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Informe de Práctica N° 12: Probador audible de continuidad

PROBADOR AUDIBLE DE CONTINUIDAD Jhonny Javier Casa Toctaguano e-mail: [email protected]

Cesar Dario Chasipanta Velasco e-mail:[email protected]

Ciro Alexander Iza Calapaqui e-mail: [email protected]

Leonel Jose Latacunga Pilatasig e-mail: [email protected]

I.

RESUMEN: Esta práctica tiene como objetivo aprender a realizar un circuito paso a paso con diferentes recursos como son los Materiales con los que se procedemos hacer la práctica y el Proteus que nos ayuda armar el circuito, con todo esto, se procede a realizarlo para conocer y aprender cómo realizar un probador audible de continuidad, el cual es un instrumento de medida que permite realizar pruebas de continuidad en circuitos impresos, bobinas, relés, parlantes, etc, permitiendo así localizar fallas y realizar tareas de reparación de aparatos, para ello se siguió cada paso del proyecto número 9 del archivo de Curso práctico de electrónica moderna, el cual nos indica cómo se debe realizarlo, con ello también ocupamos el programa Proteus que nos sirve para simular el circuito y visualizar cómo se comportan las ondas en ella, después se procedió a diseñar el circuito en un protoboard primero para comprobar su funcionamiento y luego ya en una placa de baquelita para últimamente colocar los dispositivos electrónicos en ella y tener una forma física del circuito realizado. PALABRAS CLAVE: Continuidad, contacto, instrumento de medida, amplificadores operacionales, zumbador.

ABSTRACT: This practice aims to learn an execution a step of the circuit a step with different resources as are the materials with which it is done practice and the program Protector that does not help the circuit, with all this, Learn how to realize an audible tester Of continuity, which is an instrument of measurement that allow to carry out tests of continuity in printed circuits, coils, relays, speakers, etc., thus allowing to locate faults and to perform tasks of repair of apparatuses, for that was followed Each step of the project number 9 Of the practical course file of modern electronics, which tells us how it can be done, and also hide the program Protector that serves to simulate the circuit and visualize how the waves behave in it, after it was designed Circuit on a protoboard first to check its operation and then already on a bakelite plate to lately place the electronic devices in it and have a physical form of the circuit performed. Keywords: Continuity, contact, measuring instrument,

INTRODUCCIÓN

A presente práctica que se realiza, se basa en el archivo de Curso práctico de electrónica moderna, de la e editorial CEKIT, del cual nos concentraremos en el “proyecto n° 12” que nos habla de cómo realizar un probador audible de continuidad, el cual tiene como objetivo construir un circuito eléctrico que sirva para comprobar la continuidad de un circuito si este conduce correctamente o no y detectar en que parte especifica se halla la falla para proceder al respetivo arreglo. Esta práctica es primordial para el ámbito de la electrónica principalmente porque es un aparato que detecta fallas de conductividad fácilmente, sin necesidad de desarmar un circuito o equipo electrónico. Para ello el texto nos muestra un circuito ya armado el cual los estudiantes deben realizarlo en cualquier programa o software que les permita realizar el mismo circuito y poder visualizarlo de mejor manera su comportamiento, y luego para ser impresas para su respectiva construcción que para ello en el texto lo indica que materiales o dispositivos electrónicos necesitan para su construcción. El estudiante deberá aplicar sus conocimientos de diseño y construcción y si no los tiene, deberá aprenderlas ya que la práctica se debe realizar el diseño del circuito, soldadura de los dispositivos y comprobación de las líneas realizadas en el diseño del circuito para que funcione de una manera eficaz listo para andar a correr el circuito realizado. .

II.

OBJETIVO GENERAL

Realizar la práctica n° 12 (probador audible de continuidad) del módulo de electrónica moderna con los materiales necesarios para su respectiva implementación.

III. 

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Conocer los respectivos materiales que se va implementar en la práctica para conocer su respectivo funcionamiento.

operational amplifiers, buzzer. Unidad Académica de las Ciencias de la Ingeniería y Aplicadas. Universidad Técnica de Cotopaxi. Latacunga. Ecuador

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



Realizar la simulación de la práctica en cualquier característica es que son capaces de almacenar energía en software, de manera que tengamos conocimientos de forma de carga eléctrica. la simbología que tiene cada material utilizado. Están formados por dos placas conductoras metálicas, llamadas armaduras, separadas por un material aislante, Armar correctamente la práctica, con sus respectivos denominado dieléctrico, que puede ser papel, cerámica, mica, dispositivos electrónicos que serán soldados en la placa cuarzo, etc... Todos los condensadores, independiente de su apariencia, posteriormente para su respectivo funcionamiento. tienen dos terminales, a los que se unen internamente las armaduras Figura. 2. Págs. 115, 117

IV.

