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• Luis Peters

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UNIVERSIDAD PÚBLICA DE EL ALTO

Nombres: Paola Jacqueline Mamani Torrez Nilda Rebeca Chuquichambi Paxi Vanessa Mamani Aruhiza Paralelo: 4to “A” Docente: Ing. Guillermo Martin Uría Ovando UPEA

2014 http://electronicaupea.blogspot.com/

ÍNDICE: 1. RESUMEN 2. INTRODUCCION 3. FUNCIONAMIENTO DE TEMPORIZADORES 4. MATERIAL Y METODOS a) DESCRIPCION. b) PROCEDIMIENTO.

5. FUNDAMENTO TEORICO 6. RESULTADOS: a) CIRCUITO EN EL EMULADOR

7. CONCLUSION 8. BIBLIOGRAFIA

TEMPORIZADOR 1. RESUMEN Con el presente trabajo se realizara un temporizador. En este informe detallaremos el procedimiento del laboratorio.  En la primera parte se implementara el diseño de un temporizador, que se quiere imprimir en la placa, para ello debemos usar un software Circuit Wizard u otro software, este software nos permite crear esquemas de circuitos electrónicos.  En la segunda parte se va a calcar el circuito impreso, en la placa para luego repasar con el indeble y seguidamente poner en el agua juntamente con el corrosivo o llamado también perclorato férrico, y por último se perfora la placa.  Para paso tenemos que conocer muy bien el circuito así que lo más importante es tener un plano, en nuestro caso de un temporizador.  En la tercera parte una vez terminado de quemar la placa, se

debe ir colocando los componentes sobre la placa para que queden firmes y soldar bien los componentes a la placa. 2.

INTRODUCCION

El temporizador (o timer) de escalera hecho con transistores. Es un proyecto didáctico, de electrónica, porque posee todas las características necesarias para ser un dispositivo útil y versátil. Permite la regulación del tiempo de activación, posee una salida con relé en la cual podemos conectar cualquier tipo de lámpara, el consumo es mínimo y su simplicidad lo hace un dispositivo muy “resistente”. Los temporizadores así como su nombre lo dice son mecanismos que funcionan o hacen una operación por cierto tiempo donde el tiempo es ajustado de acuerdo del uso dado. Entre estos existen pequeños dentro de un integrado o grande para potencia en fin digitales o no llevan los mismos implementos básicos.

Existen presentaciones hechas donde cada una fue probada tanto en computadora y en plantilla. Entre los ejemplos tenemos:  APAGADO AUTOMATICO PARA MOTOR DISSEL CON BOMBA MECANICA  RELAY INTERMITENTE PARA JUEGO DE LUCES  MICRO TEMPORIZADOR En el ultimo la palabra micro por ser pequeño y simple. Un temporizador es un aparato mediante el cual, podemos regular la conexión ó desconexión de un circuito eléctrico pasado un tiempo desde que se le dio dicha orden. El temporizador es un tipo de relé auxiliar, con la diferencia sobre estos, que sus contactos no cambian de posición instantáneamente. Los temporizadores se pueden clasificar en: - Térmicos. - Neumáticos. - De motor síncrono - Electrónicos. Los temporizadores pueden trabajar a la conexión o a desconexión. - A la conexión: cuando el temporizador recibe tensión y pasa un tiempo hasta que conmuta los contactos. - A la desconexión: cuando el temporizador deja de recibir tensión al cabo de un tiempo conmuta los contactos. 3. FUNCIONAMIENTO DE TEMPORIZADORES Los temporizadores tienen funcionamiento a continuación describimos el funcionamiento de algunos tipos de temporizadores: 1.- Temporizador a la conexión. Es un relé cuyo contacto de salida conecta después de un cierto retardo a partir del instante de conexión de los bornes de su bobina. A1 y A2, a la red. El tiempo de retardo es ajustable mediante un potenciómetro o

regulador frontal del aparato si es electrónico. También se puede regular mediante un potenciómetro remoto que permita el mando a distancia; este potenciómetro se conecta a los bornes con las letras Z1 y Z2 y no puede aplicarse a los relés de los contactos. 2.- Temporizador a la desconexión. Es un relé cuyo contacto de salida conecta instantáneamente al aplicar la tensión de alimentación en los bornes A1 y A2 de la bobina. Al quedar sin alimentación, el relé permanece conectador durante el tiempo ajustado por el potenciómetro frontal o remoto, desconectándose al final de dicho tiempo. 3.- Temporizadores térmicos. Los temporizadores térmicos actúan por calentamiento de una lámina bimetálica. El tiempo viene determinado por el curvado de la lámina. Constan de un transformador cuyo primario se conecta a la red, pero el secundario, que tiene pocas espiras y está conectado en serie con la lámina bimetálica, siempre tiene que estar en cortocircuito para producir el calentamiento de dicha lamina, por lo que cuando realiza la temporización se tiene que desconectar el primario y deje de funcionar 4.- Temporizadores neumáticos. El funcionamiento del temporizador neumático está basado en la acción de un fuelle que se comprime al ser accionado por el electroimán del relé. Al tender el fuelle a ocupar su posición de reposo la hace lentamente, ya que el aire ha de entrar por un pequeño orificio, que al variar de tamaño cambia el tiempo de recuperación del fuelle y por lo tanto la temporización.

