

e. Monte el circuito de la figura 1a. Note que la bobina del relevador est conectada a

travs de la fuente de energa de 12Vcd mediante el interruptor S1, pero que no hay

conexiones a la armadura o los contactos.

Figura 1. Relevador: ( a ) Conexin bsica; ( b ) Detalles / Aspectos fsicos ( Tpico )

f. Ajuste la fuente de energa a 12 Vcd.

g. Opere el interruptor S1 varias veces y observe cmo se mueve la armadura del contacto

normalmente cerrado (NC) al normalmente abierto (NO) y regresa.

h. Escuch u observ cmo golpea la armadura el contacto normalmente abierto cuando

el campo electromagntico lo hala hacia el ncleo de hierro cuando usted oprimi el

interruptor? ______________________________________

i. Escucho y observ a la armadura golpear el contacto normalmente cerrado cuando

liber el interruptor?

_______________________________________________________________________

______________

j. Mantenga oprimido el interruptor S1 y lentamente reduzca el voltaje hasta que oiga que

la armadura se libera y regresa al contacto NC.

k. A qu voltaje se liber la armadura?

Voltaje de liberacin =________________________ Vcd.

El voltaje de liberacin para su relevador debe estar entre 3 y 9 Vcd.

l. Abra y cierre el interruptor S1 en el punto del voltaje de liberacin. Opera el relevador?

__________________________________________________________________________

______

m. Cierre el interruptor S1 y lentamente aumente el voltaje hasta que opere el relevador.

n. A qu voltaje hal la armadura?

Voltaje de atraccin =________________________ Vcd.

El voltaje de atraccin del relevador est entre 9 y 12 Vcd (10.5 V +10%) que es el

voltaje cd ms bajo a que puede operar este relevador. Los fabricantes de los

relevadores especifican el voltaje (o corriente) de atraccin para cada tipo.

o. Ajuste el voltaje a cero.

( a ) ( b )

Apndice F

F-34 de F-69

2. Identificar el circuito de control y el circuito controlado" usando lmparas y un DMM.

a. Al circuito de la figura 1 se le llama circuito de control. La fuente de energa, el

interruptor S1, la bobina y el ncleo del relevador, controlan la posicin de la

armadura, abriendo as un conjunto de platinos y cerrando el otro.

b. Monte el circuito como se muestra en la figura 2. Note que no cambia el circuito de

control. A travs del contacto NO y la armadura est conectado un circuito controlado

de una fuente de energa de 6.3 Vca y una lmpara en miniatura DS1. Dentro del

relevador se considera a los contactos como parte del circuito controlado. En este

circuito no se utiliza el contacto NC.

Figura 2. Identificacin del circuito controlador y circuito controlado

c. Ajuste la fuente de energa de cd a 12 Vcd.

d. Encienda la fuente de energa de 6.3 Vca.

e. Opere el interruptor S1 varias veces. La lmpara DS1 debe encenderse cuando se

oprime el interruptor y apagarse cuando se libera.

Se puede utilizar este circuito para verificar el voltaje de atraccin medido en el

procedimiento 1-j, ya que da una indicacin electrnica y auditiva o visual de que los

contactos se cierran.

f. Apague la fuente de energa de 6.3 Vca.

g. Mueva la conexin del contacto NO al NC.

h. Encienda la fuente de energa de 6.3 Vca.

i. Opere varias veces el interruptor S1.

j. Indique si cambia la operacin del circuito

controlado_______________________________

Explquelo:

_______________________________________________________________________

___

_______________________________________________________________________

_____________

k. Ajuste las fuentes de voltaje a cero.

Apndice F

F-35 de F-69

3. Demostrar la operacin de un circuito zumbador o chicharra, implementado con un relevador.

a. Conecte el circuito de zumbador o chicharra mostrado en la figura 3. Este circuito

difiere del mostrado en la figura 1 en que el lado negativo del circuito regresa a travs de

la armadura y el contacto NC.

Figura 3. Conexin del circuito zumbador

b. Utilizando el voltmetro del DMM en el modo para leer voltajes cd, ajuste la fuente de

energa de cd a 12 Vcd.

c. Oprima el interruptor S1. Zumba el relevador? __________________

La armadura del relevador produce un zumbido porque golpea rpidamente a cada uno

de los contactos. Este es el circuito bsico de operacin de los zumbadores

electromagnticos y campanas de alarma.

d. Mantenga oprimido el interruptor S1 y vari el voltaje entre 5 y 15 Vcd.

e. Indique si cambio la frecuencia del zumbador ____________________

f. Explique qu es lo que hace este circuito para que zumbe el relevador.

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

________________________________________________________

Cuando se cierra S1, la corriente fluye a travs de la bobina del relevador, haciendo que

la armadura se atraiga al contacto (NO). Luego que la armadura se mueve separndose

del contacto (NC), se abre el circuito de la bobina del relevador y la armadura regresa a

la posicin (NC) donde se repite toda la operacin una y otra vez. Si el voltaje de la

bobina es mayor, la corriente de bobina tambin ser mayor, lo que hace que se acelere

la operacin.

g. Regrese el voltaje a cero.

4. Monte el circuito de relevador con memoria, como se muestra en la figura 4.

Apndice F

F-36 de F-69

Note que el contacto NO est conectado entre la lmpara DS1 y el interruptor S2 y que

las lmparas de DS1 y DS2 estn conectadas en serie entre el interruptor y el lado

negativo de la fuente de energa de cd.

