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• Gloria Constanza Garzón Peña

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CONTENIDO 1.

INTRODUCCION ........................................................................................................ 2 2.

OBJETIVOS ............................................................................................................ 5

2.1 OBJETIVO GENERAL:............................................................................................. 5 2.2 OBJETIVOS SECUNDARIO: .............................................................................. 5 3. MARCO TEORICO ........................................................................................................ 6 3.1 CONVERTIDOR CA-CA MONOFASICO (CONTROL DE FASE) ............................. 6 3.2 CIRCUITO DE DISPARO DE LOS TIRISTORES ..................................................... 7 3.3 MICROCONTROLADOR PIC16F87 ......................................................................... 7 3.3.1 Características generales del PIC16f87 ............................................................. 7 3.3.2 Organización de memoria .................................................................................. 8 3.3.3 Tipos De Oscilador ............................................................................................ 8 3.3.4 Descripción de las funciones de los pines del PIC16F87 ................................... 9 3.4 TRIAC Q4015L5 ..................................................................................................... 11 3.5 OPTOACOPLADOR MOC3021 .............................................................................. 11 4.

ESQUEMA DEL CIRCUITO ...................................................................................... 12

5.

PROGRAMA EN ENSAMBLADOR ........................................................................... 13

6.

Bibliografía................................................................................................................ 18

1. INTRODUCCION

Para el desarrollo de la activad 2, referente al trabajo colaborativo 1 del curso electrónica industrial, se diseña un circuito de control de un convertidor AC-AC. Para esto se tienen en cuenta aspectos fundamentales, como son el montaje en el simulador proteus y generar el código assembler, que es el encargado de darle las ordenes al microprocesador para que cumpla con lo estipulado en la guía de actividades.

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL: Implementar el circuito de control de un conversor AC-AC mediante el PIC16f87.

2.2 OBJETIVOS SECUNDARIO: Generar el código assembler para el microcontrolador teniendo en cuenta:  Angulo de disparo de 0 a 180 grados.  Carga resistiva de 100W

3. MARCO TEÓRICO 3.1 CONVERTIDOR CA-CA MONOFASICO (CONTROL DE FASE) Este convertidor controla la tensión, la corriente y la potencia que entrega una fuente de alterna a una carga de alterna. Interruptores eléctricos conectan y desconectan la fuente y la carga a intervalos regulares, la conmutación se produce en cada ciclo de red, según un esquema de conmutación denominado control de fase, lo que tiene como efecto eliminar parte de la forma de onda de la fuente antes de alcanzar la carga. El principio de funcionamiento del controlador de tensión alterna monofásico con control de fase es similar al rectificador controlado de media onda. [1]

a. Controlador de tensión alterna monofásico con carga resistiva. b. Formas de onda

3.2 CIRCUITO DE DISPARO DE LOS TIRISTORES El circuito de disparo o excitación de compuerta de los tiristores, es una parte integral del convertidor de potencia. La salida de un convertidor, que depende de la forma en que el circuito de disparo excita a los dispositivos de conmutación (tiristores), es una función directa del proceso de cómo se desarrolla la conmutación. Podemos decir entonces que los circuitos de disparo, son elementos claves para obtener la salida deseada y cumplir con los objetivos del “sistema de control”, de cualquier convertidor de energía eléctrica. El diseño de un circuito excitador, requiere el conocimiento de las características eléctricas de compuerta del tiristor específico, que se va a utilizar en el circuito principal de conmutación. Para convertidores, donde los requisitos del control no son exigentes, puede resultar conveniente diseñarlo con circuitos discretos. En aquellos convertidores donde se necesita la activación de compuerta con control de avance, alta velocidad, alta eficiencia y que además sean compactos, los circuitos integrados para activación de compuerta que se disponen comercialmente, son más conveniente. Las partes componentes de un circuito de disparo para tiristores usados en los rectificadores controlados por fase, a frecuencia industrial, son los siguientes: El circuito sincronizador, el circuito base de tiempo para retrasar el disparo, el circuito conformador del pulso, el circuito amplificador del pulso (opcional), el circuito aislador y finalmente el circuito de protección de la compuerta del tiristor. [2]

3.3 MICROCONTROLADOR PIC16F87 3.3.1 Características generales del PIC16f87

Set de 35 instrucciones, 2 pines de alimentación, 16 pines de entrada y salida, algunos son configurados para otras funciones como:     

External Interrupt Change on PORTB Interrupt Timer0 Clock Input Low-Power Timer1 Clock/Oscillator Capture/Compare/PWM

    

10-bit, 7-channel A/D Converter (PIC16F88 only) SPI™/I2C™ Two Analog Comparators AUSART MCLR (RA5) can be configured as an input

3.3.2 Organización de memoria

El microcontrolador tiene un contador de programa de 13 bits capaz de direccionar un espacio de memoria de programa de 8K x 14, es decir 8192 palabras de memoria FLASH. El vector de RESET está en la dirección 0000h y el vector de interrupción en la 0004h. Además cuenta con 8 niveles de pila.