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

Según Arboledas, D. (2010), da a conocer las definiciones sobre las resistencias, condensadores y semiconductores los cuales se utilizan para realizar esta práctica, y expresa lo siguiente: A. RESISTENCIAS. Son los componentes electrónicos más habituales en los circuitos y los de más bajo coste. Se construyen aprovechando la propiedad que presentan todos los materiales de ofrecer cierto grado de oposición al paso de la corriente eléctrica. Se emplean para controlar el paso de aquella a través de los circuitos. Las resistencias se pueden clasificar fundamentalmente en dos grupos: fijas y variables, dependiendo de si su valor óhmico es fijo o puede modificarse de algún modo Figura. 1. Págs. 103, 105

Figura 2. Estructura interna de un condensador. Fuente: [1]. 1.

Condensadores cerámicos.

Mataix, M. & Mataix, M. (1999). Condensador cuyo dieléctrico esta hecho de material cerámico. Un condensador tal puede ser mucho más pequeño que los de otros tipos de similar capacidad, debido a la elevada permitividad de las cerámicas usadas. Pág. 90 C. SEMICONDUCTORES. El descubrimiento del comportamiento eléctrico de los semiconductores trajo la revolución al mundo de la electrónica, pues diodos, transistores y circuitos integrados lograron unos rendimientos y una miniaturización desconocidos hasta la fecha. Hoy resultaría imposible encontrar un circuito o aplicación que no contenga elementos semiconductores. Figura 1. Código de colores en las resistencias. Fuente: [1]. B. CONDENSADORES. Después de las resistencias, los condensadores son los componentes electrónicos más habituales. Su principal

Los materiales pueden clasificarse en aislantes, conductores y semiconductores. Estos últimos pueden comportarse como aislantes o conductores en función de los estímulos externos que se les apliquen: luz, calor, tensión eléctrica, etc... Págs. 130, 131 D. DIODO. Es el elemento semiconductor más sencillo y más importante. Gracias a su principio de funcionamiento se han fabricado

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transistores y circuitos integrados. A continuación puedes ver cuál es el símbolo que se emplea en los esquemas eléctricos y su aspecto exterior. Pág. 134

Figura 5. Símbolo eléctrico del diodo LED. Fuente: [1].

Figura 3. Símbolo eléctrico del diodo. Fuente: [1].

Estos diodos emiten luz porque los electrones, al combinarse con los huecos, pasan de un nivel energético superior a uno inferior, liberando radiación visible. En la figura puedes ver cuál es el aspecto físico de un LED y su estructura interna.

A: ánodo K: cátodo 1.

Funcionamiento de los diodos.

Un diodo puede entenderse como un elemento que deja pasar la corriente eléctrica en un único sentido. Si la corriente se aplica en sentido contrario, el diodo no conduce. Su funcionamiento es la base de toda electrónica actual, ya que un transistor está formado por dos diodos y un circuito integrado puede contener desde unos pocos hasta varios cientos de millones de transistores. Por ello el diodo es el elemento constructivo básico de toda la electrónica. Pág. 135

2.

verde o azul. El símbolo que utilizamos en los esquemas electrónicos para un LED es el siguiente:

Figura 6. Aspecto físico y estructura interna de un LED. Fuente: [1].

Tipos de diodos.

Existen diferentes los tipos de diodos que se diferencian en el modo de fabricación, su funcionamiento y características eléctricas. Los más comunes son los diodos rectificadores, los LED y los Zener. Existen otros menos habituales como los diodos láser, túnel y Schottky (figura 4). Págs. 134, 135

1.

CIRCUITOS INTEGRADOS.

