DISEÑO DE EQUIPO - inis.iaea.org
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S.E.P. S.E.I.T. D.G.I.T. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA í MS-mí — 1 '3922 DISEÑO DE EQUIPO CONTROL DE POSICIÓN DE LASONDA ELÉCTRICA EN EL TOKAMAK NOVILLO QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO ELECTRÓNICO P R E S E N T A : ANGELICA MARIA SANCHEZ GARCIA TOLUCA. EDO. DE MEXICO NOVIEMBRE 199 3
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S.E.P. S.E.I.T. D.G.I.T.
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA
í M S-mí — 1 '3922
DISEÑO DE EQUIPO
CONTROL DE POSICIÓN DE LA SONDA ELÉCTRICAEN EL TOKAMAK NOVILLO
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE
INGENIERO ELECTRÓNICO
P R E S E N T A :
ANGELICA MARIA SANCHEZ GARCIA
TOLUCA. EDO. DE MEXICO NOVIEMBRE 199 3
&E.P. S.E.I.T. D.G.I.T.
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA
DISEÑO DE EQUIPO
CONTROL DE POSICIÓN DE LA SONDA ELÉCTRICAEN EL TOKAMAK NOVILLO
QUE PAPA OBTENER EL TITULO DE
INGENIERO ELECTRÓNICOP R E S E N T A :
ANGELICA MARÍA SANCHEZ GARCIA
TOLUCA, EDO. OE MEXICO NOVIEMBRE 199 3
sei1 INSTITUTO TECNOLÓGICOde toluca
DIVISION DE ESTUDIOSfROFESlONALES
ASUNTO: Se Autorizade Trabajo Profesional.
Octubre 2H, 1993.
C. ANGELICA MARIA SANCHEZ GARCIAPASANTE LE ÍNGENTERIA ELECTRÓNICAP R E S E N T E
De acuerdo con el Reglamento de Titulación del Sistema Nacionalde Institutos Tecnológicos, dependiente de la Subsecretaría deEducación e Investigación Tecnológica de la Secretaria deEducación Publica y habiendo cumplido con todas las indicacionesque la Comisión Revisora realizó con respecto a su trabajoprofesional intitulado : "CONTROL DE POSICIÓN DE LA SONDAELÉCTRICA EN FL TOKAMAK NOVILLO" , l& División de EstudiosProfesionales concede autorización para que proceda la impresiónde1 mi ̂mo.
T E S T A M E N T E
FUENTES MORALESLA DIVISION DE EST'JDI-JSÍJALES
.{.•.- í-'xpediente .
íwl _ na; .
Apartado Poeta I S»OC. P. 50000Toluca.Mex
Télatenos: (91-72)16-03-24Conmutador 164)2-45 y 16-03-44
PAX
Tú, tú que nos enseñaste el camino deltriunfo.Enséñanos día a día hora tras hora minutotras minuto.Perdónamepor todo lo que te he hecho enojar en clase.Tú, que te preocupas por el futuro de cadauno de nosotros haciéndonos estudiar.Tú, que nos enseñaste a amar el estudio, loslibros, la escuela.Tú, que nos enseñaste todo ésto, por eso:GRACIAS MAESTRO.
"En la entrega profesional encontraremos elgozo, el reto, las inquietudes, la satisfacción delas necesidades básicas y superiores, los valores,la plenitud y la libertad; con la entrega, elhombre conoce sus limitaciones e identifica sustemores, es a través de ella que el ser humanoalcanza su realización y su tendencia..."
Cualquier Profesión que elijas requierevocación y el deseo de darlo mejor que poseas,para tí y para tus semejantes, a cadamomento... En cada situación... Tu luchapermitirá que en el camino no pierdas losvalores, la libertad... Y el respeto... Hacia timismo y hacia los demás...
"El hombre posee una gran reserva de libertadinterior y aun bajo las circunstancias másadversas, siempre cuenta con alternativasmientras tenga un hálito de vida...Las circunstancias lo limitan y condicionan,pero no lo determinan, él es quien decide si sesomete a ellas."
DEDICATORIAS:
A MIS PADRES.
ALEJANDRINA DEL S. GARCIA QU1ROS.
MAURICIO SANCHEZ GARCIA.
Por el amor, comprensión y sobre todo por
haberme dado la oportunidad de vivir. Se las
dedico ya que también es obra de ustedes por
sus desvelos, su apoyo, sus consejos y su ayuda
que siempre me han brindado.
SUS ESFUERZOS NO HAN SIDO EN VANO.
A MIS HERMANOS:
ALEJANDRA SANCHEZ GARCIA.
MAURICIO SANCHEZ GARCIA.
Por su apoyo y estímulo que siempre me han
brindado.
A LA MEMORIA DE MI ABUELITA:
ANA MARIA QUIROS SOSA.
Que siempre nos cuido y estuvo a nuestro lado,
consintiéndonos y educándonos.
A todos ellos mi agradecimiento por todas esasnoches de desvelo y riñas.HE AQUÍ EL RESULTADO.
A MIS FAMILIARES. MAESTROS Y *
AMIGOS. '
I
PROLOGO.
En la vida de un estudiante hay diferentes etapas que superar, las cuales representan metas
ya sea a corto o largo plazo. Un buen profesionista nunca deja de ser un estudiante ya que día
iras día se adquieren nuevos conocimientos que fortalecen la capacidad de éste.
Una de las primeras metas por aJcanzar (de todo estudiante) es la de terminar con los estudios
correspondientes a una licenciatura, por consecuencia la siguiente meta es obtener el Título que
acredite al estudiante como profesionista.
La realización de este trabajo me dio la oportunidad de escoger un tema que me permita
presentar el examen recepcional mediante la opción cuatro denominada "Diseño de Equipo",
establecido dentro del reglamento de Titulación del Instituto Tecnológico de Toluca (I.T.T.),
cubriendo con la necesidad que existía en el Laboratorio de Física de Plasmas del Instituto Nacional
de Investigaciones Nucleares (I.N.I.N.).
Durante el período en que se estuvo realizando este trabajo se contó con la ayuda
desinteresada del equipo de trabajo del Departamento de Física de Plasmas, en especial con el
apoyo y asesoría del M. en C. Régulo López Callejas; y el apoyo por parte de la Ing. Elvira
Gaytán Gallardo, María Teresa Torres y del Fís. Leandro Meléndez Lugo; con la ayuda en el
soporte técnico del C. José Carlos Vázquez Maldonado; a todos ellos mi más profundo
agradecimienrto, así como también a aquellos que de manera decisiva influyeron en mi formación
y madurez profesional mencionando de manera especial a: Profra: Margarita Sánchez, Profra:
EtelvinaTélles Ortíz, Profra: Consuelo Velfrque/. Ing. Raúl Regil Frias, M. en I. Jaime Alarcón
Celis: agradezco también al Dr. Joe' O. Pacheco Sotelo y al Ing. Guillermo Santillán Contreras
por l;i revisión del trabajo y sus sugerencias.
Agradezco en genera) a todas las instituciones en las que he realizado mis estudios a lo largo
de mi v ida así como a los catedráticos y maestros que me han transmitido dentro de cada aula los
diferentes conocimientos que a su tiempo adquirieron, les doy gracias a los compañeros por el
apoyo y compañerismo que me brindaron.
Le agradezco al I.N.I.N. la oportunidad que me brindó al realizar mi Sevicio Social y la
Tesis de Licenciatura como becario.
Tanto al: I.T.T., I.N.I.N. y laU. A. E. M. formaron parte escencial de un período importante
en mi formación profesional y social.
I
ÍNDICE:
INTRODUCCIÓN 1
L- SONDAS ELÉCTRICAS 8
1.1.- Curva característica de las sondas eléctricas 9
1.2.- Efectos del campo magnético sobre la curva característica. 13
D.- DISEÑO CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACION DEL CONTROL DEPOSICIÓN DE LA SONDA ELÉCTRICA 16
2.1.-Hardware 16
2.1.1.- Circuito de potencia para motores de pasos 16
2.1.2.- Circuito de mando 33
2.1.3.- Fuentes de conmutación 35
2.1.3.1.- Circuito de control para reguladores de conmutación 38
2.1.3.2.- Etapa de salida 40
2.1.3.3.- Diseño de una fuente a 50W de potencia (5V/10A) 44
2.1.3.3.1.- Etapa de entrada 44
2.1.3.3.2.- Circuito de control de la fuente conmutada (TL494) - 45
2.1.3.3.3.- Elementos del regulador de conmutación 49
2.1.3.3.4.- Transistor conmutador de potencia 50
2.1.3.4.- Diseño de una fuente a 15W de potencia (5V/3A) 51
2.2.- Software 53
2.3.- Diseño mecánico 58
III.- RESULTADOS Y CONCLUSIONES 60
APÉNDICE A: TD7-142, TD?-I47,2N6287 63
APÉNDICE B: TIL117, 5082, DIODOS. 68
APÉNDICE C: t. r; - 8748, TL494 76
APÉNDICE D: LISTADO DEL PROGRAMA 85
APÉNDICE E: DIAGRAMAS ELECTRÓNICOS, DIAGRAMAS DE CTOS.
IMPRESOS 95
APÉNDICE F: MANUAL DEL USUARIO 101
GLOSARIO DE TÉRMINOS 107
REFERENCIAS 109
BIBLIOGRAFÍA 111
INTRODUCCIÓN.
Las fuentes de energía convencionales no renovables tienden a escasear y a ser insuficientes
a nivel mundial, por lo tanto se ha puesto en práctica la búsqueda de nuevas fuentes de energía.
La energía nuclear es reconocida como la posibilidad más viable para reemplazar a los combustibles
fósiles y de esta forma cubrir la gran demanda de energía que se espera en el próximo siglo.
Los reactores de fisión, utilizan la energía liberada en reacciones en cadena y en la actualidad
son usados como plantas generadores de energía eléctrica. El funcionamiento de estos reactores
se basa en la fisión de núcleos de U235, realizada por medio del bombardeo de neutrones térmicos.
El porcentaje de este isótopo contenido en el uranio natural es de solo el 0.7% de la reserva
mundial de uranioJ'i
Una alternativa para satisfacer la creciente demanda de energía, es un sistema en el cual se
utiliza la energía de la fusión de núcleos ligeros como deuterio y tritio. El deuterio existe
abundantemente en la natualeza; por ejemplo el 0.15% del hidrógeno en el agua de mar es deuterio.
El proceso de fusión mismo no produce desechos radiactivos con vida media larga, por lo tanto
el problema de desechos radiactivos que pueden producir los neutrones es mucho menor que el
problema de desechos radiactivos para los reactores de fisión. Sin embargo, esla inmensa reserva
de energía nuclear no es todavía comercialmente útil i ¿able. En realidad la fusión controlada se
encuentra en estado de investigación básica, aunque la energía de fusión fue liberada en forma
no controlada por medio de la bomba de hidrógeno en 195I'1' y en forma controlada en una
máquina llamada Tokamak conocida como el JET (Joint European Torus) en Cuiham Inglaterra
e n 1991 . i2 i
La intención ce los soviéticos al crear el Tokamak ha sido recrear algunas de las condiciones
que prevalecen en el interior de las estrellas. La meta es desarrollar una tecnología que permita
disponer de una nenie de energía prácticamente inagotable, ya que el combustible es pane del
agua de mar; debido a que en ella se encuentra el deuterio, isótopo de hidrógeno que forma el
agua pesada. La palabra Tokamak es un acrónimo ruso formado por letras iniciales de los
vocablos TOroid=taroide, KAmera=cámara, MAgnit=imán Kaíushka=bobina.
El Tokamak es un aparato electromagnético cuyo funcionamiento se asemeja a un
transformador "de bajada", esto significa que si se aplica un voltaje dependiente del tiempo en el
primario, se obtiene, por inducción, un voltaje más bajo en el secundario, de acuerdo con la
relación de vueltas entre primario y secundario. En el Tokamak el secundario tiene una sola
espira formada por un plasma o gas conductor constituido por partículas cargadas. Este plasma
está contenido en una cámara metálica que, en la mayoría de los casos, es de acero inoxidable
con una forma de dona o toro. Para lograr que sea el plasma el que desempeñe el papel de
secundario y no la dona metálica, en ésta se hacen varios cortes poloidales para interrumpir el
circuito metálico toroidal. En los cortes practicados en la cámara se colocan anillos de material
dieléctrico, con ésto la cámara queda sellada y los cortes metálicos aislados (eléctricamente) entre
si.
