ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DE CHIMBORAZOFACULTAD DE INFORMTICA Y ELECTRNICAESCUELA DE INGENIERA ELECTRNICA EN TELECOMUNICACIONES Y REDESINGENIERA EN ELECTRNICA, TELECOMUNICACIONES Y REDES

GUA DE LABORATORIO DE LABORATORIO DE ELECTRNICA II

PRCTICA No. 5 Control de un motor mediante sensor Infrarrojo

1. DATOS GENERALES:

NOMBRE: (estudiante(s)CODIGO(S): (de estudiante(s)

Yessenia Gusqui 564

Alexandra Flores 538

Xavier Rivera 571

FECHA DE REALIZACIN: FECHA DE ENTREGA:

2014/10/302014/11/06

2. OBJETIVO(S):

2.1.GENERAL

Disear un circuito para controlar el sentido de giro de un motor, aprovechando la experiencia adquirida en cursos anteriores sobre transistores y puente h.

2.2.ESPECFCOS

Realizar un diagrama e implementar el circuito tomando como entrada un sensor infrarrojo que active el giro del motor. Analizar el funcionamiento del sensor infrarrojo y su desempeo en el circuito a implementar Realizar una simulacin del circuito para una mejor comprensin

3. METODOLOGA

Terica y prctica

4. EQUIPOS Y MATERIALES

Fuente DCMotor DC Circuito Integrado 555ResistenciasCapacitor ElectrolticoDiodo receptor de infrarrojoTransistores 2N3904C-MOS 4017Rel Control remoto ProtoboardCable

5. MARCO TERICO:

LED Infrarrojo

Los LED infrarrojos son un tipo especfico de diodo emisor de luz (LED por sus siglas en ingls) que produce luz en el espectro infrarrojo. La luz en este rango no es visible para el ojo humano, pero puede ser detectada por una variedad de dispositivos electrnicos, haciendo al LED ideal para objetos como controles remotos, donde el LED no necesita ser visto para funcionar.

Figura1. Led Infrarrojo

Caractersticas:

Longitud de ondaLa longitud de onda de la luz emitida por un LED infrarrojo cae en el espectro infrarrojo. Mientras este espectro es bastante ancho, la mayora de los led emitirn luz con una longitud de onda de cerca de 1000 nm con un ancho de banda de unos 50 nm. Esto significa que un LED con valor de 1000 nm producir luz de entre 950 y 1050 nm.Tamao80 por ciento de los LED producidos en el mundo tienen 5 mm de dimetro. Los LED infrarrojos no son diferentes y la mayora de ellos tiene 5 mm de dimetro.ColorA pesar de que la luz emitida por un LED infrarrojo no es visible para el ojo desnudo, la mayora de los LED infrarrojos tienen una cubierta morada alrededor. Esto ayuda a transmitir el color correcto de luz.LuminiscenciaEl brillo de un LED se mide en miliwatts (mW). A pesar de que la luminiscencia de un LED depende de la cantidad de energa con que se alimente, la mayora de los LED producen 20 mW de luz en su punto mximo y cerca de 1 mW de luz a un nivel de operacin promedio.

FototransistorEste dispositivo se diferencia de un transistor comn por que su base ha sido sustituida por un cristal fotosensible que regula el flujo de corriente colector emisor de acuerdo a la luz incidente sobre l (en nuestro caso luz infrarroja).

El fototransistor, aunque con la apariencia de un LED comn,debe conectarse con la patilla larga a masa y la corta a voltaje.

Figura2. Fototransistor

Emisor Receptor

Circuito integrado 555El temporizador IC 555 es un circuito integrado (chip) que se utiliza en una variedad de aplicaciones y se aplica en la generacin de pulsos y de oscilaciones. El 555 puede ser utilizado para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip-flop. Sus derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de sincronizacin en un solo paquete. Introducido en 1971 porSignetics, el 555 sigue siendo de uso generalizado debido a su facilidad de uso, precio bajo y la estabilidad. Lo fabrican muchas empresas en bipolares y tambin enCMOSde baja potencia. A partir de 2003, se estimaba que mil millones de unidades se fabricaban cada ao.

Figura3. Circuito Integrado 555

C-MOS 4017El circuito integrado CD4017, es un contador y divisor hasta 10. Tcnicamente se le conoce a este tipo de circuito, como contador jhonson de varias etapas (en este caso 5).El CD4017, es utilizado frecuentemente como secuenciador de luces y divisor de bajas frecuencias. Es muy popular entre los aficionados y estudiantes que se inician en la electrnica.

ElCD4017, se puede adquirir por poco dinero (1 dlar en promedio), su bajo precio lo hace ideal en circuitos de prueba y experimentacin. A continuacin podemos ver la descripcin de sus pines, los cuales son 16 en total.

