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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNO

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA, ELECTRONICA Y SISTEMA

PROYECTO FINAL DE SISTEMAS ELECTRONICOS DE POTENCIA “CONTROL DE VELOCIDAD Y SENTIDO GIRO DE UN MOTOR DE CORRIENTE ALTERNA” DOCENTE: ING. IVÁN DELGADO HUAYTA ALUMNOS:  ITO PARI HEISENHOWER  MAMANI SUCARI LANE CLAUDIO 104816 FECHA

: 10-01-2014

PUNO – PERÚ

INTRODUCCION Se diseñan dos tipos básicos de motores para funcionar con corriente alterna polifásica: los motores síncronos y los motores de inducción. El motor síncrono es en esencia un alternador trifásico que funciona a la inversa. Los imanes del campo se montan sobre un rotor y se excitan mediante corriente continua, y las bobinas de la armadura están divididas en tres partes y alimentadas con corriente alterna trifásica. La variación de las tres ondas de corriente en la armadura provoca una reacción magnética variable con los polos de los imanes del campo, y hace que el campo gire a una velocidad constante, que se determina por la frecuencia de la corriente en la línea de potencia de corriente alterna. La velocidad constante de un motor síncrono es ventajosa en ciertos aparatos. Sin embargo, no pueden utilizarse este tipo de motores en aplicaciones en las que la carga mecánica sobre el motor llega a ser muy grande, ya que si el motor reduce su velocidad cuando está bajo carga puede quedar fuera de fase con la frecuencia de la corriente y llegar a pararse. Los motores síncronos pueden funcionar con una fuente de potencia monofásica mediante la inclusión de los elementos de circuito adecuados para conseguir un campo magnético rotatorio. El más simple de todos los tipos de motores eléctricos es el motor de inducción de caja de ardilla que se usa con alimentación trifásica. La armadura de este tipo de motor consiste en tres bobinas fijas y es similar a la del motor síncrono. El elemento rotatorio consiste en un núcleo, en el que se incluyen una serie de conductores de gran capacidad colocados en círculo alrededor del árbol y paralelos a él. Cuando no tienen núcleo, los conductores del rotor se parecen en su forma a las jaulas cilíndricas que se usaban para las ardillas. Los motores de baterías en serie con conmutadores, que funcionan tanto con corriente continua como con corriente alterna, se denominan motores universales. Éstos se fabrican en tamaños pequeños y se utilizan en aparatos domésticos.

OBJETIVOS Objetivo General: Plasmar un controlador de motor en corriente alterna el cual aplicaremos los diferentes temas vistos en clase y de cada una de las asignaturas de este semestre.

Objetivos específicos:  Realizar el montaje de un circuito en un protoboard como tal la prueba de funcionamiento y pasarlo al circuito impreso para el final.  Observar cómo se muestra la señal de salida cuando se manda una acción determinada en un osciloscopio.  Plantear el modelo matemático y físicos con los diferentes componentes electrónicos que son resistencias, display 16x2, PIC 16f877a, relay, etc.  Elaboración de las etapas de potencia. MARCO TEÓRICO

COMPONENTE PRINCIPALES PARA UN CONTROLADOR DE N MOTOR Y SENTIDO DE GIRO EN AC OSCILADOR PIC 16F877A LCD 16X2 RELAYS OPERACIONALES FUENTE DE ALIMENTACIÓN TRANSFORMADOR

DIODOS TRANSISTOR CONDENSADOR CERAMICO RESISTENCIA Este controlador de motor ac, es una etapa de potencia.

MATERIALES Y COMPONENTES Controlador de un motor en AC y sentido de giro. Este controlador de sentido de giro y control de velocidad es muy aplicativo en la vida real, apartir de un pic el cual mandara un determinada tensión al moc este es un dispositivo el cual recibirá la tensión y el triac conectado a este hara que el motor en ac funcione.