El gas conductor o plasma no debe tener contacto con la pared de la cámara ya que de tener
contacto, pierde energía, se apaga y, por lo tanto desaparece el secundario del transformador.
Para impedir el contacto del plasma con la pared metálica, dentro de ésta se establece un intenso
campo magnético toroidal, las líneas circulares de éste se producen por medio de una bobina
devanada pi>io;ti<i.rr,enle sobre la superficie de la dona.
El plasma es un gas cuyos constituyentes están cargados eléctricamente o ionizados. Su
comportamiento depende mucho de la presencia de fuerzas eléctricas y magnéticas: el
comportamiento es entonces muy diferente aJ de un gas común'3' (por lo cual se dice que es el
cuarto estado de la materia). La mayor parte de la materia del universo existe en forma de
plasma.
En realidad e! aparato es más complicado que un transformador, debido a que su secundario
es un plasma: una porción de materia cuyas propiedades lo hacen elusivo y difícil de manejar.
El plasma es un material que posee un exceso de energía; se puede mantener en equilibrio en el
laboratorio durante lapsos cortos (desde microsegundos hasta segundos), pero ese equilibrio es
inestable (con base en el factor de seguridad establecido por Kruskal-Shafranov q)w. El sistema,
al buscar el estado de más baja energía se destruye, por lo que es necesario invertir más energía
para que continúe "vivo" el plasma'5'.
Para poder usar el plasma se requiere que dure determinado tiempo, debido a ésto, se ha
concebido una amplia y complicada investigación que convierte al modesto transformador en un
aparato que, según se espera, revolucionará la generación de energía a escala mundial.
El Tokamak cuenta con un conjunto de sistemas para generar, observar, estimular y controlar
al plasma y en un futuro cercano, se le incorporarán sistemas para extraer la energía producida
durante las reacciones de fusión de los núcleos de los isótopos de hidrógeno.
El servicio que los reactores tokamaks habrán de prestar, consistirá en alojar un plasma de
densidad y temperatura adecuadas, durante un lapso de tiempo suficientemente largo para que en
ellos se produzcan reacciones de fusión, una parte de la energía total producida será aprovechada
para mantener las condiciones de fusión y el resto habrá de ser transferida a un intercambiador
de calor para su uso industrial; es decir, el tokamak servirá como núcleo de una planta generadora
de calor por medio de reacciones termonucleares de fusión. Ese calor será transferido a un
circuito convencional de vapor de agua, probablemente por medio de otro de sodio líquido.
Después el vapor movería una turbina como en cualquier planta de energía eléctrica.
En los lokamaks, el plasma se puede generar con o sin preionización del gas de trabajo.
La diferencia radica en que al preionizar el gas de trabajo es más fácil producir el plasma.
Antes de iniciar los experimentos en un tokamk, se requiere limpiar la cámara de descarga,
para extraer cualquier sustancia que pudiera estar absorbida en la pared interna, así como para
permitir que en la pared se absorban moléculas del gas de trabajo. En las máquinas actuales,
por lo genera), este gas es el hidrógeno y en los grandes Tokamaks como el JET, se utiliza una
mezcla de deuterio y tritio.
El siguiente paso es descargar un banco de capacitores capaces de almacenar desde una
energía de varios kilojoules en los pequeños tokamaks hasta megajoules en los grandes, en e¡
primario del transformador cuyo número de espiras es de varias decenas según el modelo. El
transformador "de bajada" en voltaje es "de subida" en corriente, de forma que la energía
transferida al secundario representa, en el caso de un gran tokamak actual, una corriente hasta
de dos millone* de amperes.
Unos microsegundos antes ha sido descargado otro banco de capacitores sobre la bobina
toroidal. Esto tiene por objeto crear el intenso campo magnético de líneas circulares que confinará
(sostendrá) a la dona de plasma portadora de la alta corriente inducida, llamada corriente de
plasma
En el tiempo que ha estado circulando la corriente de plasma (desde milisegundos hasta
segundos) en presencia del campo magnético toroidal, se han generado otros campos magnéticos
para la compensación geométrica de campos espurios y de equilibrio. Así mismo el plasma ha
estado bajo observación y sondeo minucioso.
La corriente de plasma que se hace circular es una corriente interna que tiene como propósito
calentar óh m icamente al gas de trabajo. El calentamiento produce temperaturas de varias decenas
de millones de grados, en estas condiciones, las velocidades térmicas de los núcleos de los isótopos
de hidrógeno pueden vencer la barrera de repulsión coulombiana durante el mutuo acercamiento
y pueden fusionarse produciendo isótopos de helio más una cantidad de energía. Para que ello
ocurra, la energía cinética de los núcleos en colisión debe ser superior a 5 KeV, lo que equivale
a una temperatura de 58 millones de grados.
Entre más alta sea la corriente, más alta es la temperatura, pero existe un límite, porque
con el aumento de la temperatura disminuye la resistividad del plasma, lo que da como resultado
que éste ya no pueda seguir calentándose. Por lo que se utilizan otros métodos de calentamiento,
los cuales se basan en la transferencia de energía a las partículas de plasma por medio de la
inyección de haces intensos y energéticos de partículas neutras de la misma sustancia que conforma
al plasma y también por irradiación mediante campos electromagnéticos que resuenan con algunos
de los modos de oscilación propios del plasma. En ambos casos de estimulación, la energía
transferida se reparte estadísticamente entre las partículas de plasma, lo que da como resultado
un aumento de temperatura.
Hstas maneras de estimular el plasma para calentarlo pueden inducir a inestabilidades
adicionales a las que ya tiene. Para evitar el crecimiento de éstas o lograr su eliminación, algunos
Tokamaks tienen circuitos de control incorporados; estos pueden ser programados o pueden a su
vez formar parte de un circuito de retroalimentación que responde al comportamiento de la columna
de plasma.
En el Laboratorio de Física de Plasmas del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares
(ININ), se ha diseñado y construido un pequeño tokamak para investigación, denominado
"Novillo", el cual esti constituido por un conjunto de bobinas, bancos de capacitores, circuitos
electrónicos asociados para la generación de campos magnéticos; lo anterior conforma el sistema
electromagnético del Tokamak "Novillo".
Entre las necesidades de diagnóstico del plasma generado en el Tokamak Novillo se tiene
la de medir la densidad de electrones en la columna así como la temperatura que existe en ésta.
La determinación de estos parámetros se realiza mediante sondas eléctricas, las cuales deben ser
deslizadas radial mente a la columna del plasma, motivo por el cual es necesario tener un control
preciso de la posición en que se coloca dicha sonda eléctrica (con respecto al radio de la cámara).
Este control se obtiene mediante el desarrollo de un sistema electromecánico
(electrónico-mecánico), que permite deslizar a la sonda eléctrica radial mente en la cámara de
descargas. Para este propósito se ha utilizado un motor de pasos ya que una característica de
este tipo de motor es la presición en cuanto a su desplazamiento. Debido a que un motor de
pasos se adapta muy bien al control por señales digitales, se eligió el desarrollo de un sistema
mínimo basado en el microcontrolador 8748-8 (j.i f."8/48) puesto que la señal digital de salida
de éste proporciona la lógica de conmutación adecuada posicionando directamente el eje del motor,
y. por lo tanlo a través de mecanismos adecuados (sistema mecánica de engranes y cremallera).
BOBINA INTERNA DECAMPO POLOIDAL
Primario del circuileTransformador
BOBINAS DE CAMPOTOROIDAL
BOBMAS EXTERNAS DCAMPO VERTICALPoro potlcionor o lacolumna d« plasma tn\o dirección radial
PLASMA CON CORRIENTE I p
Secundarlo d«l circuitoTranttormodor
CAMPO MAGNÉTICOHELICOIDAL RESULTANTE
FIG.I . ESQUEMA DEL TOKAMAK NOVILLO.
se logra obtener la posición de la sonda eléctrica con respecto a la pared de la cámara del Tokamak
Novillo (desplazando la sonda eléctrica, milímetro por milímetro, basta una logitud máxima de
lOOmm y mínima de 1mm).
A continuación se da una breve descripción del contenido de los capítulos que conforman
este trabajo.
En el capítulo I se presenta información básica con respecto a las sondas eléctricas.
En el Capítulo II se presenta el diseño, construcción e ¡mpiementación de la instrumentación
que conforma el "Control de Posición de la Sonda Eléctrica en el Tokamak Novillo", en las etapas
de: Hardware, Software y Mecánico.
En el Capítulo [II se incluyen los resultados del funcionamiento del sistema de control.
Posteriormente se anotan las conclusiones obtenidas en el desarrollo de este trabajo.
Finalmente, se agregan seis apéndices los cuales proporcionan la información de los fabricantes,
de los dispositivos utilizados, así como el listado del programa que gobierna al sistema mínimo
y por último se incluye un glosario de términos.
/.- SONDAS ELÉCTRICAS.
Langmuiri'i introdujo un método para el diagnóstico del plasma, usado desde los orígenes
mismos de la física del plasma y hasta la actualidad. Este método es ei uso de las sondas eléctricas
para determinar parámetros del plasma, tales como la concentración de los electrones n,, la
temperatura de los electrones Tt, el potencial del plasma V, y la función de distribución de los
electrones fo(V).
Una sonda eléctrica es, principalmente, un cuerpo metálico (electrodo) de pequeñas
dimensiones y diferentes formas (cilindrica, esférica o plana) que se introduce al plasma. La
sonda eléctrica se conecta a una fuente de alimentación que proporciona diferentes valores de
voltaje con respecto al potencial del plasma V, en el lugar en el que se coloca la sonda eléctrica.
Las principales ventajas de este método al ser comparado con otro tipo de diagnóstico, es
el bajo costo y la simplicidad de la construcción y el hecho de que las sondas eléctricas permiten
efectuar mediciones locales de los parámetros del plasma.
Por otra parte en contraste con su simplicidad constructiva la teoría de las sondas eléctricas
es bastante compleja!7'. Hasta ahora no existe una teoría que pueda ser aplicable a todas las
situaciones; lo que si existe es un conjunto de teorías cada cual restricta a su región de utilización.
Varios son los factores que imponen límites en la utilización de sondas eléctricas:
calentamiento debido al flujo de calor que llega a la sonda eléctrica, sensibilidad y ruido del equipo
de medición, nivel de fluctuaciones del plasma, perturbaciones causadas por la sonda eléctrica
en el plasma, liberación de impurezas, etc. El conocimiento de procesos desarrollando la
interacción de la sonda eléctrica con el plasma, asociando el uso de técnicas especiales, permito
ampliar la aplicación de las sondas eléctricas™.
En los Tokamaks, la utilización de sondas eléctricas está restringida a la periferia del plasma,
o sea, a la región de la sombra del limitador, debido a que la región central presenta altas densidades
y temperaturas de centenas hasta millares de eV, condiciones que provocarían la destrucción de
la sonda eléctrica, produciendo una perturbación al plasma y la liberación de impurezas.
En máquinas del tipo tokamak la utilización de sondas eléctricas ha cobrado nueva
importancia por el hecho de que los procesos que ocurren en la periferia del plasma afectan
fuertemente el comportamiento del plasma de la región central de la columna'7'. Los procesos
de interacción plasma-pared son estudiados intensamente con la ayuda de las sondas eléctricas.
/ . / . - Curva característica de ¡as sondas eléctricas.
A partir de la curva característica de la sonda eléctrica, puede calcularse la temperatura de
los electrones y la densidad del plasma. En la práctica, para proporcionar diferentes potenciales
a la sonda eléctrica se utiliza el circuito mostrado en la fig. 1.1.
toad*
! I
Ftg.I.l. Circuito fundamental pam las medido/íes con una somda eléctrica.
10
La curva característica de una sonda eléctrica es la dependencia de la corriente total en la
sonda eléctrica / con respecto al potencial en la sonda eléctrica I'. Para efectuar estas mediciones
es necesario tener un electrodo de referencia, en el caso de una descarga de resplandor puede,
ser el ánodo o el cábxlo; en las cámaras metálicas de descargas, el electrodo de referencia puede
ser la cámara de descargas misma. En el caso de las descargas sin electrodos y sin cámara
metálica, es necesario recurrir al método de las sondas eléctricas dobles. La forma general de la
curva característica de una sonda eléctrica se muestra en la fig. 1.2.
