ARAYA CABRERADANIEL CASCALES ESPEJO

ÁLVARO ERDOCIAÍN TIRADOANA MARÍA GARCÍA GARCÍA

ELENA HERAS ROMANOS

2012-2013......2º CURSO......2º SEMESTRE

ELECTRICIDAD

Araya CabreraDaniel Cascales EspejoÁlvaro Erdociaín Tirado

Ana María García GarcíaElena Heras Romanos

manual de electricidad

Fase previa Introducción Metodología

Fase de análisis Sistemas de producicción de calor Funcionamiento de un sistema de planchado habitual Despiece Componentes

Diseño, componentes del circuito y cálculos Diseño del circuito Componentes Cálculos

Seguridad

Anexo

3 - 4

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5 - 18

691114

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32 - 33

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Fase

pre

via

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Introducción Fase previa

El presente dossier tiene como fin el de definir y explicar el con-tenido eléctrico de la plancha Zlide, una plancha de ropa con un concepto completamente distinto a lo actual, por lo que su desa-rrollo y conceptualización será el punto de partida del trabajo.

En sí, es un conjunto de dos planchas, ámbas conectadas a la corriente de casa, es decir, una corriente alterna de 230 V, la cual debe de circular, por necesidades técnicas y de diseño, por un circuito con las siguientes características:

En primer lugar se requiere de un cable eléctrico que aporte co-rriente al circuito eléctrico, el cual será conectado a un enchufe doméstico. Además, cuando este esté conectado, se iluminará con un led luminoso para advertir de que está en funcionamiento. Después de encender el aparato, nos encontraríamos con un po-tenciómetro en forma de ruleta, la cual regulará la potencia (a tra-vés de su cambio de resistencia) de un hilo de una longitud con-creta que actuará como resistencia. Éste, proporionará un abanico de temperaturas a elegir según la prenda que deseemos planchar. Se incluirá este sistema tanto en la plancha base como en la plan-cha de detalles. Relativo al producto, se introducirá en el circuito un lector de eti-quetas, con su correspondiente scanner y decodificador de códi-gos.Por último tendría que haber un componente electrónico, que cuan-do la resistencia alcanzara una temperatura establecida, dejara de proporcionar corriente eléctrica para que para de administrar co-rriente, y el circuito se abriera, dejando de funcionar.

El fin de este trabajo es hallar la mejor solución para diseñar el circuito que cumpla dichas características.

MetodologíaLa metodología que aplicaremos para la realización del informe eléctrico, será la siguiente:

Se realizará un estudio previo de las planchas actuales, para co-nocer sus componentes y su funcionamiento, para ello, se des-montará una en concreto para así observar los componentes y conocer sus conexiones y funcionamiento, además se realizaran cálculos, para ayudar a dicha comprensión.

Después, tras la fase, de diseño del producto, y tener claro, las características y funciones que deseamos que tenga nuestra plan-cha, se especificará los componentes que necesitamos para satis-facer esas necesidades.

Por último, se procede a diseñar el circuito que contendrá y a rea-lizar los cálculos oportunos, definiendo completamente el diseño del circuito eléctrico de nuestro producto.

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Fase

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Para poder llevar a cabo un estudio eléctrivo más extensivo, sin limitarnos a ninguna po-sibilidad, analizamos todos los posibles sistema que permiten obtener calor físicamente, valorando sus ventajas y desventajas para decidir cuál era el que mejor se adaptaba a nuestras necesidades.

Existen tres sistema: Mediante resistencia Microondas Inducción

Sistemas de producción de calor

Las resistencias calentadoras convierten energía eléctrica en calor. La gran mayoría de ellas son fabricadas con un alambre de una aleación de níquel y cromo.

ResistenciaVentajas

Es un sistema sencillo y barato. Soporta temperaturas muy altas (1000º C). Es resistivo (condición necesaria para generar calor). Es muy resistente a los impactos. Es inoxidable.

Desventajas

Gran parte del calor producido por una plancha se pierde, sobre todo porque tarda bastante tiempo en enfriarse. Se debería de idear algún sistema de retroalimentación para aumentar el rendimiento de ésta. La superficie que desprende calor, puede llegar a estar a elevadas temperaturas, por lo que es probable que el usuario se queme si está en contacto con ella.

Análisis

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Las placas de inducción utilizan un campo magnético alternante que magnetiza el material ferromagnético del recipiente que van a calentar en un sentido y en otro. Este proceso tiene menos pérdi-das de energía, el material se agita magnéticamente y la energía absorbida se desprende en forma de calor calentando el recipiente.

Ventajas

Calientan directamente el recipiente, es decir, no aumenta la temperatura del cristal intermedio. Reduce el riesgo de quemarnos No hace falta esperar a que la placa se enfríe para limpiarla. Calientan muy rápido, por lo que reducen el consumo eléctrico. Distribución del calor uniforme.

