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• Siddharta Rodríguez

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INSTRUMENTACIÓN 203038_17

UNIDAD 2: TAREA 2 - IMPLEMENTAR LAS TRES ETAPAS DE LA ADECUACIÓN DE SEÑALES ANÁLOGAS

PRESENTADO A: ELBER FERNANDO CAMELO JORGE ENRIQUE ARBOLEDA

ENTREGADO POR:

ESTEBAN RODRIGUEZ LEMUS

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD BOGOTÁ D.C

INTRODUCCION

A través de la actividad actualmente trabajada durante el corte, se pretende dar continuación a las temáticas de la unidad 2 de la materia de instrumentación “Adecuación de Señales analógicas”, la cual tiene como principal objetivo determinar y apropiarnos de determinadas terminologías que nos servirán de guía para nuestro desenvuelve en la vida cotidiana, teniendo en cuenta esto es importante resaltara que el desarrollo a cabalidad de esta actividad será completamente necesario para lograr crear una apropiación indicada de los conceptos aplicados tanto en la clase como en los foros, la participación de los estudiantes en este foro será crucial para poder tener un libre y cómodo desarrollo de la actividad. En mi caso hare uso del software proteos, el cual es un simulador de circuitos que es conocido en el medio de la electrónica y el cual considero apropiado, tanto por su fácil manejo como por su sencilla forma de ser adquirido, por lo cual realizare todas mis simulaciones en esta plataforma.

OBJETIVO GENERAL

Cumplir a cabalidad con todos los puntos planteados en la guía de evaluación para poder realizar la actividad correctamente.

OBJETIVOS ESPEFICICOS

 Apropiarnos correctamente no solo de los términos que elegimos para esta actividad, sino también de todos los términos usados en la guía para poder tener un desarrollo afín durante todo el semestre.  Participar de manera activa en el foro, realizando aportes significativos y apoyando con retroalimentaciones breves y claras.  Desarrollar el conocimiento necesario para comprender los diferentes sistemas de instrumentación que se pueden aplicar a una señal.  Elaborar tres etapas de adecuación de señales analógicas propuestas en la guía

Paso 1: Identifique en el mercado nacional 2 sensores comerciales y de bajo costo, dé a conocer precio y características del sensor. Foto del sensor

Características  

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Dos canales de entrada diferenciales. PGA integrado de bajo ruido en ganancia 32, 64 y 128 Regulador on-chip para la celda de carga y fuente ADC Oscilador interno Control digital simple e interfaz serial selector de 10 SPS o 80 SPS Fuente de alimentación de 2.6 a 5.5V DC

Voltaje de funcionamiento 3.3V~5V. Ángulo de detección 35° Terminales de conexión OUT: Señal del medio GND: Tierra VCC: Alimentación. Control para ajuste de distancia entre 3 a 15 cm. Es un dispositivo que detecta la presencia de un objeto mediante la reflexión que produce en la luz. El uso de luz infrarroja (IR) es simplemente para que esta no sea visible para los humanos.

Tipo de sensor Sensor de peso: SEN0160

Precio

$68.425

Sensor de distancia

$3.500

Paso 2: Investigue y proponga un sistema de instrumentación y control básico, en el cual mida y controle una variable, usando alguno de los sensores descritos en el paso 1. Recuerde que un sistema de control consta de sensor, control y actuador.

Sistema de control de obstáculos IR: Infrarrojo Se dispone de un LED emisor de luz infrarroja y de un fotodiodo (tipo BPV10NF o similar) que recibe la luz reflejada por un posible obstáculo.

Al tener un rango de distancia que aproxima entre los 3 y 15 cm, son muy usados para detectar obstáculos simples en vehículos.

Ejemplo del código en Arduino:

PASO 3: DISEÑAR Y SIMULAR EN SOFTWARE CAD UN SISTEMA DE INSTRUMENTACIÓN EN EL CUAL:  IMPLEMENTE UN SENSOR DE LOS IDENTIFICADOS EN EL PASO 1, SIMULE SU FUNCIONAMIENTO Y DISEÑE UNA ETAPA DE ESCALIZACIÓN EN LA CUAL OBTENGA A LA SALIDA UNA ESCALA DE 0V-7V.  SE SUGIERE USAR UN AD620, PUEDE REALIZAR LAS ADECUACIONES QUE CONSIDERE NECESARIAS PARA OBTENER LA SALIDA SOLICITADA.  IMPLEMENTE VISUALIZACIÓN POR LEDS PARA LA ESCALA DE 0V – 7V.  SE SUGIERE USAR UN LM3914, PARA VISUALIZAR LA SALIDA MEDIANTE LEDS.

Solución: Para el desarrollo de la simulación se realizó un puente de Wheatstone con dos resistencias de 5kΩ, una resistencia de 2kΩ y una resistencia variable de 10kΩ, alimentados por una fuente de voltaje de 2V:

El siguiente componente del circuito que va conectado al puente de Wheatstone es el amplificador AD620, en el cual se debe realizar los cálculos para hallar el valor de la Resistencia de Ganancia que va conectada entre el pin 1 y el pin 8.

𝑅𝐺 =

49400Ω 𝐺−1

Encontramos la ganancia G para resolver la ecuación 𝐺=

9𝑉 = 12.16 0.74𝑉

Remplazamos 𝑅𝐺 =

49400𝑘Ω 12.1 − 1

𝑅𝐺 = 4.45𝐾Ω Con los anteriores cálculos se obtiene en la salida del pin 6, un voltaje de 0 a 7V dependiendo del potenciómetro o resistencia variable.

Ahora del Pin 6 se conecta al pin 5 del LM3914, para que se materialice la visualización de 0 a 9V de los LEDS que se conectan entre los puertos 1,10-18 de dicho circuito integrado.

Los valores de las resistencias 6.2k y 1k fueron utilizadas según las recomendaciones del Datasheet LM3914. Se observa en la anterior imagen que cuando se encuentra en 9.05V, los 10 LEDS se encienden, pero a medida que se varía en el potenciómetro los LEDS cambian de estado cada 0.9V debido a que en la entrada del puerto 5 se lee entre 0 a 9V y divido entre 10 LEDS da 0.9V de variación.

Enlace video: PENDIENTE

Imagen etapa de escalización en la cual se obtiene en la salida una escala de 0V-9V

CONCLUSIONES

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Se aprende a identificar los diferentes enfoques que hay en la instrumentación electrónica y la utilidad de distintos amplificadores operacionales e instrumentaciones, en cuanto al avance tecnológico del presente y un futuro cercado se utilizan bastantes. Se hace uso de diferentes cálculos matemáticos para llegar a la solución deseada y solicitada por el tutor en la rúbrica. Se consolida el aprendizaje en diferentes plataformas de simulación de circuitos para poder desarrollar a cabalidad la actividad deseada. Ejecución de los objetivos planteados al inicio de la actividad, tales como generación de cálculos e implementaciones de diferentes circuitos.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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