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UNIVERSIDAD POLITCNICA

DE AGUASCALIENTES

Ingeniera Electrnica.

INGENIERA ELECTRNICA.

ANLISIS DE DISPOSITIVOS ELECTRNICOS.

MTRO. VCTOR MORA ROMO.

GIRASOL SEGUIDOR DE LUZ.

ELE04A

LIZETHE GUADALUPE REYNA MORN. UP130689

12 de abril del 2015

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INDICE

Resumen 3

Marco Terico 4

Objetivos 9

Materiales y Desarrollo 10

Resultado 18

Discusin 19

Conclusin 20

Referencias 21

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RESUMEN

El siguiente trabajo que es mi proyecto final, se realiz un seguidor de

luz tal como el girasol, utilizando fotorresistencia, dos comparadores, un

puente H y un motor.

Las fotorresistencias sirvieron en el circuito para medir cuanta luz hay

en el medio, esto nos sirve para hacer la comparacin de en qu

fotorresistencia hay ms luz y de esta manera saber hacia dnde debe girar

el motor.

El comparador tiene una funcin muy importante que es comparar la

luz fotorresistencias y dar como resultado dos voltajes (uno mayor al otro)

que llegan al puente H y activan o desactivan segn los voltajes los

transistores del puente H para hacer girar el motor para un lado o para otro

segn el voltaje de salida.

Para el puente H utilice dos TIP41, dos TIP 42, dos BC547, y cuatro

diodos solo por seguridad para los transistores.

El comparador que utilice fue el LM324 que tiene cuatro

comparadores integrados en el dispositivo, este lo que hace es que le llega

dos voltajes y los resta y dependiendo de qu voltaje es mayor al otro. En la

salida del comparador estar tierra o el voltaje con el que se est

alimentando el amplificador operacional. Este voltaje de salida nos sirve

como un switch activando la base de solo uno de los transistores BC547

segn el voltaje de salida que este mandando el comparador LM324 esto

hace que entre la corriente en un sentido haciendo girar el motor en ese

sentido.

En cambio si los voltajes estuvieran invertidos sea que el que fue

mayor ahora sea el menor ahora se activara el otro transistor BC547 y esto

har que se activen otros transistores y la corriente tambin cambia en

sentido contrario del pasado y por ende tambin el sentido del giro del

motor cambia.

Lo que est pasando en este cambio de voltajes es que a una

fotorresistencia le est llegando ms luz que al otro por eso manda diferentes

tipos de voltaje por medio del comparador haciendo parecer que este

circuito sigue la luz.

Esta es la manera en la que funciona a grandes rasgos el seguidor de

luz o girasol.

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MARCO TEORICO

A. FOTORESISTENCIA

Resistencia dependiente de la luz.

El LDR o resistencia dependiente de la luz o tambin fotoclula, es una

resistencia que vara su resistencia en funcin de la luz que incide sobre su

superficie. Cuanto mayor sea su intensidad de la luz que incide en la

superficie del LDR menor ser su resistencia y cuanto menos luz incida mayor

ser su resistencia.

Los materiales ms utilizados en su fabricacin son el solfuro de talio, sulfuro

de cadmio, sulfuro de plomo y el seleniuro de cadmio

B. LED

El LED (Light-Emitting Diode: Diodo Emisor de Luz), es un dispositivo

semiconductor que emite luz incoherente de espectro reducido cuando se

polariza de forma directa la unin PN en la cual circula por l una corriente

elctrica. Este fenmeno es una forma de electroluminiscencia, el LED es un

tipo especial de diodo que trabaja como un diodo comn, pero que al ser

atravesado por la corriente elctrica, emite luz.

Para obtener una buena intensidad luminosa debe escogerse bien la

corriente que atraviesa el LED y evitar que este se pueda daar; para ello,

hay que tener en cuenta que el voltaje de operacin va desde 1,8 hasta 3,8

voltios aproximadamente (lo que est relacionado con el material de

fabricacin y el color de la luz que emite) y la gama de intensidades que

debe circular por l vara segn su aplicacin

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En general, los LED suelen tener mejor eficiencia cuanto menor es la

corriente que circula por ellos, con lo cual, en su operacin de forma

optimizada, se suele buscar un compromiso entre la intensidad luminosa que

producen (mayor cuanto ms grande es la intensidad que circula por ellos)

y la eficiencia (mayor cuanto menor es la intensidad que circula por ellos).

C. LM324

Amplificador operacional cudruple de baja potencia

El LM324 est compuesto por cuatro amplificadores operacionales

independientes de alta ganancia de frecuencia compensada, los cuales

estn diseados para trabajar con fuente de alimentacin simple sobre un

amplio rango de voltajes. Sin embargo, tambin son capaces de funcionar

con una fuente de alimentacin doble.