»A
t-TT
Fig.1.2. Forma general de la cuna característica de una sonda eléctrica.
El conocimiento de la teoría de las sondas eléctricas es muy importante, pues el uso correcto,
dimesionamiento, e interpretación de sus señales, proporcionan la determinación de ios parámem»
del plasma.
En forma cualitativa la curva característica puede ser interpretada, gracias a la recopilación
de los modelos teóricos clásicos, de la siguiente manera. Cuando se tienen potenciales negativos,
la corriente que circula por la sonda eléctrica es una corriente de iones positivos (sector AB). Al
I I
disminuir el potencial negativo, entonces a la corriente iónica se le adiciona la corriente de los
electrones energé:;cos que logran cruzar la barrera de potencial impuesta por la sonda eléctrica.
Si el potencial se va haciendo menos negativo (con respecto al potencial del plasma v s), entonces
llega un momento en que a determinado potencial!' /las corrientes iónica y electrónica se igualan
y la corriente neta en la sonda eléctrica es igual a cero. Al potencial V / se le llama potencial
flotante, y en esencia éste es el potencial que adquiere un electrodo aislado que se coloca en el
plasma. Ai disminuir aún más el potencial negativo, la barrera potencial para los electrodos
disminuye y llega un momento en que la comente total de la sonda eléctrica cambia de signo
(sector BC). S¡ se continua polarizando positivamente a la sonda eléctrica, la corriente total
crece debido a que la corriente electrónica supera significativamente a la comente iónica (sector
CD), hasta que llega el momento en que el potencial que desacelera a los electrones se convierte
en potencial acelerador, y el comportamiento de la corriente cambia, lo cual se manifiesta por el
"hombro" de ¿ caraterística más o menos pronunciando en las proximidades del potencial del
plasma I s (secor DE). Para potenciales positivos con respecto al potencial del plasma V, (sector
EF) se tiene la región de saturación electrónica en la curva característica. Esta región es análoga
al sector AB que es llamado región de saturación iónica.
Como se aprecia en la fig. I.2., el potencial del plasma V. puede ser determinado por la
intersección de ios sectores CD y EF.
En general las temperaturas de los electrones y los iones son diferentes y ésto aféela al
mecanismo de atracción de estas partículas por la sonda eléctrica. Por otro lado, la presencia
de un campo .r.agnético afecta más fuertemente a los electrones que a los iones. Es por estas
ra¿oncs que no existe un método universal para interpretar la curva característica como un todo,
y por eso se tienen que tratar separadamente las ramas electrónica e iónica.
12
A partir de la curva característica se pueden determinar la densidad y la temperatura de los
electrones, además del potencial dei plasma. Tanto el comportamiento de la parte electrónica
como el de la parte iónica depende de n. y T., y el utilizar una u otra depende de la situación
experimental concreta. La corriente iónica de saturación depende de n. y T., y débilmente
de T, (por lo menos para los casos en que 7\< <T.), y por eso no es fácil determinar T, a
partir de la curva característica.
Si la parte electrónica de la curva característica está distorsionada por alguna razón (por
ejemplo, en una descarga con campo magnético) entonces este método (del análisis de la parte
electrónica) pierde su validez. En estos casos es preferible obtener n,, T, a partir de la parte
iónica de la curva característica, la corriente entonces está compuesta por iones y electrones
energéticos que están poco afectados por un campo magnético.
En particular,' se puede determinar la temperatura de los electrones a partir del sector BC
de la curva característica por medio del procedimiento de la eliminación de la influencia de la
corriente iónica"'.
Para ésto se toma en cuenta que en la región BC la corriente iónica varia mucho más
lentamente que la corriente electrónica (los iones se mueven en un campo de atracción y ios
electrones en un campo de frenado).
En los experimentos se presentan situaciones en las cuales puede ser difícil, o no es posible,
obtener la parte electrónica de la curva caracerística. Esto ocurre por ejemplo, en los siguientes
casos: 1) en las descargas eléctricas con grandes densidades de corriente, cuando por el efecto
del sobrecalentamiento de la sonda eléctrica o la propagación de la descarga sobre la sonda eléctrica
i l
no es posible obtener la parte electrónica: 2) en las descargas en un campo magnético, cuando la
parte electrónica se distorsiona fuertemente; 3) en el caso de las descargas sin electrodos, cuando
no se tiene un electrodo de referencia.
En estos casos, es más adecuado hacer uso de la parte iónica (sector AC) de la curva
característica. Además, desde el punto de vista de los circuitos eléctricos asociados con la sonda
eléctrica, esta opción presenta la ventaja de las corrientes moderadas en comparación con las
corrientes electrónicas que llegan a ser bastante altas. La teoría de ésta parten, se basa
principalmente en dividir el plasma que rodea a la sonda eléctrica en un plasma cuasineutra! o no
perturbado y una capa de carga espacial creada por el potencial negativo de la sonda eléctrica.
Este potencial genera un campo eléctrico que penetra a la región cuasineutral del plasma, dando
como resultado que la superficie colectora efectíva de la sonda eléctrica no es la superficie de la
sonda eléctrica o de la capa de carga espacial, sino una superficie de radio mayor, llamada precapa,
que se extiende hasta la región cuasineutra del plasma.
Una sonda eléctnca con potencial negativo genera un campo eléctrico de atracción para los
iones, el cual penetra hasta la región cuasineutra del plasma creando asi la precapa.
Los iones que caen en la precapa son acelerados en forma unidireccional por el campo
eléctrico de atracción de la sonda eléctrica de tal manera que ingresan a la capa de carga espacial
y por consecuencia a la sonda eléctrica.
1.2.- Efectos del campo magnético sobre la curva característica.
A pesar de que se ha dedicado una gran cantidad de trabajos a la teoría de las mediciones
con sondas eléctricas en presencia de un campo magnético, hasta ahora no existe una teoría
14
confiable de las mediciones con sondas eléctricas en descargas con un campo magnético."'
Las principales dificultades relacionadas con la presencia de un campo magnético tienen
dos aspectos. Por un lado, las partículas cargadas giran alrededor de las líneas de campo
magnético, por eso las velocidades de las partículas a lo largo y en direción transversal al campo
magnético son diferentes. Esta anisotropía conduce a que el problema tome un carácter
tridimensional. Por otra parte, la longitud de recorrido libre en dirección transversal a! campo
magnético toma un valor del orden de radio de Larmor, ya que sin colisiones las partículas pueden
desplazarse solamente a esta distancia. Por eso, ya que el radio de Larmor de los electrones,
incluso para campos magnéticos débiles, es bastante pequeño, entonces para este problema no
existe una teoría que no tome en cuenta las colisiones.
El efecto más notorio sobre la curva característica al aplicar un campo magnético es la
reducción de la corriente electrónica de saturación con respecto a su valor sin campo magnético.
Aplicando el método de las sondas eléctricas en un campo magnético solo para campos
magnéticos no muy intensos, o sea cuando el radio de Larmor de los iones es mayor que el radio
de la sonda electrical*', el campo magnético no afecta a la parte iónica de la curva característica.
Para la aplicación correcta del método de las sondas eléctricas, además de tener un modelo
teórico es necesario hacer algunas consideraciones (experimentales) concernientes al circuito
eléctrico asociado con la sonda eléctrica.
Para esto, se debe tomar en cuenta que el plasma tiene una impedancia intrínseca R 0 y que
las lecturas de corriente que circula a través del circuito de la tig. 1.1 son tomadas como caídas
15
de potencial en !a resistencia R. En este caso, el punto de operación está dado por la intersección
de la curva característica con ta recta de carga con inclinación negativa R (ya que la corriente I
es definida corno corriente electrónica), como se muestra en la fig, 1.3.
rect» de caro»
(mato d»opvrtotón
Fig. 1.3. DeUrminadón del pinito át operación em las mt£dnus tan sométt tUtaims.
De esta manera, para mediciones de corriente (fig. 1.1) ia resistencia R debe ser lo
suficientemente pequeña para que el punto de operación de ia lectura de la corriente / sea correcta
independientemente del voltaje aplicado I . En forma cuantitativa, este principio se puede
expresar como R « R 0. Para tener mediciones correctas de corriente a través de la sonda eléctrica.
16
//.- DISEÑO CONSTRUCCIÓN EIMPLEMENTACION DEL CONTROL DE
POSICIÓN DE LA SONDA ELÉCTRICA.
El diseño del control de posición de la sonda eléctrica consta de tres fases: hardware,
software y mecánico. En e! hardware se tratan los circuitos relacionados con el sistema
desarrollado. En el software se explica la secuencia del programa que actúa sobre el hardware.
Y por último se trata el diseño mecánico.
2.1.- Hardware.
Se puede considerar al hardware como la parte física del sistema, tales como los dispositivos
magnéticos, electrónicos, cableado, etc.
La parte física del dispositivo electrónico que se ha elaborado, se basa en tres secciones,
la primera es el circuito de potencia para el control de motores de pasos, la segunda el circuito
de control de mando el cual se basa en el \iC 87 48 -8 y por ultimo las fuentes de potencia
utilizando en este caso una fuente conmutada.
2.1.1.- Circuito de potencia para motores de pasos.
Los motores de pasos proporcionan la fuerza de impulso en diseños mecánicos comandados
por dispositivos digitales, por ejemplo se les encuentra en el mecanismo de aiimentacidn de papel
en impresoras de línea, mecanismos de medición, de mezcladoras, etc.
En el motor paso a paso se aplican los siguientes términos: respuesta máxima, que es el
número máximo de impulsos por segundo que admite de forma aleatoria en los sentidos directo
o inverso y que se convierte en posiciones exactamente sincronizadas con estos impulsos.
Sohrevelocidad, que es la zona de alta velocidad a la que el motor paso a paso se mantiene en
sincronismo con la señal de mando, unidireccionalmente en el sentido directo o bien en el inverso;
en esta zona, el motor no puede pararse, ni arrancar, ni cambiar de sentido de giro, a menos que
se reduzca el número de impulsos a un valor inferior a la respuesta máxima; en caso de pérdida
de sincronismo en la zona de alta velocidad, el motor se parará y solo se pondrá en marcha cuando
la frecuencia de los impulsos se reduzca por debajo de la respuesta máxima. Ángulo depotemeim,
que es el ángulo de retardo del rotor con relación al eje del campo magnético cuando el motor
está energizado. Par dinámico máximo, es el par máximo obtenido en el eje dd motor cuando
se excitan sucesivamente los arrollamientos a una frecuencia del orden de los SHz. Par etUUeo,
es et par máximo que el motor puede mantener al excitar estáticamente sus arrollamientos.
Los motores paso a paso son actuadores electromecánicos que convierten impulsos eléctricos
en movimientos mecánicos, por lo tanto proporcionan una interfase natural con sistemas digitales.
Ante cada impulso de excitación, el eje de salida del motor gira un ángulo específico que se repite
exactamente para cada impulso sucesivo.
El sentido de rotación del motor viene definido por el sentido de excitación de los
arrollamientos. Estos están dispuestos en círculos según puede verse en la fig.2.1., y al ser
excitados con un impulso actúan sobre un núcleo de hierro dulce o un imán permanente y lo hacen
girar un ángulo 6.
Aunque, el motor de pasos está manejado por un conjunto de señales en la secuencia
apropiada, el motor en sí mismo manifiesta las características de un motor síncrono. En una de-
sús formas más comunes actúa como una máquina con doble excitación, lo que significa que
produce un par en estado permanente a una sola velocidad.
u
Bobkun
Rg.2.1. Komdám M motor pato apoto.
En el interior de cada zona de trabajo del motor, se puede arrancar, parar, o cambiar de
sentido, estando siempre en sincronía con los impulsos de excitación. Si la velocidad aumenta
unidireccionalmente, el motor entra en sobrevelocidad sin que sea posible su cambio de sentido
a menos que se reduzca la velocidad hasta la zona de reversibilidad.
La construcción del motor de pasos es bastante simple, consiste en un estator ranundo
equipado con dos o mas bobinas individuales y una estructura de rotor sin devanado. La
clasificación del motor de pasos se determina según el diseño del rotor. Si éste está provisto de
un imán permanente unido a su flecha, se le llama motor de pasos de imán permanente (PM),
la existencia del imán permanente proporciona al motor el equivalente de una excitación constante
de cd. Así cuando una o más de las bobinas del estator se energiza, la máquina se comporta
como un motor síncrono. Si no incluye el imán permanente se clasifica simplemente como motor
de pasos de tipo de reluctancia, los motores de este tipo poseen un rotor dentado o núcleo de
hierro dulce que tiende a alinearse con los polos bobinados dispuestos en el estator. Los motores
híbridos, incorporan combinaciones de las características de los motores paso a paso de imán
19
permanente y de reluctancia variable, el estator, está constituido generalmente por ocho bobina "
devanadas cada una en un polo provisto de un cierto número de pequeños dientes, el rotor contiene
generalmente dos polos con dientes separados por un imán axial.