Preste especial atencin a estas conexiones al comprobar su circuito. Si estn

invertidas, al cerrar el interruptor pondr en cortocircuito la fuente y disparar los

circuitos de sobrecarga.

Figura 4. Circuito con memoria. ( a ) Diagrama de Control; ( b ) Conexin del circuito

a. Utilizando el voltmetro del DMM en el modo para leer voltajes cd, ajuste la fuente de

energa a 12 Vcd.

b. Oprima y luego libere el interruptor S1. Las lmparas deben encenderse y permanecer

as luego que usted libere el interruptor S1.

c. Por qu permanecen encendidas las lmparas despus de liberar el interruptor S1?

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

________________________________________________________

d. Oprima y libere el interruptor S2.

e. Se apagaron las lmparas? _____________________________________

f. Ajuste el voltaje a cero.

El relevador de amarre es un circuito comn para controlar motores y dispositivos

anlogos. Proporciona interruptores por separado para arrancar (encender) y detener

(apagar). Ya que se emplean dos interruptores, se puede separar fsicamente y dar

colores distintos a los botones. Debido a que el interruptor S1 no puede desactivar el

circuito y el interruptor S2 no puede activarlo, se reduce la probabilidad de error.

5. NO IMPLEMENTAR ESTE CIRCUITO - SOLO PARA LECTURA E INFORMACION ( Tarea: Investigar ).

NO

RELAY

K1

S2

K1

S1

D1

1N4001

+

V1

Lamp

Apndice F

F-37 de F-69

Monte el circuito de la figura 5. Note que ahora el relevador de cd est conectado a la fuente de energa de ca.

Figura 5. Conexin del circuito

a. Utilizando el voltmetro del DMM en el modo para leer voltajes ca, ajuste la fuente de

energa de ca a 25 Vca.

b. Opere el interruptor S1 varias veces. Opera el relevador? ________________________

c. Mantenga el interruptor S1 en la posicin cerrada y lentamente aumente el voltaje de ca

hasta que la lmpara comience a brillar.

d. Indique si el relevador funciona en forma distinta de cuando el voltaje de control era de

cd: ___________________. Explique la diferencia:

___________________________________________

_______________________________________________________________________

____________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

____________________________

Nota: El relevador utilizado en este experimento es de cd. Cuando se le conecta a una

fuente de ca, los continuos cambios de amplitud y direccin de la corriente provocan un

campo magntico alrededor del ncleo, que cambia constantemente en intensidad y

direccin, lo que a su vez varia la fuerza que se ejerce en la armadura, provocando una

operacin intermitente. Los relevadores se deben disear especialmente para que

operen con fuentes de ca. Para que un relevador de cd funcione con una fuente de ca,

se debe rectificar esta (cambindola a cd).

e. Ajuste la fuente de energa a cero.

Apndice F

F-38 de F-69

CUESTIONARIO

1. Qu tipo de dispositivo de conmutacin es el relevador?

a. Mecnico

b. Magntico

c. Electromagntico o electromecnico

d. ptico

2. En la figura 4, en cul parte del circuito estn los contactos del relevador?

a. En el circuito de control

b. En el circuito controlado

c. Respuesta (a.) y (b.)

d. Ni (a.) ni (b.)

3. Qu tipo de relevador se utiliza en este experimento?

a. SPDT

b. SPST

c. DPST

d. DPDT

4. Cul de los siguientes componentes no forma parte del circuito de control de la figura 4?

a. K1

b. DS2

c. S1

d. Todas las anteriores

5. Cul de los siguientes componentes no forma parte del circuito controlado de la figura 4?

a. DS1

b. DS2

c. El contacto NO

d. El contacto NC

6. La resistencia de la bobina del relevador utilizado en este experimento de laboratorio es de

2300 +10% ( Nota: En el laboratorio - verificar este valor ), y la corriente mxima de atraccin

especificada es de 4.6 mA cd. En consecuencia, el voltaje de operacin especificado debe ser:

a. 10.5 Vca

b. 10.5 Vcd +10%

c. 9 a 12 Vca

d. Ninguna de las anteriores

Apndice F

F-39 de F-69

Resultados.

Parte 1. Con respecto a la figura 1

a. Escuch u observ cmo golpea la armadura el contacto normalmente abierto

cuando el campo electromagntico lo hala hacia el ncleo de hierro cuando usted

oprimi el interruptor?

Si, si escuche

b. Escucho y observ a la armadura golpear el contacto normalmente cerrado cuando

liber el interruptor?

Si, si escuche

c. Mantenga oprimido el interruptor S1 y lentamente reduzca el voltaje hasta que oiga

que la armadura se libera y regresa al contacto NC.

A qu voltaje se liber la armadura?

Voltaje de liberacin = 8 Vcd.

d. Abra y cierre el interruptor S1 en el punto del voltaje de liberacin. Opera el

relevador?

No opera, el relevador necesita como mnimo 9vd para cerrar el contacto

e. Cierre el interruptor S1 y lentamente aumente el voltaje hasta que opere el

relevador.

A qu voltaje hal la armadura?

Voltaje de atraccin = 9 Vcd.

Parte 2. Con respecto a la figura 2

Indique si cambia la operacin del circuito controlado.

La operacin del circuito controlado si cambia para la conexcion de los terminales del

relevador es decir, para el primer caso al apretar el interruptor la lmpara se enciendo, pero

en el segundo caso al presionarlo se apaga

Parte 3. Con respecto a la figura 3

a) Oprima el interruptor S1. Zumba el relevador? S.