Inconvenientes

El precio suele ser elevado. No se pueden calentar recipientes cuyo material no pueda adherirse a un imán.

Inducción

Análisis

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Son ondas electromagnéticas, es decir llevan asociadas un campo magnético de levada frecuencia y un campo eléctrico. Cuando un cuerpo recibe este tipo de ondas, sus cargas si son positivas son repelidas y si son negativas son atraídas. Al ser el campo eléctrico una onda sinosidal, esta acción se realizará en diversos sentidos, produciendo el movimiento de las moléculas polares.

Ventajas

No necesita cables. Calientan con mayor rapidez Costes relativamente bajos

Inconvenientes

Sólo se podría aplicar en ropa que tenga moléculas polares o cuando siempre exista agua en ellas. (La molécula del agua es muy polar) Es sumamente peligroso para el individuo la radiación directa de ondas electromagnéticas. Podría resultar mortal para el usuario. Pueden resultar cancerígenas Calentamiento selectivo Fuga de ondas

Microondas

Análisis

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A lo largo de nuestro estudio hemos concluido que los tipos de planchas más frecuentes en el mercado son planchas eléctricas, con y sin vapor.A continuación, analizamos cada tipo:

Planchas eléctricas

Las planchas eléctricas se calientan mediante el calor generado por una resistencia, colocada entre las placas de la plancha, a la que se le aplica una corriente eléctrica. El calor se produce me-diante el efecto Joule, es decir, que la resistencia desprende más o menos cantidad de calor dependiendo del valor de tres factores: la intensidad de la corriente, la resistencia y el tiempo de funciona-miento. Para su correcto funcionamiento constan de un termostato que detiene el flujo de la corriente cuando la resistencia está sufi-cientemente caliente y lo devuelve cuando está fría.

Análisis

Funcionamiento plancha habitualIntroducción

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Análisis

Planchas eléctricas con vapor

Funcionan de manera similar a las eléctricas convencionales con la diferencia de que éstas cuentan con un generador indepen-diente de vapor. El vapor es expulsado por los orificios de los que consta la placa dosificándose hacia la prenda. El vapor se emite de forma continua y con intensidad constante independientemente de que el depósito de agua esté lleno o vacío.

El circuito eléctrico constará de los siguientes elementos:

-Cordón de alimentación con clavija de tres patas (los conductores son de cobre que puede ser estañado o no, las patas de la clavija son de bronce cromado y el cuerpo de goma soplada alrededor de las tres clavijas)

-Terminales de conexión (por un lado del cordón y su luz piloto de encendido, por el otro del termostato y la resistencia)

-Termostato (formado con un contacto de metal cromado y otro constituído por un bimetal que se dobla al calentarse interrumpien-do el paso de electricidad cuando la temperatura alcanzada es la correcta, posee un eje o barra que comanda el dispositivo variando su temperatura de corte)

-Resistencia (construída en aleación de metales que opone resis-tencia al paso de electricidad y por ello se calienta, está integrada a la base o suela de la plancha por lo cual en las modernas no se puede cambiar sólo la resistencia sino la base completa que inclu-ye la cámara de vapor y en algunos casos también el termostato pues viene soldado y de vez en cuando remachado.

-Dispositivos de vapor: armados en caucho de alta temperatura, goma siliconada en los fuelles y aguja de bronce para controlar la cantidad de agua que pasa a la cámara de vapor.

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Funcionamiento plancha habitualDespiecePara poder comprender en profundidad el funcionamiento de una plancha habitual, eléctrica de vapor, se ha realizado el despiece de una plancha todavía funcional y analizado tanto sus componen-tes como comportamiento.Se podrá observar que el modelo utilizado es muy simple: solo consta de dos piezas relevantes y un indicador de encendido de neón (un diodo LED no es posible conectarlo, se fundiría rápida-mente pues soporta voltajes de hasta unos 5 voltios). Las otras dos piezas son: un termostato que regula la temperatura de la base, y una resistencia que se calienta en función a la re-gulación en dicho termostato. El recinto donde está la resistencia permanece sellado, y solo conseguiría abrirse con una radial. Para no poner en peligro la funcionalidad del aparato, se deci-dió dejar intacto y trabajar sólo con lo visible. Aún así, es lógico aventurar que la resistencia está fabricada en nicrom, un metal compuesto de níquel y cromo e ideal para resistencias que deban generar calor, como en parrillas, hornos o planchas debido a su gran resistividad y su difícil oxidación a altas temperaturas.

