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TRABAJO DE ELECTRONICA, EXAMEN FINAL

CIRCUITO ELECTRONICO CON AMPLIFICADOR OPERACIONAL

PRESENTADO POR: DANIEL OJEDA OSSA GRUPO DE LOS VIERNES

PROGRAMA. INGENIERIA MECANICA UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO 2019

Alarma de temperatura para un automóvil

Esta alarma de temperatura para automóvil, monitorea la temperatura del motor de un automóvil y avisa mediante una señal auditiva cuando ésta supera un valor predeterminado. Funcionamiento de la alarma de temperatura para automóvil El circuito está compuesto de dos partes:

1. La primera está compuesta de un amplificador operacional que funciona como comparador. Su labor es comparar dos señales de voltaje que se explican a continuación: El voltaje que se obtiene de la división de voltaje entre el termistor (R2) y la resistencia R3. Este voltaje es una muestra de la temperatura que hay en el motor. El voltaje de la entrada no inversora que se obtiene del potenciómetro P1. P1 se utiliza para ajustar el nivel de temperatura que activará la señal auditiva. Cuando la temperatura es igual o superior a la máxima establecida para el motor, el voltaje de salida del comparador es de nivel alto y habilita el funcionamiento del 555 (el oscilador).

2. . La segunda parte está compuesta de un 555 que funciona en modo estable (como un oscilador) entregando a su salida una onda cuadrada continua que se conecta a un pequeño parlante a través de un capacitor electrolítico. (C2). El sonido que emite el parlante es el que da la señal de alerta. El potenciómetro P2 permite variar el sonido que emite el oscilador.

El termistor usado en este circuito tiene un coeficiente de temperatura negativo (NTC)

Lista de componentes de la alarma de temperatura 1 resistencia de 4.7K (R1) 1 resistencia de 33K (R3) 1 termistor: (tipo NTC) (R2) 2 potenciómetros de 100K (P1, P2) 1 condensador de 0.01uF 63V polyester (C1) 1 condensador electrolítico 100uF, 16V (C2) 1 amplificador operacional 741 (IC1) 1 temporizador 555 (IC2) 1 parlante miniatura de 8 ohmios.

Qué es Resistor / Resistencia? Una resistencia, también llamado resistor, es un elemento que causa oposición al paso de la corriente causando que en sus terminales aparezca una diferencia de tensión (un voltaje).

En el gráfico inferior tenemos un resistor en el paso de una corriente que sale del terminal positivo y regresa al terminal negativo de la batería. La máxima cantidad de corriente que puede pasar por una resistencia, depende de su valor y del tamaño de su cuerpo.

Potenciómetro, Reóstato La resistencia variable es un dispositivo que tiene un contacto móvil que se mueve a lo largo de la superficie de una resistencia de valor total constante. Este contacto móvil se llama cursor o flecha y divide la resistencia en dos resistencias cuyos valores son menores y cuya suma tendrá siempre el valor de la resistencia total. Los potenciómetros y los reóstatos se diferencias entre si, entre otras cosas, por la forma en que se conectan. En el caso de los potenciómetros, éstos se conectan en paralelo al circuito y se comporta como un divisor de voltaje.

Reóstatos En el caso del reóstato, éste va conectado en serie con el circuito y se debe tener cuidado de que su valor (en ohmios) y su la potencia (en Watts (vatios)) que puede aguantar sea el adecuado para soportar la corriente I en amperios (ampere) que va a circular por él.

Amplificador Operacional. Ganancia lazo abierto Historia: El Amplificador Operacional fue desarrollado para ser utilizado en computadoras analógicas en los inicios de los años 1940. Los primeros Amplificadores Operacionales (Op. Amp.) utilizaban los tubos al vacío, eran de gran tamaño y consumían mucha potencia. En 1967 la empresa “Fairchild Semiconductor” introdujo al mercado el primer amplificador operacional en la forma de un circuito integrado, logrando disminuir su tamaño, consumo de energía y su precio. Este dispositivo es un amplificador lineal de alto rendimiento, con una gran variedad de usos.

Características del Op. Amp. (AO) Básicamente el Amp. Op. (Op. Amp.) es un dispositivo amplificador de la diferencia de sus dos entradas, con una alta ganancia, una impedancia de entrada muy alta, (mayor a 1 Megaohm) y una baja impedancia de salida (de 8 a 20 ohmios).

Con estas características se deduce que las corrientes de entrada son prácticamente nulas y que tiene la característica de poder entregar corriente relativamente alta (ver datos del fabricante). Internamente el Amplificador Operacional contiene un gran número de transistores, resistores, capacitores, etc.

El terminal + es el terminal no inversor. El terminal – es el terminal inversor. Hay varios tipos de presentación de los amplificadores operacionales, como el paquete dual en línea (DIP) de 8 pines o patitas. Para saber cuál es el pin 1, se ubica una muesca entre los pines 1 y 8, siendo el # 1 el pin que está a la izquierda de la muesca cuando se pone el integrado como se muestra en el diagrama.

La distribución de los terminales del Amplificador operacional en el circuito integrado DIP de 8 patillas es:

pin 2: entrada inversora ( – ) pin 3: entrada no inversora ( + ) pin 6: salida (out)

Para alimentar un amplificador operacional se utilizan 2 fuentes de tensión:  

una positiva conectada al pin 7 una negativa conectada al pin 4

También hay otra presentación con 14 pines. En algunas versiones no hay muesca, pero hay un circulo pequeño cerca del pin # 1. Ganancia lazo abierto. La ganancia lazo abierto es aquella que tiene el amplificador operacional cuando no existe ningún camino de realimentación entre la salida y alguna de las dos entradas. Ver el diagrama inferior. La ganancia lazo abierto del amplificador está dada por la siguiente fórmula: AV = Vsalida/Ventrada.

Donde:

  

AV = ganancia de tensión Vsal = tensión de salida Vent = tensión de entrada

En un amplificador operacional ideal, esta ganancia es infinita. Como el operacional es real, su ganancia está entre 20,000 y 200,000 (en amplificador operacional 741C). Este tipo de configuración se utiliza en comparadores, en donde lo que se desea es saber cuál de las dos entradas tiene mayor tensión.