Instrumentación Digital

04 de Septiembre del 2015

Resumen— La finalidad de la práctica fue utilizar los amplificadores operacionales al igual que el timer NE555 para poder generar ondas triangulares, senoidales, cuadradas y dientes de sierra.

Temas claves—Operación de un amplificador operacional, uso del timer NE555.

I. INTRODUCCIÓN

Un puente de Wheatstone se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos están constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia de bajas medidas.

Figura 1. Puente de Wheatstone

En la Figura 1 vemos que, Rx es la resistencia cuyo valor queremos determinar, R1, R2 y R3 son resistencias de valores conocidos, además la resistencia R2 es ajustable. Si la relación de las dos resistencias del brazo conocido (R1/R2) es igual a la relación de las dos del brazo desconocido (Rx/R3), el voltaje entre los dos puntos medios será nulo y por tanto no circulará corriente alguna entre esos dos puntos C y B.

Para efectuar la medida lo que se hace es variar la resistencia R2 hasta alcanzar el punto de equilibrio. La detección de corriente nula se puede hacer con gran precisión mediante el voltímetro V.

El LDR (Light Dependent Resistor) o resistencia dependiente de luz, es una resistencia que varía su resistencia en función de la luz que incide sobre su superficie. Cuanto mayor sea la intensidad de la luz que incide en la superficie del LDR menor será su resistencia y cuanta menos luz incida, mayor será su resistencia.

Figura 2. Representación Fotorresistencia

Si medimos entre sus extremos nos encontraremos que pueden llegar a medir en la oscuridad valores cercanos al Mega Ohm (1MΩ) y expuestas a la luz mediremos valores en el entorno de los 100 Ω.

II. DESARROLLO

Los materiales utilizados para la construcción de nuestro circuito se muestran en la Tabla 1.

TABLA IMATERIALES 1

Material CantidadR 100 Ω 2

1 Potenciómetro 10 kΩ 1Fotorresistencia 1

Plantilla de experimentos 1

Los equipos utilizados para la elaboración de la práctica se muestran en la Tabla 2.

TABLA 2MATERIALES 2

Material CantidadFluxómetro 1Multímetro 1

El desarrollo de la práctica fue el siguiente:

A. Simulación circuito en proteus

Se dio simulación en proteus, para tener una idea de lo que nos debía dar de valor experimental junto con el teórico.

Figura 3. Simulación en Proteus1

Amplificadores Operacionales y Timer NE555Practica 2

Enrique Rodríguez Hernández, José G. Chávez Gonzales, Eduardo F. Ramírez Palacios

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B. Datos mediante simulación en proteus

TABLA 3

Intensidad de Luz (Lux) Voltaje (V)50 0.11100 0.19200 0.32300 0.43400 0.52600 0.68800 0.801000 0.91

C. Armado Circuito en protoboard

Para este punto, teniendo nuestra simulación en el programa proteus, se procede a realizar el circuito de forma física en la protoboard.

Figura 4. Armado Circuito Protoboard

D. Calibrar nuestro puente de Wheatstone

Se calibro nuestro circuito de forma que el voltaje entre los puntos fuera nulo. Además, se tapó la fotorresistencia de forma que no tuviera ninguna incidencia de acuerdo a nuestra calibración.

E. Aplicación de intensidad de Luz a nuestro sistema

Figura 5. Sistema aplicado a 400 Luxes

Figura 6. Obtención voltaje a intensidad de 400 Luxes

F. Obtención de datos

Se obtuvieron los datos de acuerdo a la intensidad de luz aplicada a nuestro circuito.

TABLA 4

Intensidad de Luz (Lux) Voltaje (V)50 0.02100 0.032200 0.1300 0.16400 0.18600 0.23800 0.311000 0.34

G. Linealización en Matlab

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Se obtuvieron las gráficas Intensidad de luz vs Voltaje correspondientes para la simulación en proteus al igual que de forma experimental.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Intensidad de Luz (Lux)

Vol

taje

(V

)

Figura 7. Grafica datos proteus

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Intensidad de Luz (Lux)

Vol

taje

(V

)

Figura 8. Grafica datos experimentales

H. Conclusión

Con la realización de esta práctica se puede comprobar cómo aumenta el voltaje con respecto a la intensidad de luz que se le es aplicada. Se comprueba la linealización del sistema. Se comprendió de forma correcta el uso de un puente de Wheatstone, junto con el uso de una Fotorresistencia.

Esta práctica resulto ser sencilla debido a que se aplicaron principios previamente visto en materias anteriores. Aunque al principio se tuvo una pequeña incidencia debido a que no se estaba calibrando de forma correcta ya que se tenía la fotorresistencia obteniendo cierta cantidad de luz, viendo que

esta no daba lo que tenía que darse de acuerdo al puente de Wheatstone, se supo que se tenía que tapar la fotorresistencia de forma que no pasara ninguna intensidad de luz.

Algo importante que se observo fue que el voltaje que nos daba, se veía afectado de acuerdo al tamaño de las resistencias utilizadas.

III. REFERENCIAS

[1] https://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_Wheatstone[2] http://electronica-electronics.com/info/LDR-fotoresistencia.html

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