Los detalles básicos de la construcción del motor de pasos PM se ilustran en la fig.2.2,,con
un estator de cuatro polos y una estructura de rotor de cinco polos.
(b)
eawron
I \\rE*l¿AÑ£MTá\ j
! ] p ¡s1 1
ENTREHIERHO
i esmroH
(a)
I
(c)
Fíg.2.2. Características de construdón delmootrdepasos PM;a) vista axial étl imán ptnm*tntt en ¡a flecha id mor;
b) sección toansvenal según el corte a-a ton los polos «fe/ rotor it polaridad S;c) sección transversal según el corte b-bconlos polos del rotor de pokriodad N.
La forma en que puede utilizarse el motor de PM para realizar un posicionamiento preciso
se explica al analizar la secuencia de los diagramas que aparecen en la fig.2.3. El punto de
partida está representado en la fig.2.3(a)., con la bobina A-A' energizada para conducir la corriente
de cd posiíiva de modo que el polo superior del estator tiene una polaridad N y el correspondiente
polo inferior del estator una polaridad S. Se supone que la bobina B-B' está desenergizada. El
roior mantiene esta orientación en tanto que las corrientes de la bobina del estator permanezcan
sin cambio. En esta posición, el par neto desarrollado por el motor de pasos es cero.
El primer paso en la secuencia está representado en la fig.2.3(b), al tener la bobina A-A'
en estado de desenergización y la bobina B-B' en estado de energización plena. El rotor se
muestra en la posición en estado permanente final que resulta en tanto que la bobina B-B' este
energizada con corriente positiva (es decir, así que el polo izquierdo tenga polaridad N y el polo
derecho adopte la polaridad S). El desplazamiento neto del rotor por esta conmutación en la
excitación de la bobina en este caso es de 18", una vez que el rotor adopta la posición descrita en
la fig.2.3(b), la orientación de los polos del rotor con respecto a la nueva localización los polos
del estator es idéntica a la que aparece en la fig.2.3(a), asi que el rotor una vez más está en
equilibrio.
Considérese ahora que se desenergiza la bobina B-B' y que la bobina A-A' se vuelve a
energizar pero esta vez con la corriente fluyendo en la dirección opuesta. El polo superior del
estator adopta una polaridad sur (S) y el polo inferior del estator toma una polaridad norte (N).
En consecuencia, la nueva configuración del flujo del estator (en la fig.2.3(c)), ejerce un par en
la orientación del rotor de la fig.2.3(b). El par consecuente desplaza al rotor con una rotación
adicional de 18 en sentido contrario al de las manecillas del reloj (ccw) con el objeto de alcanzar
la nueva posición de equilibrio que se ve en la flg.2.3(c). En el siguiente paso de la secuencia,
la corriente en la bobina A-A' se interrumpe, mientras que la corriente en la bobina B-B'se
reestablece pero en la dirección inversa. Entonces los polos del estator adoptar. la polaridad
descrita en la fig.2.3(d), la cual a su vez, produce un par sobre el rotor para dar aún oiro
desplazamiento de 18° en la dirección ccw. En otras palabras, el rotor se mueve a la nueva
posición de equilibrio donde se encuentra S4 alineado con el polo N asociado a la bobina B-B'.
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5 w
Flg.2.3. Indexation del rotor en la dirección te» en el cielo completo de la excitación de ka bobinasA-A '/B-B' en secuencia a su poso por los ralonsoositiro y nttatiro.(a) Bobina A-A' energizada con orientación N-S; bobina B-B' desenergizada. Comentario: punto departida.(b) Bobina A-A' desenergizada; bobina B-B' energkada con orientación N-S. Resultado: el rotor amnzM/9» en car desde su pomaén en (a).(e) Bobina A-A' energbnda eon corriente inner* ton orientation S-N; bobina B-B' éuenergitmdm.Resultado: el rotor tunanta / * en ccw en adido* a MU posición en (b).(d) Bobina A-A' desenergizada. Bobina B-B' energkada con corriente inversa ton orientación S-N.Resultado: el rotor anaua ifr adicionales en cew desde su posición en (c).(e) Bobina A-A' energkada con corriente positiva con orientación N-S, bobina B-B' desenergizmda.Resultado: el rotor avanat IS1 adicionales pan dar un totalde 72'o un paso polar del rotor correspondientea un cido +- eicUadon de la bobinas delestatoren (e) corresponden exactamente al punió de partida en(a), excepto por la notación.
Si se energiza la bobina A-A', el resultado consiste en mover S5 para alinearlo con el polo
N superior del estator. La nueva posición de equilibrio puede verse en la fig.2.3(e). Obsérvese
que esta última orientación es idéntica a la primera excepto que la estructura completa del rotor
ha sido indexada a través de un desplazamiento total, igual a un paso polar del rotor, o 72° en
este caso. También nótese que en un estator de dos bobinas (o dos fases) con dos estados (positivo
y negativo), se requieren cuatro operaciones de conmutación para completar un ciclo de
conmutación, lo que a su vez produce un desplazamiento neto cíe un paso polar del rotor. O
24
bien, dicho de otra manera, cada conmutación de la excitación del estator produce en el rotor un
desplazamiento de un cuarto del paso polar del propio rotor. La acción de pasar, manifestada
por este motor en respuesta a la excitación en secuencia alternada de las bobinas del estator, es
la razón por la que se llama motor de pasos.
La dirección de la rotación del motor de pasos se puede invertir si es necesario con solo
invertir la secuencia de la conmutación. Así, en la fig.2.3(b), si la excitación de la bobina B-B'
se invirtiese, la acción del par desarrollado sería el de desplazar SS en la ftg.2.3(a) hasta una
posición de alineamiento exacto con el flujo del polo N en la que estaría la bobina B'. El resultado
es un desplazamiento en sentido de las manecillas del reloj de 18", a diferencia del desplazamiento
en sentido contrarío que ocurre cuando B se hace producir una polaridad N.
La descripción anterior del método de operación del motor de pasos, permite entender que
la acción de dar los pasos depende de una secuencia específica de conmutaciones que sirven para
energizar y desenergizar las bobinas del estator. Para alcanzar este objetivo, se recurre a un
esquema práctico que consiste en una unidad de amplificación integrada por transistores, en la
que se hace que conmuten en corte y saturación secuencialmente, según las señales que se originan
desde un circuito de control apropiado de la lógica de traducción. En la fig.2.4., se muestra un
diagrama de bloques de ese arreglo. La unidad de amplificación proporciona la excitación de
ctl a ¡as bobinas A-A' y B-B' a través de un conjunto de cin.uii.us que operan como interruptores
y que son controlados por el bloque de lógica del traductor.
25
i Sumlnit- ,¡ -tro de ¡
potencia;0fí C«
Unidad efeamplificación
Motor¡ mecánica ¡
Logicé! ete traducción
Fig.2.4. Diagrama de bloques tlel motor Jt pasos j su suministro de cn»mtmnUm.
En la fig.2.5., se muestra un circuito de uso común en la unidad de amplificación de los
motores de pasos. Este circuito utiliza pocos componentes electrónicos y un conjunto de circuitos
de polarización simple en los transistores de conmutación. Cada bobina de rase del motor de pasos
que se utiliza con estas unidades, está equipada con una terminal central de derivación y la lógica
de conmutación de los transistores está dispuesta de modo que la corriente fluya por una sección
a la vez. La inversión de la polaridad en el poto magnético se obtiene dirigiendo la corriente ya
sea hacia una sección o hacia la otra. Este arreglo se conoce como unidad btfi&ar unipolar, se
le dice unipolar, por que los extremos de ambas secciones de bobinas permanecen conectados al
lado negativo de) suministro de potencia durante la operación, a diferencia del caso bipolar donde
la conexión se alterna entre el lado positivo y el lado negativo de la fuente.
26
Suministro
potoncia T
Q • - - •
i yTMT' Boblnt B
03 04 -*- Oí
Conjunto do circuitos d» control de ¡a lógica d* traducción
Fig.2.S. Unidad amplificadora de tipo bifiBar. unipolar. Cada Mim dtfiae del motor de patos nfcaeequipada con um conexión ctatnd de dirbmdé*.
Se encuentra, que la escala de la potencia de salida de los motores de paso varía desde
aproximadamente de 1W hasta 2.235KW. En términos de sus dimensiones físicas, los motores
más grandes se fabrican con diámetros hasta de 7 pulgadas, mientras que las más pequeñas se
construyen en forma de pastilla con diámetros tan pequeños, como una pulgada.
También se dispone de varios tamaños de paso en los motores de pasos. Se pueden adquirir
con tamaños de paso tan pequeños como 0.72° o tan grandes como 90°. Los tamaños de paso
más comunes son 1.8°, 7.5° y 15°. Para conseguir un tamaño de paso de 1.8° en un motor de
tipo PM se necesita diseñar el estator con 40 polos y el rotor con 50 polos (o ranuras).
í n forma de una curva de par velocidad de! motor de pasos es como la que se representa
en la fig.2.6, las velocidades indicadas de este motor en particular se alcanzan como resultado
de programar ¡a secuencia de conmutación con la repetición apropiada. Por ejemplo, con el
objeto de dar 1 revolución por segundo, se necesita que la lógica de traducción conmute un paso
del motor de 1.8"' a razón de 200 pasos por segundo. Cualquier intento de operar este motor a
razón de cinco revoluciones por segundo fallaría, por que el par caería en cero. Esta disminución
del par, es atributóle a los efectos de los voltajes inducidos por velocidad en las bobinas de fase
en las altas velocidades, así como a la inductancia de esas bobinas. Se dispone de circuitos de
compensación los cuales pueden duplicar la escala de velocidades útiles, pero esto tiene el costo
de la complejidad incrementada de los circuitos de las unidades de amplificación.
400
Fig.2.6. Curva par-velocidad 4* un motor de pasos PM operado en pasos completos.
Una de las ventajas principales del motor paso a paso es su característica de control de la
posición o de ¡a velocidad del elemento final de actuación (por ejemplo: válvula de control
industrial, máquina herramienta de control numérico, platina de microscopio, etc.) sin necesidad
de realimentación del valor de estos parámetros, es decir, el motor se coloca en la posición final
gobernada por el controlador de forma exacta (admitiendo únicamente el error de escalón entre
dos posiciones sucesivas) sin que haya que realimentar la señal de error al controlador.
28
El motor de pasos (paso a paso) presenta otras ventajas: respuesta rápida de menos de 1 ms.,
es insensible a las vibraciones lineales o a los choques, su vida útil es muy larga, es insensible a
las variaciones de tensión y a la amplitud de los impulsos y su posicionamiento es exacto. Sus
características anteriores son muy adecuadas para las siguientes aplicaciones:
a) Motor de frecuencia variable.
b) Motor de corriente continua sin escobillas.
c) Servomotores en circuito abierto sin realimentación.
d) Motor de señal de entrada digital.
e) Motor síncrono con la ventaja adicional de poder trabajar
en la zona de "sobrevelocidad" admitiendo el sincronismo
unidireccional.
0 Para controladores que requieran una presiden en cuanto a
desplazamiento.
EL arreglo utilizado para la etapa de potencia en el circuito diseñado y presentado en éste
proyecto es el de la unidad bifitiar unipolar. Este es un circuito de uso común en la etapa de
potencia de los motores de pasos, una de las ventajas más importantes como ya se menciono, es
que utiliza pocos componentes electrónicos en comparación con otro tipo de circuitos (por ejemplo
la unidad bipolar). El arreglo utilizado se muestra en la fig.2.7.
En la unidad bifiliar unipolar, los transistores actúan como conmutadores, en configuración
básica de emisor común, los diodos (diodos de supresión) tienen el propósito de mantener una
trayectoria después del disparo de un inierruptor <lc transistor , con el fin de proteger a los
transistores del efecto inductivo de los devanados del motor.