Se puede utilizar para aplicaciones tales como: Bloques de ganancia DC,

amplificadores y en cualquier circuito tpico con amplificadores

operacionales. Los cuales ahora son ms sencillos de implementar utilizando

alimentacin simple. Por ejemplo, el LM324 puede funcionar directamente

a la tensin de 5V, tensin utilizada habitualmente en electrnica digital, sin

necesidad de implementar otra fuente de alimentacin doble de+/- 15Vdc.

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Caractersticas especiales

* Trabajando en la zona lineal, el rango de voltaje de entrada en modo

comn incluye tierra y el voltaje de salida puede tambin aproximarse a

tierra, incluso cuando se trabaja con voltaje alimentacin simple.

* La ganancia de frecuencia unitaria est compensada con la temperatura.

Ventajas:

Se elimina la necesidad de fuentes de alimentacin dobles

Cuatro amplificadores operacionales en un solo componente

Permite entradas cercanas a tierra y el voltaje de salida tambin llega

Compatibles con todas las formas lgicas

D. BC547

Partes que lo componen

Es un transistor amplificador de audio y VHF Freq. Driver con una corriente

mxima de colector de 0.6 ampere, en su composicin posee una placa de

semiconductor con tres regiones consecutivas de diferente conductibilidad

elctrica los cuales forman dos uniones n-p-n, las dos regiones extremas

tienen un mismo tipo de conductibilidad, la intermedia, conductibilidad de

otro tipo, estas son llamadas emisor, colector y base

Caractersticas:

Polaridad (N-P-N)

Amplificador, audio to VHF Freq. Driver

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Corriente mxima de colector (Ic) 0.6 Ampere

De colector a base (CBO) 75 Voltios

De colector a emisor (CEO) 40 Voltios

De emisor a base (EBO) 6 Voltios

Ganancia tpica de la corriente directa (hfe) 200 Min

Mxima disipacin de potencia en colector (Pd) 0.625 (Watts)

Frecuencia en (MHz) 300 Min

E. TIP41

Transistor NPN de media potencia

Caractersticas:

IC max: 6A

IC pico max: 10 A (tp < 5ms)

IB max: 3A

PTOT: 65W

VCEO: 100V, VCBO: 100V, VEBO: 5V

hFE: 15 a 75 (@ IC=3A, VCE=4V)

Alta velocidad de suicheo

Complementario: TIP42C

Encapsulado: TO-220

Aplicaciones:

Conmutacin y amplificacin lineal de potencia

Amplificadores de audio

Circuitos de propsito general

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F. PUENTE H

Un Puente H o Puente en H es un circuito electrnico que permite a un motor

elctrico DC girar en ambos sentidos, avance y retroceso. Son ampliamente

usados en robtica y como convertidores de potencia. Los puentes H estn

disponibles como circuitos integrados, pero tambin pueden construirse a

partir de componentes discretos.

El trmino "puente H" proviene de la tpica representacin grfica del

circuito. Un puente H se construye con 4 interruptores (mecnicos o

mediante transistores). Cuando los interruptores S1 y S4 (ver primera figura)

estn cerrados (y S2 y S3 abiertos) se aplica una tensin positiva en el motor,

hacindolo girar en un sentido. Abriendo los interruptores S1 y S4 (y cerrando

S2 y S3), el voltaje se invierte, permitiendo el giro en sentido inverso del motor.

Con la nomenclatura que estamos usando, los interruptores S1 y S2 nunca

podrn estar cerrados al mismo tiempo, porque esto cortocircuitara la

fuente de tensin. Lo mismo sucede con S3 y S4.

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OBJETIVOS

Objetivo 1: Hacer una placa fenlica con el diseo de un circuito de un

girasol seguidor de luz

Objetivo 2: Aprender el funcionamiento de cada uno de los componentes

del circuito.

Objetivo 3: Aprender a usar el software PROTEUS para poder realizar

correctamente un diseo de un circuito.

Objetivo 4: Mejorar nuestra tcnica de impresin de circuito y leer bien el

diseo soldado de manera correcta cada componente.

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MATERIALES Y DESARROLLO

Materiales:

Placa fenlica de 10x10cm

Plancha

cido Frrico

Tinner

Taladro

T-Blocks

Resistencias de 20k, 1k, 330

LM324

Fotorresistencias

Transistores

Led

Potencimetro

Motor

Desarrollo:

a) Realizar el circuito electrnica en el software Proteus (ISIS)

1. Abrimos el programa y nos situamos en Component mode y

despus en Pick from libraries. En Keywords escribimos los

componentes para nuestro circuito dando enter. Los componentes

que necesitaremos son:

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2. Se coloca los componentes como se indica en la figura, uniendo

las terminales de los elementos con las terminales del elemento que

le corresponde.