Según la revista Curso práctico de electrónica moderna de Cekit s.a. (1998), expresa lo siguiente: Los circuitos integrados, figura 7, como su nombre lo indica, son componentes diseñados para contener, en un espacio muy reducido, un circuito completo el cual, ensamblado utilizando los métodos convencionales, requeriría de muchos componentes individuales y ocuparía un gran espacio. Los circuitos integrados son los componentes más importantes y utilizados en la electrónica moderna, y los principales responsables de la miniaturización de todo tipo de aparatos. Págs. 14, 15

Figura 4. Símbolos de los diodos más habituales. Fuente: [1]. 2.1. Diodos LED. Son diodos emisores de luz (Light Emitting Diodes). Se fabrican generalmente de arseniuro de galio, y tienen la particularidad de emitir luz, de forma continua o intermitente, cuando se polariza directamente. Se utilizan fundamentalmente como indicadores y su luz puede ser roja, amarilla, naranja,

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Figura 8. Símbolo del amplificador operacional. Fuente: [2].

Las principales características son:  La entrada es diferencial, ya que se establece como la diferencia de potencial entre los dos terminales de entrada. Por lo tanto, es capaz de amplificar una tensión no referida a masa.  Tiene una muy elevada resistencia de entrada R i.  Tiene una muy baja impedancia de salida R o.  Tiene una muy elevada ganancia diferencial.  El amplificador se alimenta entre dos tensiones de DC (V CC1 y V CC2). Estas prestaciones se consiguen gracias a que internamente está formado por tres etapas en cascada (Figura 9).

Figura 9. Etapas en un amplificador operacional. Fuente: [2]. La tensión de salida está definida a partir de la ganancia respecto a las tensiones de entrada. Págs. 179,180 Podemos definir dos tipos de ganancia:  Ganancia en modo común A c: es la relación entre la tensión de salida v 0 y el valor medio de las tensiones de entrada v C (Ecuación 1).

Figura 7. Circuitos integrados (a) simbología (b) amplificadores operacionales (c) microprocesador moderno (d) circuitos integrados DIP o doble fila (e) circuitos integrados SIP o de una sola fila (f) circuito integrado de montaje superficial (g) memorias. Fuente: [5].

(Ecuación. 1) V: voltaje (V) A: ganancia de tensión. Ac: ganancia en modo común.

E. AMPLIFICADOR OPERACIONAL. Para Pleite, G. J., Vergaz, B. R., & Ruiz, D. M. J. M. (2009), explican sobre el amplificador operacional lo siguiente: El amplificador operacional (A.O.) es un amplificador electrónico disponible como un componente integrado, y que tiene unas características determinadas. El símbolo que lo representa se muestra en la Figura 8.



Ganancia en modo diferencial A d: es la relación entre la tensión de salida v 0 y el valor diferencial de las tensiones de entrada v C (Ecuación 2).

(Ecuación. 2) Ad: ganancia en modo diferencial.

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La tensión de salida se puede expresar por tanto en función de las tensiones de entrada de la manera definida en la Ecuación 3. (Ecuación. 3)

G. BLOQUE DE TERMINALES.

Para evaluar el balance entre modo diferencial y modo común, se define el parámetro razón de rechazo al modo común (Ecuación 4).

En la revista Curso Práctico de Electrónica Básica de ediciones CEKIT menciona sobre el bloque de terminales lo siguiente:

Popularmente se le conoce como terminal de tornillo o regleta, es un elemento que permite hacer conexión de cables a circuitos impresos de una manera rápida y muy segura. Posee (Ecuación. 4) un tornillo para apretar o aflojar el cable que se introduce dentro de su cavidad. Una de sus principales ventajas es su RRMC: razón de rechazo al modo común. capacidad para manejar corrientes de varios Amperios. Estos conectores poseen en sus lados unas guías que permiten unir varios de ellos, con el fin de formar un bloque de terminales F. DISTORSIÓN DE UN AMPLIFICADOR. más grande. En el texto Electrónica de Carretero, A. (2009), expresa: Es importante resaltar que el amplificador, además de hacer más grande la señal, también introduce algún tipo de deformación, por pequeña que sea, en la señal de salida. Esta imperfección puede darse en su amplitud, frecuencia o fase, denominándose a esta imperfección distorsión. La distorsión aparece generalmente por la falta de linealidad en las características de los elementos que forman el amplificador, también por la existencia de capacidades parásitas presentes en sus elementos o por la influencia de los circuitos asociados a ellos; de ahí que la ganancia de un amplificador dependa de las características de sus componentes. Pág. 197 Los diferentes tipos de distorsión que se pueden encontrar en un amplificador se pueden clasificar en dos grupos: 

Distorsión lineal: a) Distorsión de frecuencia. b) Distorsión de retardo o desplazamiento de fase.