5.- Temporizadores de motor síncrono. Son los temporizadores que actúan por medio de un mecanismo de relojería accionado por un pequeño motor, con embrague electromagnético. Al cabo de cierto tiempo de funcionamiento entra en acción el embrague y se produce la apertura o cierre del circuito. 6.- Temporizadores electrónicos. Este tipo de temporización, es la carga o descarga de un condensador mediante una resistencia, se emplean condensadores electrolíticos, siempre que su resistencia de aislamiento sea mayor que la resistencia de descarga: caso contrario el condensador se descargaría a través de su insuficiente resistencia de aislamiento. 7.- Temporizadores para arrancadores estrella triángulo. Es un temporizador por pasos destinado a gobernar la maniobra de arranque estrella triángulo. Al aplicarle la tensión de alimentación, el contacto de estrella cierra durante un tiempo regulable, al cabo del cual se abre, transcurre una pausa y se conecta el contacto de triángulo. El tiempo de pausa normal está entre 100 y 150 ms. Las diferentes clases de temporizadores y se aplican a los relés con lo que tenemos las siguientes temporizaciones: - Mecánica o neumática - Magnética (relés de manguito). - Térmicas (relés de bilamina). - Eléctrica (relés de condensador). 8.- Temporización neumática. Un relé con temporización neumática consta esencialmente de tres partes principales:

8.1.- Un temporizador neumático que comprende un filtro por donde penetra el aire comprimido, un vástago de latón en forma de cono, junto con un tornillo de regulación para el paso de aire un fuelle de goma y un resorte antagonista situado en el interior de este fuelle. El tornillo de regulación asegura la regulación progresiva de la temporización; las gamas de temporización cubren desde 0.1 segundos a 1 hora. 8.2.- Una bobina electromagnética para corriente continua o alterna. 8.3.- Un juego de contactos de ruptura brusca y solidarios al temporizador neumático por medio de un juego de levas y palancas. El relé de retardo a la desconexión tiene el siguiente funcionamiento: el contacto junto con ella tarda cierto tiempo en soltarse, debido a la acción del temporizador neumático. Al soltarse este contacto, actúa sobre un microrruptor, que desconecta el circuito de mando.

9.- Temporización magnética. Se trata de relés cuya bobina está alimentada exclusivamente por corriente continua. La temporización magnética se consigue ensartando en el núcleo magnético del relé, un tubo de cobre. Este tubo puede tener el espesor de algunos milímetros y rodear al núcleo en toda su longitud, constituyendo una camisa o bien puede ser de un diámetro igual a la base del carrete de la bobina y una longitud limitada, y en este caso se llama manguito; el manguito puede ser fijado delante, es decir, en la parte de la armadura o detrás, es decir, en la parte opuesta de la armadura.

10.- Temporización térmica Los relés térmicos o dispositivos que utilizan procedimientos térmicos para la temporización, pueden incluirse en los siguientes grupos: a) RELÉS DE BILÁMINAS b) RELÉS DE BARRAS DILATABLES. 11.- Relés de barras dilatables Los contactos se mueven cuando la diferencia de temperatura entre dos barras dilatables idénticas alcanza el valor deseado, estando una de las barras calentada eléctricamente por la corriente de mando.

12.- Temporización electrónica La temporización electrónica está muy extendida. Se utiliza con relés electromagnéticos cuya bobina está prevista para ser alimentada con corriente continua. Para obtener una buena temporización, la tensión continua debe estabilizarse por ejemplo con ayuda de un diodo Zener. El principio básico de este tipo de temporización es la carga o descarga de un condensador “C “mediante una resistencia “R “y por lo general se emplean condensadores electrolíticos de buena calidad, siempre que su resistencia de aislamiento sea bastante mayor que la resistencia de descarga R: en caso contrario, el condensador C se descargaría a través de su insuficiente resistencia de aislamiento. Esquema de la Temporización Electrónica por carga de un condensador. Esquema de la Temporización Electrónica por descarga de un condensador.

4.

