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CIRCUITOS ELECTRICOS

Manual de prácticas de CIRCUITOS ELECTRICOS Ing. María Concepción Gema Rojas Pérez Ing. Francisco Javier Velasco Muñoz Ing. Adrián Zavala Díaz M.C Javier Andrey Moreno Guzmán M.C Jorge García Aguirre M.I José Miguel Hurtado Madrid MER. Sarín Flores Bautista Ing. Gaudencio Cruz Corona Abril de 2018

Índice Práctica 1. Circuitos resistivos. .......................................................................................... 3 Parte 1 (Serie) ................................................................................................................... 3 Parte 2 (Paralelo)............................................................................................................... 5 Parte 3 (Mixto) ................................................................................................................... 8 Práctica 2. Inductancia y capacitancia. .............................................................................12 Práctica 3. Leyes fundamentales. .....................................................................................17 Práctica 4. Análisis de mallas. ..........................................................................................21 Práctica 5. Análisis de nodos. ...........................................................................................23 Práctica 6. Software para instrumentación virtual. ............................................................25 Práctica 7. Sistema de adquisición de datos. ....................................................................31

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Práctica de laboratorio 1. Circuitos Resistivos. Parte 1 (Serie) Objetivo Que el alumno compruebe experimentalmente las formulas aplicadas para un circuito puramente resistivo. Materiales y equipo  Fuente de corriente directa  Multímetro  Caimanes  Protoboard  Resistencias (5%, ½ w)  330Ω  470 Ω  1.2 KΩ  2.2KΩ  3.3KΩ  4.7KΩ Consideraciones teóricas: En un circuito en serie la ley de ohm nos dice que para sacar el valor de la resistencia total se suma el valor de totas las resistencias y para calcular el voltaje total lo obtenemos sumando el V1+V2+V3 etc. Y por lo consiguiente tenemos que para obtener la intensidad de la corriente tenemos la siguiente fórmula que es I= V/R (Teniendo en cuenta que los datos que se deben tomar es la resistencia total y voltaje total). Desarrollo Tabla 8-1 Valor medido de los resistores en la parte A

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Tabla 8-2 Resistencia total de resistores conectados en serie

Tabla 8-3 Resistencia total de resistores en serie método 2

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Observaciones, resultados y/o conclusiones: En esta práctica lo que podemos observar y aprender es que los valores medidos no son los mismos que los calculados y además que estos valores son aproximadamente iguales y además que la ley de Ohm nos ayuda a tener mejor comprensión a estos temas es por eso que esta práctica nos deja buenos conocimientos sobre los circuitos resistivos en serie Parte 2 (Paralelo) Objetivo Que el alumno compruebe experimentalmente las funciones para determinar la RT, VT e IT para un circuito en paralelo. Materiales y Equipo        

Fuente de alimentación, variable de 0 a 15 V, regulable Multímetro Resistencias (5%, ½ w) 180 Ω 1 KΩ 2.2 KΩ 3.3 KΩ 4.7 K Ω

Consideraciones teóricas: Las características de los circuitos en paralelo son:  

Los elementos tienen conectadas sus entradas a un mismo punto del circuito y sus salidas a otro mismo punto del circuito. Todos los elementos o receptores conectados en paralelo están a la misma tensión, por eso: Vt = V1 = V2 = V3...



La suma de la intensidad que pasa por cada una de los receptores es la intensidad total: It = I1 + I2 + I3...



La resistencia total o equivalente de los receptores conectados en paralelo se calcula con la siguiente fórmula:

Ejemplo:

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Sabemos que todas las tensiones son iguales, por lo que: Vt = V1 = V2 = V3 = 5V; todas valen 5 voltios. Ahora calculamos la intensidad en cada receptor con la ley de ohm I = V / R. I1 = V1 / R1 = 5/10 = 0,5A I2 = V2 / R2 = 5/5 = 1A I3 = V3 / R3 = 5/15 = 0,33A La intensidad total del circuito será la suma de todas las de los receptores. It = I1 + I2 + I3 = 0,5 + 1 +0,33 = 1,83 A Desarrollo: 1.- Mida la resistencia de cada uno de los cinco resistores y registre los valores en la tabla 11-1. 2.- Con la fuente de alimentación apagada y el interruptor S1 abierto, arme el circuito de la figura 11-4 a). 3.- Con la alimentación encendida, cierre S1 y ajuste la fuente de alimentación en 10 V. Cuando se ajuste el voltaje, la rama 1, 2 y 3 debe estar conectada a la fuente de alimentación y extrayendo corriente. Abra S1. 4.- Conecte el amperímetro en el circuito para medir IT como se muestra. 5.- En el siguiente paso será necesario medir la corriente de cada rama, así como la corriente total en el circuito. 6. - Cierre S1 y mida IT, I1, I2 e I3. Registre estos valores en la tabla 11-2. 7.- Calcule la intensidad cada circuito que se muestra en la tabla 11-2 así como la intensidad total y anote sus resultados.

