TP N° 6

Actividad 1

Aplicando la configuración de comparadores, diseñar un circuito "Interrumptor activado por sonido con las siguientes características".

• Sensor imple amentado con un micrófono capacitivo.
• Control de sensibilidad de micrófono variable
• Alimentación por medio de la red eléctrica 220Vc a 50Hz,
• Actuador a relé 1NA + 1NC.

a) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

b) Los cálculos de diseño con la función transferencia de cada etapa del circuito.

Detector de cruces por cero:

V6 > 0v = Vo = +Vsat

V6 < 0v = Vo = -Vsat

Vsat = 90% tensión de alimentación

c) Simular el circuito en MULTISIM.

d) Hacer una descripción del funcionamiento del " Interruptor activado por sonido".

 Cuando el micrófono llega a una tensión regulada por el potenciómetro, el comparador excita la base del transistor saturándolo y activando el rele, que a su ves prende la señal lumínica. 

Actividad 2

Se desea implementar un detector de humo.

El proyecto requiere la utilización de una celda fotorresistiva, de forma que según el nivel de humo presente en el ambiente haga activar una alarma sonora y lumínica. El circuito deberá ser alimentado con la red eléctrica 220 Vca 50 Hz.

a) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

En el siguiente circuito se puede el modulo de alimentación y el modulo de salida del circuito detector de humo:

En este lo que se observa es el comparador, la celda fotorresistiva ( junto a una lampara para censar el nivel de humo en el ambiente)  fue remplazada por 2 resistencias y un potenciómetro que simularian el valor minimo y máximo de resistencia de la celda:

b) Los cálculos de diseño con la función transferencia de cada etapa del circuito.

Detector de cruces por cero:

V6 > 0v = Vo = +Vsat

V6 < 0v = Vo = -Vsat

Vsat = 90% tensión de alimentación

c) Simular el circuito en MULTISIM.

d) Hacer una descripción del funcionamiento del detector de humo.

La celda fotorresistiva es iluminada por una lampara cuando ingresa el humo esta disminuye su resistencia aumentando el valor de tensión en la entrada del comparador, cuando llega a un cierto nivel ( ajustable mediante un potenciometro) dispara el relay activando las alarmas lumínicas y sonoras, cuando el humo desaparece la tensión baja y se apagan las alarmas. Se puso un diodo 1N4007 para proteger al transistor que controla los relays.

Actividad 3

Diseñar un circuito de un voltímetro.

La escala del mismo deberá ser 0 a 5 V con una sensibilidad mínima de 500mV. Deberá tener un indicador de polaridad.

Se recomienda la utilización de circuitos integrados LM339 en la configuración de detectores de nivel.

a) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

b) Los cálculos de diseño con la función transferencia.

V (Terminal Negativo) > V (Terminal Positivo) = Vo = V de alimentación (9V)

V (Terminal Negativo) < V (Terminal Positivo) = Vo = Masa

c) Simular el circuito en MULTISIM.

Potenciometro al 0%

Potenciometro al 40%

Potenciometro al 100%

d) Hacer una descripción del funcionamiento del voltímetro.

   Para realizar el voltímetro lo que se utilizaron fueros varios comparadores en paralelo y cada uno tenia un led a la salida, cuando cada uno llegaba ala tensión calculada prendía su led.

Actividad 4

Se desea implementar un cricuito con operacionales que permita medir el grado de desfasaje (0° a 360°) entre dos señales de entrada con indicación en un voltímetro analógico.

 a) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

b) Los cálculos de diseño con la función transferencia de cada etapa del circuito. 

c) Simular el circuito en MULTISIM.

d) Hacer una descripción del funcionamiento del medidor de fase.

Se le colocan dos señales, una con 0°, y otra con 10° de desfasaje ( con el propósito de que a la salida se vea reflajada ese desfasaje). A cada señal por separado, se le colocó un buffer o seguidor de linea. Luego se le coloco un derivador a cada señar por separado, seguido de un diodo 1N4007 con una resistencia de 1k respectivamente. Finalmente se unen ambas señales, inyectándolas en el pin de clock de un flip flop tipo JK. Los pines J y K son conectados directamente a VCC, y con un pulsador a GND. En la salida Q tendremos la señal cuadrada con valores de 0 y 1 logicos, de esta manera, se puede saber a través de la diferencia entre sus dos estados, el grado de desfasaje de las señales inyectadas al comienzo del circuito. Vale aclarar que este circuito sólo mide desfasaje hasta 180°.

Actividad 5

Partiendo de la configuración de comparadores diseñar un circuito generador de pulsos.

El circuito deberá variar la frecuencia desde 100Hz a 100KHz, con ajuste de ciclo de actividad desde 20% al 80% y salida compatible con familia lógica TTL y CMOS.

a) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

b) Los cálculos de diseño con la función transferencia de cada etapa del circuito.

c) Simular el circuito en MULTISIM

d) Hacer una descripción del funcionamiento del circuito generador de pulsos

El circuito generador de pulsos funciona a partir de muchas etapas. La primera etapa consiste en en una etapa que maneja el tema de la frecuencia deseada a usar. Esto se logra a partir de 4 capacitores que se elijen con una serie de llaves; con un potenciómetro para elegir un rango de frecuencia limitada por cada capacitor, y un último potenciómetro de ajuste fino.
La segunda etapa consiste de una etapa que realiza la función integradora y amplificadora de la señal de la etapa anterior, manteniendo la frecuencia de dicha etapa.
Por ultimo tenemos la etapa de ajuste del ciclo de actividad, pero se deriva a dos etapas distintas: una con salida de 5 V y la otra etapa con salida de 12V.