La armadura del relevador produce un zumbido porque golpea rpidamente a cada uno

de los contactos. Este circuito es el bsico de operacin de los zumbadores

electromagnticos y campanas de alarma.

b) Mantenga oprimido el interruptor S1 y vari el voltaje entre 5 y 15 Vcd.

c) Indique si cambio la frecuencia del zumbador. S, porque las vibraciones disminuyen a

medida que el voltaje suministrado va disminuyendo de igual manera.

d) Explique qu es lo que hace este circuito para que zumbe el relevador.

Cuando se cierra S1, la corriente fluye a travs de la bobina del relevador, haciendo que

la armadura se atraiga al contacto NO. Luego que la armadura se mueve separndose

del contacto NC, se abre el circuito de la bobina y la armadura regresa a la posicin NC

donde se repite toda la operacin una y otra vez. Si el voltaje de la bobina es mayor, la

corriente de la bobina tambin ser mayor, lo que hace que se acelere la operacin.

Apndice F

F-40 de F-69

Parte 4. Con respecto a la figura 4

c. Esto sucede porque al oprimir el botn (S1), la bovina del relevador es energizada, lo que

produce un cambio en los contactos del relevador, haciendo un corto circuito desde el comn

hasta el contacto (NO) y dejando el contacto (NC) abierto con el comn; esto tambin logra

energizar los bombillos. Al liberar el botn (S1), el relevador sigue siendo energizado por la

fuente gracias a la configuracin del circuito, lo que provoca que no haya cambios en los

bombillos, ya que estos solo dependen de la continuidad entre el contacto (NO) y el comn

del relevador.

e. Si

Parte 5. Con respecto a la figura 5

f. Opere el interruptor S1 varias veces. Opera el relevador?

Si opera, aunque este este diseado para VDC

g. Mantenga el interruptor S1 en la posicin cerrada y lentamente aumente el voltaje de ca

hasta que la lmpara comience a brillar.

Indique si el relevador funciona en forma distinta de cuando el voltaje de control era de cd:

Funciona diferente a cuando es utilizado con VDC

El relevador funciona de forma diferente cuando es energizado con una corriente AC, que por

una corriente DC debido a que al ser operado con una corriente AC, al graduar el valor del

voltaje AC el brillo tambin grada proporcionalmente a los valores del voltaje. Esto se debe a

que la corriente AC, dentro del relevador, produce a partir de la bobina un campo magntico

inductivo el cual tiene como resultado establecer una fem que alimenta el foco y aumenta su

brillo gradualmente al aumentar los valores de voltaje

Respuestas del cuestionario

1. Qu tipo de dispositivo de conmutacin es el relevador?

c. Electromagntico o electromecnico

2. En la figura 4, en cul parte del circuito estn los contactos del relevador?

d. Ni (a.) ni (b.)

3. Qu tipo de relevador se utiliza en este experimento?

a. SPDT

4. Cul de los siguientes componentes no forma parte del circuito de control de la figura 4?

b. DS2

5. Cul de los siguientes componentes no forma parte del circuito controlado de la figura 4?

d. El contacto NC

6. La resistencia de la bobina del relevador utilizado en este experimento de laboratorio es de

2300 +10% ( Nota: En el laboratorio - verificar este valor ), y la corriente mxima de atraccin

especificada es de 4.6 mA cd. En consecuencia, el voltaje de operacin especificado debe ser:

b. 10.5 Vcd +10%

Apndice F

F-41 de F-69

Figura F.6: Medicin de corriente en el circuito Figura F.7: Verificacion del Voltaje de Operacin

Figura F.8: Variacion de luminosidad al utilizar un Relay de VDC con VAC

Apndice F

F-42 de F-69

Figura F.9: Figura F.10:

S1(Open) S2(Closed) S1(Closed) S2(Closed)

Figura F.11:

S1(Open) S2(Closed)

Figura F.12: Figura F.13: S1(Open) S2(Open) S1(Open) S2(Closed)

Apndice F

F-43 de F-69

Laboratorio 5

Nombre Abreviatura

Alexander Sanchez ASA

Alicia Sosa ASO

Antonio Liu AL

Carlos Muoz CM

George Rodriguez GRO

Gibelly Rios GR

Irving de Gracia IG

Joel Victoria JV

Jose Aaron Aponte JA

Juan Jose Estrib JE

Marcel Palacios MP

Moises Chong MC

Rogelio Robles RR

Samuel Ibarra SI

Cristian Gondola CG

Nota: Se asume que en todos los componentes de los proyectos fue utilizado un Breadboard, un Arduino UNO y pequeos cables elctricos al menos que se indique lo contrario. Solo se pudieron llevar a cabo 13 experiencias por asuntos de distribucin de tiempo. Haba que dedicarle considerable tiempo a los proyectos pedidos por el profesor con sus especficas maquetas y videos. Tabla F.15: Tabla de proyectos

Proyecto #1: Controlling LED by Button Componentes Push button (Apendice E-23), LED (Apendice E-22)

Descripcin Control de encendido de un LED a travs de la lectura de la seal de un interruptor (push button).

Desarrolladores MP, JE, AL, JV, RR

Apndice F

F-44 de F-69

Proyecto #2: Controlling LED by PWM Componentes LED (Apendice E-22)

Descripcin Control de encendido de un LED a travs de modulacin de frecuencias (PWM).