MATERIAL Y METODOS

MATERIALES:            

2 resistencias de 4,7K 1/4W 1 resistencia de 330 ohm 1 resistencia de 47K 1 trimmer de 1M 1 capacitor electrolítico de 100uF 25V 1 diodo 1N4005 1 transistor BC548 1 transistor BC558 1 relé 12V doble 3 conectores con borneras de 2 vías 1 conector con borneras de 3 vías 1 circuito impreso

a) DESCRIPCIÓN: El temporizador está compuesto por pocos componentes: dos transistores, un capacitor electrolítico, un trimmer, un relé y algunas resistencias. Funciona de este modo: en condiciones de reposo, el capacitor de 100uF se encuentra descargado y por lo tanto, ninguno de los dos transistores conduce. Cuando apretamos el pulsador, el capacitor se carga rápidamente. La resistencia de 33O ohms sirve para limitar levemente el pico de corriente inicial y para evitar un posible corto si el trimmer se encontrara por error en la posición con el valor mínimo. Cuando el capacitor se carga, el primer transistor empieza a conducir haciendo que la tensión en su colector aumente y por lo tanto, pone en conducción el segundo transistor que activa el relé. Una vez que el pulsador se abre, la carga acumulada en el capacitor mantiene el circuito activo hasta que este se descarga completamente a través del trimer y de la bajísima corriente que absorbe el primer transistor por su base.

Es interesante observar el hecho que la base del primer transistor tiene una resistencia bastante pequeña (4,7K) y no obstante eso, el capacitor no se descarga rápidamente por el transistor. Esto es debido al hecho que la resistencia de emisor de 4,7K del transistor se refleja en la base con un valor multiplicado por la ganancia estática del transistor (HFE). Por lo tanto, con 4,7K y una ganancia de 100 del transistor, la resistencia resultante será de 470K. La resistencia de base de 4,7K es necesaria para evitar un efecto de oscilación cuando alimentamos el circuito con una fuente no regulada. B) PROCEDIMIENTO: Se proyecta un circuito impreso con una visión más orientada a su utilidad como timer. Para eso, es necesario agregar conectores de entrada y salida previendo la posibilidad de poder conectar lámparas que funcionan con la red eléctrica o también leds de baja tensión. Para lograr esto, en el proyecto del circuito impreso he agregado cerca de los contactos de relé otro conector con la misma alimentación del circuito. La construcción es realmente simple. En los componentes de la placa y un ejemplo de conexión a una lámpara de 220V (o 110V).Para que se pueda conectar el timer a una tira de leds, es necesario usar los contactos auxiliares que se encuentran cerca de las salidas del relé. Para el funcionamiento normal del circuito se puede usar una tensión de alimentación entre 9V y 15V aunque si en base a la tensión es necesario elegir el relé adecuado. En el modelo se ha construido un 12V (en realidad era una fuente no regulada con salida de tensión muy variable en base al consumo). Al ver el diseño del circuito impreso. El relé usado es doble para aumentar la capacidad de corriente de este que están conectados los contactos en paralelo. No obstante en los ejemplos siempre usan los contactos normales del relé (normalmente abierto y común), los contactos de salida son tres porque los relés poseen también una salida “normalmente conectada” (NC) que puede usar el timer.

Procedimiento experimental: 1. Primero tener nuestro circuito impreso, para luego dibujarlo en la placa.

CIRCUITO IMPRESO

2. Luego de tener el dibujo impreso del circuito en la placa, procedemos a colocar los componentes a nuestra placa, soldando usando el cautín y estaño para que queden firmes en la placa.

3. Después quedara de la siguiente manera: CONEXION DE UN TEMPORIZADOR A UNA TIRA DE LEDS

4. Y por último: TEMPORIZADOR TERMINADO

5. FUNDAMENTO TEORICO MATERIALES PRINCIPALES: Existen materiales principales al realizar un temporizador, los cuales son: 4096B: su función es cambiar estado a la salida deponiendo el de la entrada este es de la familia (CMOS) semiconductor oxido metálico complementario su versatilidad es que su rango varia de 3 a 15 voltios otros pueden hasta 18 voltios. RELAY: Este es el que permite la respuesta el mecanismo controlado su tiempo de cambio está en el capacitor que se coloca en el Vcc del 4069B. El relay en el diagrama esta 5v pero algunos usan 12V de dos tiempos todo dependiendo del fabricante. DIAGRAMA

El vcc directo se conecta directo a la alimentación el grond también ahora el cierre o llave es el conectado a la llave o interruptor bien, cuando la llave está cerrada o motor encendido nota que el pin 14 Vcc y pin 1 del 4069B están conectados y su estado es 1 el cual el la salida

del inversor o pin 2 es 0 el cual no polariza al transistor 2N2222 cuando se abre el interruptor o cierras la llave como se dice ya en el pin llave o cierre no fluirá corriente. CAPACITOR El capacitor está cargado y este se descargara pero el diodo impide que la corriente del capacitor regrese y llegue al pin 1 del 4069B. Mientras el capacitor se descarga este alienta al 4069B el cual en su inversor la entrada es 0 y ahora su salida será el voltaje que suministra el capacitor para que polaricé al transistor y este abra el relay cuando el capacitor se descarga este no polariza al transistor y este se abrirá. Este CMOS funciona por su rango de trabajo a medida que el capacitor se descarga este trabajara normalmente.