PIC 16F877A Note the following details of the code protection feature on Microchip devices: • Microchip products meet the specification contained in their particular Microchip Data Sheet. • Microchip believes that its family of products is one of the most secure families of its kind on the market today, when used in the intended manner and under normal conditions. • There are dishonest and possibly illegal methods used to breach the code protection feature. All of these methods, to our knowledge, require using the

Microchip products in a manner outside the operating specifications contained in Microchip's Data Sheets. Most likely, the person doing so is engaged in theft of intellectual property. • Microchip is willing to work with the customer who is concerned about the integrity of their code. • Neither Microchip nor any other semiconductor manufacturer can guarantee the security of their code. Code protection does not mean that we are guaranteeing the product as “unbreakable.” Code protection is constantly evolving. We at Microchip are committed to continuously improving the code protection features of our products. Attempts to break microchip’s code protection feature may be a violation of the Digital Millennium Copyright Act. If such acts allow unauthorized access to your software or other copyrighted work, you may have a right to sue for relief under that Act.

LCD 16X2

LCD (Liquid Crystal Display) de la pantalla es un módulo de visualización electrónica y encontrar una amplia gama de aplicaciones. Una pantalla LCD de 16x2 es un módulo muy básico y es muy utilizado en diversos dispositivos y circuitos . Estos módulos se prefieren más de siete segmentos y otros LED de segmentos múltiples . Las razones de ser : Los LCDs son económicos ; fácilmente programable , no tienen limitación de mostrar caracteres personalizados y especiales , incluso ( al contrario que en siete segmentos ) , animaciones , etc . Un LCD de 16x2 significa que puede mostrar 16 caracteres por línea y hay 2 tales líneas . En este LCD cada carácter se muestra en la matriz de píxeles 5x7. Esta pantalla LCD tiene dos registros , a saber , Comando y datos . El registro de comando almacena las instrucciones de comando dadas a la LCD. Un comando es una instrucción dada a LCD para hacer una tarea predefinida como inicializarla , despejando su pantalla, ajustar la posición del cursor , el control de la pantalla , etc Los datos de registro almacena los datos que se muestran en la pantalla LCD. Los datos son el valor ASCII del carácter que se mostrará en la pantalla LCD. Haga clic aquí para obtener más información sobre la estructura interna de un LCD. Pin Diagrama: 16 x 2 Pinout LCD | Diagrama del módulo LCD 16x2 caracteres Pin

Pin Description:

Pin No 1 ( 0 V)

función suelo

nombre

Tierra

2 5V Vcc ( 4.7V - 5.3V ) La tensión de alimentación ; 3 VEE

El ajuste de contraste, a través de una resistencia variable

4 Selecciona comando de registro cuando se baja, y el registro de datos cuando la alta Regístrate Seleccionar 5 Menor a escribir en el registro; Mayor a leer desde el registro Lectura / escritura 6 Envía datos a los pines de datos cuando una de mayor a menor pulso se le da permitir 7 Pines de datos de 8 bits DB0 8 DB1 9 DB2 10 DB3 11 DB4 12 DB5 13 DB6 14 DB7 15 Backlight VCC (5V ) Led + 16 Luz de fondo de tierra ( 0 V) Led-

Reley

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. Fue inventado por Joseph Henry en 1835. Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la línea. Se les llamaba "relevadores". De ahí "relé".

TRIAC BT136 MOC 3020 MOTOR AC Los motores de corriente alterna son los que tienen mayor uso en la industria y en la vida cotidiana debido a que por ser el tipo de corriente que suministran las compañías suministradoras, son los que mayor demanda tienen. En esta unidad se analizarán las partes principales que componen a un motor de corriente alterna de inducción tipo jaula de ardilla, así mismo se describirá el principio básico de operación, las características de operación, las pérdidas eléctricas que se presentan en la máquina para poder obtener su circuito equivalente, de igual manera se analizarán los tipos de conexiones trifásicos

de mayor uso. En la segunda parte se analiza el motor de corriente alterna tipo rotor devanado y los motores monofásicos de corriente alterna para finalmente describir algunas de las aplicaciones principales de este tipo de motores.