Desarrolladores MP, JE, AL, JV, RR

Proyecto #3: Interactive LED Flowing Lights Componentes Potentiometer (Apendice E-21), 4 LED (Apendice E-22)

Descripcin Control de encendido de un grupo de LEDs a travs de la lectura de un potenciometro

Desarrolladores RR, JE, AL,

Proyecto #4: I2C LCD1602 Componentes Pantalla LCD (Apendice E-25)

Descripcin Control de pantalla LCD. Imprimir textos simples a la pantalla.

Desarrolladores MP, ASA, GRO, JA

Proyecto #5: Buzzer Componentes Buzzer

Descripcin Explorar los tipos de buzzer: activos y pasivos. Cmo reaccionan a modulacin de voltajes y frecuencias.

Desarrolladores JV, RR, IG, JE, MP

Proyecto #6: Answer Machine Componentes 4 Push Button(Apendice E-21), 4 LED (Apendice E-22), LCD (Apendice E-25), buzzer

Descripcin Juego de respuestas donde los participantes presionan un botn para responder. La pantalla LCD muestra los resultados.

Desarrolladores JA, MP, SI, GRO, RR, ID, CG, IG

Proyecto #7: Serial Monitor Componentes Fotoresistencia (Apendice E-23), serial monitor (interno al software de arduino)

Descripcin Se imprime el valor de la fotoresistencia en base a la cada de voltaje en el monitor serial de la computadora.

Desarrolladores ASA, MP, JP, GRO

Proyecto #8: Photoresistor Componentes Fotoresistor (Apendice E-23), 8 LED (Apendice E-22)

Descripcin Explorar los diferentes valores de resistencia que toma un fotoresistor al recibir luz y en base a ellos modular el encendido de un grupo de LEDs

Desarrolladores MP, GRO, JP, SI, ASA

Apndice F

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Proyecto #9: Voice Sensor Componentes Voice sensor

Descripcin Explorar los diferentes valores que produce un sensor de vox en base a las frecuencias y tonalidades recibidas

Desarrolladores SI, JA

Proyecto #10: Relay Module Componentes Relay

Descripcin Observar como el relay se activa y desactiva sus polos en base a voltaje suministrados

Desarrolladores GRO, MP, JA, SI, JV, RR

Proyecto #11: RFID Entrance Guard System (barrera de estacionamiento) Componentes 2 fotoresistencias (Apendice E-21), servo motor, LCD (Apendice E-25), relay, voice sensor, RFID

Descripcin Control de entrada de vehculos en base a tarjetas magnticas para identificacin, fotoresistencias para localizacin y servo motor para subir y bajar la barrera

Desarrolladores JA, GRO, MP, JV, RR, JE, AL, CG, IG

Proyecto #12: Servo Componentes Servo motor

Descripcin Control sencillo de un servo motor a travs de las libreras internas

Desarrolladores MP, JA, GRO, RR, IR, JV

Proyecto #13: Stepper Motor Componentes Servo motor, potencimetro (Apendice E-21)

Descripcin Control de un servo motor a travs de un potencimetro

Desarrolladores MP, JA, GRO, RR, IR, JV

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Bsico Lesson #2Controlling LED by PWM Componentes:

Led (Apendice E-22)

Breadboard(Apendice E-24)

Arduino UNO (Apendice E-25)

Pequeos cables elctricos (Apendice E-25) Aspectos sobresalientes: Este proyecto consiste en encender un LED con un regulador de la frecuencia de encendido y regulando la intensidad constantemente con arduino, donde la programacin del arduino se configura para que el LED se prenda y se atenu gradualmente. Imgenes: Figura 1 hasta la Figura Video: El video de este proyecto lo podemos encontrar en el siguiente link para su descarga: https://www.dropbox.com/s/uv4rv8obwf9ofd1/controlling%20led%20by%20PWM.avi?dl=0 Intermedio: Lesson #6: Answer Machine Componentes:

4 Push Button(Apendice E-21)

4 LED (Apendice E-22)

LCD (Apendice E-25)

buzzer Aspectos sobresalientes: EL juego de reflejos, es un mtodo en el cual se puede medir la rapidez en que una persona reacciona a un determinado estimulo El objetivo de nuestro proyecto es poder automatizar un juego de reflejos en el que se inicia una partida, y el primero que reaccione a la indicacin del operador y apriete el botn de su posicin, ser el jugador que gane este juego, Este ganador ser indicado por el led que encender en su posicin, y por la pantalla LCD que permitir conocer con mayor facilidad, que jugador ha sido el ganador. Video: El video de este proyecto lo podemos encontrar en el siguiente link para su descarga: https://www.dropbox.com/sh/o740xcwkeubh7wc/AABmFrdFpx5Wc0OHQDlrtewNa/Proyecto%201b%20Juego%20de%20Reflejos%20con%20Arduino/20150501_115438.mp4?dl=0 Avanzado Lesson #11: RFID Entrance Guard System (barrera de estacionamiento) Componentes:

1 x Arduino Uno

1 x Protoboard

2 x LDR

1 x Diodos LED RGB

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2 x Diodos LED

2 x Resistencia 100 K

1 x Arduino UNO R3

1 x Push-Button

1 x Servo Motor

1 x RFID

1 x Buzzer

1 x LCD_16x2_I2C

1 x Relay Aspectos sobresalientes: Barrera de estacionamiento con arduino. Al colocar la tarjeta y el carro entrar vemos que sube la barrera y al entrar por completo esta baja. Esto se logra gracias al sensor barrera con las fotoceldas que proporciona la posicin del carro si est entrando o saliendo. Adems con el men podemos ver qu cada aplicacin del kit se reutilizo para crear un sistema de control con el paradigma de Cdigo Reusable. Cada funcin se complementa para hacer un sistema completo y funcional. Video: El video de este proyecto lo podemos encontrar en el siguiente link para su descarga: https://www.dropbox.com/sh/o740xcwkeubh7wc/AAAcE0ET_TI8YY2-uamtoNKxa/Proyecto%201c%20Barrera%20de%20Estacionamiento/Proyecto%20%231c-Barrera%20de%20estacionamiento.mp4?dl=0