Distorsión no lineal: a) Distorsión de amplitud, b) Distorsión armónica. (c) Distorsión de intermodulación.

Figura 3. Bloque de terminales. Fuente: [4]. H. ZUMBADOR PIEZOELÉCTRICO. Un zumbador piezoeléctrico (en inglés, “buzzer” o “piezobuzzer”) es un dispositivo que consta internamente de un disco de metal, que se deforma (debido a un fenómeno llamado piezoelectricidad) cuando se aplica corriente eléctrica. Lo interesante es que si a este disco se le aplica una secuencia de pulsos eléctricos de una frecuencia suficientemente alta, el zumbador se deformara y volverá a recuperar su forma tan rápido que vibrara, y esa vibración genera una onda de sonido audible. Pág. 365

Figura 5. Zumbador piezoeléctrico. Fuente: [3]. Figura 5. Distorsión no lineal de amplitud. Fuente: [3].

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I.

¿QUÉ ES UN CIRCUITO?

Fue también uno de los primeros polímeros sintéticos termoestables conocidos. Se trata de un fenoplástico que hoy en día aún tiene aplicaciones interesantes. Pág. 995

Según la revista Curso práctico de electrónica moderna de Cekit s.a. (1998), expresa lo siguiente: Un circuito, en sentido general, es una combinación de componentes conectados de modo que proporcionen una o más trayectorias cerradas para la circulación de la comente y permitan aprovechar la energía de los electrones en movimiento para producir un trabajo útil, figura 5.1. Este trabajo puede implicar no solamente la conversión de energía eléctrica en otras formas de energía, o viceversa, sino también su procesamiento, es decir la conversión de señales eléctricas de un tipo, en señales eléctricas de otro tipo.

Figura 8. Resina sintética de gran dureza; se emplea en la elaboración de productos industriales, especialmente en la preparación de barnices y de lacas. Fuente: [6]. L. PROTEUS VSM. Para Rossan, V. (2013), expresa sobre el programa Proteus lo siguiente: Figura 7. La función básica de un circuito es convertir la energía de los electrones en movimiento en otras formas de energía y realizar una función útil, por ejemplo reproducir el sonido. Fuente: [5].

J.

¿QUÉ ES UN CIRCUITO IMPRESO?

La revista de Diseño y fabricación de circuitos impresos expresa lo siguiente:

Proteus VSM es un sistema de diseño electrónico basado en la simulación analógica, digital o mixta de circuitos, que brinda la posibilidad de interacción con muchos de los elementos que integran el circuito. Incluye componentes animados para la visualización de su comportamiento en tiempo real, además de un completo sistema de generación y análisis de señales. También cuenta con un módulo para el diseño de circuitos impresos. Las siglas VSM significan Virtual System Modelling, que en español podemos traducir como sistema de modelo virtual, ya que Proteus VSM permite modelar de forma virtual en la computadora prácticamente cualquier circuito. Pág. 14

Un circuito impreso es una placa o lámina aislante que tiene adheridas líneas conductoras muy delgadas por una o ambas caras y sobre la cual se montan los componentes electrónicos que forman un circuito y en sus extremos tienen orificios en los cuales se insertan y sueldan los terminales de los componentes. Popularmente, los circuitos impresos reciben el nombre de plaquetas. Pág. 47 K.

BAQUELITA.

Según Stephen J. Weininger & Frank R. Stermitz. (1988), expresan sobre la baquelita lo siguiente:

Figura 9. Proteus ofrece una alta gama de herramientas de simulación en un entorno grafico amigable y fácil de usar. Fuente: [7].

El primer plástico de interés comercial (1909) fue una sustancia denominada baquelita, llamada así en honor de su inventor, el químico americano nacido en Belgica L. Backland. Las primeras aplicaciones de la baquelita fueron como aislante eléctrico y más tarde empezó a utilizarse a la construcción de accesorios plásticos para las industrias del automóvil y de la radio.

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1. Actividad 1 V. MARCO EXPERIMENTAL Para esta actividad lo primordial tener todos los materiales necesarios, lo que primero se hizo fue realizar el circuito en el software Proteus el cual nos quedó como la figura 10.

Figura 12. Circuito para ser implementado en la baquelita, diseñado con el software Proteus. Fuente: grupo de trabajo.