Mapa de programa de memoria y pila

3.3.3 Tipos De Oscilador

El pic16f87 puede operar en 8 diferentes maneras de oscilador. [3] 1. 2. 3. 4. 5.

LP Low-Power Crystal XT Crystal/Resonator HS High-Speed Crystal/Resonator RC External Resistor/Capacitor with FOSC/4 output on RA6 RCIO External Resistor/Capacitor with I/O on RA6

6. INTIO1 Internal Oscillator with FOSC/4 output on RA6 and I/O on RA7 7. INTIO2 Internal Oscillator with I/O on RA6 and RA7 8. ECIO External Clock with I/O on RA6 3.3.4 Funciones Y Diagramas De Los Pines

El PIC16F87 viene en una pastilla integrada de 18 pines, 16 pines conforman los 2 puertos bidireccionales y 2 para la alimentación

Asignación de pines del PIC 16F87

3.3.4 Descripción de las funciones de los pines del PIC16F87

El pic cuenta con 2 puertos de I/O (A,B), algunos estan multiplexados con una función alternativa de los perifericos del dispositivo. Cuando un periferico es de propósito general no puede ser usado como pin de I/O de proposito general.

PUERTO A

PUERTO B

ALIMENTACIÓN Nombre

Función

Descripción

Vss

Alimentación

Tierra para los pines lógicos y de I/O

VDD

Alimentación

Fuente de tensión positiva

3.4 TRIAC Q4015L5 El Triac actúa como dos rectificadores controlados de silicio en paralelo e invertidos; este dispositivo es equivalente a dos latchs. Por ello el Triac puede controlar la corriente en cualquier dirección. [4]

Según las especificaciones del datasheet [5] este Triac se dispara con un máximo de 50 mA, Y un mínimo de 400V.

3.5 OPTOACOPLADOR MOC3021 Los opto acopladores son circuitos con semiconductores que tienen en su entrada un diodo emisor de Luz, normalmente del tipo de emisión infrarroja (ILED, de infrared Light-emitting diode )y en su salida , tiene un semiconductor “detector de luz”, como por ejemplo un fototransistor, un fotodarlington o un fototiristor. Ambos circuitos, están acoplados mediante “un dieléctrico” transparente, proporcionando, entre ellos, una aislamiento eléctrico, entre 5 y 15 KV. De esta manera el circuito de control y disparo se conecta en la entrada del opto acoplador y la salida se conecta a la compuerta de disparo del tiristor, asegurando entre ellos una alta tensión de aislamiento.

Según las especificaciones del datasheet la entrada de corriente DC es de 50 mA y el voltaje de salida es de 400v [6].

4. ESQUEMA DEL CIRCUITO En el siguiente esquema se muestra la unión del circuito electrónico y el circuito Eléctrico de 120 V mediante un Triac, para evitar posibles fugas de carga eléctrica de un circuito a otro se utiliza un opto acoplador MOC3041M, este componente funciona como un elemento que aísla a los dos circuitos.

5. PROGRAMA EN ENSAMBLADOR

6. Bibliografía [1] D. W. Hart, «Controladores de tensión alterna: Convertidores CA-CA,» de Electrónica de potencia, Madrid, PEARSON EDUCACIÓN, S.A., 2001, pp. 177-187. [2] UTN Regional Santa Fé, «Circuitos de disparo,» [En línea]. Available: http://www.datasheetcatalog.net/es/datasheets_pdf/T/C/A/7/TCA785.shtml. [Último acceso: 20 Octubre 2013]. [3] MICROCHIP, «PIC16F87,» [En línea]. Available: http://ww1.microchip.com/downloads/jp/DeviceDoc/30487c.pdf. [Último acceso: 20 Octubre 2013]. [4] A. P. malvino, «Tiristores bidireccionales,» de Principios de electrónica, Madrid, interamericana de españa, 6ta edicion, 2000. [5] ALL DATASHEET.COM, «Datasheet Q4015L5,» [En línea]. Available: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/122772/LITTELFUSE/Q4015L5.html. [Último acceso: 20 Octubre 2013]. [6] DATASHEET CATALOGO.COM, «MOC3021,» [En línea]. Available: http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/M/O/C/3/MOC3021.shtml. [Último acceso: 20 Octubre 2013].