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Figura F.14: Barra de estacionamientos Figura F.15: Juego de reflejos con arduino Figura F.16: Fritzing de conexin para motor Figura F.17: Fritzing de conexin de led Figura F.18: Fritzing de Conexin de Para controlar led by PWM Buzzer

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Proyecto 1a - Juego de Reflejos con Relays

1. Introduccin El juego de reflejo sin la utilizacin de arduino, pero con la utilizacin de rels busca hacer la comparacin entre la forma de desarrollarelectrnica hace 20 aos y una de las formas actuales de realizar proyectos mediantes microcontroladores. 2. Contenido Para la realizacin del proyecto 1a utilizamos un diagrama escalera proporcionado por el profesor del curso de tecnologa elctrica. Utilizamos una plantilla donde conectamos las piezas mediante cables, tipo jumper para probarlo inicialmente, despus reemplazamos muchos de los cables por otros, adquiridos por Jameco(Figura 1), los cuales son estticamente mejores. Incorporamos el uso de la placa sensitiva (Figura 2) para activar nuestro juego, inicialmente la placa se utilizaba con un led, el cual se encenda al tocarlo, ahora utilizamos la salida del sensor de +5V con nuestra entrada de misma magnitud en el juego. Finalmente, incorporamos una maqueta, para reflejar la aplicacin real de los sistemas (Figura 3). 3. Objetivos

Entender el funcionamiento de los relevadores o rels.

Adquirir conocimiento sobre la antigua forma de hacer electrnica.

Comparar la antigua forma con la forma actual (Arduino).

Extender la aplicacin del juego, que inicialmente era para dos jugadores a tres jugadores.

Familiarizarse con los diagramas escaleras y su implementacin fsica. 4. Materiales Los materiales utilizados son:

Arduino UNO, como fuente de voltaje de cinco(5) volteos (Apndice E-24).

Botones (Apndice E-22).

Relevadores tipo: DIP, 12VDC, 1-2 A, DPDT, 8Pin, 720 Ohm (Apndice E-22).

Leds (Apndice E-21).

Diodos 1N4001 (Apndice E-21).

Cables tipo jumper (Apndice E-24). 5. Informacin de los elementos del circuito Como se indic anteriormente los elementos se conectaron segn el diagrama escalera (Figura 4), donde vemos que hay un interruptor (usamos un botn) de inicio que al ser accionado, encender automticamente el led start lo cual indica que se puede empezar con el juego. Luego tenemos tres botones conectados en paralelo con un comn del rel y el normalmente abierto, correspondiente al comn, del mismo rel, respectivamente (rel uno con botn uno, etc.).Luego vemos dos conexiones ms con los comunes y normalmente cerrados, correspondiente al comn, de los otros dos rels. En este punto notamos que necesitaremos dos conexiones ms de comunes con normalmente cerrados para los botones siguientes, por lo que es necesario agregar un comn independiente ms a cada rel, con sus normalmente cerrado y normalmente abierto correspondientes.

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Entonces, ideamos conectar las bobinas de dos rels en paralelo (Figura 5) y as formar un relevador de cuatro comunes y sus respectivos NO (Normallyopen) y NC (Normallyclose), donde lgicamente solo usaremos tres de los cuatros. Teniendo resuelto esta parte del diagrama, proseguimos a conectar el rel uno en paralelo con el led, que al encenderse indica que el jugador uno toco el botn antes que los dems, y con el diodo, orientado como en el diagrama, que previene daos en los leds, ya que al apagar la fuente, las bobinas se empezaran a descargar con corrientes peligrosas. De manera anloga, realizamos las dems conexiones para cada jugador. (Figura 6).

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Figura F.20: Juego de Reflejos

Figura F.19: Izquierda, jumper de Jameco, derecha, jumper de Arduino.

Figura F.21: Izquierda, Maqueta de botones y rotulados; Centro, circuitos de juego de reflejos y placa sensitiva; Derecha, botones de Start con placa sensitiva y leds indicadores.

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Figura F.22: Diagrama escalera del juego de reflejos.

Figura F.23: Conexin en paralelo de los

rels.

Figura F.24: Conexin de ambos sistemas.

