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• Juan Jose Gutierrez Miranda

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ETN-603

ELECTRONICA II

1. INTRODUCCION En el área de electrónica se trabaja la metodología y la aplicación que se les puede dar a estos circuitos. Además de la aplicación de todos los conocimientos adquiridos en la materia para realizar una casa detectora de humo. En el proyecto detector de humo automático con sensor de luz lo que se pretende es aglutinar numerosos contenidos del currículo oficial de Electrónica II, alrededor de un proyecto completo en el desarrollo de los bloques de contenido y a la vez divertido y estimulante. Es en este entorno y en concreto con este proyecto en el cual la sirena y el ventilador se encienden cuando el sensor de luz capta una cantidad de luminosidad superior a la estipulada. Una de las maneras posibles de detectar la presencia de humo se basa en comprobar la transparencia (o falta de ella) del aire. El proyecto que presentamos aquí tiene como función comprobar continuamente la luz que recibe una LDR del ambiente, y en caso de que este valor disminuya, se cierran los contactos de un relé durante un cierto tiempo. Consideramos que para su uso en un sistema de seguridad todavía es insuficiente, pero que nos puede ser de gran utilidad, si si quiere comenzar con una prevención, ya que presenta varios tipos de automatización. 2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL Realizar un circuito detector de humo por control de luz, para el control automático de una casa o para una fábrica. 2.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS -

Comprender como funciona el circuito que es controlado mediante el LDR.

-

Realizar el diseño y la construcción de la maqueta para poder hacer la aplicación.

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Realizar el armado en protoboard, para verificar primeramente el funcionamiento.

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Realizar el quemado de las placas pertenecientes a los circuitos.

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3. -

MATERIALES 2 Relés 2 LDR 2 NE555 3 Transistores 2N3904 2 Transistores BC548 3 diodos 1N4002 2 Potenciómetros de 100 K 1 Potenciómetro de 50 K 1 LDR 2 LEDs 1 Relé inversor para circuito impreso 1 Resistencia de 10 1 Resistencia de 220 2 Resistencias de 1K 1 Resistencia de 2,2K 1 Resistencia de 4,7K 1 Resistencia de 6,8K 1 Resistencia de 1,5K 1 Resistencia de 100K 1 Resistencia de 120K 1 diodo 1N4001 1 Condensador electrolítico de 100uF 1 pequeña bocina de 12V 1 Ventilador de 12V

4. MARCO TEÓRICO FOTORRESISTENCIA (SENSOR LDR) Los sensores pueden ser desde una simple resistencia LDR hasta sensores infrarrojos. Si se construye un sensor de luz con una resistencia LDR, hay que tener la precaución de introducirla en un canutillo de color negro, para conseguir que la LDR detecte solo la luz que le llega de frente, evitando que sea alcanzada por la luz ambiente de los lados. El funcionamiento de los sensores de infrarrojos es similar a los sensores de luz normal, pero tienen la gran ventaja de que son mucho menos sensibles a la luz ambiente. Es decir, con ellos es más difícil que la luz ambiente influya en el funcionamiento de los robots y los movimientos serán más certeros. ETN-603

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RESISTOR En electricidad, la oposición al paso de la corriente hace que las resistencias produzcan calor (ejemplo: una cocina eléctrica, un horno, un radiador eléctrico, una tostadora, un secador de pelo, etc.). En electrónica se trabaja con resistencias mucho más pequeñas que, al oponerse al paso de la corriente, limitan el valor de la intensidad que pasa por el circuito. Las resistencias (o resistores por influencia del inglés), tanto en electricidad como en electrónica, se pueden representar de dos formas, ambas igualmente validas:

LOS POTENCIÓMETROS Son resistencias de valor variable; algunos potenciómetros tienen una palanca para que podamos modificar su valor girándola, en otros su valor se modifica haciendo girar la pieza de dentro con un destornillador. DIODO Los diodos son componentes semiconductores que dejan pasar la corriente en un sentido y la bloquean en el otro sentido.

TRANSISTOR

Los transistores son semiconductores que constan de 3 terminales: emisor, colector y base.

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Cuando no pasa corriente por la base, no puede pasar tampoco por sus otros terminales; se dice entonces que el transistor está en corte, es como si se tratara de un interruptor abierto. El transistor está en saturación cuando la corriente en la base es muy alta; en ese caso se permite la circulación de corriente entre el colector y el emisor y el transistor se comporta como si fuera un interruptor cerrado. RELE El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.

El electroimán hace vascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos dependiendo de si es N.A ó N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado). Si se le aplica un voltaje a la bobina un campo magnético es generado haciendo que los contactos hagan una conexión. Estos contactos pueden ser considerados como el interruptor, que permiten que la corriente fluya entre los dos puntos que cerraron el circuito.