29
6V/10A-
L_J-
i\ fío/*
oí
I AM i
e* -
OÍ
o*
L-
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os
Amarill» I
-+:"r0«
Q3
Rb Rb Rb Rb
fíg.2.7. U*U*léemiri/itatlá* «Bhaái.
En el caso de los motores de PM (magneto permanente) e híbridos de cuatro fases, al utilizar
el sistema de excitación unipolar de cuatro pasos siempre dos fases están polarizadas durante la
operación del rotor, de tal forma que el actuador presenta una mayor efíciencia en comparación
de cuando únicamente se polariza una sola fase.
Con base en las características obtenidas de la placa del motor de pasos utilizado, las cuales
son:
FUJI STEP-MOTOR (PM TYPE).MODELO GPF2945-2A.ÁNGULO P/PASO 1.8°.VOLT. CD. 1.8V.AMP. CD. 4.8A/FASE.FUJI ELECTRIC CO. LTD.
Se obtiene que el consumo de corriente por devanado o fase es de 4.8A. Por lo tanto es
necesario un transistor de conmutación que tenga corriente de colector mayor a 5 A. Para
satisfacer este requisito se eligió un transistor Darlington NPN TIP142 (apéndice A] cuyas
características principales son: hrs = 500. l't, = 3V, f , = 10mA, lc =5A.
La corriente de excitación de una rase es la que debe manejar el colector del transistor
(utilizado en la unidad biñliar unipolar de la fig.2.7), de tal forma que lc = 5 A. Tomando en
cuenta los valores antes mencionados, para obtener el valor de la resistencia de polarización de
ia base (de la ñg.2.8.) se tiene:
Donde:
Rb= resistencia de polarización de base.
i ,„ = tensión de entrada.
1 ,. = tensión base emisor.
I h = corriente de excitación de la base.
Sustituyendo los valores de las características en la relación (2.1) se tiene que:
g»-(5~_3*-200fl (2.2)
se eligió un valor comercial de 22QQ.
Vcc
Oí
• ^ R b -
¿ Vi»
Para proteger a I» fuente de alimeotacián de lo» efecto» producidos por d efecto inductivo
de los devanados dd autor, se utilizó una red confonnad» por wdhido y «w>pfM»wrii<fit.2.7>
donde:
( 2 . 3 )
siendo: l' cc = Voltaje de entrada, V a = Voltaje de polarización del diodo e / r = Corriente de
colector; el valor utilizado para Rp es de 0.5Oconsiderando ésto:
'>p = ' c ' ? p - ( 1 0 2 ) ( 0 . 5 ) * ; 5 0 l , (2.4)
de tal forma que la potencia del resistor es de 50W (watts). El diodo utilizado en cada red es ei
IOR60S05 [apéndice BJ.
32
Se constituyó una etapa de protección basada en optoacopladores con el propósito de aislar
al circuito de mando del circuito de potencia. Este circuito de prolección está constituido end
optoacoplador TQL117 [apéndice BJ.
En la fíg. 2.9, se muestta el diagrama eléctrico del optoacoplador. Donde R ( se calcula
por medio de:
(2.s,
donde i cc = Voltaje de entrada, I' f = Voltaje de polarización en sentido directo, i 0¿ = Voltaje
de salida en estado bajo (cero lógico) dd 74LS06 e / f = Corriente de polarización en sentido
directo, en la practica se uso R < = 18Ofly/f2 = S6D, ésta última con d fin de fijar d nivel del
voltaje para corte y saturación.
5V SV/10A
TIL117
/4LÜO6 -
Fig.2.9. Diagrama eléctrico de la etapa optoacopladora.
JS
2.1.2.- Oradlo át mando.
El elemento principal de este diseño es el nC 87 48 - 8, el cual proporciona el plan lógico
para cada ciclo de conmutación.
Las características principales son (apéndice C]:
- Fuente de alimentación de 5 Ved.- 40 Pines (terminales).- 5 . 0 jx s. Duración de ciclos.- Todas las instrucciones ! o 2 ciclos.- 8 Niveles de pila.- 2 Bancos de registro.- Fuente de frecuencia RC, XT AL o externa.- 8-Bit CPU, ROM, RAM, I/O.- 1K x 8 EPROM, 64 x 8 RAM, 27 I/O Lineas.- Contador de intervalos de tiempo o eventos.- Fácilmente expandióle memoria y I/O.- Compatible con la serie 8000.- Nivel sencillo de interrrupción.
El puerto 1 y el ducto de datos se conectan a un reforzador (buffer) 74LS244, con el ñn de
proteger al microcontrolador, manteniendo el nivel de corriente demandado por los elementos
periféricos (indicador [apéndice B] y teclado). El puerto 2 se conecta a un seguidor de nivel
lógico (74LS06), con la ñnalidad de polarizar a la etapa de optoacopladora y proporcionar la
corriente necesaria que esta etapa demanda.
Para detectar la posición inicial de la sonda eléctrica, se utiliza lo que llamaremos Circuito
Detector el cual está constituido por un Diodo Emisor de Luz ¡nflarrojo (LEDIR, SY-IR531) y
un Fototransistor (SY-54PTR/npn). El LEDIR y el Fototransistor se colocan de tal forma que
cuando la sonda eléctrica llega a la posición cero, debido al diseño mecánico, interrumpe la
incidencia de la luz inflanoja al fototransistor, por lo cual se obtiene un 1 lógico (5 volts), en la
línea 4 del puerto 1 del microcontrolador, indicándole a éste que la sonda eléctrica está en posición
inicial (cero).
Las características del LEDIR como del fototransistor son:
LED inflarrojo (SY-IR53L)
Porcentajes máximos (absolutos 25*Q.
- Voltaje de polarización (a 20mA): 1.6V.
- Voltaje inverso: 3.0v.
- Corriente de polarización: lOOmA.
- Corriente inversa: 100HA.
Características eléctricas.
- Voltaje de polarización: 1.3v.
- Corriente de polarización: 20mA.
- Ángulo de dispersión: 20°.
Fototransistor (SY-54PTR npn)
Porcentajes máximos (absolutos 25°).
- Voltaje colector-emisor: 30v.
- Voltaje emisor- colector: 5v.
Característica eléctrica.
- Corriente (VL, = 5 v , H, = 25): 20mA.
El valor de R ¡ se obtienen de la siguiente manera:
If 20(2.6)
donde V rr - Voltaje de entrada, V r = Voltaje de polarización en sentido directo e / F = Corriente
de polarización en sentido directo, el valor utilizado para R i es de 180Q, El diagrama eléctrico
se muestra en la fig.2.10. Debido a que * 2 se usa para polarización del colector por lo regular
se maneja de 1KI2
sv
"i )i O74LS24*SY-ÍR63LÚ > £ •>•[• SY-64PTH^4
fíg.2.10. Diagrama tlítuit» Mftto-ttmter.
El diagrama electrónico del circuito diseñado para el sistema de control de posición pan
la sonda eléctrica se muestra en la figura E-1 del apéndice E, al igual que el diagrama del circuito
impreso (figs. E-2 y E-3).
2.1.3.- Fuentes de conmutación.
El sistema de potencia diseñado en reguladores lineales son voluminosos, ineficientes y
obsoletos para muchos diseños de sistemas actuales. La tendencia natura!, sin embargo, ha estado
dirigida al desarrollo de sistemas de potencia con menor tamaño, bajo peso, alta eficiencia 1i
utilizando fuentes de potencia de conmutación.
Los reguladores de conmutación pueden suministrar grandes corrientes de carga a voltajes
bajos, razón por la cual se utiliza para la alimentación del motor de pasos del sistema de control
de posición.
Las fuentes de potencia conmutadas han sido usadas en algún tiempo por la industria militar
y del espacio, debido a su menor tamaño y alta eficiencia. En 1975 las fuentes de potencia
conmutadas eran de mayor costo efectivo que las fuentes de potencia lineales.
En la fig. 2.11. se muestra un diagrama a bloques de una fuente de potencia típica de
conmutación, la cual consiste de cuatro circuitos básicos:
1.- Rectificación y filtración de entrada.
2.- Inversor de alta frecuencia.
3.- Rectificación y filtración de salida.
4.- Circuito de control.
El voltaje de línea de CA es aplicado a la entrada de un circuito de rectificación y filtración.
La salida del rectifícador y fíltro en voltaje de CD es conmutada a alta frecuencia (por lo general
de 25 a 100 Khz) por el transistor de conmutación en el circuito inversor de alta frecuencia. Este
circuito contiene otro transformador :•> :-^¡:~!or de n!tr. froeu.r.oia, ¿¿pcr.dicr.do de! voltaje -iz
salida requerido.
La salida del circuito inversor de alta frecuencia es aplicado al circuito de rectificación y
filtración de salida. El circuito es monitorcado y controlado por el circuito de control el cual
TIRPtiene !a saüda a un nivel constante.
3T
4--
fíg.2.11. Diarmm tbhptttée mmjm
El circuito de control consiste en un oscilador manejando a un modulador de ancho de
pulsos, un amplificador de error y un voltaje de referencia para la precisión. El amplificador
de error compara la entrada del voltaje de referencia con una muestra dd voltaje dd circulo de
salida dd rectificador y del filtro. Como se incremente la carga, d voltaje de salida baja, d
amplificador de error muestrea esta disminución y causa que d modulador de ancho de pulsos
permanezcan en la amplitud del período de tiempo, repartiendo d control dd ancho de pulsos al
transistor de conmutación.
El ancho del pulso determinado como !a amplitud del transistor de conmutación, determina
la corriente que fluye a través del transformador de alta frecuencia y por consecuencia, la cantidad
de voltaje disponible a la salida. Si la carga disminuye, son enviados pulsos más angostos al
transistor de conmutación hasta que el voltaje de salida vuelve a un valor constante.
T os rejníadnres <*i* conmutación usan c! ciclo de trabajo encendido-apagado del transistor
de conmutación para regular el voltaje y la corriente de salida. Utilizando una frecuencia mucho
3t
más grande que la frecuencia de Ifnea (por lo general de 20kHz a SOOkHz), los transformadores
chokes, capacitores y otros elementos de filtración pueden ser pequeños, ligeros y menos costosos.
Los elementos pequeños utilizados en los reguladores de conmutación dan como resultado pequeñas
pérdidas de potencia que los componentes más grandes utilizados en los reguladores lineales. Los
elementos de mayor costo de una fuente de potencia conmutada son los transistores de conmutación;
siguiendo en orden descendente, se tiene a los componentes magnéticos, capacitores y
rectificadores.
2.1.3.1.- Circuito de control para regulations de conmutación.
La mayoría de las fuentes de potencia conmutadas actuales son del tipo de modulación de
ancho de pulso (pulse-width-modulated "PWM"). Esta técnica varía el tiempo de conducción
para la conmutación del transistor durante un periodo para el control y regulación del voltaje de
salida para un valor predeterminado. Sin embargo, otros métodos pueden ser usados para el
control y regulación, el método de PWM ofrece excelentes resultados, tanto en la regulación con
carga, como la estabilización du:ante las variaciones de temperatura.
En recientes años varios circuitos integrados han sido desarrollados, estos incluyen las
funciones necesarias para el diseño de fuentes de potencia conmutadas con la ayuda de pocos
componentes externos. En este trabajo solo se contempla al circuito de control de tipo PWM
TL494 cuyas características se anexan en el apéndice C.
El TL494 es circuito de control PWM a frecuencia fija, al cual se le incorporan los bloques
necesarios para el control de una fuente de potencia con polaridad sencilla o polaridad doble. En
la fig.2.11A, se muestra un diagrama a bloques de! TL494. internamente se obtiene una línea |
39
de diente de sierra, su oscilación depende de la programación de la frecuencia dada por dos
componentes extemos, R T y C T, que se conectan a las terminales 5 y 6, respectivamente. La
frecuencia es determinada por:'9'
ose
1,1RTCT
(2.7)
Con la salida del modo de control (terminal 13 del TL494) conectada a la linea de refer
los pulsos enviados al flip-flop dirigen ks pulsos modulados para cada uno de k» transistores de
salida alternadamente para la operación push-pull. La frecuncia de salida es igual a la mitad de
la del oscilador.
SALIÓ* oe uoooOt COHTñOL voc
CUTRAO* OELCOUfUPADOfí
ano
I¡ ! •
*£FMEHCIA
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Fig.2.tlA. Diagrama a bloques del coMrotador TL494.
