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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN TELECOMUNICACIONES Y REDES

GUÍA DE LABORATORIO DE LABORATORIO DE ELECTRÓNICA II

PRÁCTICA No. 2 INGENIERÍA INVERSA

1. DATOS GENERALES: NOMBRES Jéssica Montero Alex Yunga Diego Llalau

CÓDIGOS 578 346 572

GRUPO No.:

FECHA DE ENTREGA: 2014-10-13

2. OBJETIVO(S): 2.1. 

GENERAL

Obtener el circuito y los elementos que componen un foco ahorrador.

2.2.

ESPECÍFICOS



Comprender el funcionamiento de un foco ahorrador.



Analizar cada elemento y que función cumple en el foco ahorrador.

3. METODOLOGÍA Se desarma un foco ahorrador, se revisa y analiza cómo están conectados cada uno de los elementos electrónicos que lo componen para poder obtener el circuito. Desoldar los elementos e implementarlos en la protoboard para verificar el circuito que obtuvimos, logrando así volver a encender el foco. 4. EQUIPOS Y MATERIALES: Foco Ahorrador Protoboard Fusible Cables de conexión Del balasto del foco obtenemos: 7 Diodos Rectificadores 1 Diodo DIAC 7 Transistores de Potencia 6 Resistencias 6 Capacitores 1 Inductor Toroidal 1 Transformador

5. MARCO TEÓRICO:

INGENIERÍA INVERSA El objetivo de la ingeniería inversa es obtener información o un diseño a partir de un producto accesible al público, con el fin de determinar de qué está hecho, qué lo hace funcionar y cómo fue fabricado. La ingeniería inversa es un método de resolución. Aplicar ingeniería inversa a algo supone profundizar en el estudio de su funcionamiento, hasta el punto de que podamos llegar a entender, modificar y mejorar dicho modo de funcionamiento.

FOCOS AHORRADORES El funcionamiento de los focos ahorradores de energía es básicamente el mismo de los tubos fluorescentes convencionales, y fueron creados para poder reemplazar a los focos incandescentes convencionales, de ahí viene su diseño y la cantidad de iluminación que los mismos entregan. La principal diferencia con los tubos fluorescentes convencionales es la frecuencia de funcionamiento, ya que los focos ahorradores de energía utilizan altas frecuencias para su funcionamiento por esa razón tienen la presencia de una circuitería electrónica que produce alta frecuencia para el funcionamiento de los mismos, a diferencia de los tubos fluorescentes tradicionales que funcionan con la frecuencia de red.

Las lámparas de bajo consumo, también denominadas focos ahorradores de energía se componen de un tubo de unos 6 mm de diámetro, doblados en forma de U...en todas las lámparas existen siempre dos filamentos de tungsteno o wolframio (W) alojados en los extremos libres del tubo con el propósito de calentar los gases inertes, como el neón (Ne), el Kriptón (Kr) o el argón (Ar), que se encuentran en el interior de la lámpara...junto con los gases inertes, el tubo también contiene vapor de mercurio (Hg). Las paredes del tubo se encuentran recubiertas por dentro con una fina capa de fosforo (que él lo que hace que sea vea blanco el foco

Los focos ahorradores están conformados por cinco partes principales, Figura 1:

1. Casquillos con rosca: sirve para acoplar al foco ahorrador en la boquilla convencional. 2. Base para balasto: es un compartimiento donde se sujeta el balasto electrónico 3. Balasto electrónico: es el circuito eléctrico. 4. Filamentos: producen el calor necesario para ionizar el gas inerte dentro del tubo fluorescente. 5. Tubo fluorescente: contiene el gas inerte que da la característica del color de la luz emitida

Figura 1. Partes del foco ahorrador

Funcionamiento: 

Al encender la lámpara la corriente fluye hacia el balasto electrónico , la misma que es rectificada para posteriormente convertirla en corriente DC, a continuación pasa por un circuito oscilador, que en este caso es hecho a base de transistores, una inductancia y un capacitor, la frecuencia que puede alcanzar el mismo esta entre 20 y 60 kHz, dependiendo del fabricante.



Cuando los filamentos de la CFL se encienden, producen calor, el mismo que ioniza el gas inerte que se encuentra dentro, y se crea un puente de plasma entre los dos filamentos, por el cual circulan electrones, bajo estas circunstancias, el balasto genera una chispa y se convierten en electrodos para mantener el arco eléctrico mientras la lámpara permanece encendida; el arco eléctrico no produce la luz, pero es necesario para la producción de luz.

DEL BALASTO DEL FOCO OBTENEMOS: 

7 DIODOS RECTIFICADORES

Los Diodos Rectificadores forman un puente de Diodo (Figura2) es decir son rectificadores de onda completa.