TECLADO MATRICIAL

Diagrama de bloques del transmisor:

Partes principales del transmisor FM de 1w

Etapas del transmisor Como hemos mencionado anteriormente el transmisor consta de tres etapas de RF y un preamplificador de audio de la modulación. Etapas de RF: La etapa de RF del transmisor Consta de un oscilador y dos amplificadores. *Etapa del Oscilador: Un oscilador es un dispositivo capaz de convertir la energía de corriente continua en corriente alterna a una determinada frecuencia. Tienen numerosas aplicaciones: generadores de frecuencias de radio y de televisión, osciladores

locales en los receptores, generadores de barrido en los tubos de rayos catódicos, etc. Aquí tenemos el oscilador del circuito q consta de un transistor 2N2219 NPN y de algunos componentes.

Esquema del circuito oscilante *Etapa del Amplificador: El amplificador de frecuencia intermedia es un amplificador selectivo de radiofrecuencia, cuya finalidad es la de proporcionar una ganancia lo mayor posible para señales de una frecuencia determinada e invariable cualquiera que sea la señal sintonizada, y modulada en la misma forma en que lo está la señal recibida por antena. La frecuencia portadora modulada tiene un ancho de banda de 9 kHz, por lo cual el amplificador de frecuencia intermedia ha de dejar pasar también las frecuencias correspondientes a dicho ancho de banda, ya que si no fuera así nos encontraríamos con una señal portadora amplificada sin contenido de información alguna. Tipos de acoplamientos entre las etapas amplificadoras de frecuencia intermedia: - Acoplamiento con transformador. - Acoplamiento con autotransformador. - Acoplamiento en tensión. - Acoplamiento con inductancia y capacidades. - Acoplamiento con inductancia y resistencias

El tipo de acoplamiento más utilizado es el acoplamiento por autotransformador. *Etapa del amplificador que opera en clase c: El amplificador clase "C" es exclusivo de "RF". Utiliza como "carga" un circuito tanque. La característica principal de este amplificador es que el elemento activo conduce menos de 180º, de una señal sinodal aplicada su entrada. Es decir, que amplifica solo una porción de la señal. Su otra característica, Etapa del preamplificador: Un preamplificador es un tipo de amplificador electrónico utilizado en la cadena de audio, durante la reproducción del sonido. Como en todo amplificador, la finalidad de un preamplificador es aumentar el nivel de la señal y, para ello, actúa sobre la tensión de la señal de entrada. Cuando las señales salgan del preamplificador, habrán alcanzado el nivel de línea, estandarizado en los 0dB. El preamplificador se encarga de nivelar la tensión eléctrica que le llega de las distintas fuentes de audio (cada equipo tiene una tensión de salida diferentes), para luego, una vez igualadas, enviarlas, como señal de entrada, a otro equipo (generalmente, una etapa de potencia). La relación entre nivel de salida y de entrada es la ganancia. Así, la ganancia, expresada en decibelios, indica el grado de amplificación de una señal. Algunos equipos preamplificadores poseen controles que les permiten, además de regular la tensión de salida, regular el tono, el balance, etc. Además de reforzar la sonoridad con bajo volumen (loudness).A pesar de lo dicho, normalmente, los equipos para audiófilos no incluyen ninguno de estos controles, pues pueden distorsionar la señal original. Estas actuaciones se pueden realizar, sin introducir pérdidas en la señal durante el proceso, más adelante: en la etapa de potencia, en la mesa de mezclas o, incluso, en el altavoz. Aquí tenemos el pre-amplificador de audio del circuito, construido alrededor de TR4. La sensibilidad de entrada de la etapa es ajustable a fin de que sea posible utilizar el transmisor con diferentes señales de entrada y depende de la fijación.