40
La salida también puede ser tomada de Ql o Q2, cuando opera una terminal sencilla con
un ciclo de trabajo máximo cuando menos del 50% es requerido. Cuando es requerida una
corriente de salida alta para una operación terminal sencilla, Ql y Q2 pueden ser conectados en
paralelo, y la terminal de control de modo de salida puede ser aterrizada desactivando a! flip-flop
La frecuencia de salida sera igual a la del oscilador.
2.1.3.2.- Etapa de salida.
En general la sección de salida de cualquier fuente conmutada consta de voltajes CD simples
o múltiples, los cuales son derivados por la rectificación directa y la filtración del voltaje del
transformador secundario y en algunos casos filtración por reguladores lineales. Esta salida de
corriente directa es normalmente de bajo voltaje, y capaz de entregar un nivel de potencia suficiente
para el manejo de componentes y circuitos electrónicos. Los voltajes de salida más comunes
son: I 5V CD, ! 12V CD, ! 15V CD, ! 24V CD, o I 28V CD, y su capacidad de
potencia puede variar desde unos pocos watts hasta varios miles de watts. La rectificación y
filtración utiiizada a la salida de fuentes de potencia conmutadas depende del tipo de regulador
que se utiliza.,)0)
El regulador utilizado en el proyecto es del tipo reductor, el cual se muestra en la fig. 2.12.
Los pulsos rectangulares de la base saturan y cortan alternativamente el transistor de paso durante
cada ciclo. Esto produce un voltaje rectangular en la entrada del filtro LC. Este filtro bloquea
la componente de CA pero permite el paso de la componente de CD hacia la salida. A causa cié
la conmutación encendido-apagado, el valor promedio es siempre menor que e! voltaje de la
entrada. Por ello él circuito constituye la versión reductora.
41
E! regulador conmutado reductores extremadamente importante ya que se usa ampliamente
en fuentes de potencia de computadoras. La idea principal es que el transistor se comporta como
un conmutador, en teoría, un conmutador no disipa energía cuando está cerrado o abierto, en
realidad ur transistor que actúa como conmutador no es perfecto y disipa alguna potencia, pero
ésta es mucho menor que la disipada por un regulador serie o lineal.
Fig.2.12. Circuito regulador 4e conmutado* tipo néuctor.
El diodo está conectado del emisor a tierra, esto es necesario debido al regreso inductivo,
un inductor siempre tratará de mantener constante la corriente que circula por él. Cuando el
transistor se corta, el diodo continúa proporcionando una trayectoria para la corriente a través
del inductor. Sin el diodo, el regreso inductivo podría producir suficiente voltaje invertido capaz
de destruir el transistor.
El voltaje de salida es retroalimentado al generador de pulsos. Si el voltaje de salida trata
de aumentar, el ciclo de trabajo decrecerá. Esto significa que pulsos más estrechos excitarán al
filtro LC y su salida disminuirá. Con el fin de obtener un voltaje de salida estable el voltaje de
salida es muestreado y retroalimentado. Es decir, si la ganancia de lazo es alta, podemos producir
un voltaje de salida muy estable.
42
El transistor de conmutación debe ser capaz de manejar un voltaje colector-emisor pico al
estar en bajo (apagado) y una corriente de colector pico al estar en alto (encendido). El voltaje
pico que debe soportar el transistor es:"0*
1/ < " - m a x (
1-Omax
donde V, „. ,,,ax es el voltaje de entrada de CD máximo, y 6 max es el máximo ciclo de trabajo. Ya
que el ciclo de trabajo es relativamente bajo, normalmente del 50%, en la práctica se toma el
valor aproximadamente de 0.S, sustituyendo en la relación (2.8) se tiene que:
V = 91'v C F . m a x ^ * t n . m a x
El segundo criterio de diseño en la etapa del transistor es el relacionado con la corriente de
colector dada por:
lc = ̂ (2 .10)
donde / L es la corriente pico a través del inductor y n es la razón de vueltas entre el primario y
el secundario. En la fig.2.13., se muestran las formas de onda asociadas correspondientes ai
regulador de bajada,"0' mediante las» cuales se observa lo comentado respecto al voltaje pico que
4)
debe soportar el transistor.
•*• .
Fig.2.13. Setales asociadas con el circuito regulador deconmutado* del tipo reductor.
En resumen el voltaje de salida de esta configuración siempre es menor que el voltaje de
entrada. Los interruptores de conmutación del voltaje de entrada de CD proveen un ancho de
pulso variable a un filtro sencillo LC. Cuando el conmutador está encendido el voltaje de entrada
de CD es aplicado a través del filtro y la corriente fluye por el inductor a la carga. Cuando el
conmutador está apagado, la energía almacenada en el campo del inductor mantiene ¡a corriente
a través de la carga. En el circuito reductor la comente pico conmutada es proporcional a la
corriente de carga. El voltaje de salida es igual al voltaje de entrada por el ciclo de trabajo, es
decir, el voltaje de salida es directamente proporcional al ciclo de trabajo (b) y esta dado por:
sal (2.11)
44
2.1.3.3.- Diseño de una fuente a SOW de potencia (SV/10A).
Este diseño se basa en el circuito integrado TL494. Se diseño a una potencia de SOW
debido a los requerímientos de consumo del motor de pasos descrito en la sección 2.1.1. Los
parámetros a considerar son:
l ' . . i = 5 V
l \ . =43 .8V/ ,„ , = 1 0 A/ = 2 0 kHz frecuencia de conmutaciónV s = I00mVpicoapico(l'r¡M)A / L - 1.10 A corriente de cambio del inductor
2.1.3.3.1.- Etapa de entrada.
Se utiliza un transfonnador de bajada de 31V en el secundario (fig. 2.14.). La corriente
de salida y voltaje son determinados por las siguientes ecuaciones:
( 2 . 1 2 )
lree«nProm>~\ ^ J ( ' sai) " ^ ( 1 0 ) - 1 .14.4 ( 2 . 1 3 )
El puente rectificador de onda completa esta compuesto por diodos 1N1204, cuya
información se encuentra en el apéndice B. El valor del nitro capacitivo es determinado por:i"i
2 4~3/C > rectif > 2 7 , 0 0 0 M . / (2 .14 )
V O
se seleccionó un condensador de 25.OOCM / a 50V.
SECUNDARIODEL
TRAHFOfíUAOOfí
fíg.2.14. EMfa ét tntroéa.
2.1.3.3.2.- Circuito de control de la fuente conmutada (TL494).
La frecuencia de oscilación en el TL494, es controlada por la conexión externa de un
capacitor (C T) y una resistencia (R T) en sus terminales. Al proponer una frecuencia de / =
20kHz y el capacitor C T = O.OOln/ el valor de la resistencia RTsc obtiene mediante:
1 1D _
7 fcT (2o3)(o.oor6)50A:n (2.15)
El amplificador de error compara una muestra de la salida de 5 V con un voltaje de referencia,
y ajusta el ancho de pulsos con el ñn de mantener constante el voltaje de salida como se muestra
en la fig. 2.14a. El TL494 proporciona internamente una referencia interna de 5 V en su terminal
14 la cual es dividida a 2.SV por R3 y R4. La señal de error de salida también es dividida a
I
46
2.5V por R8y R9 (para que la salida sea regulada exactamente a SV. se utiliza un potenciómetro
de lOkOen lugar de R8 y R 9.). La estabilidad en el circuito amplificador de error, se incrementa
debido a la retroalimentacion de la salida a la entrada inversora a través de R7.
!#»<*'" ' -TL494\
#M •
í• 6.1 K 51K
R7
fíg.2.14a. SteeUm M tmftjfitmdor it error.
La fuente esta diseñada para una corriente de carga de 10A y una corriente de cambio
oscilatoria de 1.10A; sin embargo la corriente de corto-circuito debe ser:
se -¡ sai 'sl0'^A (2.16)
En la fíg.2.15, las resistencias RI y R2 envían una referencia de aproximadamente IV a
la entrada inversora del amplificador limitador de corriente. Cuando es requerida la máxima
corriente se reduce paulatinamente el ancho de pulso. Con el fin de reducir el efecto de la
corriente de desbalance se coloca la resistencia R11 '<12<.
47
/Ml1
Fig.2.¡S. Cirtuito limitador de conititíe.
El sobrevoltaje inicial que ocurre al cargarse el capacitor del nitro de salida se reduce, de
tal forma que se dispone de un control de tiempo muerto implementando un circuito de arranque
gradual "soft-start" como se muestra en la fig.2.16., relativamente simple.
El circuito de arranque gradual permite que el ancho de pulso a la salida se incremente
lentamente, como se muestra en la fig.2.16., debido a la aplicación de una señal de rampa, a la
entrada de control de tiempo muerto (terminal 4). Inicialmente el capacitor C2 permite llevar
la entrada de control de tiempo muerto a SV que es el voltaje de referencia, desactivando las
salidas (100% tiempo muerto). Como el capacitor se carga a través de Rb, el ancho de pulso
de salida incrementa lentamente hasta que el control lo disponga. Con un resistor la razón de
1:10 dada por £6 y R7', el voltaje en la terminal 4 es de 0.1X5V ó 0.5V.
El tiempo que tarda en cargarse C2. (ecuación 2.17) debe estar en el intervalo de 25 a 100
ciclos de reloj, esto se hace con el fin de eliminar las señales falsas que se generan en el circuito
de control. Se seleccionaron 50 ciclos de reloj con una frecuencia de 20 kHz.
/
120kHz
por ciclo de reloj.
El valor del capacitor se determina por.i"i
^duración arranque gradual
(50pis)(50 ciclos) _
seleccionando un capacitor con valor comercial de 2.2p F.
4t
(2.17)
(2.18)
C2- 2.5 or
VOLTAJE DE LATERMINAL 4
VOLTAJE DE LATERMINAL S
OSCILADOR
—
ose
I -_
-o -d
rus*
V k'MANEJO rLTLTLTLTL
Fig.2.16. Circuito <k arranque gradual 'saft-sUat*.
2.1.3.3.3.- Elementos del regulador áe conmutada*.
El circuito regulador de conmutación utilizado es dd tipo reductor d cual se explicó en la
sección 2.1.3.2. El inductor utilizado (fig.2.17)para la frecuencia de conmutación te determinó
por medio de:
Jton = J - lOOpis (2.19)
donde ton es el tiempo de encendido.
(2.20)
El valor de diseño de la inductancia para la frecuencia de operación seleccionada fue de 3.S
raH. Por otra parte el valor mínimo del capacitor C3para mantener el voltaje de rizo menor que
100 mV, es calculado de acuerdo a:"3'
¿ 1.10C3 > r-77— * = * 69\xF (2 .21)
8 fAVsal 8Ar203.V0.1
Se selecciona un capacitor electrolítico de 220 n F; y el diodo 1 NI 188 [apéndice B}.
so
cs - • * • *
Ftg.2.17. Circuito ngukiorét conmutado» utilizado.
2.1.3.3.4.- Transistor conmutador de potencia.
Los transistores de conmutación seleccionados son los 2N6287-PNP [apéndice A] cuyas
características principales son:
KBVgg
BVCBO
IrIB
= 250= 2.8V= 100V= 10A= 40m/
Los transistores se conectaron en configuración Darligton, tal como se muestra en la fig.
2.17a. La resistencia R10 se calcula de la siguiente manera:
1 in V ft/:K | 0 ^ - ~ VOOi¿ {¿..¿¿)
Se seleccionó una resistencia con un valor de 1 A' fi para RI O. La resistencia R11 se coloca
con el fin de disminuir la corriente térmica del transistor de conmutación, se seleccionó un valor
de 1 K O.
51
r_Xíl £JLL-,
Fig.2.17a. Transistor it commmeiSn tm amfigurmeUm étuBgp*.
El diagrama electrónico del circuito diseñado para la fuente conmutada se muestra en el
apéndice E-4 a) igual que el diagrama del circuito impreso (apéndice E-S).
2.1.3.4- Diseño de una fuente a 1SW de poterna* (5V/3A).
Esta fuente se diseñó para proporcionar el suministro de energía al circuito de mando pora
el sistema de control de posición de la sonda eléctrica. Al igual que la fuente anterior el diseño
se realizo con base al circuito integrado TL494. Dado que las ecuaciones de diseño son las
mismas a las del punto 2.1.3.3, solo se reportan los valores obtenidos:
1 sal
f
= 5 V
= 18.4 V
= 3 A
= 20 kHz frecuencia de conmutación
= 100 mV pico a pico (1 „.„)
= 1 A corriente de cambio del inductor
52
ELEMENTO
C (de la etapa de entrada)
C2 (etapa del cto. de control)
L (elementos del regulador de
conmutación)
C3 (elemmos del regulador de
conmutación)
VALOR TEÓRICO
19,0001/
2.5n/
1.34mH
62(i/
VALOR PRACTICO
19.00QX/ y 12H/ y el
puente rea.
