FUENTE DE ALIMENTACIÓN

 Bloques de una fuente de alimetación y señales que producen.

LDR, TERMISTOR, DISPLAY, CI 555 Y CONDENSADOR

1. LDR. RESISTENCIA DEPENDIENTE DE LA LUZ
 

2. TERMISTOR. RESISTENCIA VARIABLE (PTC 100)

 

3. DISPLAY 7 SEGMENTOS

Circuito interno del display

Voltaje: 3.2V Corriente: 160mA

4. LED INTERMITENTE CON CIRCUITO INTEGRADO 555

5. CONDENSADOR ELECTROLÍTICO. CARGA Y DESCARGA

ROBOT SEGUIDOR DE LÍNEAS

1. DETECTOR DE SUPERFICIES BLANCAS Y NEGRAS. Lo podríamos aplicar para detectar una línea negra en el suelo, que podría ser el camino a seguir por un vehículo. Emite luz mediante un led sobre una superficie y si la reflexión es grande (por ser blanca o de color clara) un detector lo recoge.

2. PUENTE H. Controlador de los sentidos de giro de dos motores de forma independiente, para realizar giros del vehículo cuando proceda, buscando la línea.

3. CONTROL DEL SEGUIDOR. Programa implementado con puertas lógicas y que controla los cambios de dirección del robot.

4. MONTAJE DE CHASIS Y CONEXIONADO. Creamos las diferentes partes del coche y las unimos. Después interconectamos las diferentes PCB.

EJEMPLOS DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

REALIZACIÓN DE CIRCUITO IMPRESO. DETECTOR DE LUZ

Vamos a aprender como se realiza un circuito impreso por el método del marcador. El ejemplo a realizar consisten en que se ilumine un LED cuando no hay luz.

El circuito:

Simulación de la placa:

Lista de materiales:

• TRANSISTOR - 2N3904
• RESISTENCIA - 330 OHMIOS
• RESISTENCIA - 15K 
• POTENCIÓMETRO - 100K
• FOTORESISTENCIA - LDR
• LED - ALTA LUMINOSIDAD AZUL
• BATERÍA - 9 Vcc

PUERTAS LÓGICAS

1. PUERTA AND

En el siguiente circuito se activa un led desde dos interruptores. Solo se iluminará cuando las dos entradas estén a "1", es decir, cerrada. Ello coincide con el circuito SERIE.

Las puertas se encuentran dentro dentro del CI 7408 (5Vcc).

2. PUERTA OR

ANÁLISIS DE CIRCUITOS

Cuando se realizan circuitos eléctricos y electrónicos, se necesita saber de antemano la potencia, intensidad y tensión que va a existir en cada uno de sus componentes. Hay dos formas de determinar estos valores, uno es realizando los cálculos y otro es a través de una simulación. A continuación les detallo algunos ejemplos.

  

1. CIRCUITO SERIE

1) Resistencia equivalente o total:  Re=R1+R2+R3=350+1.000+500=1.850Ω=1'85k

2) Intensidad total:   It=Vt/Re=9/1.850=0'00486A=4'86mA

3) Intensidades parciales:   It=I1=I2=I3 (en serie las intensidades son iguales)

4) Tensiones parciales:
    V1=I1·R1=0'00486·350=1'70 V
    V2=I2·R2=0'00486·1.000=4'86 V
    V3=I3·R3=0'00486·350=2'43 V

En este apartado se puede comprobar si las soluciones son correctas, es decir, sumando las tensiones parciales, nos tiene que resultar la Vt. (V1+V2+V3=1'70+4'86+2'43=8'99 V [aprox. 9V])

5) Los resultados del simulador:

2. CIRCUITO PARALELO

1) Resistencia equivalente o total: 1/Re=(1/R1)+(1/R2)+(1/R3)=(1/350)+(1/1.000)+(1/500)= =0'00285+0'001+0'002=0'00585(1/Ω); Re=1/0'00581=170'73Ω

2) Intensidad total: It=Vt/Re=7/170'73= 0'041A=41mA

3) Tensiones parciales: Vt=V1=V2=V3 (en paralelo las tensiones son iguales)

4) Intensidades parciales

   I1=V1/R1=7/350=0'02A

   I2=V2/R2=7/1.000=0'007A 

   I3=V3/R3=7/500=0'014A

En este apartado se puede comprobar si las soluciones son correctas, es decir, sumando las intensidades parciales, nos tiene que resultar la It. (I1+I2+I3=0'02+0'007+0'014=0'041A=41mA)

5) Los resultados del simulador:

3. CIRCUITO MIXTO I. DOS RESISTENCIAS EN PARALELO CON UNA EN SERIE

1) Resistencia equivalente o total:
     a) Paralelo: 1/Rp=(1/R2)+(1/R3)=(1/3.000)+(1/6.000)=0'00033+0'00016=0'0005(1/Ω)
                                          Rp=1/0'0005=2.000Ω
     b) Serie: Rs=1.000+2.000=3.000Ω (R-total o R-equivalente)

2) Intensidad total: It=Vt/Re=9/3.000=0'003A=3mA

3) Intensidades parciales: I1=I2=It (las intensidades en serie son iguales)