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6. Simulacin La simulacin del circuito est contemplada para el parcial tres, donde se realizara el PCB del circuito. 7. Diseo del PCB El diseo del PCB est contemplado para el parcial tres, por lo que se omite en este informe. 8. Presupuesto del Proyecto Incluido en el apndice E. 9. Implementacin mecnica del proyecto No hubo necesidad de realizar una implementacin mecnica para la maqueta del proyecto. 10. Culminacin del Proyecto Durante la fase final, unimos ambas plantillas y las ubicamos dentro de una caja plstica y mediante goma caliente fijamos los botones, le aadimos estticas, utilizamos soldaduras para fijar conexiones, y perforamos huecos para la alimentacin del circuito (Figura 2). Recordando que para energizar el sistema de relevadores, utilizamos la salida de la placa sensitiva que se usaba para encender un led, pero en este caso enciende el juego de reflejos. Utilizamos cables macho-hembra para hacer las conexiones dentro de la caja, desde las plantillas hacia los botones en la parte superior. 11. Recomendaciones y precauciones Entre las recomendaciones que podemos dar est en llevar un orden para realizar las conexiones en las plantillas, y de ser necesario marcar los nodos donde se conectaran dispositivos, para su fcil sustitucin por diferentes motivos. Tener cuidado en no realizara cortos circuitos, ya que pueden generar un problema para los dispositivos muy sensibles. Se recomienda realizar las conexiones jugador por jugador e ir probando el funcionamiento uno a la vez. 12. Aportes Utilizar una resistencia adecuada a los leds, conectada en serie, para evitar quemar el led, ya que en el circuito original no se presentan resistencias por lo que las corrientes se puede disparar. En general, no hay tantos aportes que realizar ya que solo buscbamos entender el antiguo funcionamiento de la electrnica, as que est de ms hacer nfasis en tantas actualizaciones y mejoras. 13. Conclusiones Creemos, que gracias a los avances tecnolgicos podemos generar aplicaciones ms efectivas y en menos tiempo, pero es importante entender los conceptos detrs de estas tecnologas, echando un vistazo al pasado tecnolgico. Es excesivamente tediosa la cantidad de conexiones que debemos realizar para un sistema. Entre los aspectos positivos tenemos el entendimiento del relevador y sus aplicaciones.

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Entre las experiencias ms importantes est la de presenciar lo importante de combinar distintos sistemas o circuitos para formar aplicaciones importantes, lo que indica que podemos seguir aadindole sistemas aislados que robustezcan nuestro juego. 14. Bibliografa Los videos y fotos del proyecto estn disponible en: https://www.dropbox.com/sh/ndr4p6e8azslspu/AABl_zTVpjevNe1vJ7miG3Cda?dl=0

Proyecto 1b Juego de Reflejos con Arduino

1. Introduccin EL juego de reflejos, es un mtodo en el cual se puede medir la rapidez en que una persona reacciona a un determinado estimulo, el cual puede ser creado por diversas fuentes, en este caso, un interlocutor y operador de la mesa de juego. Este tiene el veredicto final sobre la victoria o derrota de los competidores, ya que estos competidores pueden cometer errores como reaccionar antes del tiempo establecido, responder mal al reto que se les proponga una vez hayan ganado siendo los primeros en reaccionar y oprimir el botn, entre otras variables que no pueden ser plasmadas en un cdigo de programacin. El objetivo de nuestro proyecto es poder automatizar un juego de reflejos en el que se inicia una partida, y el primero que reaccione a la indicacin del operador y apriete el botn de su posicin, ser el jugador que gane este juego, Este ganador ser indicado por el led que encender en su posicin, y por la pantalla LCD que permitir conocer con mayor facilidad, que jugador ha sido el ganador. 2. Contenido Arduino: Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseada para facilitar el uso de la electrnica en proyectos multidisciplinares. [2] El hardware consiste en una placa con un microcontroladorAtmel AVR y puertos de entrada/salida. Los microcontroladores ms usados son el Atmega168, Atmega328, Atmega1280, ATmega8 por su sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de mltiples diseos. Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programacin Processing/Wiring y el cargador de arranque (bootloader) que corre en la placa. [3] Microcontrolador: Un microcontrolador (abreviado C, UC o MCU) es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las rdenes grabadas en su memoria. Est compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea especfica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y perifricos de entrada/salida. Programacin: La programacin es el proceso de disear, codificar, depurar y mantener el cdigo fuente de programas computacionales. El cdigo fuente es escrito en un lenguaje de programacin. El propsito de la programacin es crear programas que exhiban un comportamiento deseado. El proceso de escribir cdigo requiere frecuentemente conocimientos en varias reas distintas, adems del dominio del lenguaje a utilizar, algoritmos especializados y lgica formal.

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El sistema de programacin permite, mediante las instrucciones del autmata, confeccionar el programa de usuario. Posteriormente el programa realizado, se trasfiere a la memoria de programa de usuario. Una memoria tpica permite almacenar como mnimo hasta mil instrucciones con datos de bit, y es del tipo lectura/escritura, permitiendo la modificacin del programa cuantas veces sea necesario. La programacin del autmata consiste en el establecimiento de una sucesin ordenada de instrucciones, escritas en un lenguaje de programacin concreto. Estas instrucciones estn disponibles en el sistema de programacin y resuelven el control de un proceso determinado. LCD: Una pantalla de cristal lquido o LCD (sigla del ingls liquidcrystaldisplay) es una pantalla delgada y plana formada por un nmero de pxeles en color o monocromos colocados delante de una fuente de luz o reflectora. A menudo se utiliza en dispositivos electrnicos de pilas, ya que utiliza cantidades muy pequeas de energa elctrica. LED: Los ledes se usan como indicadores en muchos dispositivos y en iluminacin. Los primeros ledes emitan luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojo, visible y ultravioleta. Debido a su capacidad de operacin a altas frecuencias, son tambin tiles en tecnologas avanzadas de comunicaciones y control. Los ledes infrarrojos tambin se usan en unidades de control remoto de muchos productos comerciales incluyendo equipos de audio y video. Existen tres formas principales de conocer la polaridad de un led: La pata ms larga siempre va a ser el nodo. En el lado del ctodo, la base del led tiene un borde plano. Dentro del led, la plaqueta indica el nodo. Se puede reconocer porque es ms pequea que el yunque, que indica el ctodo. Buzzer: Zumbador, buzzer en ingls, es un transductor electroacstico que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono (generalmente agudo). Sirve como mecanismo de sealizacin o aviso y se utiliza en mltiples sistemas, como en automviles o en electrodomsticos, incluidos los despertadores. Inicialmente este dispositivo estaba basado en un sistema electromecnico que era similar a una campana elctrica pero sin el badajo metlico, el cual imitaba el sonido de una campana. PushButton: Un botn o pulsador es un dispositivo utilizado para realizar cierta funcin. Los botones son de diversas formas y tamao y se encuentran en todo tipo de dispositivos, aunque principalmente en aparatos elctricos y electrnicos. 3. Objetivos El objetivo de este proyecto es poder automatizar un juego de reflejos en el que se inicia una partida, y el primero que reaccione a la indicacin del operador y apriete el botn de su posicin, ser el jugador que gane este juego, Este ganador ser indicado por el led que encender en su posicin, y por la pantalla LCD que permitir conocer con mayor facilidad, que jugador ha sido el ganador. 4. Materiales 1 x Arduino Uno (Apndice E-24). 1 x Protoboard 4 x Diodos LED (Apndice E-21). 4 x Resistencia 100 K (Apndice E-20). 4 x Push-Button (Apndice E-22). 1 x Buzzer