Nota: en un ejemplo mostrado con una resistencia de horno se observa que el nicrom va envuelto en una capa de cemento, y todo ello recubierto por un metal que le confiere más resistencia mecánica, dado que el nicrom es muy fino. Se muestra el aspecto de la plancha una vez desmontada.

Análisis

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Un termostato bimetálico es un dispositivo con dos láminas de metal de diferente coeficiente de dilatación. En este caso, que es un termostato normalmente abierto, cuando cambia la tempera-tura, la lámina abre el circuito impidiendo que se caliente más la resistencia a la que va conectado. En la primera posición (primera imagen) el termostato se encontraría activado, y se regula la tem-peratura deseada girando la pieza superior como se muestra en la imagen. Cuanto más baja está la lámina controlable con la mano, más fácil es que al dilatar haga contacto. Esta posición es la de mínima temperatura.

Funcionamiento plancha habitualDetalles

Análisis

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AnálisisA fin de poder establecer una similitud entre aparatos que utilizan calor por resistencia para funcionar, se desmonta también una parrilla. El sistema es realmente similar: una resistencia de nicrom (el tubo de metal en forma de onda) regulada por un termostato igual al visto en la plancha.

Práctica

Se hace la prueba de funcionamiento. La base se calienta hasta unos 220 grados en máxima potencia, y al llegar, salta el termos-tato y deja de calentar. Pierde del orden de quince grados (hasta los 205) cuando el termostato vuelve a cerrar el circuito y a calen-tar hasta los 220 grados, cuando vuelve a apagarse. En caliente ofrece una resistencia de 47 ohmios. En frío, es muy similar: 45 ohmios. La potencia ofrecida es muy cercana a la indicada por el fabricante, 1200 W

Funcionamiento plancha habitualEfectos similares

Análisis

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Funcionamiento plancha habitualComponentesEn este apartado analizaremos al detalle los elementos que han aparecido durante el despiece de nuestra plancha:

Resistencia La resistencia o resistor es un componente electrónico que forma parte del circuito de la plancha. Se utiliza para introducir una re-sistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. Y en el caso de la plancha, se utiliza para disipar calor mediante el efecto Joule y así calentar la base metálica que es lo que está en contacto directo con la ropa.Construida en aleación de metales que opone resistencia al paso de electricidad y por ello se calienta. Se encuentra integrada a la base o suela de la plancha por lo cual en las modernas no se pue-de cambiar sólo la resistencia sino la base completa que incluye la cámara de vapor y en algunos casos también el termostato pues viene soldado y de vez en cuando remachado.

PotenciometroEs un resistor cuyo valor de resistencia es variable de manera que permite controlar indirectamente la intensidad de corriente que fluye por el circuito (si se conecta en paralelo) o la diferencia de potencial (conectado en serie).

Lámpara NEON Se encienden mientras se alcanza la temperatura requerida, una vez alcanzada la luz se apaga. Nunca se sustituyen por diodos LED ya que no se requiere una luz de calidad y se fundirían con un voltaje de 220V y en corriente alterna

Análisis

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TermostatoUn termostato es un componente en un sistema de control que capta la temperatura de otro sistema con el cual actúa para man-tener la temperatura de este último en un cierto valor predetermi-nado. El termostato logra esto activando/desactivando dispositi-vos que calientan o enfrían, generalmente por la información que provoca la dilatación de los metales. Se conforma con un contacto de metal cromado y otro constituído por un bimetal que se do-bla al calentarse interrumpiendo el paso de electricidad cuando la temperatura alcanzada es la correcta. Posee un eje o barral que comanda el dispositivo variando su temperatura de corte. Una al-ternativa de regulación es que el sistema de control que contiene el termostato regule el flujo de un fluido, sea el que interviene en el sistema controlado, o sea el del sistema utilizado como control para transferir calor al el sistema controlado, en todos los casos con el objetivo de regular la temperatura.

BotonesEl botón o pulsador es un dispositivo que mediante el contacto de los dos terminales (el del botón y el del circuito) activa alguna función al cerrar el el circuito. Aunque también puede hacerlo al revés, es decir, que en la posición de reposo esté el circuito ce-rrado y al pulsarlo se abra, dependerá de su función y del circuito.

Análisis

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Funcionamiento plancha habitualOtros componentesDebido a la simplicidad de la plancha analizada previamente, sólo constaba de los elementos básicos que se requerien para la fun-ción básica de planchar. Sin embargo, en planchas de mayor complejidad podemos encon-trar los siguientes elementos no presentes en la ya analizada.

Pic Interfaz de Control de PeriféricosEl PIC es un controlador de interfaz periférico por sus siglas en inglés, por medio del cual se pueden automatizar ciertas "cosas electrónicas" por la teoría de microcontroladores.