Figura 4. Terminales del CD4017

La alimentacin del circuito integrado, se hace por medio del pin 16 y debido a sutecnologa CMOS, el CD4017 puede ser alimentado desde 3 a unos 15 voltios, de corriente continua. Sus salidas (10 en total, de 0 a 9) comienzan desde el pin 3 (Q0) y no se encuentran de forma secuencial, terminando en el pin 11 (Q9).Para que el CD4017 pueda realizar sus acciones, este debe recibir untren de pulsospor el pin 14. Cada vez que reciba un flanco positivo, el CD4017 avanzara una posicin en su contador y al llegar al final, activara el pin 14 (carry out) en donde podremos conectar otro circuito integrado CD4017 para ampliar el conteo hasta 20 pasos. A esta configuracin se le suele llamar "conexin en cascada".

Como fuente de pulsos digitales, se suele utilizar el popularcircuito integrado 555, el cual tambin es de muy bajo costo. Para variar la velocidad de los pulsos digitales, se utiliza un potencimetro de ajuste, tal cual se ve en la siguiente imagen.

Figura 5. Generador de pulsos, con el IC 555

Velocidad de operacin

CD4017 a 5v = 2 MhzCD4017 a 15v = 6 Mhz74HC4017 a 5v = 25 Mhz (Versin TTL de alta velocidad).

RelElrelorelevadores un dispositivo electromecnico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito elctrico en el que, por medio de unabobinay unelectroimn, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos elctricos independientes. Fue inventado porJoseph Henryen 1835.Dado que el rel es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador elctrico. Como tal se emplearon entelegrafa, haciendo la funcin derepetidoresque generaban una nueva seal con corriente procedente de pilas locales a partir de la seal dbil recibida por la lnea. Se les llamaba "relevadores. De ah "rel".

Figura 6. RelsTransistor2N3904El transistor2N3904es uno de los ms comunestransistores NPNgeneralmente usado para amplificacin. Este tipo de transistor fue patentado porMotorola Semiconductoren los aos 60, junto con elTransistor PNP2N3906, y represent un gran incremento de eficiencia, con un encapsuladoTO-92en vez del antiguo encapsulado metlico. Est diseado para funcionar a bajasintensidades, bajaspotencias,tensionesmedias, y puede operar a velocidades razonablemente altas. Se trata de un transistor de bajo costo, muy comn, y suficientemente robusto como para ser usado en experimentos electrnicos.

Figura 7. Transistor 2N3904

Puente HUnPuente HoPuente en Hes uncircuito electrnicoque permite a unmotor elctrico DCgirar en ambos sentidos,avanceyretroceso. Son ampliamente usados enrobticay como convertidores de potencia. Los puentes H estn disponibles comocircuitos integrados, pero tambin pueden construirse a partir de componentes discretos.El trmino "puente H" proviene de la tpica representacin grfica del circuito. Un puente H se construye con 4 interruptores (mecnicos o mediante transistores). Cuando los interruptores S1 y S4 estn cerrados (y S2 y S3 abiertos) se aplica una tensin positiva en el motor, hacindolo girar en un sentido. Abriendo los interruptores S1 y S4 (y cerrando S2 y S3), el voltaje se invierte, permitiendo el giro en sentido inverso del motor.Con la nomenclatura que estamos usando, los interruptores S1 y S2 nunca podrn estar cerrados al mismo tiempo, porque estocortocircuitarala fuente de tensin. Lo mismo sucede con S3 y S4.

6. Descripcin de la prcticaImplementar un circuito que permita controlar el giro de un motor mediante el pulso de un control remoto. Al primer pulso el motor gira en un sentido, al dar dos pulso el motor gira en sentido inverso.

7. Simulacin

Figura8. Simulacin del circuito

8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

CONCLUSIONES

El sensor infrarrojo funciona como la entrada la cual activa el giro del motor, esta entrada es analgica pero funciona asi: : 1 cuando el voltaje es mximo y cero cuando el voltaje se aproxima a cero o es cero. Para que el CD4017 pueda realizar sus acciones, este debe recibir untren de pulsospor el pin 14. Cada vez que reciba un flanco positivo, el CD4017 avanzara una posicin en su contador y al llegar al final, activara el pin 14. El circuito delPuente H permite al motor girar en ambos sentidos:avance,retroceso; y mediante el circuito del infrarrojo y un control remoto controlamos los pulsos.

RECOMENDACIONES Buscar un diseo adecuado para implementar el sensor infrarrojo para que nos de la seal adecuada Tener mucho cuidado al manipular el transformador e identificar correctamente las entradas y salidas Realizar una simulacin del circuito antes de implementarlo

9. BIBLIOGRAFA:

http://www.ehowenespanol.com/especificaciones-led-infrarrojos-lista_325134/http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_secuencialhttp://www.unicrom.com/dig_FF_D.asphttp://www.uhu.es/raul.jimenez/DIGITAL_II/dig2_i.pdf

ANEXOS

Figura 9. Circuito armado