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1 x LCD_16x2_I2C Cables de conexin Diseo de los circuitos internos. 5. Informacin de los elementos del circuito IC (tambin lo vers escrito como I2C) es un bus de comunicaciones en serie que utiliza dos lneas para transmitir la informacin: una para los datos y por otra la seal de reloj. Como suelen comunicarse circuitos en una misma placa que comparten una misma masa, esta tercera lnea no suele ser necesaria. En la mayora de las placas Arduino, SDA (lnea de datos) est en el pin analgico 4, y SCL (lnea de reloj) est en el pin analgico 5. Con el protocolo I2C podemos ampliar nuestro nmero de entradas digitales e incluso comunicar varios arduinos entre s. Usando nuestro LCD por I2C tambin ahorraremos muchos pines. Ver figura 1. Como un tipo de timbre electrnico con estructura integrada, zumbadores, que utilizan la fuente de alimentacin de CC, son ampliamente utilizados en computadoras, impresoras, fotocopiadoras, alarmas, juguetes electrnicos, equipos electrnicos para automviles, telfonos, temporizadores y otros productos electrnicos para los dispositivos de voz. En este circuito se utiliza un buzzer. El buzzer est conectado de la siguiente forma: Este consta de 2 extremos para conectar uno para ground y el otro ser el que recibir el voltaje en momentos puntuales en que haya un cambio o un aviso en el juego, esta estar en el pin 5. Ver figura 2. Los elementos adicionales como los botones para cada jugador, el botn de Start/Reset y Los leds correspondientes a cada uno de ellos, estarn conectados de esta forma: BUTTON START/RESET - PIN9 BUTTON PLAYER 1 - PIN2 BUTTON PLAYER 2 - PIN3 BUTTON PLAYER 3 - PIN4 LED START/RESET - PIN10 LED PLAYER 1 - PIN6 LED PLAYER 2 - PIN7 LED PLAYER 3 - PIN8

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Figura F.25: Se muestra la prueba de la LCD Figura F.26: Circuito bsico para el buzzer

Figura F.27: Circuito bsico de fotocelda a un led

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6. Simulacin La simulacin del circuito est contemplada para el parcial tres, donde se realizara el PCB del circuito. 7. Diseo del PCB El diseo del PCB est contemplado para el parcial tres, por lo que se omite en este informe. 8. Presupuesto del Proyecto Incluido en el apndice E. 9. Implementacin mecnica del proyecto No hubo necesidad de realizar una implementacin mecnica para la maqueta del proyecto. 10. Culminacin del Proyecto Esto fue lo obtenido al implementar nuestro pensamiento en un protoboard y programar estos elementos con la placa de arduino. Cada parte trabajo a la perfeccin cuando fueron enlazados todos y cada uno de ellos en una interfaz bien organizada y programada para funcionar con armonia. Algunas imgenes del proyecto terminado, y colocado en un entorno amigable, ergonmico, esttico para su ptima utilizacin (Figura 10) 11. Recomendaciones y precauciones Entre las recomendaciones que podemos dar est en llevar un orden para realizar las conexiones en las plantillas, y de ser necesario marcar los nodos donde se conectaran dispositivos, para su fcil sustitucin por diferentes motivos. Tener cuidado en no realizara cortos circuitos, ya que pueden generar un problema para los dispositivos muy sensibles. Se recomienda realizar las conexiones jugador por jugador e ir probando el funcionamiento uno a la vez. 12. Aportes Utilizar una resistencia adecuada a los leds, conectada en serie, para evitar quemar el led, ya que en el circuito original no se presentan resistencias por lo que las corrientes se puede disparar. En general, no hay tantos aportes que realizar ya que solo buscbamos entender el antiguo funcionamiento de la electrnica, as que est de ms hacer nfasis en tantas actualizaciones y mejoras. 13. Conclusiones El Arduino es una plataforma libre en la que se puede trabajar con total comodidad, implementando elementos fsicos y visuales, con la computadora y la herramienta de la programacin en c, lo que ayuda al creador de diferentes proyectos en gran manera, haciendo de esta creacin, algo fcil, entretenido y amigable para los usuarios, al alcance de todos. Para hacer este proyecto, solo se necesitaron algunos botones, leds, y componentes de estimulacin visual y auditiva como el buzzer y la pantalla LCD. Lo ms importante fue la lgica utilizada en el proceso de programacin, que logro integrar estas partes mencionadas, para lograr la funcin de ser un juego de reflejos.