ReleEs un dispositivo que consta de dos circuitos diferentes: un circuito electromagnético (electroimán) y un circuito de contactos, al cual aplicaremos el circuito que queremos controlar. En la siguiente figura se puede ver su simbología así como su constitución (rele de armadura)Su funcionamiento se basa en el fenómeno electromagné-tico. Cuando la corriente atraviesa la bobina, produce un campo magnético que magnetiza un núcleo de hierro dulce (ferrita). Este atrae al inducido que fuerza a los contactos a to-carse. Cuando la corriente se desconecta vuelven a separarse. Los símbolos que aparecen en las figuras poseen solo 1 y dos cir-cuitos, pero existen relés con un mayor número de ellos.

Análisis

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Análisis

Placa base (circuito integrado) Un circuito impreso es una placa de material aislante (plástico, baquelita, vidrio, etc.), provista de unas pistas o caminos de cobre que sirven para interconectar los diversos componentes que cons-tituyen el circuito en cuestión.Generalmente, antes de pasar a diseñar el circuito impreso de un determinado esquema electrónico, se ha de comprobar el funcio-namiento del mismo en una placa de inserción.

CondesadorSe llama condensador a un dispositivo que almacena carga eléc-trica. El condensador está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios.En su forma más sencilla, un condensador está formado por dos placas metálicas o armaduras paralelas, de la misma superficie y encaradas, separadas por una lámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa. Por su parte, teniendo una de las placas cargada negativamente (Q -) y la otra positivamente (Q +) sus cargas son iguales y la carga neta del sistema es 0, sin embargo, se dice que el condensador se en-cuentra cargado con una carga Q.

Temporizador Un temporizador es un aparato mediante el cual, podemos regu-lar la conexión ó desconexión de un circuito eléctrico pasado un tiempo determinado desde que se le dio dicha orden El elemento fundamental del temporizador es un contador binario, encargado de contar los pulsos suministrados por algún circuito oscilador, con una base de tiempo estable y conocida. Los temporizadores se pueden clasificar en:- Térmicos.- Neumáticos.- De motor sincrono- Electrónicos.

Análisis

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Lector de etiquetasEscáner que por medio de un láser lee un código de barras y emite el número que muestra el código de barras, no la imagen.Hay escáner de mano y fijos, como los que se utilizan en las cajas de los supermercados.Tiene varios medios de conexión: los más modernos por orden de aparición USB, bluetooth, wifi, los más viejos puerto serie, incluso directamente al puerto PS2 del teclado por medio de un adapta-dor, cuando se pasa un código de barras por el escáner es como si se hubiese escrito en el teclado el número del código de barras.Un escáner para lectura de códigos de barras básico consiste en el escáner propiamente dicho, un decodificador y un cable o an-tena wifi que actúa como interfaz entre el decodificador y el termi-nal o la computadora.

CABLE ELÉCTRICOLos cables se utilizan para transmitir la electricidad entre los com-ponentes. Están hechos de materiales conductores y recubiertos de aislante.

Análisis

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Análisis

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DiseñoIntroducciónComo se ha mencionado en la introducción, lo que se quería conseguir es u circuito que: tuviera:

1.En primer lugar se requiere de un cable eléctrico que aporte corriente al circuito eléctrico, el cual será conectado a un enchufe doméstico. Además, cuando éste esté conectado, se iluminará con un led luminoso para advertir de que está en funcionamiento.

2.Después de encender el aparato, nos encontraríamos con un potenciómetro en forma de ruleta, la cual regulará la potencia (a través de su cambio de resistencia) de un hilo de una longitud concreta que actuará como resistencia. Éste, proporionará un abanico de temperaturas a elegir según la prenda que deseemos planchar.

3.Se incluirá este sistema tanto en la plancha base como en la plancha de detalles. Relativo al producto, se introducirá en el circuito un lector de etiquetas, con su correspondiente scanner y decodificador de códigos.

4.Por último tendría que haber un componente electrónico, que cuando la resistencia alcanzara una temperatura establecida, dejara de proporcionar corriente eléctrica para que para de administrar corriente, y el circuito se abriera, dejando de funcionar.

Tras investigar varias posibilidades y hacer diversas consultas en el departamento de electricidad se decidió que el circuito que controlaría nuestra plancha tendría el siguiente esquema

Diseño y cálculos

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Diseño y cálculos Diseño

DiseñoCircuitoLa plancha Zlide está compuesto por dos planchas, la individual, más destinada a detalles y cosas de un área más pequeña, y la base, una plancha rectangular que ocupa todo el ancho de la tabla, con la cual podemos planchar una superficie mayor en menor tiempo. Éstas, se encuentran conectadas si la plancha de mano está colocada en su lugar específico de la base, con la cual, mediante contactos, alimenta a esta última.