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Resultados Tabla 11-1. Valores medidos de los resistores del experimento. Resistor Valor nominal, Ω Valor medido, Ω

R1

R2

R3

R4

R5

820

1k

2.2 k

3.3 k

4.7 k

800 Ω

.98 Ω

2.15 k

3.25 k

4.74 k

Tabla 11-2. Valores medidos y calculados del circuito en paralelo. Cuestionario 1.- Explique cómo los resultados experimentales confirmaron el objetivo de este experimento. Consulte los datos de las tablas 11-1 y 11-2 para sustentar su respuesta: Con esta práctica pudimos comprobar tanto prácticamente como teóricamente los componentes que conforman un circuito paralelo. Nos dimos cuenta de las diferencias que puede haber en cada resistor de acurdo a su valor nominal con su valor medido. También pudimos reforzar los conocimientos de cómo medir la intensidad en este tipo de circuitos.

2.- ¿Por qué fue importante medir los valores de los resistores (paso1)?

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Porque así pudimos darnos cuenta de la diferencia que había entre su valor nominal y su valor medido, esto nos damos cuenta de que los colores que contiene cada resistor influyen en saber su valor y su porcentaje de error. 3.- Explique el efecto en la corriente total de resistores conectados en paralelo si: a) aumenta el número de resistores b) aumenta la resistencia de cada resistor Sustente sus respuestas remitiéndose a los datos experimentales de la tabla 11-2. Nos dimos cuenta que en cada circuito debido al número de resistores y al valor de ellos ay mayor caído de tensión en las resistencias. 4.- Con base en la figura 11-3, ¿Qué ocurriría a la corriente en R si R3 se abriera? Solo pasaría corriente por un solo lado. Conclusión Con esta práctica pudimos observar las reacciones de un circuito en paralelo, pudimos medir adecuadamente la intensidad de cada circuito, así como la resistencia total. También pudimos identificar las resistencias de acuerdo con la tabla de colores y el multímetro. Parte 3 (Mixto) Objetivo EL alumno comprobara experimentalmente las fórmulas utilizadas para determinar la RT, VT e IT en el circuito mixto. Material y Equipo   

Fuente de alimentación de C.D. Resistencias de distintos valores. Tabla de código de colores.

Consideraciones teóricas: RESISTENCIA ELÉCTRICA Se denomina resistencia eléctrica, R, de una sustancia, a la oposición que encuentra la corriente eléctrica para recorrerla. Su valor se mide en ohmios y se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω). La materia presenta 4 estados en relación al flujo de electrones. Éstos son Conductores, Semi-conductores, Resistores y Dielectricos. Todos ellos se definen por le grado de oposición a la corriente eléctrica (Flujo de Electrones).

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LA LEY DE OHM Como la resistencia eléctrica en un circuito es muy importante para determinar la intensidad del flujo de electrones, es claro que también es muy importante para los aspectos cuantitativos de la electricidad. Se había descubierto hace tiempo que, a igualdad de otras circunstancias, un incremento en la resistencia de un circuito se acompaña por una disminución de la corriente. Un enunciado preciso de esta relación tuvo que aguardar a que se desarrollaran instrumentos de medida razonablemente seguros. En 1820, Georg Simon Ohm, un maestro de escuela alemán, encontró que la corriente en un circuito era directamente proporcional a la diferencia de potencial que produce la corriente, e inversamente proporcional a la resistencia que limita la corriente. Expresado matemáticamente:

Donde I es la corriente, V la diferencia de potencial y R la resistencia. Esta relación básica lleva el nombre del físico que más intervino en su formulación: se llama Ley de Ohm. Si se reemplaza el signo de proporcionalidad de la Ley de ohm por un signo de igual, se tiene:

Ley de Ohm para determinar corriente eléctrica (Amperios) Despejando le ecuación anterior, se encuentran dos ecuaciones más:

Ley de Ohm para determinar valores de resistencias (Ohmios)

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Desarrollo Tabla 14-1 valores medidos de los resistores.