Antenas utilizadas: La función de las antenas en las plantas trasmisoras es convertir la corriente correspondiente a la señal modulada en frecuencia en una onda electromagnética que pueda viajar por el espacio. Por el contrario, la antena del receptor convierte la onda electromagnética emitida por la antena transmisora en una corriente de radiofrecuencia que será conducida hacia el sintonizador. Por supuesto, de la eficiencia de la antenas transmisoras y receptora dependerá la calidad de trasmisión, La antena transmisora determinar el porcentaje de señal producido por la emisora que se convirtiera en campo electromagnético mientras que la antena receptora determina el porcentaje de señal que llega al sintonizador. FUNCIONAMIENTO Como ya se ha mencionado es el de transmisión de señales de frecuencia modulada (FM), lo que significa que la aerolínea mantiene constante amplitud y su frecuencia varía en función de las variaciones de amplitud de la señal de audio. Cuando la señal de entrada aumenta la amplitud (es decir, durante los ciclos positivos media) la frecuencia de la aerolínea aumenta demasiado, en cambio, cuando la señal de entrada disminuye en amplitud (de medio ciclo negativo o sin señal) de la frecuencia portadora disminuye en consecuencia. En la figura 1 se puede ver una representación gráfica de las frecuencias de modulación tal como aparecería en la pantalla de un osciloscopio, junto con la modulación de la señal de AF. La frecuencia de salida del transmisor es ajustable de 88 a 108 MHz que es la banda FM que se utiliza para la radiodifusión. El circuito, como ya hemos mencionado consta de cuatro etapas. Tres etapas de RF y un preamplificador de audio de la modulación. La primera etapa de RF es un oscilador y está construido alrededor de TR1. La

frecuencia del oscilador es controlado por la red LC L1-C15. C7 está ahí para garantizar que el circuito sigue oscilando C8 y ajusta el acoplamiento entre el oscilador de RF y la próxima etapa que es un amplificador. Este es construido alrededor de TR2, que opera en la clase C, y es sintonizado por medio de L2 y C9. La última etapa de RF es también un amplificador construido alrededor de TR3, que opera en la clase C de la entrada que es sintonizado por medio de C10 y L4. Desde la salida de esta última etapa que es sintonizado por medio de L3-C12 se toma la señal de salida que a través de la sintonía de circuitos L5-C11 va a la antena. El circuito del preamplificador es muy simple y está construido alrededor de TR4. La sensibilidad de entrada de la etapa es ajustable a fin de que sea posible utilizar el transmisor con diferentes señales de entrada y depende de la fijación de VR1. Como es el transmisor puede ser modulada directamente con un micrófono piezoeléctrico, una pequeña grabadora de casete, etc. Por supuesto, es posible utilizar un mezclador de audio en la entrada para obtener más resultados profesionales.

PROCEDIMIENTO Y MONTAJE En primer lugar vamos a considerar algunas cosas básicas en la construcción de circuitos electrónicos en una tarjeta de circuitos impresos. La junta está hecha de un material aislante delgada vestidos con una capa fina de conductores de cobre que tiene la forma de tal manera que la necesaria para formar conductores entre los diversos componentes del circuito. El uso de una bien diseñada placa de circuitos impresos es muy deseable, ya que la velocidad de construcción y reduce considerablemente la posibilidad de hacer errores. Smart Kit juntas también vienen previamente perforados y con el esbozo de los componentes y su identificación impreso en el lado del componente para hacer más fácil la construcción. Para proteger la tarjeta de oxidación durante el almacenamiento y asegurar que llegue a usted en perfectas condiciones, el kilo de cobre es durante la fabricación y cubierto con un barniz especial que lo protege de posibles oxidado y también hace más fácil soldadura. Soldadura de los componentes a la tarjeta es la única manera de construir su circuito y de su forma de hacer depende en gran medida su éxito o fracaso. Este trabajo no es muy difícil y si se adhieren a unas normas que no debería tener problemas. La soldadura de hierro que se utilizan deben ser luz y su poder no debe exceder los 25 vatios. La punta debe ser fino y debe mantenerse limpia en todo momento. Para este propósito vienen muy práctico especialmente formuladas esponjas que se mantienen húmedos y de vez en cuando se puede limpiar la punta caliente sobre ellos para eliminar todos los