4) Tensiones parciales:
    V1=R1·I1=1.000·0'003=3V
    V2=Rp·I2=2.000·0'003=6V   (si las sumo tienen que coincidir con Vt[9V], y así es)

5) Intensidades parciales
   I1=V2/R2=6/3.000=0'002A
   I2=V2/R3=6/6.000=0'001A (si las sumo tienen que coincidir con It [3mA], y así es)

6) Los resultados del simulador:

     

4. CIRCUITO MIXTO II. DOS RESISTENCIAS EN SERIE CON UNA EN PARALELO

1) Resistencia equivalente o total:
    a) Serie: Rs=1.000+3.000=4.000Ω
    b) Paralelo: 1/Rp=(1/Rs)+(1/R3)=(1/4.000)+(1/6.000)=0'00025+0'00016=0'00041(1/Ω)
                          Rp=1/0'000416=2.403'84Ω (R-total o R-equivalente)

2) Intensidad total: It=Vt/Re=9/2.403'84=0'00374A=3'74mA (existe un pequeño desfase por no poder incluir todos los decimales en la resistencia equivalente)

3) Tensiones parciales: Vt=V1=V2=9V (por estar en paralelo)

4) Intensidades parciales:
     I1=V1/Rs=9/4.000=0'00225A
     I2=V2/R3=9/6.000=0'0015A     (I1+I2 [3'75mA] ≈ It [3'74mA])

5) Tensiones parciales:
    V3=R1·I1=1.000·0'00225=2'25V
    V4=R2·I2=3.000·0'00225=6'75V        (V3+V4=9V que es Vt)

6) Los resultados del simulador:

AUTOMATISMOS ELÉCTRICOS

La automática es una ciencia que trata de separar al operador humano del control de las máquinas, aparatos e instalaciones, para mejor la eficiencia y seguridad en las mismas. A partir de esta ciencia han aparecido la neumática, hidráulica, robótica, domótica, inmótica,.. y la automatización industrial, en donde se enmarcan los automatismos eléctricos.

Los ejercicios que planteamos son muy sencillos y van ayudar primero a entender su funcionamiento, simbología y características de los elementos y después el lugar que tienen y función que desarrollan dentro del automatismo eléctrico.

  

1. ARRANQUE DIRECTO DE UN MOTOR TRIFÁSICO MEDIANTE INTERRUPTOR AUTOMÁTICO MAGNETOTÉRMICO (PIA)

Arrancamos un motor trifásico con un automático. Este montaje puede ser apropiado cuando el automático está muy cerca del motor, es decir, no se requiere un control a distancia. A continuación se expone el circuito de fuerza y el práctico (sobre el entrenador). Este último ayudará a comprender de una forma muy clara el trazado de los cables.

2. ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFÁSICO MEDIANTE CONTACTOR, PULSADOR Y PILOTO DE SEÑALIZACIÓN

El motor trifásico se pretende arrancar ahora a través de un contactor KM1, mediante un pulsador S1 y una señal luminosa H1. El funcionamiento del motor será a impulsos.

Para facilitar el conexionado en su montaje y comprender la relación que existe entre el circuito de fuerza y mando y el montaje real se ofrece este circuito práctico.

3. ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFÁSICO MEDIANTE CONTACTOR, PULSADOR DE MARCHA Y PARO CON PILOTOS DE SEÑALIZACIÓN

Ahora tratamos de mantener activado el motor. Para ello utilizamos un pulsador S2, con un contacto en paralelo KM1 que sirve de realimentación. S1 se utiliza para desactivarlo. H1 informa del encendido del motor y H2 de su inactividad.

4. ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFÁSICO MEDIANTE PULSADORES Y RELÉ TÉRMICO DE PROTECCIÓN

Este circuito sirve para control un motor mediante pulsadores S1 y S2 con la protección térmica de un relé F3 (sobrecargar y falta de fase). El piloto H1 informa del funcionamiento del motor M1 y H2 de una avería.

5. INVERSOR DE GIRO DE UN MOTOR TRIFÁSICO

En los procesos industriales tenemos multitud de aparatos-máquinas que funcionan hacia arriba o hacia abajo (ascensor), mezclar o vaciar (hormigonera), mover un objeto a la derecha o izquierda (cinta transportadora), ... 

Con los siguientes circuitos se puede llegar a deducir su funcionamiento para su posterior montaje. El circuito de fuerza posee dos contactores (Km1 y Km2), uno para cada sentido de giro. En ellos se permutan dos fases, L2 con L1 y L1 con L2.

6. ARRANQUE EN CASCADA DE DOS MOTORES

A nivel industrial conectar muchos motores a la vez puede crear un problema importante, ya que en el arranque suelen consumir una intensidad de una diez veces la intensidad nominal, lo que puede producir que disparen las protecciones (PIAS).

Este diseño hace que se active M1 y al cabo de unos segundos entre M2, a través de un marcha S2 y un paro S1. El sistema utiliza un temporizador a la conexión (cabeza temporizada sobre KM1). Cada motor lleva un piloto de señalización H1 y H2. Si se produjera un calentamiento de cualquiera de los motores o una falta de fase, se desactivarían a través de F2 y F3 (relés térmicos) y se iluminaría H3.

(Esquema de Alejandro Cobo de la Torre)