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LABORATORIO DE ELECTRÓNICA INDUSTRIAL LABORATORIO N° 5 “Reguladores automáticos de voltaje”

ALUMNOS: Alex Bladimir Rafael López Henry Lezama Arana

PROFESOR: Edgard Sergio Príncipe Leyva

Trujillo, 28 de octubre del 2011

Laboratorio de electrónica industrial

I. OBJETIVOS:  Obtener destreza en el reconocimiento y prueba de semiconductores de potencia.  Probar su funcionamiento y establecer diferencia de comportamiento. II. FUNDAMENTO TEÓRICO: AVR: Es un dispositivo electrónico que permite corregir el voltaje existente en la línea de energía eléctrica. Se lo denomina comúnmente “Estabilizador de Tensión” porque tiene la habilidad de corregir tanto defectos como excesos en el voltaje de línea. Partes internas de un AVR  Placa de Control  Auto-transformador corrector  Elementos de potencia  Filtros y protecciones

TIPOS: ESTABILIZADORES DISCRETOS: Estabilizadores Discretos, paso a paso, o por etapas. El principio de funcionamiento de este tipo de Estabilizadores de tensión se basa en el uso de un autotransformador eléctrico con varias etapas o derivaciones y la conmutación por medio de un relé o por triacs. ESTABILIZADORES DE TENSIÓN CON BOOSTER En este tipo de Estabilizador de Tensión por pasos, la corriente de carga no circula por los elementos de conmutación (Relé o Triacs), sino que circula por el arrollamiento de un transformador (su secundario), y por los Relé o Triacs circulara una fracción de la corriente de carga. La elevación o reducción de la tensión de entrada tiene lugar en el transformador.

EL ESTABILIZADOR DE TENSIÓN ELECTROMECÁNICO O A SERVOMECANISMO Utiliza, al igual que el Estabilizador de Tensión por pasos, un autotransformador. La diferencia fundamental es que éste autotransformador se construye sobre un núcleo de hierro de forma toroidal o de columna, y parte de su bobinado se encuentra accesible, mecánica y eléctricamente (se parecen a los colectores de los motores utilizados en los taladros domésticos, allí se llaman delgas). Sobre esa parte del bobinado se desliza una escobilla de carbón (que tiene el mismo ancho que la delga), que se sitúa en la posición correcta para obtener la tensión de salida deseada.

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III. EQUIPOS Y MATERIALES: N° CANTIDAD 01 1

DESCRIPCIÓN AVR

02 1

Desarmador plano Computadora Lenovo Con software Microsoft Excel Soket Foco incandescente Cables de conexión Multímetro digital

03 1

04 1 05 1 06 8 07 1

MARACA ELISE

CARACTERÍSTICAS Código: LCR-40 Potencia: 4kVA Entrada: 220V Salida: 220V

Capacidad:

IV. PROCEDIMIENTO: A. PRUEBA DINÁMICA DEL AVR Esta prueba consistió en identificar las características del AVR e inducir su funcionamiento, para ello se realizaron las siguientes tareas: 1. Identificación de los bornes, relé térmico, y los terminales de tierra del AVR. ENTRADA SALIDA 0 220 T 0 220 2. Se realizó la conexión del AVR como se muestra en la figura:

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3. Tomamos mediciones del voltaje de entrada y de salida del AVR y se observó el comportamiento de la luminaria. voltaje AC IN 200 202 204 206 208 210 212 214 216 218 220

Voltaje AC OUT 223 224.3 227.4 218.5 220.6 222.4 225.2 227.3 217.3 219.1 220.4

Luminaria Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable

4. Se determinó de acuerdo a las mediciones el valor aplicado de la fuente para el cual se alcanza el rango de trabajo del AVR.  Según lo que se muestra en la tabla el AVR alcanza su rango de trabajo cuando se alimenta con 228V y 220V. 5. Comentario de las observaciones.  Se puede observar que la tensión de salida del AVR no es constante, pero se mantiene dentro de un rango de voltaje de salida el cual alcanza se obtiene de un voltaje de entrada de 212 y 214 V, por otro lado esta variación no es apreciable a simple vista en la misma luminaria porque la luz percibida es aparentemente constante o estable. 6. GRÁFICO DE VOLTAJE DE ENTRADA VS VOLTAJE ENTREGADO POR EL AVR. 228

Voltaje AC OUT

226 224 222 220 218 216 195

200

205

210 voltaje AC IN

215

220

225

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7. Preguntas según el resultado de las gráfica: a. ¿Cuál es el rango de trabajo obtenido?  El rango de trabajo obtenido en la salida del AVR es de (217.3-227.3) V b. ¿Cómo se comporta el AVR?  El voltaje de salida del AVR tiene un rango de salida del voltaje, lo que se puede observar es que la tensión va aumentando y cuando al máximo voltaje de salda, el voltaje disminuye, y esto sucede siempre que se aumente la tensión de entrada. c. ¿El AVR requiere de calibración? ¿Por qué?  Si, porque los contactos se pueden malograrse por el uso. 8. Se desmontó el AVR y se encontró que era un estabilizador de tipo paso a paso que tenía TRIACs que hacían la parte de conmutación.