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Lo que concluimos con esto es que el arduino es una exelente plataforma para unir distintos elementos con distintas funciones, para lograr un objetivo en particular como en nuestro caso, fue terminar con xito el juego de reflejos con arduino. XIV. Bibliografa 1. Automatizacin,disponible en: http://www.sc.ehu.es/sbweb/webcentro/automatica/WebCQMH1/PAGINA%20PRINCIPAL/Automatizacion/Automatizacion.htm 2. Rhizome, Interview withCasey Reas and Ben Fry [Online], disponible en: http://rhizome.org/editorial/2009/sep/23/interview-with-casey-reas-and-ben-fry/ 3. Arduino, What Arduino can do? [Online],disponible en: http://arduino.cc/

Los videos y las fotos del proyecto estn disponibles en el siguiente enlace: https://www.dropbox.com/sh/ga4tfopxjrmg3hm/AACSBZVjx_F9LmGcoT5Q0j0_a?dl=0

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Figura F.28: Juegos de Reflejos terminado con arduinoFigura 2. Placa sensitiva; Punto A: salida al juego de reflejos.

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Proyecto 1c- Sistema de Control para Barrera de Estacionamiento con Arduino

Jos Aarn Aponte Franco

Universidad Tecnolgica de Panam (UTP) Abstracto En este artculo se describe el diseo, las consideraciones y la aplicacin en el concepto ms amplio de control en un modelo de una barrera de estacionamiento a escala. Este artculo cubre tambin conceptos de un sistema multipropsito, en el que se muestra cada componente y su funcin en dicho sistema a travs de un men con la comunicacin serial, tales como un lector RFID, un buzzer, las fotoceldas, un servo motor y una LCD como sus principales componentes en este proyecto, el Arduino, en este caso el modelo Arduino UNO. El principal objetivo es utilizar un sistema de control para acceso a un estacionamiento utilizando una tarjeta y tambin poder probar cada elemento por separado. Sabiendo que es posible integrar varios elementos en un sistema y al igual que su cdigo para un propsito ms especfico. Este artculo explica nuestra propuesta de la importancia de aprender el uso de cada componente para intgralo en un sistema y reducir el esfuerzo al hacer aplicaciones con los componente, esto producir un mayor ahorro de tiempo en el diseo de cualquier sistema de control, dndole un mejor uso al mismo. ndice de trminos RFID: Diodo Emisor de Luz (Radio Frequency IDentification); Servo motor; Arduino UNO; LDR: Resistor Dependiente de la Luz (Light-Dependent Resistor); PWM: Modulacin por Ancho de Pulso (Pulse-Width Modulation).

I. INTRODUCCIN

La barrera para estacionamiento, est diseada para estacionamientos con frecuencia de entrada y salida de vehculos. Los sistemas de control de acceso a estacionamiento son sistemas encargados de administrar el paso vehicular a un estacionamiento, proveen un manejo ordenado del trnsito vehicular, son parte importante de instituciones, comercios, empresas y todo lugar que presente un ndice vehicular elevado. Para nosotros es muy importante conocer el sistema de control encargado del estacionamiento, teniendo como objetivo principal implementar un mejor control de operacin, dar atencin a los alumnos de funcionamiento de est; ms avanzada tecnologa en sistemas de control automtico de estacionamientos. El sistema pretende tener el control del acceso al estacionamiento vehicular mediante la tecnologa RFID, que es identificacin por radiofrecuencia, basta con presentar a una distancia especfica del lector una tarjeta con una contrasea ya contenida en sta denominada comercialmente TAG, contiene un nmero nico e irrepetible la cual brinda ms seguridad. Al entrar al estacionamiento, se presentar la tarjeta desde el automvil, el lector la identificar y mandar la instruccin de abrir si la tarjeta est dada de alta en la base de datos o de permanecer cerrada si se trata de un usuario que no ha sido previamente registrado.

II. INVESTIGACIN Un sistema automtico puede controlar desde la alarma de un despertador hasta el lanzamiento de una nave espacial. Generalmente, los sistemas de control se componen de un dispositivo de entrada, una unidad de control y un dispositivo de salida. El dispositivo de entrada suele ser un sensor que detecta las condiciones del entorno. Cuando se detectan variaciones en el entorno, se producen pequeas variaciones en el sensor que se transforman en seales elctricas. Esta seal elctrica se amplifica, y se introduce en un circuito electrnico o en un sistema de control por ordenador para que se produzca una accin de control sobre los actuadores, como arrancar y parar un motor, o encender y apagar una luz. [1]

Para continuar con nuestro proyecto, es necesario investigar el significado de ciertos trminos: a. Definiciones:

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Smart Grids: Una red inteligente es una red elctrica modernizada que utiliza la tecnologa de la informacin y comunicacin para reunirse y actuar sobre la informacin, como la informacin sobre el comportamiento de los proveedores y de los consumidores, de forma automatizada para mejorar la eficiencia, la fiabilidad, la economa y la sostenibilidad de la produccin y distribucin de electricidad. [2] Arduino: Arduino es una plataforma de hardware libre, basada e