residuos que tienden a acumularse en ella. NO fichero o lija sucio o desgastado punta. Si la punta no se pueden limpiar, que lo sustituyera. Hay muchos tipos diferentes de la soldadura en el mercado y usted debe elegir una buena calidad de una que contiene el necesario flujo en su parte central, para asegurar un perfecto conjunto cada vez. NO use soldadura flujo aparte de la que ya está incluido en su soldadura. El exceso de flujo puede causar muchos problemas y es una de las principales causas de mal funcionamiento del circuito. Si, no obstante, usted tiene que utilizar el flujo extra, como es el caso en el que ha de estaño hilo de cobre, que es muy limpia a fondo después de que haya finalizado su trabajo. Con el fin de la soldadura de un componente correctamente debe hacer lo siguiente: Limpie el componente conduce con una pequeña pieza de papel de esmeril. Curva de ellos en la correcta distancia de la componente del cuerpo e inserte el componente en su lugar en el tablero. Usted puede encontrar a veces con un componente más pesado de lo habitual lleva calibre, que son demasiado gruesas para entrar en los agujeros de la pc Bordo. En este caso utilizar un mini taladro para agrandar los agujeros ligeramente. No haga los agujeros demasiado grandes como este va a hacer difícil después de soldadura. Tome el hierro caliente y colocar en la punta de su componente de plomo mientras que la celebración de la final de la soldadura de hilo en el punto en que la iniciativa surge de la junta. La punta de hierro debe tocar la cabeza ligeramente por encima de la pc Bordo. -- Cuando la soldadura comienza a derretirse y el flujo esperar hasta que cubre uniformemente la zona alrededor del orificio y el flujo hierve y sale de debajo de la soldadura. La operación en su conjunto no deben tomar más de 5 segundos. Retire el hierro y la soldadura de permitir que se enfríe naturalmente sin soplar sobre ella o moviendo el componente. Si todo se hizo correctamente la superficie del conjunto debe tener un brillante acabado metálico y sus bordes deben ser terminado sin problemas en el componente de conducir y la tarjeta pista. Si la soldadura parece aburrido, agrietada, o tiene la forma de una gota después de haber hecho la seca conjunta y deberá eliminar la soldadura (con una 19 bomba, o una mecha de la soldadura) y rehacer. Se debe tener precaución y cuidado de no recalentarse las pistas, ya que es muy fácil de levantarlas del tablero y romper. Cuando se le soldadura componente sensible es una buena práctica de celebrar el cable del lado del componente de la junta con un par de pinzas de punta fina larga para desviar cualquier calor que podría dañar los componentes. Asegúrese de que usted no usa más que la soldadura es necesario que usted está corriendo el riesgo de cortocircuito pistas adyacentes en el tablero, especialmente si son muy cercanos entre sí. Cuando termine su trabajo cortar el exceso de la componente y conduce Limpiar la junta de fondo