KBPC25-O2
2.2u/
1.5mH
22O¿/ y el diodo
IOR60S0S
En lo que respecta a los transistores de conmutación, se seleccionaron los TIP147-PNP
[apéndice A] cuyas características principales son:
BVe,,
BVCEO
IB
= 500
= 3V
= 100V
= 10A
= 40mA
Los transistores se conectaron en configuración Darligton, tal como se muestra en la fig.
2.17a. En éste caso:
ELEMENTO
Rio
VALOR TEÓRICO
307 íl
VALOR PRACTICO
Z7on
2.2.- Software.
Por software en este proyecto, se define como el conjunto de instrucciones que gobiernan
la operación del sistema de hardware y que lo hace funcionar.
El microcontrolador cuenta con una memoria EPROM (memoria programable de solo
lectura), la cual almacena el programa en código hexadecimal, basado en el conjunto de
instrucciones propias del microcontrolador [apéndice Cj; el listado del programa se incluye en el
apéndice D.
Las instrucciones del programa que controlan el hardware, son tales que equivalen al
desplazamiento de 1 mm de distancia de la sonda eléctrica por cada 8 pasos del motor. La condición
de desplazamiento de la sonda eléctrica en el interior de la cámara de descargas es en pasos de
milímetros hasta recorrer una distancia de 100mm.
Cuando se energiza el sistema (en la fig.2.18 se presenta un diagrama a bloques
correspondiente a la secuencia del programa, en donde las Rx son los registros del
microcontrolador), el programa aplica la secuencia lógica de conmutación que coloca a la sonda
eléctrica en la posición inicia] (cero desplazamiento, la rutina está etiquetada con Ll); esta posición
es detectada por el circuito de mando mediante el arreglo del diodo infrarrojo y el fototransistor
receptor (como se menicionó en la sección anterior).
ORG OOOOH !Limpia memoria \
Cmioca la toada empetición iaiciai -LI-
1 Indica posiciónI actual cero
I 'LSO'
^n
| Lectura de dígitos Iii-M la an. posición]•'
<**: M_f. **•> I
Ajuste del cad. delteclado al cód. hex.
• DBLI. TBC
ladica la posldómanterior (Rl) -L3-
1¡Despliegue de dígitos
1 y 2 -L3- ¡L
(B)
Almacena el últimodígito (4ms) tJ¡ R¿'
í
(A
55
í B
'L39'
Indica la posiciónicíual (R4) -L3-
lAanda stc. íóg. con.! para el PM según la
muera lectura -DEL-
Ijttttm R6' RS' y R4'al cód. de la lectura
Deipliega la lecturaalmacenada en R3
-DBSr. DBLl-
NO
'CANC
/ Parición \conecta
: Coloca isea posición iaisiel
i -LJ- I
[Almacemsk la Á
"i anterior de Is sondaen Kl j la ara. en R4
Fig.2.18. Diagrama a bloque, ec ••-?:p<fs£erJe ::.". •.:;.' :.:u ¿.i ¡ . o — : .
Una vez que la sonda eléctrica se encuentra colocada en la posición inicial, ei programa
realiza un ciclo de espera (la rutina está etiquetada con L30) hasta que se oprima cualquiera de
los interruptores "*" o "#". Estos realizan las funciones de: mostrar la lectura de la posición
anterior de la sonda eléctrica (la rutina está etiquetada con 1.5 y la lectura está almacenada ¿r. R i}
o bien ¡eer la nueva posición en la cual se desea ¿ .'L-car a la soiula ei. .Jtriia jiu ¡ „.:.._ ~s.u; o.iqu JUJ ; .
con L4), respectivamente.
Si se elige la función de lectura anterior, el indicador numérico muestra (la rutina que manda
datos al display está etiquetada con L3) la posición en la cual se encontraba la sonda eléctrica,
esta lectura es dada en milímetros. Si se selecciona la función de nueva posición, los datos son
introducidos uno por uno del más al menos significativo (los dígitos se almacenan en R6', R5' y
R4f), a la cual se desea desplazar la sonda eléctrica, el valor introducido es interpretado por el
software en milímetros. Toda vez que los datos de los tres dígitos han sido introducidos se debe
presionar la tecla E, la cual indica que los datos desplegados (correspondientes a la lectura que
es almacenada en R3 en la rut etiquetada por DESP) son correctos y realiza la ejecución del
programa y que consiste en desplazar a la sonda eléctrica. La secuencia lógica de conmutación
(la rutina está etiquetada con L6) correspondiente al motor utlizado es la siguiente:
S.A.
R
0
1
1
0
A
1
0
0
1
(Sentido-Antihorario).
V
0
0
1
1
N
1
1
0
0
Cod. Hex.
f5
f9
fA
f6
En el programa realizado se utilizan tres retardos, etiquetados por: DEL, DEL1 y DELI.
El retardo DEL tiene una duración de 72ms, para proporcionar la razón de velocidad entre paso
y paso del motor. El retardo DELI tiene una duración de 162ms, ¡o que permite asegurar la
selección de la tecla de las funciones (*, #). Por último, la duración de DELI es de 1.3s, el cual
se usa para mantener la lectura de la nueva posición desplegada, en lo que el usuario decide
ejecutar o no el nuevo desplazamiento.
57
El retardo necesario que da la razón de velocidad o de avance durante la secuencia lógica
de conmutación se calcula de la siguiente forma: en cuanto a la programacido, se tiene que un
ciclo de programación es igual a Spis, para el (iC8748 - 8 operando éste con una frecuencia de
4Mhz; entonces se obtiene el total de ciclos (según las instrucciones utilizadas) y se multiplica
por la duración del ciclo, obteniendo asi la duración del retardo. Anón bien, para saber de
cuanto debe ser dicho retardo se debe calcular lo siguiente de acuerdo a las características del
motor (ver sección 2.1.1), se obtiene el número de pasos por revolución:"4)
360.-. 360; pesos 2
As 1.8° revolución
donde As = ángulo de fase (por paso). La razón de avance o velocidad del motor se obtiene
por:i»4>
donde / es la frecuencia con la que se da el paso. En el caso particular del motor utilizado, se
tiene que son 200 pasos por revolución, y que cada 8 pasos de desplaza un milímetro, entonces
(200/8=25) esto implicaque se recorran 25mm por revolución, por lo tanto para un desplazamiento
de 100mm (100/25 = 4) el motor da 4 revoluciones. Máximo la sonda eléctrica debe tardar un
minuto en recorrer la distancia de 100mm, por tal motivo la razón de avance del motor es de 4
rpm. Por lo tanto, en la relación anterior solo queda de incógnita la frecuencia con la que se da
el paso, se despeja y se obtiene que f = 13.3 hz.. El inverso de la frecuencia da la duración del
ss
tiempo de retardo que debe existir entre paso y paso del motor, siendo éste de 75ms y este tiempo
debe ser proporcionado por la programación del microcontrolador, experímentalmente el tiempo
obtenido fue de 72ms.
2.3.- Diseño mecánico.
El diseño mecánico del sistema, fue realizado por la Gerencia de Modelos y Prototipos del
Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, la estructura final se muestra en la ftg.2.19. Los
componentes principales de estos son: una cremallera, un engrane conducido, un piñón, tres
rodamientos de bolas, un soporte para el motor de pasos y el soporte principal. Las piezas se
construyeron de material de celorón. En un extremo de la cremallera se colocó un soporte para
lograr el ensamble con la sonda eléctrica, ésto con el fin de efectuar el desplazamiento radial de
dicha sonda.
¡loft, vuft ecu,-íairi£jJfoficiüí, kloníhcfi
COPIA CONTROLADA No.
519. Ettruotura dtl ditaño mtcanlco para al tlstama de control da poticlon para la tondo tbctrlco.
60
///.- RESULTADOS Y CONCLUSIONES.
Los resultados obtenidos con los diferentes diseños desarrollados son ios siguientes:
a.- Con respecto a las fuentes de alimentación:
Se tiene que el ñzo es de 225mV para la fuente de 50W y 95mV para fuente de ÍSW ambos
a plena carga. Con estos valores se obtiene un porcentaje de rizo del 4.5% y del 1.8%
respectivamente. Con respecto a la regulación de voltaje fue 8% para la de SOW y del 4%
para la de 15W. Con base en lo anterior, se tiene que los valores obtenidos son correctos
para la operación de los circuitos integrados utilizados en los diferentes diseños.
Para lograr las condiciones descritas anteriormente fue necesario utilizar en algunas
ocasiones resistencias de precisión, como lo es el caso de R8 y R9, estas se utilizan para
regular el voltaje de salida.
Un problema que se presentó en el diseño de las fuentes fue el relativo a la etapa de potencia,
en la cual se utilizan transistores en configuración tipo "Darlington" y que consistió, en que
el voltaje y la corriente de salida no se obtenía debido a que el Vce de los transistores estaba
en el límite del requerido, este problema, se resolvió al seleccionar transistores que operen
con el Vce mayor a dos veces el voltaje que se tiene a la entrada de la fuente.
b.- Con respecto al circuito de mando:
El diseño elaborado, en la fase preliminar y definitiva se sometió a prueba bajo condiciones
normales de funcionamiento, es decir, en presencia de los campos magnéticos con los que
opera el Tokamak Novillo. Para evitar las interferencias de las señales de control con otros
campos, se hizo necesario trenzar el cable coaxial, por el cual se enviaron las señales de
polarización de Jas bobinas del motor de pasos. La longitud de los cables desde el cuarto
de control hasta donde se encuentra colocado el circuito de mando es de I5m.
61
c - Con respecto al software:
Se elaboraron diferentes subrutinas para la operación correcta del sistema, las cuales
primeramente se probaron mediante el simulador del microcontrolador en una PC por
separado. Las subrutinas principales son: (i) manejo del teclado, (ii) control sobre la
secuencia de conmutación, (iii) adquisición de los datos referentes a la posición, (ív)
conversiones respectivas de los datos de entrada y salida, así como de los procesados para
el control de la secuencia de conmutación y (v) ¡a subrutina correspondiente al despliege
en código BCD para los indicadores numéricos. Una vez que funcionaron correctamente
por separado cada subrutina, se procedió a conjuntar todas estas, obteniendo asi' una sola
rutina, la cual conforme se fue probando en el simulador se modificó hasta obtener el
funcionamiento deseado. Finalmente, el programa definitivo obtenido se grabó en el
microcontrolador, con el cual se probó en el circuito de mando funcionanado correctamente.
La duración del tiempo en el que la sonda eléctrica recorre ia totalidad de la distancia es
de 57.6seg, el cual está dado por un retardo etiquetado por DEL, contenido en la subrutina
final.
d.- Con respecto al diseño mecánico:
Se realizaron tres diseños, los dos primeros no cumplieron con las especificaciones deseadas
ya que ninguno soportaba la carga. Fina'moni».1 v- hizo e! diseño en base ;-. utv.¡ cremallera
y a un juego de engranes el cual dio resultados satisfactorios al mejorar el torque y desplazar
radialmente a la sonda eléctrica en el interior de la cámara do descargas del Tokamak Novillo
con la presición requerida.
62
Finalmente, se concluye que el sistema diseñado satisface una necesidad dd Laboratorio
de Física de Plasmas, la cual consiste en desplazar radialmente y con presición a la sonda eléctrica
en el interior de la cámara de descargas del Tokamak Novillo, desde la sala de control.
Asegurándose de contar siempre con la misma referencia.
Este diseño de control de posición para la sonda eléctrica, también puede servir como base
para el control de posición de otros dispositivos utilizados en el Tokamak Novillo como lo es el
electrodo utilizado en las descargas de resplandor, motivo por el cual es posible que sólo el
software tenga que ser modificado, de acuerdo a los requisistos de desplazamiento del electrodo.
Referente al aspecto económico, el estudio realizado establece que el costo aproximado del
proyecto presentado es de N$ 1,700.00, cantidad que es aceptable, considerando las actividades
que realiza el sistema.