Rectificador de onda completa: es un circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de entrada (Vi) en corriente continua de salida (Vo) pulsante. A diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de corriente continua.

Figura 2. Rectificador onda completa – Puente de Diodos



1 Diodo DIAC

El DIAC (Diodo para Corriente Alterna) es un dispositivo semiconductor de dos conexiones. Es un diodo bidireccional disparable que conduce la corriente sólo tras haberse superado su tensión de disparo, y mientras la corriente circulante no sea inferior al valor característico para ese dispositivo. El comportamiento es fundamentalmente el mismo para ambas direcciones de la corriente. La mayoría de los DIAC tienen una tensión de disparo de alrededor de 30 V. En este sentido, su comportamiento es similar a una lámpara de neón. Observar Figura3 y Figura3. Es un dispositivo semiconductor de dos terminales, llamados ánodo y cátodo. Actúa como un interruptor bidireccional el cual se activa cuando el voltaje entre sus terminales alcanza el voltaje de ruptura, dicho voltaje puede estar entre 20 y 36 volts según la referencia.

Figura3. Diodo DIAC

Figura4. Símbolo del Diodo DIAC



2 TRANSISTORES DE POTENCIA El funcionamiento y utilización de los transistores de potencia es idéntico al de los transistores normales, teniendo como características especiales las altas tensiones e intensidades que tienen que soportar y, por tanto, las altas potencias a disipar. Figura5.

Existen tres tipos de transistores de potencia:   

Bipolar. Unipolar o FET (Transistor de Efecto de Campo). IGBT.

Figura5. Transistores de Alta Potencia



6 RESISTENCIAS Resistencias toman los siguientes valores: 1 de 47 Ω 1 de 56x10000 Ω 2 de 10x 0.1 Ω 2 de 22x0.01 Ω

Figura6. Resistencia de Diferentes Valores

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6 CAPACITORES 22uF Electrolytic 1J22NK1 102J 473J 472J 332J

Figura7. Capacitor Electrolítico



Figura8. Capacitores de Diferentes Valores

1 INDUCTOR TOROIDAL

Un solenoide es un electroimán formado a partir de un cable que lleva la corriente. Los electroimanes tienen campos magnéticos creados por corrientes. El alambre de un solenoide se forma a menudo en una bobina helicoidal, y una pieza de metal, generalmente hierro, se inserta en el interior. Cuando un solenoide está doblado en la forma de un círculo o anillo, se lo llama un toroide. Figura9. Toroide: Superficie generada por una curva cerrada al girar alrededor de un eje contenido en su plano y que no la corta

Figura9. Inductor Toroidal 

1 TRANSFORMADOR DE ALTA FRECUENCIA Los transformadores eléctricos han sido uno de los inventos más relevantes de la tecnología eléctrica. El transformador es un dispositivo eléctrico constituido con dos bobinas acopladas magnéticamente entre sí, de tal forma que al paso de una corriente eléctrica por a primera bobina (llamada primaria) provoca una inducción magnética que implica necesariamente a la segunda bobina (llamada secundaria) y provocando con este principio físico lo que se viene a llamar na transferencia de potencia. Figura10.

Figura10. Transformadores de Alta Potencia

6. CONCLUSIONES:  Utilizando ingeniería inversa, logramos ver la estructura y funcionamiento de un foco ahorrador, así también podemos aplicar en cualquier dispositivo electrónico para analizar cómo funciona el mismo.  Determinamos la función que cada elemento tiene en el circuito que compone el balasto de un foco ahorrador.  Conocimos nuevos elementos como el Diodo DIAC, que es un Diodo para corriente alterna.

7. RECOMENDACIONES:  Observar

minuciosamente la pista, al momento de sacar el circuito,

determinando las conexiones de todos los elementos.  Tener cuidado al desoldar los elementos del balasto para no dañarlos, especialmente el inductor toroidal.  Al probar el foco, después de ser implementado en la protoboard, utilizar elementos de protección como fusibles.

8. BIBLIOGRAFÍA: 

Garcia Alvarez Jose Antonio, “ASI FUNCIONA LAS LAMPARAS AHORRADORAS CFL”, 10 de marzo del 2010, https://www.asifunciona.com/electronica/af_cfl_2.html



http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/1875/3/02%20Funcionam iento%20focos%20ahorradores.pdf



http://www.iuma.ulpgc.es/~roberto/asignaturas/EI/transparencias/EI_Tem a_3.2.Transistor_potencia.pdf

ANEXOS

Circuito Para Implementar

Desoldar los Elementos

Circuito Implementado