Actividad 6

Se desea monitorear una batería de 12V. Los requisitos del funcionamiento del circuito serán:

• Cuando el voltaje de la batería cae por debajo de 10.5V se deberá conectar a un cargador.
• Cuando el voltaje de la batería alcance los 13.5V, se deberá desconectar del mismo.
• Considere que el circuito tiene una alimentacion de +/- 15V.

a) Hacer una descripción del funcionamiento del circuito.

El circuito se trata de un. El mismo tiene un nivel de histéresis de 3V, VLT = 10.5 v y VUT = 13.5 v. 

 

b) Los cálculos de diseño con la función transferencia de cada etapa del circuito

Vut = -Vsat/N    -Vref/M

Vlt =  -Vref/M    -(+Vsat)/N

Vh = Vut - Vlt = (+Vsat) - (-Vsat)/ N

Vctr = (Vut - Vlt)/2 = - Vref/M  -  (+Vsat) + (-Vsat) / 2N

Vctr = - Vref / M

Siendo M=1, N=8, Vcrt= 12 v, Vut= 13.5 v, Vlt= 10.5 v.

c) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

d) Simular el circuito en MULTISIM.


 Para resolver este problema lo que se utiliza es un comparador con histéresis, cuando la tensión cae por debajo de la tensión de referencia el comparador satura un transistor que activa un rele, conectado a la tensión de alimentacion que carga la bateria. Y cuando esta por ensima corta el circuito.

T P N° 5

Actividad 1


En el limitador representando en la figura 1 los diodos zeners son idénticos (02DZ4. 7).

Si Vi es una señal triangular de 5Vp 100 Hz.

a) Dibujar el circuito en MULTISIM.

b) Hacer una descripción del funcionamiento del circuito.


Se sabe que la ganancia de un inversor es: Rf/Ri, en este caso la ganancia sería de 100 veces. Aplicando una Vi de 5 Vp, la Vo tendría que ser de 500 Vp. Pero esto no es así porque la ganancia de este operacional va a estar limitada en primero, por la tensión de alimentación, y por segundo, por los diodos zener que se encuentran en la realimentación y en serie.

c) Simular el circuito y analizar los resultados obtenidos.


Tomamos en cuenta la simulación del circuito para poder corroborar la teoría.

d) Representar la señal de salida Vo(t).

Actividad 2

En el circuito recortador de la figura 2 los diodos son idénticos y de silicio 1N914.

Suponiendo que : vi (t) = 5 V. sen 6280.t

a) Hacer una descripción del funcionamiento del circuito.


En este circuito, nos encontramos con dos diodos en paralelo, colocados en la realimentación. Analizando el circuito podemos aclarar:


 El operacional se encuentra alimentado con fuente partida de +12/-12 v. En el hemiciclo positivo, en el caso de D1, queda polarizado en directa (conduce la corriente), pero D2 queda en inversa. En el hemiciclo positivo, sucede exactamente lo contrario quedando D1 en inversa y D2 en directa.

b) Simular el circuito en MULTISIM.


Tomamos en cuenta la simulación del circuito para poder corroborar la teoría

c) Representar Vo (t).

Actividad 3

El circuito de la figura 3 representa un circuito amplificador limitador.

a) Hacer una descripción del funcionamiento del circuito.


Nos encontramos con operacional configurado de manera inversora, con una particularidad, tiene un puente rectificador en su salida, conectado a dos potenciómetros, que varían la tensión aplicada al mismo. El operacional, conectado luego del inversor, es un buffer, que es utilizado para separar etapas.

b) Observar los cambios de la señal de salida cuando se produce una variación de las tensiones de referencia mediante los potenciómetros R8 y R9 de 1 de 1 Kohm.


Con ambos potencio metros al 90%

Con ambos potencio metros al 10%

En ambos casos, se produce un cambio importante tanto como de ganancia, como de duty cycle.

c) Dibujar el circuito esquematico con valores comerciales.

d) Simular el circuito en MULTISIM.

La simulación del circuito se tuvo en cuenta para redactar el funcionamiento del mismo, corroborando algunas cosas de la teoría.

Actividad 4


Se desea implementar un rectificador de precisión de manera que con una señal de control podamos seleccionar que sea positivo o negativo.

a) Hacer una descripción del funcionamiento del circuito.


Este circuito tiene varias partes. Por un lado tiene un rectificador de media onda, y a su salida se encuentra un operacional con la configuración inversor, el cual se encarga de "transformar" al circuito, en un rectificador de presición positivo. El problema nos solicita que el rectificador sea tanto como positivo, como negativo, entonces decidimos colocar un switch eléctronico, conectado a un operacional inversor. Este switch, tiene la capacidad, mediante un pulso de control, de cerrarse o abrirse. En el caso de que se cerrara, el circuito sería un rectificador de presición negativo, en caso de abrirse, sería positivo.

b) Los cálculos de diseño con al función transferencia de cada etapa del circuito.

c) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.


El circuito dibujado anteriormente, fue pensado con componentes, con valores comerciales.

d) Simular el circuito en MULTISIM.

Tomamos en cuenta la simulación del circuito para poder corroborar la teoría de los rectificadores de presición.

Actividad 5


El siguiente circuito de la figura 4 es un detector de valor pico positivo.

El interruptor J1 permite hacer la reposición a cero de medición.

a) Hacer una descripción del funcionamiento del circuito.


Este circuito cuenta con dos etapas, la primera se trata de un rectificador de tensión, y la segunda parte es un integrador.

b) Los cálculos de diseño con la función transferencia de cada etapa del circuito.

c) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

d) Simular el circuito en MULTISIM.