El funcionamiento simple de este circuito, no es todo, después de este relay se necesita colocar otro para que el relay del circuito lo controle observa el segundo relay va a controlar una palanca de solenoide el cual al generar campo es atraído el cual sale o entra, el cual cambia el estado de la llave de la bomba mecánica. El sistema del circuito anterior es para darle un tiempo para no desperdiciar energía. Se puede encontrar otros puntos de adapte y lo mejor será no tomar la placa o bien realizar la impresión de simulación en Livewire o PCB Wizard. VISTA REAL

RELAY INTERMITENTE PARA JUEGO DE LUCES Este mecanismo permite hacer el intercambio de luces o parpadeo, de la cual se puede hacer con un inversor pero se tiene que implementar otros mecanismos por su bajo rango de trabajo pero si o si se necesita un relevador. MATERIALES: R 1K R 40K R variable 50K C 10 a 100 micro F Relevador 12V Q 2N2222

1 2 2 2 1 2

 Soldadura cable, etc. Se simula en un programa para estar seguro si se utiliza para un juego de luces los cuales se implementan dos de estos temporizadores. Su tiempo está dado por los capacitores y los resistores variables. DIAGRAMA:

Se observa que cuando el relevador cambia de estado este cambia el circuito que desea alimentar. También se puede observa cómo cambia el estado cuándo se cambia los contactos del relevador por los capacitores porque la llave la realiza los transistores. DIAGRAMA DE MONTAJE

Vista simulada

Verde = negativo, rojo = positivo Vista de destello

Se observa bien los puntos de contacto de los relevadores estos en rojo te indican los activos y los verdes los no activos y azul voltaje negativo. MICRO TEMPORIZADOR: Este es otro tipo de temporizador que emplea dos relevadores el cual el primero solo carga un capacitor que abre al segundo y este controla el circuito externo o el de la salida. Su tiempo lo brinda el capacitor. El SW indica cualquier sensor u otro sistema dado, foto resistor, termistor, varistor, etc.

DIAGRAMA:

VISTAS:

EJEMPLO: Temporizador con retardo a la desconexión (Monoestable) Material necesario: Ü R1= R2 = 1K Ü R3 = 470 Ω Ü P1 = Pulsador NA Ü RV1 = Resistencia variable 500 K Ü C1 = Cond. Electrolítico 100 µF Ü D1 = LED Ü CI 555

Funcionamiento Este circuito está diseñado para que una vez se haya actuado sobre el pulsador "P1", así se conecta un determinado dispositivo (LED) durante un intervalo de tiempo preestablecido, pasado dicho tiempo, se desconectará automáticamente. En estado de reposo, la tensión de salida del 555 (temporizador) estará a nivel bajo (0 V), El condensador estará completamente descargado. Cuando se actúe sobre el pulsador, la tensión de salida del 555 pasa a nivel alto (V disparo < 1/3 Vcc) y el LED, por tanto, se iluminará. El condensador se cargará paulatinamente a través de la resistencia R2 y RV. Pasado un cierto tiempo "T", la tensión en el condensador alcanzará los 2/3 de Vcc y la salida del 555 conmutará a 0 voltios, apagando el LED, y permitiendo que el condensador se descargue a través del terminal de descarga.

El valor de la temporización "T" depende de la velocidad de carga del condensador y ésta, a su vez, del valor de la resistencia y del propio condensador: T = 1,1 (R2 + RV1) * C

6. RESULTADOS: a) CIRCUITO EN EL EMULADOR

6. CONCLUSION Los temporizadores están presentes en casi todos los circuitos electrónicos. Aparte de los ejemplos mostrados tenemos otro muy usual en la industria: Un sistema temporizado secuencial de procesos. El circuito está diseñado y sirve para controlar un proceso (por ejemplo una inyectora de plásticos) y al terminar el proceso reiniciarse automáticamente.

7. BIBLIOGRAFIA [1]Titulo: “APUNTES DE ELECTRONICA”. Guillermo Martin, Uría. Editorial Madrid, 1999. [2]Titulo: “FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA”. Boylestad. [3]Titulo: “FÍSICA UNIVERSITARIA”. Sears Zemansky.