Tabla 14-2 método del óhmetro para determinar RT en una serie-paralelo.

Tabla-3voltaje de rama en una red serie-paralelo

Tabla 14-4 problema de diseño.

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Observaciones, resultados y/o conclusiones: Mediante esta práctica comprendí que cada resistencia tiene un valor diferente según los colores que contiene la resistencia por lo cual este puede ser variable. Del mismo modo observe que puedo verificar su valor por medio del multímetro y la fuente de poder colocando las puntas del multímetro a los extremos de la resistencia. Así también me percaté de que cada una de ellas tiene un voltaje distinto a otras que de igual manera se pueden verificar con apoyo del multímetro y fuente de poder. Yo aprendí que las resistencias pueden variar en los resultados que arrojen el multímetro y la fuente de poder dependiendo de los colores que contiene la resistencia. El multímetro y la fuente de poder son indispensables para el cálculo del voltaje y resistencia sin embargo los resultados pueden ser muy variables.

REFERENCIAS [1] http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_ley_ohm/ke_ley_ohm_1.htm [2] http://www.profesorenlinea.com.mx/fisica/Electricidad_ley_Ohm.html

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Práctica de laboratorio 2. Inductancia y capacitancia.

Objetivo: Que el alumno realice mediciones y compruebe los valores de inductancia y capacitancia de acuerdo con tablas establecidas para dichos elementos. Material y equipo:  Inductores de diferentes valores  Capacitores de diferentes valores  Resistencias de diferentes valores Consideraciones teóricas: Inductores. Un inductor, también conocido como bobina o reactor, es un elemento pasivo de un circuito eléctrico, que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético. Un conductor, normalmente está constituida por una bobina de conductor. Inductancia. Propiedad por la cual un inductor presenta oposición al cambio de corriente que fluye por él, en henrys. L=

𝑁2 µ𝐴 𝑙

Donde N es el número de vueltas, l la longitud, A el área de la sección transversal y µ la permeabilidad del núcleo (Inductor solenoide) Funciones. Cuando la corriente en el inductor es constante, la tensión entre sus extremos es de cero, es decir, en condiciones de C.D se comporta como un cortocircuito. Un inductor se opone al cambio de corriente que fluye por él, por lo que la corriente que circula por un inductor no puede cambiar abruptamente. Sin embargo, su tensión sí puede cambiar de modo instantáneo. No disipa energía, toma la potencia del circuito cuando almacena la energía y devuelve la energía almacenada cuando suministra potencia al circuito

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Tipos de inductores

Demostración de cómo medir un inductor.

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Capacitores: Al igual que el inductor, el capacitor también es un elemento pasivo de un circuito eléctrico que almacena energía. Están compuestos por dos placas conductoras separadas por un material aislante. Cuando una fuente de tensión v se conecta al capacitor deposita una carga positiva q en una placa y una carga negativa –q en la otra. Capacitancia. Es la proporción entre la carga en una placa de un capacitor y la diferencia de tensión entre las dos placas, medida en Farads (F). Factores que determinan la capacitancia.   

Área superficial de las placas: a mayor área, mayor capacitancia. Espaciamiento entre las placas: a menor espacio, mayor capacitancia. Permitividad del material: a mayor permitividad, mayor capacitancia.

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Tipos de capacitores

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Como medir un capacitor.

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Desarrollo: Tabla de resistencias: N°

Valor Comercial

Valor Medido

Valor Codificado

1.

100 ohms

99 ohms

100 ohms

2.

270 ohms

268 ohms

270 ohms

3.

560 ohms

561 ohms

560 ohms

N°

Valor comercial

Valor Medido

Valor Codificado

1.

900,000MH

902mH

----------------

2.

10,000MH

10.25mH

----------------

3.

40,000MH

40.97mH

----------------

N°

Valor Comercial

Valor Medido

Valor de tablas

1.