con un disolvente adecuado para eliminar todos los flujos de residuos que aún permanecen en ella. Se trata de un proyecto de RF y esto requiere aún más la atención durante la soldadura durante la construcción como descuido puede significar baja o ninguna salida en absoluto, la estabilidad y la baja de otros problemas. Asegúrese de seguir las normas generales sobre la construcción de circuitos electrónicos señaladas anteriormente y volver a revisar todo antes de ir al paso siguiente. Todos los componentes están claramente marcadas en el lado del componente de la PC Bordo y que no debería tener dificultad en localizar y colocar ellos. Soldar primero de todos los pines, y continuar con las bobinas teniendo cuidado de no deformar ellos, el RFC's, las resistencias, los condensadores electrolíticos y, por último, el y los trimmers. Asegúrese de que los electrolíticos son colocadas correctamente con respecto a su polaridad y que los trimmers no son recalentados durante soldadura. En este punto se detienen por una buena inspección de los trabajos realizados hasta el momento y si ves que todo está bien ir de la soldadura y de los transistores en sus lugares rejilla teniendo cuidado de no recalentarse ellos ya que son los más sensibles de todos los componentes utilizados en El proyecto. La frecuencia de entrada de audio se encuentra en los puntos 1 (terreno) y 2 (la señal), la fuente de alimentación está conectado a los puntos 3 (-) y 4 (+) y la antena está conectado a los puntos 5 (tierra) y 6 (de señal). Como ya hemos mencionado la señal que se usa para la modulación de la emisora podría ser la salida de un preamplificador o mezclador o en el caso de que sólo quieren para modular la voz con que se puede usar el micrófono piezoeléctrico incluido en el Kit. (La calidad de este micrófono no es muy buena, pero es bastante adecuada si usted está interesado sólo en el discurso.) Como una antena se puede usar un dipolo abierto o de un avión en tierra. Antes de empezar a usar el transmisor o cada vez que cambie su frecuencia de trabajo debe seguir el procedimiento que se describe a continuación que se llama la adaptación. LISTA DE COMPONENTES R1 = 220K R2 = 4,7K R3 = R4 = 10K R5 = 82 Ohm VR1 = 50K trimmer C1 = C2 = 4,7uF 25V electrolytic C3 = C13 = 4,7nF ceramic C4 = C14 = 102pF ceramic C5 = C6 = 470pF ceramic C7 = 15pF ceramic C8 = 3-10pF trimmer C9 = C12 = 7-35pF trimmer C10 = C11 = 10-60pF trimmer C15 = 420pF trimmer C16 = 22nF ceramic * L1 = 4 turns of silver coated wire at 5,5mm diameter L2 = 6 turns of silver coated wire at 5,5mm diameter L3 = 3 turns of silver coated wire at 5,5mm diameter L5 = 5 turns of silver coated wire at 7,5mm diameter RFC1=RFC2=RFC3= VK200 RFC tsok TR3 = 2N4427 NPN TR4 = BC547/BC930 NPN

Nota: piezas marcadas con * se usan para el afinado de los que el transmisor en el caso de que la onda estacionaria no un puente. Si usted espera que su transmisor para poder entregar su máximo rendimiento, en cualquier momento usted debe alinear todas las etapas de RF con el fin de asegurar que usted consiga la mejor transferencia de energía entre ellos. Hay dos formas de hacer esto y depende si tiene un metro o de los cables de acero no el método que van a seguir. Si tienes un metro a su vez los cables de acero sobre el transmisor, después de haber conectado los cables de acero metros en su producción en serie con la antena, y su vez C15 con el fin de ajustar el oscilador a la frecuencia que haya elegido para su amplificadora arroja. Luego podrás ajustar el trimmers C8, 9,10,12 y 11 en ese orden hasta que usted consigue la máxima potencia de salida en los cables de acero metros. Para aquellos que no tienen un CA metros hay otro método que da muy buenos resultados. Sólo tiene que construir el pequeño circuito en la Fig. 2, que se conecta en la salida de la emisora y en su producción (a través de C16) que se conecta a su multi-tester de haber seleccionado una adecuada VOLTS escala. Usted C15 sintonizar en la frecuencia deseada y luego ajustar los trimmers otras en el mismo orden que se describe más arriba para el máximo rendimiento en el multiprobador. La desventaja de este método es que usted no alinear el transmisor con una antena conectada real en su producción y puede ser necesario hacer pequeños ajustes para C11 y C12 para una perfecta antena partido. No te olvides de ajustar su transmisor, cada vez que cambie su antena o su frecuencia de trabajo. DIAGRAMA DEL CIRCUITO

Figura 1 (Esquema Teórico)

ESQUEMA DE LA PLACA

CONCLUCIONES. Este transmisor tiene un alcance a campo abierto de 500metros aproximadamente. El alcance que se pueda conseguir depende de los transistores en cada etapa. Se recomienda utilizar transistores de alta frecuencia Con la ayuda de una antena bien estructurada, el alcance del transmisor es mayor.

BIBLIOGRAFIA. Wayne Tomasy Internet Foros de electrónica