Facultad de Ciencias de la Electrónica, Ingeniería Mecatrónica 1/13 21/04/2023

BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA ELECTRÓNICA

CARRERA:

INGENIERÍA MECATRÓNICA

MATERIA:

DISPOSITIVOS DE POTENCIA

PRÁCTICA:

VENTILADOR 117V ACCIONADO POR INFRARROJO

CATEDRATICO:

ANTONIO MICHUA CAMARILLO

ALUMNOS:

CRUZ ROJAS LUIS JOSEPHADRIAN ALVARES RAMOS

RIVERA ROBLES OSVALDO GUILLERMOABIUD ALVARADO BERNABE

I. Resumen En las siguiente líneas se describe la manera de poder accionar un ventilador eléctrico AC con una señal de baja potencia como la obtenida por un sensor. Mostramos los componentes utilizados en el circuito que nos permitirá lograrlo y presentamos fotos de nuestro circuito armado.

II. IntroducciónEL presente reporte describe la forma de activar un ventilador eléctrico de AC con una señal de 5v, en este caso la señal es obtenida por un sensor infrarrojo, esta señal es enviada a un optoacoplador que aísla el circuito de AC y por ultimo un triac proporciona la potencia para que pueda ser activado el ventilador eléctrico.

III. ObjetivoEncender un ventilador eléctrico con el acercamiento a un sensor, en este caso un fototransistor. Lograr comprender el funcionamiento de un triac y el de un optoacoplador en un circuito cuyo objetivo es accionar un ventilador eléctrico que maneja un voltaje de 117 volts.

IV. Marco Teórico

IV.1.

Teoría que da sustento

El Triac es un dispositivo semiconductor que pertenece a la familia de los dispositivos de control tiristores.

El triac es en esencia la conexión de dos tiristores en paralelo pero conectados en sentido opuesto y compartiendo la misma compuerta. (ver imagen).

El triac sólo se utiliza en corriente alterna y al igual que el tiristor, se dispara por la compuerta. Como el triac funciona en corriente alterna, habrá una parte de la onda que será positiva y otra negativa.

La parte positiva de la onda (semiciclo positivo) pasará por el triac siempre y cuando haya habido una señal de disparo en la compuerta, de esta manera la corriente circulará de arriba hacia abajo (pasará por el tiristor que apunta hacia abajo), de igual manera:

La parte negativa de la onda (semiciclo negativo) pasará por el triac siempre y cuando haya habido una señal de disparo en la compuerta, de esta manera la corriente circulará de abajo hacia arriba (pasará por el tiristor que apunta hacia arriba)

Para ambos semiciclos la señal de disparo se obtiene de la misma patilla (la puerta o compuerta)

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Lo interesante es, que se puede controlar el momento de disparo de esta patilla y así, controlar el tiempo que cada tiristor estará en conducción.

Recordar que un tiristor sólo conduce cuando ha sido disparada (activada) la compuerta y entre sus terminales hay un voltaje positivo de un valor mínimo para cada tiristor)

Entonces, si se controla el tiempo que cada tiristor está en conducción, se puede controlar la corriente que se entrega a una carga y por consiguiente la potencia que consume.

El triac controla el paso de la corriente alterna a la lámpara (carga), pasando continuamente entre los estados de conducción (cuando la corriente circula por el triac) y el de corte (cuando la corriente no circula)

Si se varía el potenciómetro, se varía el tiempo de carga de un capacitor causando que se incremente o reduzca la diferencia de fase de la tensión de alimentación y la que se aplica a la compuerta.

Optoacoplador

Un optoacoplador, también llamado optoaislador o aislador acoplado ópticamente, es un dispositivo de emisión y recepción que funciona como un interruptor excitado mediante la luz emitida por un diodo LED que satura un componente optoelectrónico, normalmente en forma de fototransistor o fototriac. De este modo se combinan en un solo dispositivo semiconductor,

un fotoemisor y un fotorreceptor cuya conexión entre ambos es óptica. Estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP. Se suelen utilizar para aislar electricamente a dispositivos muy sensibles.

La ventaja fundamental de un optoacoplador es el aislamiento eléctrico entre los circuitos de entrada y salida. Mediante el optoacoplador, el único contacto entre ambos circuitos es un haz de luz. Esto se traduce en una resistencia de aislamiento entre los dos circuitos del orden de miles de MΩ. Estos aislamientos son útiles en aplicaciones de alta tensión en las que los potenciales de los dos circuitos pueden diferir en varios miles de voltios.

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V. Desarrollo Práctico

V.1.Observaciones para realizaciónEL principal problema que encontramos en el desarrollo de esta práctica fue construir un circuito que permita acoplar la etapa TTL a la etapa de potencia. La señal obtenida por el fototransistor que utilizamos debe llegar hasta el triac para lograr accionar el ventilador. Sin embargo no es posible conectar directamente la señal del sensor al triac pues se dañaría nuestro circuito, debe haber una etapa de acoplamiento. Para eso se utilizo un optoacoplador. Pero este no debe utilizarse para manejar un carga directa pues solo está diseñado para generar pulsos que llegaran a la puerta de gate del triac, por tanto se utilizo un triac que dara la potencia para lograr accionar el ventilador.

V.2.Desarrollo Electrónico Conectamos un led infarrojo y un fotodiodo lo cuales en conjunto permitirán obtener la señal que accionara el ventilador. Después la señal la enviamos a un disparador para obtener de manera concisa un alto o un bajo, posteriormente conectamos un optoacoplador el MOC3011 que está diseñado para manejar cargas inductivas y resistivas que nos permite aislar nuestro circuito del alto voltaje. Por último conectamos el TRIAC 15A6 cuyo trabajo es activar una carga de alto voltaje en este caso 117V con el cual trabaja el ventilador.

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Software PROTEUS para simulación.

VI. Implementación y Pruebas

VI.1. Definición del experimentoNos dispusimos a montar los componentes y realizar las conexiones pertinentes sobre el protoboard de acuerdo a una simulación previa en PROTEUS. Una vez realizado esto, alimentamos con 5V nuestro circuito y el ventilador con la línea de AC que proporciona CFE. Movimos el switch del ventilador a ON y probamos el funcionamiento del nuestra practica. Colocamos un obstáculo entre el fotodiodo y el transistor cuyo resultado debería ser ventilador trabajando. En efecto esto fue lo que sucedió. Nuestra simulación previa en PROTEUS fue exitosa así también lo fue el montaje físico en el proto.

VI.2. Resultados experimentales

VENTILADOR TRABAJANDO (en realidad no se aprecia muy bien, pero si esta funcionando)

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VII. ConclusionesAprendimos como funciona un triac, es decir la etapa de potencia. Aprendimos también como lograr aislar un circuito de baja tensión de uno de alto voltaje. En conclusión fue una práctica satisfactoria pues el resultado que obtuvimos fue exitoso. Logramos que un sensor pudiera activar un ventilador que trabaja con 117v de corriente alterna.

VIII. Bibliografía

Apéndice A.Referencias de la WEBhttp://www.datasheetcatalog.org/datasheet2/f/0cwflazo5l14ug8jl8a4udk94i3y.www.datasheetcatalog.com/datasheets.../MOC3011.shtmlwww.unicrom.com/Tut_triac.aspes.wikipedia.org/wiki/Optoacoplador

Diagramas explotados

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Apéndice B. Hojas de Datos (sólo portada).

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