El funcionamiento está basado en el calor generado por dos resistencias térmicas, una en cada plancha, la cual transmite el calor hasta la ropa. Para conseguir esto, ambas planchas deben estar alimentadas de corriente, por ello, es necesario diseñar el circuito eléctrico para su perfecto funcionamiento. A continuación se muestra el esquema final y se procede a explicar cómo funciona.

Fusibletérmico

Termostato

R 2000

Micro-controlador

Contactosplaca-base

Lector

etiquetas

Fuente

alimentación

Masa

+5

Diodo led Zumbador

R 1000

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Comenzando desde la parte más izquierda, tenemos que el producto está conectado a una red alterna (nor-malmente doméstica) de 220-230 v, a una frecuencia de 50 Hz. Por la rama superior, se conectará una fase, de la cual se divide el circuito en dos. Por la superior, nos encontramos con el fusible térmico, un elemento de seguridad secundaria, es decir, solo actuará si falla el termostato, que es el siguiente elemento. Éste, está tarado a una temperatura máxima de 220ºC, es decir, su rango de temperaturas irá desde la temperatura ambiente, hasta 220ºC, si sobrepasa esta, el termostato se abrirá y dejará de pasar corriente, con lo cual las resistencias dejarán de seguir calentándose.

Precisamente, estas resistencias son el siguiente componente. Como se observa en el esquema, la corriente se divide en dos. La primera, va a parar a la resistencia de 1000 Ω que es la de la plancha de detalles ( o in-dividual). Por la otra parte, tenemos la resistencia de la base, de 2000 Ω, la cual solo funcionará como se ha especificado, cuando los contactos estén cerrados, que ocurre cuando la plancha de detalle se encuentra en su posición de reposo.

A su salida, nos encontramos con el triac, el cual conmutará la corriente alterna, y éste, conectado una resisten-cia que reduce el voltaje para su óptimo funcionamiento y a la salida de un microprocesador. Éste microcontro-lador (Pic) es alimentado por la fuente de alimentación, que es la segunda rama que se tenía al principio. Esta fuente limita la tensión de salida a 5v, la cual alimenta tanto el Pic como el lector de etiquetas.

El lector de etiquetas es un aparato independiente el cual mediante un lector, escanea un código de barras. Su funcionamiento mandará señales al Pic, el cual regulará la temperatura óptima para el planchado, por lo que debe ir conectado a este último.

Las dos últimas salidas del Pic son para un diodo led luminosos, conectados en serie con una resistencia para limitar su corriente. Este led indica su funcionamiento, es decir, comunican al usuario algo está funcionando o por el contrario está apagado. El siguiente componente es el zumbador, el cual adiverte del mal uso (por pasar demasiado tiempo en un lugar determinado) de la plancha.

Por último, volviendo al esquema, todo está conectado a masa, es decir, el circuito se encuentra cerrado y co-nectado a masa para evitar posibles accidentes.

Diseño

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Diseño

ComponentesPicCono ya hemos mencionado con anterioridad, el PIC es un con-trolador de interfaz periférico por sus siglas en inglés, por medio del cual se pueden automatizar ciertas "cosas electrónicas" por la teoría de microcontroladores.

En nuestro circuito es fundamental que reciba y produzca la si-guiente información:

Digital: Tratan señales digitales, que son aquellas que solo pueden tener dos valores, uno máximo y otro mínimo.

Si le llega corriente o no (enchufado o no) Contacto plancha con base o no Temporizador de desuso (que a su vez controla el zumba-dor y la alarma sonora) Contacto base con lugar en la tabla Encender o apagar el lector de códigos Indicador temperatura adecuada Analógicos: Tratan señales analógicas, que son aquellas que pue-den tomar cualquier valor en el tiempo.

Control de temperatura Lector de códigos

Se comprará a Electrónica Magnabit, en el siguiente enlace:

http://www.electronicamagnabit.com/tienda/1198-lm324-smd.html

Componentes

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ComponentesFusible térmicoEl fusible térmico elegido es de la empresa Diotronic, el cual está tarado a una temperatura máxima de 225º, 5º más que lo tarado en el termostato. Características:

Para temperaturas hasta 240ºCCorriente de conmutación (A) 10 A / 220 V.Temperatura de desconexión: 228ºc

Enlace de compra: http://www.diotronic.com/componentes-mecanicos/fusibles/fu-sibles-termicos/ft225-termofusible-225gr_r_160_5126.aspx

Precio: 0,38 €

TermostatoEl termostato bimetálico elegido es de la empresa Cetronic, el cual está tarado a una temperatura máxima de 220º. Caracterís-ticas:

- Diámetro: 16mm - Rango de temperaturas de funcionamiento: 220°C

Enlace de compra: http://www.cetronic.es/sqlcommerce/disenos/plantilla1/sec-cion/producto/DetalleProducto.jsp?idIdioma=&idTienda=93&-codProducto=409253011&cPath=1148

Precio: 7,70 €

Componentes

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Componentes

ComponentesTransformadorEl transformador elegido será comprado a Crovisa. La referencia de éste es la 406906, el cual transforma la corriente a 6 v a la salida. Características:

EI30/15,5Dimensiones (mm)Peso aprox.: 0,095 Kg

Se negociará con la empresa para obtener precio final para pro-ducción.El enlace es el siguiente: http://www.crovisa.com/espanol/ncpde2-4.htm

ResistenciasLas resistencias serán de fabricación bajo pedido según nuestras medidas y requisitos, ya que las comerciales no cumplen las di-mensiones solicitadas.

Resistencias destinadas a la generación de calor como éstas te-nemos dos en el circuito, una, de 1000 ohmios, de dimensiones más pequeñas y otra de 2000 ohmios en la base.

Como las comunes, irá recubierta de cemento, y por dentro, irá un cable de escasa sección, enrollado en espiras, a lo largo de

Componentes

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ComponentesResistencias El otro tipo de resistencias son las ohmicas, utilizadas para regular la caida de tensión e intensidad a su salida. En el circuito tenemos 4, dos para la salida de los triac y dos para el correcto funciona-miento de los diodos led´s.

El valor de estas resistencias se deriva de la intensidad que nece-sita su componente al que acompaña.

Se comprará también a la empresa Cetronic:http://www.cetronic.es/sqlcommerce/disenos/plantilla1/sec-cion/Catalogo.jsp?idIdioma=&idTienda=93&cPath=921

CableadoEl cableado, calculado según intensidad que circulará y ambiente en el que se encuentra, debe ser tripolar, es decir, llevará un re-cubrimiento para soportar las temperaturas interiores.

La sección será de 1´5 mm, contando que se va a encontrar “bajo tuboo conducto”.

Será comprado a una de las empresas a la que le pidamos otros componentes para ahorrar costes.

Componentes

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Componentes

ComponentesReléEl relé utilizado para controlar el trabajo del Pic es uno de 4 pati-llas normalmente abierto.

Será comprado en cualquier empresa dedicada a la distribución de componentes electrónicas ya que es un elemento muy común.

Su precio: alrededor de 1€

CondensadorEl condensador necesario para que funcione correctamente el es-quema del temporizador, es uno con capacidad de 100uF que funciona a 6v.

Será comprado a Farnell:http://es.farnell.com/kemet/a700d107m006ate015/conden-sador-100-uf-6v/dp/9226958

Su precio: 1´27€

TriacLos triac que derivan la corriente para regular la temperatura serán comprados nuevamente a diotronic:

http://www.diotronic.com/semiconductores/triacs-thyristores/triacs/triac-10a-600v-to220_r_24_24007.aspx

Su precio: 0´88€

Componentes

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ComponentesDiodo led y zumbadorEl último de los componentes eléctricos son los diodos leds y el zumbador, que a modo esquema en el circuito se encuentran en la parte más baja. Éstos indican funcionamiento o desconexión de ciertos elementos ya bien sera para su seguridad o para su buen uso.

El zumbador por otra parte, avisa al usuario de que ha pasado demasiado tiempo la plancha en alguna situación de peligro.

Su compra será en Mikropic y Diotronic respectivamente:Diodos leds: http://www.micropik.com/pag_leds_lcd_displays_leds.htmZumbador: http://www.diotronic.com/componentes-mecanicos/varios/zumbadores-y-sirenas/zumbador-6v-30ma-tono-agu-do_r_210_24831.aspx

Precio: variable y 1´75€

Lector etiquetasEl mando que actúa de lector de equiteas es independiente, pero se encuentra conectado eléctricamente. Su funcionamiento se basa en el escaner que capta las señales codificadas de la etiqueta.

Éste se encuentra conectado a la salida de 6 v y al pic, a partir del cual se controlará la temperatura de planchado,2

Componentes

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Componentes Cálculos

CálculosSe han realizado una serie de cálculos para asegurar que las caraterísticas técnicas de nuestro producto son adecuadas, seguras y aptas para el usuario.Los cálculos obtenidos se han realizado para estimar el tiempo que tardará en calentarse

Datos utilizados en los cálculos:

– Ce H2O líquida: 1 cal/gºC– Ce H2O vapor: 0,48 cal/gºC– Ce aluminio: 0,22 cal/gºC– CL ebullición H2O: 540 cal/g

– m PLACA aluminio: 721’2g– m PLANCHA aluminio: 88’22g

Tras decidir que la potencia de nuestra plancha de mano será de 1000W y la placa de ampliación de 2000W, hemos comprobado si la corriente que circula por el circuito de ambas, es menor de 16A, máximo de corriente que puede circular por un enchufe do-méstico excluyendo los utilizados en la cocina. Además hemos calculado las resistencias.

