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REPORTE DE PRÁCTICA

TEMA

CONTROL DE FASE AC - DIMMER

UNIDAD

4 ALUMNO

LUIS ALBERTO SALINAS DIEGO DANIEL ROJO PEÑA DOCENTE

DR. BENIGNO MUÑOZ BARRÓN

1 RESUMEN En este documento se reportan las actividades realizadas durante la realización de la práctica de control de fase, en donde se redactan los materiales utilizados, el desarrollo (programación, simulación y circuito), resultados y análisis, así como también una conclusión.

INTRODUCCIÓN La electrónica de potencia es una rama de la ingeniería eléctrica que se enfoca principalmente en la conversión y control de la energía eléctrica, todo esto para realizar diferentes aplicaciones como lo pueden ser el control de temperatura, para la iluminación, procesos electroquímicos, soldadoras eléctricas, rectificadores, entre otro más.

OBJETIVO Construir un control de fase de corriente alterna, aplicando los conocimientos de programación de microcontroladores y electrónica de potencia.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Construir un dimmer o control de fase para reducir la potencia generada en una carga resistiva, el cual se pueda implementar para un foco de corriente alterna o un cautín para soldar.

MATERIALES Y MÉTODOS              

Computadora con Software MPLAB IDE® y PIC CCS Compiler® y Proteus®. Transformador CA de 120V a 12V con Tap central. Microcontrolador PIC16F887 Programador Pickit3 Interruptores Push Button Diodos 1N4004 Resistencias y capacitores electrolíticos de diversos valores Display de 7 segmentos x 2 Transistor BJT TIP31 Triac TIC226D Optotriac y Optoacopladores Protoboard Multímetro, Fuente de Voltaje y Osciloscopio Foco de 120Vca

MARCO TEÓRICO PWM La modulación por ancho de pulsos (también conocida como PWM, siglas en inglés de pulse-width modulation) de una señal o fuente de energía es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica (una senoidal o una cuadrada, por ejemplo), ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga.

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2 RESISTENCIA Se denomina resistencia o resistor al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico. Es un material formado por carbón y otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa. Se opone al paso de la corriente.

DISPLAY DE 7 SEGMENTOS El visualizador de siete segmentos (llamado también display por calco del inglés) es una forma de representar caracteres en equipos electrónicos. Está compuesto de siete segmentos que se pueden encender o apagar individualmente. Cada segmento tiene la forma de una pequeña línea. Los hay de dos tipos: ánodo común y cátodo común. En los de tipo de ánodo común, todos los ánodos de los ledes o segmentos están unidos internamente a una patilla común que debe ser conectada a potencial positivo (nivel “1”). El encendido de cada segmento individual se realiza aplicando potencial negativo (nivel “0”) por la patilla correspondiente a través de una resistencia que limite el paso de la corriente. En los de tipo de cátodo común, todos los cátodos de los ledes o segmentos están unidos internamente a una patilla común que debe ser conectada a potencial negativo (nivel “0”). El encendido de cada segmento individual se realiza aplicando potencial positivo (nivel “1”) por la patilla correspondiente a través de una resistencia que limite el paso de la corriente.

PIC Los PIC son una familia de microcontroladores tipo RISC fabricados por Microchip Technology Inc. y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado por la división de microelectrónica de General Instrument. El nombre actual no es un acrónimo. En realidad, el nombre completo es PICmicro, aunque generalmente se utiliza como Peripheral Interface Controller (controlador de interfaz periférico). El PIC original se diseñó para ser usado con la nueva CPU de 16 bits CP16000. Siendo en general una buena CPU, ésta tenía malas prestaciones de entrada y salida, y el PIC de 8 bits se desarrolló en 1975 para mejorar el rendimiento del sistema quitando peso de entrada/salida a la CPU. El PIC utilizaba microcódigo simple almacenado en ROM para realizar estas tareas; y aunque el término no se usaba por aquel entonces, se trata de un diseño RISC que ejecuta una instrucción cada 4 ciclos del oscilador. MICROCONTROLADORES INGENIERÍA MECATRÓNICA

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MOC3011 Un opto acoplador, también llamado optoaislador o aislador acoplado ópticamente, es un dispositivo de emisión y recepción que funciona como un interruptor activado mediante la luz emitida por un diodo LED que satura un componente opto electrónico, normalmente en forma de fototransistor o fototriac. De este modo se combinan en un solo dispositivo semiconductor, un foto emisor y un foto receptora cuya conexión entre ambos es óptica. Estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP. Se suelen utilizar para aislar eléctricamente a dispositivos muy sensibles. El optoaislador MOC3011 consta de un diodo emisor de infrarrojos de arseniuro de galio, acoplado ópticamente a un interruptor bilateral de silicio y está diseñado para aplicaciones que requieren disparo aislado de TRIAC, bajo corriente de conmutación aislado de CA, un alto aislamiento eléctrico (a 7500V pico), de alto voltaje detector de punto muerto, pequeño tamaño, y de bajo costo. Los diodos emisores de IR tienen excelente estabilidad IFT de baja degradación Aplicaciones: Industrial, Iluminación, Control de Motor

4N25 Si quieres evitar que algunas partes de tu circuito se vean afectadas por corrientes o voltajes excesivos que puedan destruir tus componentes la solución más simple es aislar, separar esas partes. El dispositivo encargado de realizar esa función es el Optoacoplador.

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4 TIC226D Un TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna. Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas. Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta (gate). El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo de gate/puerta.

DESARROLLO Se desarrollaron los siguientes circuitos. Detector de cruce por cero Como se puede apreciar en el circuito se realizó un indicador de un cruce por cero esto nos ayudó a determinar cuánto tiempo debe de esperar el microcontrolador para realizar el paso de la corriente en el foco.

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5 Etapa de Potencia Para la activación de el paso de la energía en el foco se usó el circuito de la imagen anterior, el BTA consiste de un TRIAC el cual dejara el paso de la corriente siempre y cuando se le aplique voltaje en el gate.

SIMULACIÓN EN PROTEUS

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6 PROGRAMACIÓN

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8 CIRCUITO

RESULTADOS Y ANÁLISIS Grafica del Detector de Cruce por Cero (Crossover).

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9 Pruebas de Funcionamiento en la carga (foco AC).

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10 Graficas de la corriente controlada en la carga.

CONCLUSIÓN Un dimmer tiene diversas aplicaciones las cuales pueden ser desde el control de temperatura de un cautín ya que estos no tienen un control de la temperatura que emiten mientras que también este control se encuentra en las planchas de ropa ya que estos tienen un cuidado de la ropa especifico ya que puede causar daños en estas. El proyecto anterior ayudo a los estudiantes a tener un control de los dimmer, interrupciones, y diferentes recursos que posee el microcontrolador.

REFERENCIAS [1] Electrónica de Potencia: Circuitos, Dispositivos y Aplicaciones, Muhammad H. Rashid, 3ra. Edicion, Pearson Prentice Hall, México, 2006.

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