Trabajo de investigación  Datos técnicos Triac “BTA41” 600B

 Tipo de AVR TRABAJADO EN EL LABORATORIO -

AVR paso a paso o por etapas

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 ¿Qué es el PIC “16F873-04/SP?

Microcontrolador PIC16F873 Un microcontrolador es un circuito integrado que incluye en su interior las tres unidades funcionales de un ordenador: CPU, memoria y unidades de E/S, es decir, se trata de un computador completo en un solo circuito integrado.

Los microcontroladores de la gama PIC16F de la empresa MicroChip son microcontroladores de 8-bits con instrucciones de 14-bits. La arquitectura del procesador es tipo acumulador con un registro fijo en todas las operaciones. La memoria se divide en tres partes: una memoria RAM con registros de 8-bits (muchos con funciones especiales), una memoria de programa FLASH y una memoria EEPROM para datos. Además de lo ya mencionado, el microcontrolador tiene integrados otros módulos como temporizadores, protocolos serie, conversor analógico digital, etc.  Características de los PIC En concreto el modelo empleado (PIC16F873-04/SP) tiene las siguientes características: • Memoria de programa FLASH de 4096 instrucciones de 14-bits. • Memoria RAM de 192 bytes. • Memoria de datos EEPROM de 128 bytes. • Capacidad de interrupción (13 fuentes configurables). • 3 puertos de Entrada/Salida (22 pines). • Pila de 8 niveles. • Velocidad de funcionamiento: entrada de reloj 4MHz. • Voltaje de funcionamiento: 2.0 - 5.5 V. • Conversor analógico digital de 10-bits (hasta 5 canales). • Timer0: temporizador/contador de 8-bits. • Timer1: temporizador/contador de 16-bits que puede funcionar en modo SLEEP. • Timer2: temporizador/contador de 8-bits con periodo en un registro de 8-bits. • Dos módulos de Captura, Comparación y PWM. • Puerto de Serie Síncrono (SSP) con SPI y I2C. • USART/SCI con detector de dirección de 9-bits

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 Características LM32 4N El LM324 está compuesto por cuatro amplificadores operacionales de alta ganancia, diseñados para trabajar con fuente de alimentación simple. Sin embargo, también son capaces de funcionar con una fuente de alimentación doble. Se puede utilizar para aplicaciones tales como: Bloques de ganancia DC, amplificadores y en cualquier circuito típico con amplificadores operacionales. Los cuales ahora son más sencillos de implementar utilizando alimentación simple. Por ejemplo, el LM324 puede funcionar directamente a la tensión de 5V, tensión utilizada habitualmente en electrónica digital, sin necesidad de implementar otra fuente de alimentación doble de +/- 15Vdc. Características especiales 

 

Trabajando en la zona lineal, el rango de tensión de entrada en modo común incluye masa. Y la tensión de salida también puede aproximarse a masa, incluso cuando se trabaja con alimentación simple. La ganancia de frecuencia unitaria está compensada con la temperatura. La intensidad de polarización de entrada (Input bias current) está también compensada con la temperatura

Ventajas    

Se elimina la necesidad de fuentes de alimentación dobles. Cuatro amplificadores operacionales en un solo componente. Permite entradas cercanas a GND (masa) y la tensión de salida también llega GND. Bajo consumo de energía, apropiado para funcionar a baterías.

Características    

     

Internamente compensado en frecuencia para ganancia unidad Alta ganancia en DC (100 dB) Gran ancho de banda (ganancia unidad) 1MHz (compensada con la temperatura) Alto rango de alimentación: o Alimentación simple: entre 3V y 32V o Alimentación doble: entre +/- 1,5V y +/- 16V Consumo de corriente muy bajo (700 µA) independiente de la alimentación Muy baja corriente de polarización de entrada (45 nA) (compensado con la temperatura) Bajo offset de voltaje de entrada (2mV) y offset de corriente (5 nA) El rango de voltaje de entrada en modo común incluye masa. El rango de voltaje diferencial en la entrada es igual al voltaje de alimentación. Excursión máxima del voltaje de salida: desde 0V hasta V+ - 1,5V

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 Características 7812CT -

Estos reguladores como su nombre lo indica te entregan una tensión regulada a un cierto amperaje dependiendo del modelo: Vout : +12V Imax de salida: 1 A

Vin - Vout : 2,5V - 23V  Diagrama de bloques del AVR

V. OBSERVACIONES  Se observó que el AVR funciona dentro de un rango de salida, don de la tensión varía según se va aplicando tensión de entrada hasta que alcance un determinado voltaje y los triacs hagan la conmutación del autotransformador.  Se pudo notar que la variación de voltaje de salida del AVR no afectaba el funcionamiento de la luminaria.

VI. CONCLUSIONES:  Mediante la práctica de laboratorio se pudo reconocer el funcionamiento de un AVR que en este caso fue un AVR de tipo pasa a paso con TRIAC de conmutación, además se vio la forma de uso, el cual es sencillo debido a que el AVR solo tiene bornera para entrada y salida además de un relé termo magnético para energizar el circuito.