BENEMÈRITA UNIVERSIDAD AUTÒNOMA

DE PUEBLA

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA ELECTRÓNICA

PRACTICA 3

“VUMETRO CON SECUENCIA”

ALUMNOS:

EDUARDO HERNANDEZ TIEMPO

BERNARDO AGUILAR CHANUT

MOHAMED ALLI CASTILLO MARTINEZ

ASIGNATURA:

SISTEMAS ELECTRONICOS DE POTENCIA

PROFESOR:

ANTONIO MICHUA CAMARILLO

INTRODUCCION

En este reporte describiremos el funcionamiento de los circuitos que se eligieron de acuerdo a las características solicitadas así como el desarrollo que fue necesario para su implementación y posteriormente el análisis de resultados. Los cuales consistían en un vúmetro con secuencias y un dimmer analógico.El vúmetro fue diseñado no para medir la señal, sino para que los usuarios tuvieran una referencia u objetivo de 0 VU, algunas veces llamado 100% o 0 decibelios, por lo que no es importante que el dispositivo no sea lineal e impreciso para niveles bajos. En efecto, la escala va de -20 VU a +3 VU, con -3 VU justo en medio.

Un dimmer, regulador, atenuador o dímmer sirve para regular la energía en uno o varios focos, con el fin de variar la intensidad de la luz que emiten (siempre y cuando las propiedades de la lámpara lo permitan).

RESUMENEste trabajo representa un detallado reporte de práctica que analizará todos los rubros importantes que se necesitarán para poder cumplir con los objetivos planteados a continuación respecto al área de la electrónica de potencia.

OBJETIVO

Construir un circuito (vúmetro) con el cual podamos representar la potencia de audio de un dispositivo mediante una canción, lo que se intenta prender es una serie de 6 focos alimentados a 127V y con el mismo poder hacer tres secuencias

Construir un circuito electrónico que sea capaz de controlar la intensidad de luz de un foco de 50watts analógicamente (Dimmer Analogico) alimentado con la línea de 127V a 60HZ.

Objetivos específicos

Construir un circuito el cual sea capaz de variar la intensidad de una seria de focos al ritmo de una canción.

Construir un circuito el cual sea capaz de variar el PWM para poder cambiar el ángulo de disparo de un DIAC y así poder manipular la intensidad de una carga (foco).

Conceptos básicos

Etapa de potencia

Etapa de potencia, amplificador de potencia o etapa de ganancia son los nombres que se usan

para denominar a un amplificador de audio. La función del amplificador es aumentar el nivel de

una señal, incrementando para ello la amplitud de la señal de entrada mediante corrientes de

polarización (voltaje negativo, voltaje positivo) en el transistor de salida.

El amplificador trabaja, internamente, con corriente continua; en caso de ser alimentado con la

tensión entregada por la red domiciliaria se necesita un trasformador y rectificador para adaptar el

nivel de voltaje y tipo de corriente a los valores necesarios para el buen funcionamiento del

equipo.

Cuando se diseña un amplificador, es fundamental la refrigeración del mismo. Por ello, siempre

encontraremos una rejilla de ventilación y los fabricantes habrán instalado en su interior

ventiladores (como en el ordenador). Esto es porque durante el procesado de amplificación, en su

interior, se disipa gran cantidad de calor.

Físicamente, cuando vemos un amplificador, nos encontramos con un equipo en el que

habitualmente, sólo hay un botón: el de encendido/apagado.

En la parte posterior suele situarse el panel con las correspondientes entradas y salidas. El número

y tipo de ellas depende de la cantidad de señales que soporte el amplificador.

Ilustración 1. Etapa de potencia con un Optotriac TLP3020

Circuito sujetadorSe recurre a circuitos sujetadores de voltaje en los que se utiliza un capacitor, una resistencia, y un diodo y una fuente de DC independiente para realizar el desplazamiento o del nivel. El capacitor tiene como función permitir que la señal que depende del tiempo circule hacia la carga y al mismo tiempo, bloque la directa para impedir que esta llegue a la fuente de señal, el diodo y la fuente directa tienen como función desplazar el nivel de directa hasta el valor deseado; La longitud de R y C debe elegirse de tal forma que la constante tiempo T=RC sea lo suficientemente grande para

asegurar que la descarga del capacitor no sea significativa durante el intervalo en el que el diodo no está conduciendo.