5. Actividad 5 Luego impregnarlas en la baquelita como en la figura 13. Figura 10. Circuito diseñado en el software Proteus. Fuente: grupo de trabajo.

2. Actividad 2 Luego se mandó a correr el programa y pudimos observar el comportamiento de las señales de onda como las que aparece en la figura 11.

Figura 13. Circuito diseñado en el software. Fuente: grupo de trabajo.

6. Actividad 6 Luego de haber imprégnalas en la baquelita se procede a ser echadas en el ácido y así las líneas del circuito absorban el cobre de la baquelita y quede listo circuito, en la figura 14 se ve como el ácido hace su trabajo. Figura 11. Comportamiento de las señales de onda en el programa Proteus. Fuente: grupo de trabajo.

4. Actividad 4 Ya hecho las pruebas pertinentes realizamos el circuito impreso gracias al programa Proteus el cual nos queda de la siguiente manera, figura 12. Figura 14. El ácido permite que las líneas del circuito absorban el cobre. Fuente: grupo de trabajo.

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7. Actividad 7 10. Actividad 10 Después se precede a realizar las respectivas Con todo lo anterior realizado finalmente acabamos perforaciones en los terminales para cada de construir nuestro preamplificador de micrófono, dispositivo electrónico que hay que colocar, como el cual nos queda de esta manera, figura 17. se lo puede ver en la figura 15.

Figura 15. Proceso de perforación de la placa. Fuente: grupo de trabajo.

8. Actividad 8 Luego de terminar el proceso de perforación en la baquelita se precede a colocar los dispositivos electrónicos en cada orificio en el que corresponde para su respectiva soldadura, tal y como se lo muestra en la figura 16.

Figura 17. Preamplificador de micrófono hecha en una placa de baquelita Fuente: grupo de trabajo.

VI.

CONCLUSIONES



Al realizar esta práctica se notó que cada vez que tocamos los cables entre sí, el zumbador emite un sonido audible de mediana frecuencia.



Con esta práctica podemos saber muy fácilmente si los aparatos electrónicos o circuitos electrónicos, están pasando o no están pasando corriente eléctrica.



Este circuito funciona alrededor de dos amplificadores operacionales. El primero está configurado como comparador de voltaje, que abre o cierra según la resistencia conectada entre las puntas de prueba. El segundo hace las veces de amplificador de corriente permitiendo mover el zumbador y el diodo led.

Figura 16. Proceso de soldadura de los dispositivos eléctricos. Fuente: grupo de trabajo.

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VII.

RECOMENDACIONES



Esta práctica se la puede utilizar en el hogar y comprobar las conexiones domiciliares si tiene o no conductividad.



Para proteger el circuito integrado es recomendable usar una base de 8 pines que se debe colocar antes de proceder a soldar.



Asegurarse que estén colocados correctamente los dispositivos electrónicos, ya que si lo colocamos de una forma inadecuada podrían quemarse los dispositivos

VIII. BIBLIOGRAFÍA [1] Arboledas, B. D. (2010). Electrónica para la educación secundaria. Madrid, ES: Bubok Publishing S.L.. Retrieved from http://www.ebrary.com [2] Mataix, M. & Mataix, M. (1999). Diccionario de Electrónica, Informática Y Energía Nuclear. Madrid. ES: Ediciones Díaz de Santos [3] Cekit s.a. (1998).Curso práctico de electrónica moderna. Pereira: Publicaciones CEKIT [4] Pleite, G. J., Vergaz, B. R., & Ruiz, D. M. J. M. (2009). Electrónica analógica para ingenieros. Madrid, ES: McGrawHill España. Retrieved from http://www.ebrary.com [5] Carretero, A. (2009). Electrónica. Madrid, ES: Editex [6] Cekit s.a. (1998).Curso práctico de electrónica básica. Pereira: Publicaciones CEKIT [7] Torrente, Ó. (2013). Arduino: curso práctico de formación. España: RC libros [8] Martín, J. (2014). Formación Profesional Básica Equipos eléctricos y electrónicos. España: Editex [9] Weininger, S. & Stermitz, F. Química orgánica.Barcelona.ES: Reverte

(1988).

[10] Rosanno, V. (2013). Proteus VSM simulación de circuitos electrónicos. 1ra Edición. Buenos Aires: USERS

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