52nF / 50v

49.8nF / 50v

Verde, Blanco

2.

2200uF / 25v

4.43pF / 25v

Amarillo

Tabla de inductores:

Tabla de capacitores:

Observaciones, resultados y/o conclusiones: En esta práctica se realizaron diferentes mediciones de inductores y capacitores, además de comprobarse el porcentaje de error que tiene cada uno, también pudimos observar las diferentes unidades de medida, así como los equipos de medición que podemos utilizar.

REFERENCIAS: [1] https://es.coursera.org/learn/electrones-en-accion/lecture/YYLGv/capacitancia-einductancia [2] https://www.textoscientificos.com/fisica/resistencias

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Práctica de laboratorio 3. Leyes Fundamentales.

Objetivo Demostrar por medio de experimentos los diferentes comportamientos de los parámetros tales como: potencia, voltaje, resistencia y corriente que conforman las diferentes leyes de watt y Joule. Consideraciones teóricas: Ley de Watt Potencia eléctrica Y Rendimiento del trabajo: La Potencia, ya sea eléctrica ó mecánica, es siempre la proporción del Rendimiento del trabajo; en otras palabras: la Potencia es el trabajo realizado por unidad de tiempo. Ya hemos calculado el trabajo realizado (W) por una corriente que fluye a través de un circuito eléctrico; la potencia es la razón del trabajo realizado por unidad de tiempo La ley de Watt se enuncia de la siguiente manera: La potencia consumida es directamente proporcional al voltaje suministrado y a la corriente que circula. La unidad de la potencia es el Watt, y es el producto del voltaje del circuito por el amperaje: P = VI V = P/I I = P/V Los múltiplos más usados son el kilowatt (kW), y el miliwatt (mW). Cuando el consumo de potencia se calcula en relación al tiempo, para expresar un consumo continuo, entonces se usa la unidad llamada Watt hora (W/h) o sus múltiplos el kilowatt hora (kW/h) y el miliwatt hora (mW/h). E = Pt P = E/t t = E/P Ley de Joule Se conoce como efecto Joule al fenómeno irreversible por el cual si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo.

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La ley de Joule (también conocido como efecto Joule) nos permite calcular la cantidad de calor que se genera cuando una corriente eléctrica circula por una resistencia eléctrica. El calor Q que se libera en la resistencia debe ser igual a la energía que le suministró la fuente de fuerza electromotriz. De la definición de potencia eléctrica resulta que:

Q = P t = (V I) t

De la ley de Ohm: V = I R . Sustituyendo V en la expresión anterior, obtenemos la ley de Joule:

Q = I2 R t

Dónde: Q = calor disipado por la resistencia, medido en joule (J). I = corriente eléctrica, medida en amper (A). R = resistencia eléctrica, medida en ohm (Ω). t = tiempo que circula la corriente por la resistencia, medido en segundo (s). Material y Equipo  Resistencia para agua  Cubeta (10 litros)  Termómetro láser  Extensión (10 m) Desarrollo 

Llenar la cubeta con agua y verter cuidadosamente la resistencia sin que el cable toque el agua. Conectar la extensión a la luz.  Llenar la tabla 1 con lo que se indica Tabla 1. Tiempo (min)

Temperatura Voltaje (V) (Cº)

Corriente (A)

Resistencia (Ω)

Potencia (a)

3

28°

127 V

7.80

25 Ω

.14

6

33.5 °

127 V

7.75

25 Ω

.12

9

38.4°

127 V

7.69

25 Ω

.21

12

40°

127 V

7.65

25 Ω

.5

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Observaciones, resultados y/o conclusiones: En esta práctica nos dimos cuenta de los diferentes resultados que va tomando de acuerdo al tiempo que transcurra, la temperatura va aumentando considerablemente y la corriente va disminuyendo.

REFERENCIAS: [1] https://hernanleon1002.wordpress.com/fisica-de-fluidos-y-termodinamica/segundocorte/marco-teorico/ley-de-joule/ [2] https://es.slideshare.net/DanielLeonardoGuzmanParra/ley-de-watt

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Práctica de laboratorio 4. Análisis de Mallas.