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PlacaTeniendo en cuenta que la potencia de la placa son 2000W, significa que nuestra placa disipa 478, 46 cal/s.

El calor total necesario para calentarla será la suma de los calores necesarios de elevar la temperatura del aguar ambiente a 100º y la placa de aluminio a 220ºC

Conociendo las calorías disipadas por la potencia de la placa y la cantidad de calor ne-cesario para elevar la placa y el agua a la temperatura deseada, podemos estimar una aproximación del tiempo que transcurrirá para conseguir la temperatura deseada.

Cálculos

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Cálculos Cálculos

A partir de este tiempo, el agua aún líquida a 100ºC recibirá el calor necesario para transformarse en vapor. Conociendo el calor latente de ebullición, sabemos que para transformar un gramo de agua líquida en vapor se necesitan 540 calorías. Como nuestra plancha transmite 478,46 cal/s, podemos conocer el tiempo que tarda nuestra placa en evaporar un gramo de agua.

Así sabremos el ritmo de expulsión de vapor de la placa.

Por otra parte, calculamos la intesidad total máxima que deberán pasar por los cables:

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Segu

rida

d Seguridad

SeguridadEn cuanto a seguridad, se hizo un estudio, para eliminar los ries-gos derivados de la energía eléctrica, que podrían aparecer en nuestro producto, tanto material como personal y los cuales se podrían clasificar en:

- Riesgo de incendio por sobrecarga de los conductores o corto-circuito.- Riesgos de electrocución por el paso de la corriente eléctrica a través del cuerpo humano.

En cuanto a riesgos de incendio por sobrecarga de los conducto-res o cortocircuito, se pensó que para evitar cortocircuitos o so-brecargas, se debe de instalar un dispositivo de protección como es un fusible cortacircuitos.

Este fusible solo funcionaría en desconexión cuando falle el ter-mostato regulador, por lo que una vez averiados ambos, la plan-cha deja de funcionar para evitar accientes con el usuario.

Por otra parte, tenemos el led, que es un elemento de seguridad pasivo, esto es, solo advierte al usuario de que la plancha está en funcionamiento, que tenga precaución de no tocar las partes calientes.

A continuación nos encontramos con un zumbador, el cual emite sonidos en dos ocasiones:

- Cuando la base se encuentra fuera de su posición de reposo más de 1 minuto. - Cuando el conjunto se encuentra en su posición de repo-so pero no se ha utlizado durante más de 10 minutos

Por otro lado, en cuanto a riesgo de electrocución por el paso de la corriente eléctrica a través del cuerpo humano: se analizó los posibles casos en los que se podría dar y se observó lo siguiente:

- El contacto eléctrico directo no se podría dar en ningún caso, porque el usuario en ningún momentos puede acceder a ninguna fase de red o neutro. - En cuanto al contacto eléctrico indirecto, que se produce cuando el usuario se pone en contacto con masas o carcasas de aparatos eléctricos, tampoco se podría dar en ningún caso, ya que todos los materiales exteriores con los que el usuario interactúa o puede acceder son materiales aislantes.

En última instancia, añadir que el circuito funciona con toma tierra como medida última de seguridad, evitando el paso de corriente en el caso de que alguno de los sistemas anteriores fallen.

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Hay que saber que la regula-ción de temperatura se logra mediante el control de la cantidad de corriente eléctrica que es aplicada al elemento calefactor; a mayor intensidad de corriente, mayor tempe-ratura alcanzará el elemento. Puesto que nuestro producto se alimenta de corriente alter-

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Funcionamiento triacComo última parte del informe eléctrico, se ha visto conveniente conocer como el método de regulación de la temperatura, la cual se logra mediante el control de la cantidad de corriente eléctrica que es aplicada al elemento calefactor; a mayor intensidad de corrien-te, mayor temperatura alcanzará el elemento. Puesto que nuestro producto se alimenta de corriente alterna, debemos utilizar un Triac como elemento de control de la corriente eléctrica.

El Triac es un dispositivo semiconductor de tres terminales bidireccionales; es decir, pue-de conducir la corriente eléctrica en ambos sentidos. Su símbolo electrónico se muestra en la figura 1.r en ningún caso, porque el usuario en ningún momentos puede acceder a ninguna fase de red o neutro.

Las terminales de este dispositivo se describen como: MT1 (que corresponde a la terminal principal 1), MT2 (que corresponde a la terminal principal 2), y G (que corresponde a la terminal compuerta). En la figura 2 vemos dos Triac típicos.