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5. DESARROLLO Para el desarrollo del proyecto se realizaron principalmente tres circuitos fundamentales, que son unidos de acuerdo a la aplicación que se le da. CIRCUITO 1 El primer circuito presenta en su carga un ventilador el cual funciona para expulsar el humo. El circuito nos muestra la siguiente: la luz ambiente, cuya corriente hemos limitado con una resistencia de 1K en serie, ilumina permanentemente a una LDR. El nivel del disparo se ajusta mediante ese potenciómetro de manera de hacer más o menos sensible el sistema. El NE555, configurado como monoestable, permanece en reposo mientras la LDR esta iluminada. Cuando esta situación cambia, se dispara, y su salida permanece en estado alto un tiempo determinado por el potenciómetro de 100k. La salida del NE555, a través de una resistencia de 1,5K excita el transistor 2N3904, que a su vez permite que la bobina del relé cambie de posición. Cuando el NE555 vuelve al estado de reposo, el transistor vuelve a bloquearse y el relé se desactiva. El diodo en paralelo con la bobina del relé está para evitar que la corriente generada en la desconexión dañe el transistor. A continuación se muestra la simulación del circuito diseñada en Multisim 11.

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VCC

VCC

12V

12V K1 D1 1N4002

K

EDR201A05 R3 U1 555_TIMER_RATED 8

100kΩ 50% Key=A

VCC

X1 PHOTODIODE

VCC

R2 50kΩ 50% Key=A

C1 100µF

4

RST

2

DIS

5

THR

7

TRI

6

CON

OUT OUT

3

Q1 R4

CARGA

1.5kΩ 2N3904

GND 1

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CIRCUITO 2 El segundo circuito presenta en su carga una pequeña sirena la cual avisa que ocurre un problema, como elemento principal un circuito integrado 555 trabajando como generador de pulsos, el 555 esta utilizado para hacer variar la frecuencia. El voltaje de carga que pasa por el condensador aparece simultáneamente en la terminal del 555 y como el voltaje sube lentamente, la frecuencia del generador de sonido varia también levemente. Estas variaciones que se están produciendo en el voltaje aplicado el terminal del 555 que sube y baja, producen un efecto de sirena que es señal de aviso. A continuación se muestra la simulación del circuito diseñada en Multisim 11.

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VCC 12V R5 10Ω R2 6.8kΩ

VCC

8

U1

R3 1kΩ

C2 1mF

R1 2.2kΩ R6 120kΩ

CARGA

VCC 4

RST

2

DIS

5

THR

7

TRI

6

CON

OUT OUT

3

Q1 R4 220Ω BC548A

GND 1

C1 0.1µF

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CIRCUITO 3 Como se observa se puede utilizar un LDR para realizar un relé interruptor activado por la oscuridad, que conecta Relé cuando el nivel de iluminación desciende por debajo de un valor prefijado, mediante RV1. En este caso, R1 y LDR forman un divisor de tensión que genera una tensión de salida que sube al bajar el nivel luminoso. La tensión es amplificada por el transistor 2N3904, montado como seguidor de emisor, y es utilizada para controlar el relé a través del amplificador en emisor común en el otro transistor 2N3904 y la resistencia limitadora de corriente R3.

A continuación se muestra la simulación del circuito diseñada en Multisim 11.

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VCC

VCC

12V

12V K1 K

EDR201A05 D1 1N4001 R4 50kΩ 50% Key=A

Q1 R2 100kΩ 2N3904

CARGA Q2 R3

X1 R1 PHOTODIODE 4.7kΩ

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1kΩ

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2N3904

En el circuito final tendríamos VCC

VCC

12V

12V K1 D1 1N4002

K

R12 10Ω

EDR201A05 R3 R9 6.8kΩ

VCC

R10 1kΩ

VCC 4

R2 50kΩ 50% Key=A

C1 100µF

U2 8

U1 555_TIMER_RATED 8

100kΩ 50% Key=A

VCC

X1 PHOTODIODE

RST

2

DIS

5

THR

7

TRI

6

CON

OUT OUT

3

Q1 R4

CARGA

C3 1mF

R8 2.2kΩ

1.5kΩ R13 120kΩ

2N3904

GND 1

CARGA2

VCC 4

RST

2

DIS

5

THR

7

TRI

6

CON

OUT OUT

3

Q4 R11 220Ω GND

BC548A

1

C2 0.1µF

VCC

VCC

12V

12V K2 K

EDR201A05 D2 1N4001 R7 50kΩ 50% Key=A

Q2 R5 100kΩ 2N3904

CARGA1 Q3 R6

X2 R1 PHOTODIODE 4.7kΩ

1kΩ 2N3904

6. CONCLUSIONES Se pudo diseñar un circuito capaz de cumplir con varias funciones en caso de que exista un incendio mediante un detector de humo. Se verifico el funcionamiento del circuito propuesto

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Se puedo también implementar físicamente el circuito propuesto mediante el quemado en placa del diseño teórico, además de la implementación a una casa. Se aplicó todos los conocimientos adquiridos en la materia etn-603 para la implementación del circuito propuesto.

7. BIBLIOGRAFIA -

TEXTO DE ELECTRONICA GENERAL (LINEAL)

-

TEXTO DE SEMICONDUCTORES ESPECIALES

-

ELECTRÓNICA INTEGRADA, JACON, HALKIAS CRISTOS, MC GRAW – HILL.

8. ANEXOS

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