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LABORATORIO FINAL ELECTRONICA III
Jose Miguel Chacn
Juan David Pea
Csar Andrey Perdomo Charry
Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas
Facultad de Ingeniera
Ingeniera Electrnica
Electrnica lll
Bogot D.C., 2014
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LABORATORIO FINAL ELECTRONICA III Informe de laboratorio
Jose Miguel Chacn 20121005120
Juan David Pea 20121005008
Csar Andrey Perdomo Charry Magster en Ciencias de la Informacin
y las Comunicaciones
Universidad Distrital Francisco Jos de Caldas
Facultad de Ingeniera
Ingeniera Electrnica
Electrnica lll
Bogot D.C., 2014
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INTRODUCCIN
Para realizar el diseo propuesto utilizaremos todos los
conocimientos adquiridos a
lo largo del curso de Electrnica lll, por esto, todo el diseo se
basa en el uso de
amplificadores operacionales y sus aplicaciones: oscilador de
Miller Schmitt, filtros
activos pasa banda, detectores de pico, seguidores de voltaje y
comparadores,
entre otros.
OBJETIVOS
Disear y un montar un circuito para controlar dos motores que
cumpla con las
siguientes especificaciones:
Dependiendo de la seal de entrada:
En frecuencia
Frecuencia (Hz) 10-100 100-1K 1K-10K 10K-100K
Motor 1 Off On Off On
Motor 2 Off Off On On
En amplitud
Vp(V) F(Hz) 10-100 100-1K 1K-10K 10K-100K
1-3 M1 Off 60 RPM Off 60 RPM
M2 Off Off 20 RPM 20 RPM
3-5 M1 Off 40 RPM Off 40 RPM
M2 Off Off 40 RPM 40 RPM
5-8 M1 Off 20 RPM Off 20 RPM
M2 Off Off 60 RPM 60 RPM
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DIAGRAMA DE BLOQUES
Oscilador Miller-
Schmitt
Vcc
Vcc
Filtros
Rectificador
Comparadores
+ -
Rectificador
Comparadores
Variador de tensin
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OSCILADOR MILLER SCHMITT
Usando polarizacin dual y simtrica con Vcc de 10V, se usaron
comparadores 311
para garantizar un Voh aproximado de 10 voltios y un Vol
aproximado de -10V, con
un voltaje de encendido de 7V y un voltaje de apagado de -7V,
Fmax= 100KHZ,
fmin=10Hz; D=50%, dado que el disparador de Schmmitt es no
inversor tenemos
que:
1=
10 (10)
7 (7)=
10
7 = 10 ; 1 = 7
Asumiendo los valores de capacitores de 1nF y de 100nF para
cambiar en 2
dcadas la frecuencia Tenemos que:
=()()
( )
= 100; = 100 = 3,571
= 10; = 1 = 357.132
Para variar la amplitud de la seal triangular usamos un
amplificador inversor con
ganancia variable de uno hasta 0.1, para lo cual tenemos R1=10K,
Rf variable de
10K a 1K
FILTROS
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Para el bloque de filtrado utilizamos dos filtros pasa bajas y
un pasa altas:
Primer filtro pasa-banda (10Hz-100Hz):
Para este filtro, conocemos que:
Con una ganancia de 1, FL=10Hz y FH=100Hz obtenemos;
C1= 100nF, R1= 15,915K, R2=15,915K, C2= 10,128nF
Segundo filtro pasa-banda (100Hz-1KHz)
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Para este filtro, conocemos que:
Con una ganancia de 1, FL=100Hz y FH=1KHz obtenemos;
C1= 10nF, R1= 15,915K, R2=15,915K, C2= 1nF
Filtro pasa altas (10KHz)
Para este filtro, conocemos que:
=1
Con una ganancia de 1 y Fc=10KHz obtenemos
C=1nF, RF=15,915K
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RECTIFICADORES DE ONDA COMPLETA
De este circuito conocemos:
Asumimos una ganancia de 1 y a R=10K, por tanto R3=5K
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Estos rectificadores van unidos a 5 puntos del circuito que
corresponden a:
La seal triangular generada por el oscilador Miller-Schmitt
La seal triangular atenuada que sale del amplificador inversor
de ganancia
variable menor a 1
A las seales filtradas correspondientes a los filtros diseados
entre los
rangos especificados y que se detallaron anteriormente.
DETECTORES DE PICO
Van conectados a cada salida de los rectificadores con el fin de
convertir la seal
rectificada a una continua para poder compararlas.
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COMPARADORES
Se dividen en 2 secciones y son 7.
3 sirven para comparar el voltaje rectificado de los filtros y
el 70% del
voltaje original del disparador.
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4 comparan los rangos de voltaje determinados (3V y 5V) para
activar los
sumadores que entregan un voltaje a los motores para hacerlos
funcionar a
distintas revoluciones por minuto (Inversor y no inversor).
VARIADOR DE TENSIN:
**Se realiz una variacin al diseo original para que:
Vp(V) F(Hz) 10-100 100-1K 1K-10K 10K-100K
1-3 M1 Off 400 RPM Off 400 RPM
M2 Off Off 133.3 RPM 133.3 RPM
3-5 M1 Off 266.6 RPM Off 266.6 RPM
M2 Off Off 266.6 RPM 266.6 RPM
5-8 M1 Off 133.3 RPM Off 133.3 RPM
M2 Off Off 400 RPM 400 RPM
Encontrando que los voltajes que necesitan los motores (de
caractersticas iguales)
necesitan los voltajes correspondientes para funcionar a estas
revoluciones son
(aproximadamente):
V (DC) RPM
7 400
4,5 266.6
2,5 133.3
Se usan divisores de tensin que modificamos con interruptores
BJT que van
conmutados a la salida de los comparadores y conseguir estos
voltajes a la salida
de los comparadores.
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DIAGRAMA COMPETO DEL CIRCUITO:
CONCLUSIONES
Es necesario considerar el Slew Rate de los operacionales a la
hora de trabajar en
AC (oscilador Miller Schmitt) debido a que los convencionales
como el LM741 no
soportan mayores frecuencias. Primero utilizamos comparadores
LM311 ( = 7 8 /) que funcionaron en la simulacin en la plataforma
Multisim, pero en la
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prctica no, por tanto utilizamos LF353 con = 13 / que funciona
bien hasta los 100KHz especificados.
Fue necesario utilizar un switch para modificar la capacitancia
en el oscilador para
as podernos utilizar dos dcadas (10Hz-1KHz y 1kHz-100KHz).
Fue necesario utilizar varios seguidores para acoplar
impedancias entre algunos
nodos del circuito.
REFERENCIAS
SERGIO FRANCO, Diseo con amplificadores operacionales y
circuitos
analgicos, tercera edicin, 2002.
VITAUTAS GABRIUNAS, Apuntes de electrnica, primera edicin.