Polarización de corriente directaPara polarizar un Triac con voltaje de corriente directa, únicamente es necesario conectar el voltaje de la fuente a las terminales MT1 y MT2. Al aplicar el voltaje de corriente directa al Triac, éste se comporta como un interruptor abierto (corte) y entonces impide que la corriente lo atraviese. En la figura 3 se observa un Triac con polarización de corriente directa.

Cuando un Triac es polarizado con voltaje de corriente directa, basta con un pulso de disparo en su terminal G para hacer que pase del estado de corte (no-conducción) al estado de saturación (conducción). Este voltaje es generado por un pulso positivo, to-mando como referencia negativa la terminal principal que se en-cuentre polarizada negativamente.

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Funcionamiento triac

En la figura 4 vemos cómo se pone en conducción el Triac aplicando un pulso positivo a la terminal G con respecto a la terminal MT1. El Triac se mantiene en estado de conduc-ción siempre y cuando el voltaje de polarización no sea cero o no se cortocircuiten sus terminales principales, tal como se indica en la siguiente figura (figura 5).

Polarización de corriente alternaEl voltaje de corriente alterna se mantiene cambiando continua-mente de polaridad; inicia en cero y, antes de retornar a este valor, atraviesa por una etapa intermedia en la que se incrementa hasta alcanzar un valor pico positivo máximo; después cambia de polari-dad con el aumento de su valor de voltaje inverso, hasta alcanzar un valor pico máximo negativo; finalmente su valor de voltaje ne-gativo se reduce, hasta que retorna al valor de cero; así se reinicia el proceso de manera indefinida (figura 6).

Cuando el Triac se polariza con un voltaje de corriente alterna, la polaridad que se aplica en las terminales principales cambia y pasa por cero voltios continuamente; de modo que aunque se apli-que un pulso de disparo a la terminal compuerta G, el Triac sólo conducirá durante un semiciclo de la señal de corriente alterna.

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Funcionamiento triac

Para lograr entonces que el Triac se mantenga conduciendo durante ambos ciclos de la onda de corriente alterna, necesitamos aplicar un pulso de disparo al inicio de cada uno de los semiciclos de la misma (figura 7).

Control de faseLa forma más sencilla de disparar un Triac cuando está polarizado con voltaje de corriente alterna es tomar una parte de este último y aplicarla a la terminal compuerta G del Triac (figura 8).

Ahora bien, para hacer que el Triac controle la cantidad de corrien-te que lo atraviesa, se utiliza un método conocido como «control de fase» (figura 9). Durante la primera porción de cada medio ciclo de la onda de corriente alterna, se mantiene al Triac abierto, lo que evita el flujo de corriente a través de la carga; pero en un valor de ángulo “a” específico, el Triac se pone en conducción y, por lo tanto, permite el paso de la corriente eléctrica a través de la carga. Variando el valor del ángulo “a”, se modifica el tiempo en que el Triac permanece apagado y encendido; de esta manera se controla la corriente aplicada a la carga. Para un ángulo grande de “a”, menor será el tiempo que permanezca encendido el Triac y, en consecuencia, la corriente total aplicada a la carga será menor; y cuando el valor del ángulo “a” disminuye, el Triac se mantiene más tiempo encendido, provocando así que por la carga circule una mayor cantidad de corriente total (ver nuevamente la figura 9).

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Funcionamiento triac

En la figura 10 podemos ver el circuito básico para el control de fase de un Triac. En este caso, el Triac actúa como un interruptor electrónico que conduce la corriente eléctrica cuando se aplica una pequeña corriente de disparo en su terminal de compuerta. El Triac se apaga automáticamente cuando la corriente que lo atraviesa pasa por cero. En dicho circuito el capacitor CT se carga durante cada medio ciclo de la onda de corriente alterna, cuando la corriente circula a través del potenciómetro RT y la carga Rc.

El hecho de que la carga se encuentre conectada en serie con RT, se considera para que el valor de éste sea varias veces más grande que la resistencia de la carga.La carga acumulada en el capacitor CT se libera, cuando el vol-taje almacenado en éste alcanza el valor de ruptura del Diac D (disparador bilateral). Esta energía produce un pulso de corriente a través del Diac D, haciendo que se dispare el Triac por el pulso en la compuerta G.Puesto que el Triac y el Diac son dispositivos de disparo bilateral, no importa la polaridad de la onda de corriente alterna; en ambos sentidos se produce el mismo efecto. Los valores de RT y CT de-terminan el ángulo de fase con que el Triac se dispara, en ambos medios ciclos de la onda de corriente alterna

*Fuente: http://www.slideshare.net/frankj1/control-temperatu-ra-para-cautin-112.

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