Universidad de la Salle, Facultad de ingeniera, Ingeniera en Automatizacin

LABORATORIO 2 DISEOS SISTEMAS ELECTRONICOS TERMOMETRO1Elkin Castao, 2Jeisson Guevara1, 2Universidad de la Salle, Facultad de Ingeniera, Ing. en Automatizacin.Resumen: En el siguiente informe se encontrara el diseo de un termmetro, el cual consta de amplificadores operacionales y algunas configuraciones, para obtener cuatro temperaturas diferentes. Para la elaboracin se debi hallar algunos valores de resistencias para as obtener los cuatro valores de tensin para cada temperatura.

Objetivos Aplicar conocimientos bsicos adquiridos en cursos anteriores como circuitos elctricos y electrnica 1. Concebir y disear un sistema en el cual se deben seleccionar valores de componentes para el correcto funcionamiento del circuito fsico. Adquirir y aplicar tcnicas fundamentales de diseo electrnico: tcnicas demedicin, tcnicas de montaje y alambrado en protoboard, tcnicas de eliminacin de ruido en modo comn. Comprender la forma correcta de trabajo en laboratorio teniendo en cuenta elcircuito esquemtico y bitcora para registro de datos tomados en el laboratorio. Revisar hojas de especificaciones de amplificadores operacionales y elementos activos para la correcta seleccin de los diversos componentes con los cuales sehace la implementacin fsica. Reforzar conceptos como impedancia de entrada, impedancia de salida, ancho de banda, corrientes y voltajes de polarizacin en componentes activos.INTRODUCCIONPara el diseo de circuitos electrnicos se debe tener en cuenta que tipo de etapas debe tener el circuito. Luego de esto se debe escoger los tipos de elementos que se va a utilizar, para esto se debe observar las especificaciones de los elementos tales como transistores, amplificadores u otros elementos. Al tener todos los componentes y elementos se debe saber que se va a medir y en qu puntos, esto para poder compararlos con simulaciones, teora o clculos, que nos indiquen si lo que se est haciendo, es correcto o tiene lgica a partir de lo que se espera.I. Materiales En este proyecto se utiliza los siguientes materiales:Fuente dual. Osciloscopio. Multmetro digital. Generador de funciones. Termmetro.Elementos: Amplificador operacional LM324 (x1). Comparador LM339 (x1). Sensor de temperatura LM35 (x1). Diodos emisores de luz: rojo amarillo, verde, azul. Transistor 2n2907. (x2). Buzzer 5 V o 9 V (x1). Ventilador pequeo 5 V, 9 V o 12 V (x1). Trimer, 1 k, 10 k, 20 k, (uno de cada uno) Condensador cermico o de polister 100 nF. (x4). Condensador electroltico de aluminio 10 F. (x4). Resistencias de mltiples valores entre 220 hasta 220 k de W. Protoboard. Alambre para protoboard

II. Esquema CIRCUITOPara el laboratorio el circuito que se elaboro fue el dado por el ingeniero y que se muestra en la siguiente foto:

Figura 1. Circuito a desarrollar.

III. Resultados y AnlisisPara el circuito primero se calcularon los valores tericos de las ganancias en cada una de las etapas y el valor de las resistencias para las mismas adems de los voltajes de comparacin (ver anexos). Para la etapa uno se obtuvieron los siguientes valores experimentales.V inV outV tericoError

0,0180,01650,0188,333

0,0230,02150,0236,522

0,0350,03350,0354,286

0,0410,03950,0413,659

0,0520,05050,0522,885

5,137

En la etapa 1 se obtuvo un error promedio de 5.1% debido que los valores de las resistencias son aproximados por ende las ganancias son aproximadas, adems en la toma de la temperatura, la temperatura es muy errtica y variable e inmediatamente se quitaba la fuente de calor esta descenda rpidamente haciendo la toma de los datos casi que aproximados. Para la etapa 2 se obtuvieron los siguientes valores experimentales.V inV outV tericoError

0,01650,0150,16590,909

0,02150,020,21590,698

0,03350,0320,33590,448

0,03950,0380,39590,380

0,05050,0490,50590,297

90,546

Para la etapa 2 se realizo una medicin en ausencia de la etapa 4 lo que genero un error promedio del 90%, adems se pudo presentar error humano debido a que los valores tericos estaban muy alejados del valor real en el circuito.V inV outV tericoError

0,01511,361,519,934

0,0181,651,88,333

0,0353,353,54,286

0,0444,254,43,409

0,0535,155,32,830

5,758

Para la segunda medicin se adiciono la etapa 4 la etapa 2, la cual sumo tensin a la salida de la etapa 2 lo cual genero un error promedio 5.75%, mucho menor que en ausencia de la etapa 4, este error pudo ser debido a los valores aproximados de las resistencias que generan ganancias aproximadas a las calculadas. Para la etapa 3 se obtuvieron los siguientes valores experimentales.ResistenciaV1V2V3V4

Terico4,003,002,001,00

Experimental3,72,81,9000,8

Error7,56,67520

E promedio9,79

Para la etapa 3 se cambio la fuente DC de 9V a 5V lo que nos ayudo a tener el valor aproximado en las cadas de tensin que necesitbamos pero estos valores presentaron un error promedio de 9.79% debido a que los valores de las resistencias son errticos y la cada de tensin en las mismas no es uniforme.IV. ConclusionesAl momento de disear circuitos observar los datasheets ya que se tiene especificaciones importantes como tensin mxima, corriente mxima, temperatura etc estas especificaciones pueden afectar el diseo ya que si las tensiones o corrientes nominales de los elementos y componentes, son inferiores pueden daar fsicamente el montaje o puede causar algn accidente. Por esto se debe buscar los elementos adecuados y observar las especificaciones que cada fabricante da al cliente.Cuando se ajusten valores de elementos para obtener lo que se quiere o se espera, se debe buscar dichos valores en los estndares que se tiene, como los que se utiliz en el laboratorio que fueron el E40 y E96, donde se encuentran valore comerciales y porcentajes de tolerancias.Cuando se disea, se debe llevar una bitcora donde se toma la fecha y las medidas del da en que se hace la prctica, ya que las condiciones ambientales y las que no se puede controlar afectan el montaje o circuito, introducindole ruidos o perturbaciones que afectan las medidas que se hacen.

V. Referencias[1] https://www.sparkfun.com/datasheets/LCD/ADM1602K-NSW-FBS-3.3v.pdf[2] http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/motorcontrol/control/pic18f.html[3] http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/texasinstruments/l293d.pdf[4] http://digital.ni.com/public.nsf/allkb/33400D1ACDEE19B68625760800789319