3. Se modificaciones necesarios de los valores de los componentes

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4. Una vez modificado esto se pasa al programa ARES para lo que se

debe sustituir la entrada de voltaje y la salida donde va a

conectado a el trasformador por un TBLOCK. Igualmente se busca

en Pick from libraries.

b) El circuito se pasa a ARES

5. Se presiona el icono de ARES. Comenzamos presionando el botos

2D Graphics box mode y despus seleccionames Board Edge

y hacemos un cuadro de 10000 mm por 1000mm.

6. Presionamos Rule Design Manager y colocamos las siguientes

mediciones en Desing Ruler y en Net Classes (Tanto en POWER

como en SIGNAL)

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7. Se presiona System y en Set Layer Usage debe estar todo son

palomitas y despus en Systen en Edit Layer Pairs debe estar todo

en Bottom Copper.

8. Despus se presiona Tools y Auto placer y va a colocar todos los

componentes

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9. Se acomoda los componentes del circuito

10. Se presiona Auto-Router y se ponen las siguientes medidas

11. Despus presionar tools en Power place generator y colocar

las siguientes medidas.

12. En el circuito damos doble clic en el borde azul y colocamos lo

siguiente

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13. Imprimimos en una hoja de nuestro papel, en mi caso usare una

hoja de un libro de ingls que es ms eficiente que la hoja de

revista y que cualquier otra revista con una impresora lser. Para la

parte delantera seleccionando top copper, top silk y board

edge y para la parte trasera seleccionamos botton copper,

board edge y mirror.

14. Una vez impreso proseguimos a planchar la parte trasera en

nuestra placa del lado del cobre. Ajustamos bien el diseo con la

placa tratando que los bordes coincidan. Y se plancha por

aproximadamente 10 minutos

15. Dejamos que enfri un poco la placa y metemos la placa en agua

y quitamos el papel con mucho cuido.

16. Si en alguna parte se quit la tinta donde debera de haber tinta

podemos rellenar con un plumn permanente

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17. Nos ponemos guantes y se procede a meter la placa en un

recipiente con cloruro frrico esto es por aproximadamente 15

minutos o hasta que se haya desprendido por completo todo el

cobre de las partes donde no hay tinta, usar las pinzas para sacar

la placa

18. Enjuagamos la placa con agua y se quita toda la tinta con thinner

19. Despus de realizar el planchado de la placa por ambas caras, lo

que sigue es perforar la placa por las marcas que quedaron en la

placa.

20. Ya que tenemos nuestra placa perforada continuamos con soldar

los componentes de nuestro circuito en los lugares que le

corresponden a cada uno.

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21. Despus de haber soldado todo nuestro circuito, viene la prueba

de funcionamiento que es cuando conectamos el circuito a la

fuente de voltaje y podamos ver que el circuito tenga el mismo

funcionamiento de nuestra simulacin.

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RESULTADOS

Obtuvimos un circuito de un girasol seguidor de luz

Y de igual forma un girasol seguidor de luz

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DISCUSIN

En la realizacin de este proyecto utilizamos los diagramas otorgados por el

profesor para poder hacer el girasol seguidor de luz pero este no funciono

como deba se tuvieron que hacer varias modificaciones como hacer un

divisor de voltaje en la fotorresistencia adems de cambiar el puente H ya

predicho.

Como nota el girasol nunca se detiene siempre est girando el motor.

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CONCLUSIN

En este proyecto reforc el funcionamiento de los transistores adems de

que entend de un puente H para poder mover un motor en diferentes

direcciones otra cosa que aprend es a utilizar un amplificador operacional.

Tambin aprend mucho sobre cmo funcionan las fotorresistencias y de

esta manera usarlas para mi conveniencia

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REFERENCIAS

Uvigo. (2006). Fotorresistencias. 12 de abril del 2015, de uvigo Sitio web:

http://www.dte.uvigo.es/recursos/potencia/ac-

dc/archivos/fotorresistencia.htm

Asifunciona. (2010).Amplificador Operacional LM324. 12 de abril del 2015,

de asifunciona Sitio web: http://www.asifunciona.com/fisica/af_LM324

/af_LM324 _8.htm

Udlanet. (2009). Puente H. 12 de abril del 2015, de Udlanet Sitio web:

https://sites.google.com/a/udlanet.ec/analogica501369/Puente_H

http://www.dte.uvigo.es/recursos/potencia/ac-dc/archivos/fotorresistencia.htmhttp://www.dte.uvigo.es/recursos/potencia/ac-dc/archivos/fotorresistencia.htmhttp://www.asifunciona.com/fisica/af_LM324%20/af_LM324%20_8.htmhttp://www.asifunciona.com/fisica/af_LM324%20/af_LM324%20_8.htmhttps://sites.google.com/a/udlanet.ec/analogica501369/Puente