Objetivo Demostrar experimentalmente el comportamiento de las corrientes de malla en un circuito puramente resistivo. Consideraciones Teóricas: Método de las corrientes de mallas. El método de las corrientes de mallas, se utiliza para determinar la corriente o la tensión de cualquier elemento de un circuito plano, o sea, aquel que se puede dibujar en un plano de forma que las ramas no se crucen. Este método está basado en la Segunda Ley de Kirchhoff. Explicación del método El método consiste en asignar a cada una de las mallas del circuito una corriente imaginaria, a la que se denomina corriente de malla, que circula en un sentido determinado por un grupo de ramas del circuito formando una trayectoria cerrada (Ver figura 1). Luego, para cada malla del circuito, se plantea una ecuación en función de la corriente que circula por cada elemento, obteniéndose un sistema lineal de ecuaciones, cuyo número será igual a m-n+1 (m y n son el número de ramas y nodos, respectivamente, del circuito).

Figura 1. Circuito con corrientes de mallas. Una malla es un lazo, formado por ramas consecutivas, que no contiene a otro lazo. En la figura 1, las mallas posibles son tres (recuerde que el número de mallas será igual a mn+1). Una vez determinadas las mallas del circuito, estas se enumeran y también se definen las corrientes y voltajes en las ramas. Se recomienda, por facilidad, asumir todas las corrientes de mallas girando en el mismo sentido, el de las manecillas del reloj, para evitar errores al escribir las ecuaciones. El empleo del método de las corrientes de mallas para la solución de un circuito en lugar de un sistema de ecuaciones a partir de la aplicación de las Leyes de Kirchhoff de corriente y de voltaje (LKC y LKV) obedece al hecho de que se simplifica extraordinariamente el análisis.

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Material y Equipo 

Fuente de Alimentación



MMD O VOM



Resistores de 100Ω (7)



Interruptor de un polo un tiro.

Desarrollo Caída de Voltaje medida

Corriente calculada mA

Corriente de malla calculada, mA

I1 57 mA

Resistencia

Resistencia

Resistencia

Resistor

Nominal

Medida

R1

100

100

0.73 V

6.92 mA

R2

100

100

0.52 V

5.03 Ma

R3

100

100

0.19 V

1.93 mA

R4

100

100

0.13 V

1.27 mA

R5

100

100

0.07 V

0.63 mA

I3 5.2 mA

R6

100

100

0.20 V

1.93 mA

I2 15.6 mA

RL

100

100

0.06 V

0.63 mA

I3 5.2 mA

I2 15.6 mA

Observaciones, resultados y/o conclusiones: Al medir los valores necesitados en la tabla anterior se generaron 3 ecuaciones para poder conocer el amperaje del circuito, para ello lo desarrollamos por el método de las matrices y así conocimos los 3 valores de amperaje.

REFERENCIAS: [1] https://es.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-circuit-analysis-topic/eedc-circuit-analysis/a/ee-mesh-current-method [2] https://www.ecured.cu/M%C3%A9todo_de_las_corrientes_de_mallas

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Práctica de laboratorio 5. Análisis de Nodos.

Objetivo: El alumno analizara cualquier circuito lineal mediante la obtención de un conjunto de ecuaciones simultáneas que después serán resueltas para obtener los valores requeridos de corriente y tensión Material y equipo: - 2 Fuentes de alimentación - 3 Resistencias eléctricas - 1 Protoboard - Cables de conexión - 1 Multimetro Consideraciones teóricas: Comprendidas las leyes fundamentales de la teoría de circuitos (la ley de Ohm y las leyes de Kirchhoff), se está listo para aplicarlas al desarrollo del análisis nodal, el cual se basa en una aplicación sistemática de la ley de corriente de Kirchhoff (LCK). Un método para la resolución de ecuaciones simultáneas implica la regla de Cramer, la cual permite calcular las variables de circuito como un cociente de determinantes. Del siguiente circuito encontrar corrientes y tensiones de cada resistencia.

Figura 1. Circuito propuesto para la práctica Desarrollo: Parte 1.- El alumno seleccionara los valores de cada resistencia para realizar el cálculo de los valores a través del método de análisis de nodos. Parte 2.- Una vez realizado el análisis se realizara la implementación del circuito como se muestra en la figura 1 para la toma de sus mediciones eléctricas. Parte 3.- Terminado las mediciones se anotaran en la siguiente tabla junto con los cálculos obtenidos del análisis previo.