Ilustración 2. Forma de onda de entrada y salidas posibles del circuito sujetador

Ilustración 3. Circuito sujetador

MARCO TEÓRICO

Vúmetro

El vúmetro es un dispositivo indicador en equipos de audio para mostrar el nivel de señal en unidades de volumen, a veces es también llamado indicador de volumen.

Consta de un instrumento de bobina móvil de un tipo determinado, alimentado por medio de un rectificador de onda completa que se alimenta a su vez de la línea mediante una resistencia en serie. No necesita más fuente de energía para su funcionamiento que la señal de entrada.

El vúmetro fue diseñado no para medir la señal, sino para que los usuarios tuvieran una referencia u objetivo de 0 VU, algunas veces llamado 100% o 0 decibelios, por lo que no es importante que el dispositivo no sea lineal e impreciso para niveles bajos. En efecto, la escala va de -20 VU a +3 VU, con -3 VU justo en medio.

DIAC:

El DIAC es un diodo de disparo bidireccional, especialmente diseñado para disparar TRIAC y Tiristores, en sí es un dispositivo disparado por tensión.

En su diseño tiene dos terminales: MT1 y MT2, como podemos observar en el diagrama.

Ilustración 4 Diac

El DIAC normalmente no conduce, sino que tiene una pequeña corriente de fuga. La conducción aparece cuando la tensión de disparo se alcanza.

Cuando la tensión de disparo se alcanza, la tensión en el DIAC se reduce y entra en conducción dejando pasar la corriente necesaria para el disparo del SCR o TRIAC. Se utiliza principalmente en aplicaciones de control de potencia mediante control de fase.Los DIAC se fabrican con capacidad de disipar potencia de 0.5 a 1 watt.

Las principales características para el funcionamiento de un DIAC son:

- Tensión de disparo- Corriente de disparo- Tensión de recuperación- Disipación de potencia

TRIACIlustración 5 Curva caracteristica

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 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). 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.

Curva Característica

Ilustración 6 Triac

DIMMER

Es un dispositivo que permite reducir la intensidad de luz de lámparas incandescentes o halógenas con transformador. El principio de funcionamiento, se basa en el control de potencia que se logra variando el ángulo de conducción de un TRIAC, de 30° a 160°. La acción que realiza un Dimmer es la de recortar la señal de entrada, variando el tiempo en que la carga está en el ciclo de trabajo, lo que lleva a tener en lo posterior una onda recortada dependiendo de la aplicación que se la pueda dar.

DESARROLLO

Material

Vúmetro PIC 16F877A Resistencias de distintos valores Push Button Potenciómetros Capacitor de 10uF Diodo IN4005 Focos de 50 W Sockets

Dimmer 1 Protoboard 1 DIAC (ECG6407) 1 TRIAC (BT137) 1 Condensador de 53nF cerámico a 250 V. 1 Resistencia de 10 a 1 W 1 Potenciómetro de 500k 1 Foco de 120V/100W 2 Cables lagarto – lagarto

Desarrollo de la Práctica

Vúmetro Primero se diseñó un circuito en el cual se cumpliera con los requerimientos de la práctica, partiendo de una suposición de lo que sería nuestro circuito final el cual tuviera el funcionamiento que quisiéramos, se propuso una pic como controlador fundamental del sistema en el cual sus salidas las cuales irían a los led´s serían B0-B5 esto con la finalidad de que solo fueran seis los led´s que prendieran. Después se propusieron lo que serían las entradas digitales en los puertos E0-E2 proponiendo igual un botton de reinicio del

sistema para que este ayudara a su vez a poder seleccionar la secuencia propuesta. Por lo que el circuito quedo en la siguiente forma.

DimmerDespués de investigar el funcionamiento del Triac nos dimos cuenta de que para una buena sincronización necesitábamos un detector de cruce por cero. Para armar el circuito detector de cruce por cero, nosotros propusimos un detector con transistor, a pesar de que en Internet había uno más sencillo que funcionaba a base de un Opamp (como comparador), esto debido a que al realizar la simulación (en Proteus) no presentaba un buen funcionamiento.