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Parte 4.- Realizar la simulación del circuito a través de multisim para corroborar los resultados obtenidos tanto prácticos como teóricos. Observaciones, resultados y/o conclusiones: Tabla 1. Resultados obtenidos. Teóricos R1= R2= R3= I1= I2= I3= V1= V2= V3= P1= P2= P3=

Prácticos R1= R2= R3= I1= I2= I3= V1= V2= V3= P1= P2= P3=

Simulación R1= R2= R3= I1= I2= I3= V1= V2= V3= P1= P2= P3=

1. ¿Existen diferencias en los resultados presentados en la tabla anterior?, si es así ¿Cuál es la razón?

2. ¿Qué dificultades se presentaron durante el desarrollo de la práctica?

3. ¿Qué aprendizaje significativo destacarías de la práctica?

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Medidas de seguridad

PRIMEROS AUXILIOS. Si ocurre un accidente, desconecte inmediatamente la red o línea de energía. Comunique inmediatamente el accidente a su instructor.

Una persona accidentada debe permanecer acostada hasta que llegue el médico, y bien arropado para evitar la conmoción. No intentar darle agua ni otros líquidos si está inconsciente y asegurarse de que nada pueda causarle aún más daño. Se le cuidará solícitamente manteniéndola en postura cómoda hasta que llegue el médico. Tablas y anexos

REFERENCIAS: [1] https://es.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-circuit-analysis-topic/eedc-circuit-analysis/a/ee-node-voltage-method [2] https://analisisdecircuitos1.wordpress.com/parte-1-circuitos-resistivos-cap-11-a-20-enconstruccion/capitulo-20-analisis-de-nodos/

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Práctica de laboratorio 6. Software para instrumentación virtual.

Objetivo: Que el alumno reconozca e intérprete las diferentes herramientas del mencionado programa para simulación virtual. Material y equipo: -Multisim Consideraciones tóricas: 1. DcAcLad

Cuenta con gráficos atractivos e intuitivos, muy fácil de usar. Los componentes están prefabricados y no permite diseñar los circuitos impresos, la simulación del circuito es muy limitada.

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2. EasyEDA

Es un excelente simulador de circuitos en línea gratis. Es un programa de diseño complejo basado en web, muy apetecido por los profesionales de la electrónica. Con DcAcLad es posible crear diseños esquemáticos, cuando estemos seguros del circuito funciona correctamente, podemos enviar a fabricar el circuito impreso. En la plataforma se pueden encontrar un gran número de proyectos realizado por otros usuarios ya que es una herramienta de Hardware público y abierto para todos. 3. DoCircuits

Muy intuitivo y completo, la primera impresión genera confusiones pero solo es cuestión de experimentar, dispone de muchos ejemplos, las mediciones de los parámetros del circuito electrónico se muestran con instrumentos virtuales realistas.

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4. TinaCloud

Es un programa que no solo permite simular, sino que brinda la excelente opción de inyectar señales, utilizar microprocesadores, VHDL, fuentes de alimentación SMPS y circuitos de radio frecuencia. La velocidad de simulación es de alta calidad gracias a sus sofisticadas herramientas. 5. 123D Circuits

De este listado consideramos que es el mejor. Es un software desarrollado por Autodesk , lo que permite crear circuitos, ver en Protoboar, Utilizar la plataforma Arduino, simular el circuito electrónico y crear elPCB. Los componentes se muestran de forma real en 3D y

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brinda la novedosa posibilidad de programar el Arduino directamente desde el software de simulación. Material y equipo: -Proteus Desarrollo 1.- Se desarrollo los siguientes circuitos en proteus

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Observaciones, resultados y/o conclusiones: Con este programa pudimos aprender a utilizarlo adecuadamente y con ello comprobar nuestros resultados obtenidos en la práctica física.

REFERENCIAS: [1] https://www.flexsim.com/es/simulation-software/ [2] https://yoreparo.com/electronica/laboratoriosvirtuales/preguntas/274599/programas-dediseño-electrónico-y-simulación

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Práctica de laboratorio 7. Sistema de adquisición de datos.