Ilustración 8 circuito empleado

Ilustración 7 Circuito armado en Proteus.

Código de programa

Vúmetro

#include "16f877a.h"#device adc=10//adc de 10 bits :D#fuses XT,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP,NOBROWNOUT#use delay(clock=4000000)/*Programa para control de un ventilador*/void main(){int op;int16 lectura;setup_adc_ports(AN0);//se habilita el puerto analogico cerosetup_adc(ADC_CLOCK_INTERNAL); set_adc_channel(0); delay_us(10); set_tris_b(0x00);//salidas set_tris_e(0xff);//pines del puerto e son entradas output_b(0x00);while (TRUE){op=input_e();switch(op){case 1:while(TRUE){

Ilustración 9. Muestra la señal de salida del circuito en osciloscopio

Ilustración 10. Muestra la señal de salida del circuito en el osciloscopio pero con una frecuencia distinta a la de la ilustración 9

output_b(0x0C);//secuencia 1 delay_ms(100);//transformar a mi ubicacion output_b(0x12); delay_ms(100); output_b(0x21); delay_ms(100); output_b(0x21); delay_ms(100); output_b(0x12); delay_ms(100); output_b(0x0C); delay_ms(100);}break;case 2:while(TRUE){ output_b(0x01);//secuencia 1 delay_ms(100);//transformar a mi ubicacion output_b(0x02); delay_ms(100); output_b(0x04); delay_ms(100); output_b(0x08); delay_ms(100); output_b(0x10); delay_ms(100); output_b(0x20); delay_ms(100); output_b(0x20); delay_ms(100); output_b(0x10); delay_ms(100); output_b(0x08); delay_ms(100); output_b(0x04); delay_ms(100); output_b(0x02); delay_ms(100); output_b(0x01); delay_ms(100);} break;case 4:while(TRUE){ output_b(0x08);//secuencia 1 delay_ms(100);//transformar a mi ubicacion output_b(0x01); delay_ms(100); output_b(0x04); delay_ms(100); output_b(0x20);

delay_ms(100); output_b(0x02); delay_ms(100); output_b(0x10); delay_ms(100);}break;case 7:while(TRUE){lectura=read_adc(); if(lectura>=0 && lectura<=101)//primer intervalo { output_b(0x00);//enciende el primer led } if(lectura>=102 && lectura<=203)//segundo intervalo { output_b(0b00000001);//enciende el primer led } if(lectura>=204 && lectura<=305)//tercer intervalo { output_b(0b00000011);//enciende el primer led } if(lectura>=306 && lectura<=407)//cuarto intervalo { output_b(0b00000111);//enciende el primer led //delay_us(100);//busquemos el tiempo mas optimo } if(lectura>=408 && lectura<=509)//quinto intervalo { output_b(0b00001111);//enciende el primer led } if(lectura>=510 && lectura<=611)//sexto intervalo {output_b(0b00011111);//enciende el primer led } if(lectura>=612 && lectura<=714)//septimo intervalo {output_b(0b00111111);//enciende el primer led }} break;default:output_b(0x00);break;}} }

Resultados

Ilustración 11 Muestra la simulación con una respuesta exitosa en base a lo que se queria.

CONCLUSIONES

Logramos el objetivo de la práctica aun cuando tuvimos algunos problemas con los valores de la resistencia del dimmer. El punto más importante para el control de potencia mediante un dimmer analógico está en la elección del DIAC pues de éste depende directamente el corte de la onda sinusoidal y evidentemente el recorte de potencia.

El manejo del TRIAC simplemente es consecuencia del DIAC que usemos pues de éste depende directamente su disparo y su accionamiento.

BIBLIOGRAFÍA

Analisis de Fourier,Autor HWEI P. HSU,Editorial ADDISON-WESLEY IBEROAMERICANA, S.A.

Introduccion a la Teoria y sistemas de Comunicación, Autor B.P. LATHI, Editorial Limusa Noriega.

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