Objetivo. El alumno realizará la conexión y configuración de una tarjeta que permita la adquisición de datos empleando un software especializado en la instrumentación virtual con la finalidad de monitorear el voltaje y la corriente en un circuito eléctrico. Material y equipo. Para el desarrollo se requiere de una tarjeta myDAQ de la empresa National Instrument, cable USB tipo B, un potenciómetro con valor de 10kΩ, cable, pinzas, protoboard y Una computadora con el Software LabView instalado. Consideraciones teóricas. Para el desarrollo de esta práctica se requiere de conocimiento en el análisis de circuitos, para determinar los voltajes y corrientes que serán monitoreados en el software. Desarrollo: Se requiere realizar la configuración de la tarjeta, así como la instalación de del software necesario. Instalación del Software

Fig. 1. Instalación de la paquetería. Antes de comenzar a usar la tarjeta myDAQ, se requiere la instalación del software desde el DVD NI myDAQ Software Suite. Simplemente inserte el DVD en su PC y siga las instrucciones en la pantalla. Si no se cuenta con el disco, puede descargar el software desde los siguientes enlaces: Sistema de Desarrollo de LabVIEW 2010 para Windows [1]. NI Circuit Design Suite versión 11.0 - incluye I Multisim, Ultiboard [2]. Software NI ELVISmx 4.2.2 - Software controlador NI myDAQ [3].

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Configuración del Hardware

Fig. 2. Configuración de la tarjeta. Una vez que la instalación del software ha finalizado, puede configurar su hardware NI myDAQ, introduzca el conector de terminal de tornillo a su NI myDAQ. El conector de terminal de tornillo debe cerrar de manera segura para lograr una conexión de señal adecuada, después conecte el cable USB a su NI myDAQ y a la PC, una vez conectado, el LED azul se ilumina para indicar que el dispositivo ha sido energizado. Si la luz no se ilumina, consulte el artículo Depure su NI myDAQ para obtener más información sobre las posibles causas y soluciones [4]. Barra de Instrumentos NI ELVISmx

Fig. 3. Barra de instrumentos virtuales. Cuando la tarjeta myDAQ está conectada a su PC, el Activador de Instrumentos NI ELVISmx aparece en la pantalla. La Barra de instrumentos ofrece fácil acceso a ocho instrumentos virtuales NI ELVISmx. Estos instrumentos son versiones basadas en PC de algunos instrumentos de laboratorio usado comúnmente. Para aprender más sobre instrumentos virtuales NI ELVISmx, visite Usar NI myDAQ con Instrumentos de Software NI ELVISmx [5]. Para realizar las mediciones, se requiere la implementación del siguiente circuito.

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Fig. 4. Esquema eléctrico necesario para la práctica. Posteriormente, se requiere la conexión con la tarjeta myDAQ como se muestra en la siguiente imagen,

Fig. 5. Conexión de la protoboard con la tarjeta myDAQ. En la barra de herramientas se ejecuta el instrumento llamado Scope, para poder visualizar el voltaje que se genera en el circuito eléctrico.

Fig. 6. Captura de pantalla del instrumento virtual en ejecución.

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Observaciones, resultados y/o conclusiones:

Para finalizar la práctica el alumno deberá responder las siguientes preguntas con la finalidad de elaborar un reporte técnico que contemple el contenido temático de las siguientes preguntas. 1. ¿Qué es un instrumento virtual? 2. ¿En qué tipo de aplicaciones es posible emplear un instrumento virtual? 3. ¿Cómo se programa un instrumento virtual? 4. ¿Qué fenómenos físicos se pueden monitorear mediante un instrumento virtual? 5. ¿Qué elementos contempla un instrumento virtual en la plataforma LabView? 6. ¿Qué tipos de datos se puede manejar en LabVIEW? 7. Menciona tres estructuras de control de control empleadas en LabVIEW. 8. Las líneas de flujo de color verde que tipo de dato indican. 9. Las líneas de flujo de color azul que tipo de dato indican. 10. Las líneas de flujo de color naranja que tipo de dato indican.

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Referencias. [1] [2] [3] [4] [5]

http://ftp.ni.com/evaluation/labview/ekit/other/downloader/2010LV-WinEng_downloader.exe https://lumen.ni.com/nicif/us/academicevalmultisim/content.xhtml http://joule.ni.com/nidu/cds/view/p/id/2157/lang/en http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/11424 http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/11420

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