APÉNDICE A
17P-142
TíP-147
2N6287
TIPOS TIP140, TIP141. TIP142 NPNTIPOS T1P145, TIP146. TIP14? PNP
TRANSISTORES DE POTENCIA DE SILICIO TIPO DARLINGTON
CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS A 25«C OE TEMPERATURA DE LA CAPSULA
PARÁMETRO
V(BRKXO Tensón (fe Rupeurj CE
'cEO
'cBO
Uso
Corriente de Cartt C
Corriente de Cora C-B
Corriente de Carte E-B
Ganancia de CorrEstít.
Tensión Bae Emisor
VCE<,.ti Tensión CE * $ * u r .
ICE
VCE
VCE
VCE
VCB
VCB
VCB
VEB
VC£
VCE
VCE
•s
IB
CONOICIONES OE PRUEBA
-i30mA.
-±30V,
«*40V,
-±50V.
«±60V.
-í80V.
-±100V,
-±5V.
- i 4V ,
=±4V.
= i4V,
=±10rnA
=±40mA
le
•01.
IB
>E
IE
IE
le
le
le
le
le
le
- 0
- 0
-0- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
=±5A
»±10A
=*10A,
=t5A
=±10A
Vtrnotti
Ver nota I y 2
Vernota1y2
Ver nota 1y2
TIP140/I4SMM MAX
í 60
1000
500
±2
±1
Í 2
í 3
±2
í 3
TIF141/14CMIN MAX
í 80
i 2
+ 1
±2
1000
500
i 3
±2
Í 3
TIM4Í/I47MIN MAX
ilOO
1000
500
i 2
±1
±2
±3
Í 2
*3
LMID
V
mA
rrA
mA
V
V
2. E*tot pcrarriiarr.x «c miden con lo* conductor**del Hnsor da i«f\tión tnd«pend<*ot*s p*r« nna> e» i'ror introducido DOf^tductorm qu* tummituan corriente al dispositivo
CARACTERÍSTICAS TÉRMICAS
!
6 J-C
9 J A
PARÁMETRO
Resistencia Térmica Juntura-Cápsula
Resistencia Térmica Juntura-Ambiente
MAX
1
35.7
UNID
OC/W
°CAV
CARACTERÍSTICAS DE CONMUTACIÓN A 25°C DE TEMFERATURA DE LA CAPSULA
PARÁMETRO
ion Tiempo Az E^eeidido
toff Tiempo de Aoa-iaáo
CONDICIONES OE PRUEBA*
le =±10A. tB«n=í40mA, I B I ? ) - ?40mA,
V 8 E , o , . , = f 4 ^ V . R L = 3S!
TÍPICO
0.9)1
UNID
Los v«luios ctt tension»* • ;z**.eni«s mdicAdot «on nom<nHH, los valor» «Kactoi war i«n tig»i»niemc con ••}» o**ÍT<mHf>\ d*<
E n todo* ios coso* ci signo i.js«t -or corresponda «i tranantor N^N v 1 int»f*o> «1 PNP
TEXAS INSTRUMENTS
8U124
TRANSISTOR NPN DE POTENCIA DE SILICIO ENCAPSULADO EN PLÁSTICO
• EL TRANSISTOR BM2¿ HA SIDO DISEÑADO ESPECÍFICAMENTE PARA APLICACIONES EN ETAPAS OESALIDA HORIZONTAL DE TV.
• LA CAPSULA PLÁSTICA LO HACE IDEAL PARA LA SUSTITUCIÓN DIRECTA OE DISPOSITIVOS METALICOS (TO-3)
ESPECIFICACIÓN MECÁNICA
VOLTAJE TO-3
- . - '6.9 .
CAPSULA -
S3
Todas tas dime--', z'**. tt
\ ALORES MÁXIMOS ABSOLUTOS A 25°C DE TEMPERATURA AMBIENTE
Tens.ón c o l e c t o r - c * ^ . .!£ = 0) 350V
Tensión colecte••?"" izr 150V
Tensión emisor-bai« 8V
Comente com v -.-. zt Colecior (Ver Ñola 1) 10A (Pico 15A)
Máxima corriente ie Dase 3A
Disipación continua "''Cápsula < 25«CI 50W
Rango de terr.pera'..-} de operación -65OC a +15O°C
NOTAS 1. Ancho o« Duiio ^ I —% C-C!o Ot trabajo 25°/o
TEXAS INSTRUMENTS
MOTOROLA
2N6282 thru 2N62S4 HPN2H6285 thru 2N6287 PNP
DARLINGTON COMPLEMENTARYSILICON POWER TRANSISTORS
. . . designed for general-purpose amplifier and tow-frequency (witchingapplications.
• High OC Current Gam @ Ir; - 10 Adc -hFE • 2400 (Typ) - 2N62BZ. 2N6283. 2N6284
= 4000 ITyo) - 2N6285. 2N6286. 2N6787o Collector-Emitter Sustaining Voltage -
VCEOIsus) = 6° V d c <Min> - 2N6282. 2N6285= 80 Vdc (Mini - 2N6283. 2N6286= 100 Vdc (Mini - 2N6284. 2N6287
• Monolithic Construction with Built-in Base Emitter ShuntResistors
OARLINGTON20 AMPERE
COMPLEMENTARY SILICONPOWER TRANSISTORS
60.80. 100 VOLTS160 WATTS
'MAXIMUM RATINGS
Rating
CoMecior-Emmef Voltaq"
Collector 0asr Voltage
Emitter-Base Voltage
Collecto» Cerent - ConttnuoulPeak
Toial Device Dissipation (3 7 C * 25°C
Derate a b o n 25°C
Operating and Storage Junction
Temperature Rjnge
V C E O
'"•EB
'J.'itg
2N6285
60
2N6Í832M6286 2NS287
2040
160
0.915
I
Watts
W/°C
°C
'THERMAL CHARACTERISTICS
Chancier ISIK Symbol
B»JC
Mi»
1 09
Unit
°c/w
indicates JfcDE C
FIGURE 1 -POWER DERATING
3oCE
I
ps—-—t • "p^
1
— ' i - ••<
i
j
- i ^
_ -1
. . .
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i \i x--
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ic n IUO 11*1 n o
¡c CAM t m n B A t u K i i»f
SIVLÍ 1PIN 1
2CAS!
•ASEEMITTERCOLLECTOR
DIMAg
c0EtliH1K
MUUMEIERS: MIN I¡ _ '1 _ '
; 635 1097' «
¡23 90 .• I0.S7
i 533IS 64!l 1 |
MAI39377101'SIi n t17Í"
30 4tlilt
17 IS1 2 »
, mcHEs ,MM MAX
-L5ML,11 «Q
(U3t ' it»
1.177 1 1.197 i(L470
anotuta0.220
M M atJSOU0 0.4M
All "HI IS ANC WTtS ASSOCIATE 0WIIH«Ef£Rl\CfO 103 O L U I H I SMAH AWLV
2!M6282, 2N6283, 2S462B4 NPN,2N6285, 2N6286. 2N6287 PNP
'ELECTRICAL CHARACTERISTICS IT C - 2»°CMnlmointrw«*ne»MI
Symbol | l i l i | I b i
OFF CHARACTERISTICS
Collector-Emm» Summing Votiage( I C • 0.1 At*. >e - 0> 2NS3B2.2N628S
2NC2S3. 2N62862N62S4.2N6287
Collector Cutoff CurrenttVC E - 30 Vdc. 1 B - 0) 2N6282. 2N628SIV C E • 40 Vdc. I B • 01 2N6283. 2NS2861VCE - 50 Vdc. 1 8 • 0) 2N62B4.2N6287
Collector Cutoff CurrentIV C E - Rated V C B . V e E , a f l ) - 1.5 Vdcl(V C 6 - Rated V C 8 . V 8 E ( O , | ) - 1.5 Vdc, T c - 1S0°C>
Emitter Cutof CurrentIVBE - 5.0 VrJc. Ic • 0)
vCEOf«utl
'CEO
'CEX
'EBO
6080100
-
-
-
1.01.010
0.5
5.0
2.0
Vdc
mAdci
mAdc
i
"Adc :
ON CHARACTERISTICS l i t
0C Cu'rent GainIIC " 10 Adc, V c g - 3.0 VdclI I C = 20 Adc. V C E - 3.0 Vdcl
Collector-Emitter Saturation Voltagel l c = 10 Adc. I B • 40 mAdclI I C ' 20 Adc. I B * 200 mAdct
Base-Emitter On Voltage(IC - 10 Adc. V C E ' 3-0 Vdc)
Base-Emitter Saturation VoltageHC ' 20 Adc. IB • 200 mAdcl
"FE
vCEI«atl
vBE(onl
vBE(Mt)
750
100
-
-
18.000
2.03.0
2.8
4 0
Vdc
Vdc
Vdc
DYNAMIC CHARACTERISTICS
Magnitude ot Common Emitter Smaft-Signaf Short-CircuitForward Curient Tia-s!er Ratiol l c -- 10 Adc. VCE a 3 ° V c l c - ' = ' 0 MHi)
Ouiput CapacitanceI V C B 10 Vdc. l E »0 . f = 0.1 MH/l 2N6282.83. 84
2N6285.86.37
SmaH-Signal Curren GanilC " 10 Adc. VCE " 3 0 Vdc. 1 1 OkHzl
lh f , l
Ceo
hi..
4 0
-
3 0 0
400600
M H f
.f-
1
'indícales JEOEC Refiisterco Data.( T) Putt* ten Pulse Width • 3OO fit. Duty Cycl* * 2%
FIGURE 2 - SWITCHING TIMES TEST CIRCUIT
Rfl & He VARXO TO 01 TAIS DE Si Alt) CUMEft* . ÍV tU
JW0MOO UStp ABOVE i» • IM -U
_ r*
FIGURE 3 - SWITCHING TIMES
n u T v r. • c i í • <r
i:or NPN icti cuculí revflfte diode and voltmge polsntiet.Ob 0 ' . 3 7U l ü bO TO 10
>C. COI I i t tC l " LURRIM <>W>
6t
APÉNDICE B
TIL117
5082
DIODOS
TI11H. TIL114, TILIIfi, TIL1Í7OPTOCOÜPLERS
O16O7. NOVEMOEH I97J REVISEO
COMPATIBLE WITH STANDARD TTL INTEGRATED CIRCUITS
Gallium Arsenide Diode Infrared Source Optically Coupledto a Silicon N-P-N Phototrantistor
High Direct-Currant Transfer Ratio
High-Voltage Electrical Isolation . . . 1.5-fcV or 2.5-kV Rating
Plastic Dual-ln-Line Package
High-Spaed Switching: tr « 5 its. tf - 5 /is Typical
mechanical data
The package consists of a gallium arsenide infrared-emitting diode and an n-p-n silicon pholotran&istor mounted on a6 lead frame encapsulated wuhin an electrically nonconductive plastic compound. The case will withstand solderingtemperature with no deformation and device performance characteristics remain stable when operated in high-humidityconditions. Unit weight is approximately 0 52 grams.
KKKS-h
a. Laadiaraw.tninO.13mm 10.005 inch) raOhtrue politlón (T.P.) with maximum matarla!condition and unit inittallad.
b. Pin 1 identified by index dot.c Terminal connection»:
1- Anode2 Cathode3. No internet contraction4 Emitter&. Collector ^ Phot ot ram ¡«or6 Bate
>ln«r«radajmlnfnfldiod.
n
FALLS WITHIN JEDEC MO-001AM DIMENSIONS
ALL LINEAR DIMENSIONS ABE IN MILLIMETERS ANO PARENTHETICALLY IN INCHES
absolute maximum ratings at 25°C free-air temperature (unless otherwise noted)
Inpul to Output Voltage: TIL111TIL114. TIL116. TIL117
Collector Base VoltageCollector Emitter Voltage (See Note 1)Emitter Collector Voltage . . . . .Emitter-Base Voltage . . . .Inpul Diode Reverse Voltage
Input Diode Continuous Forward Current at (or below) 25°C Free Air Temperature (See Note 2)Continuous Power Dissipation at (or below) 25 C Free Air Temperature:
Infrared-Emitting Diode (See IMole 31Phototransistor (See Note 11
Total, Infiared-Emitting Diode plus Phototfansistor (See Note 5) . . . .Storrftje Temperature Range . . . . . . . . . . . .
Loarl Tcmperatuic ),6 mm 11/16 I'-ci-) from Case foi 10 Seconds
150 mW. 150 mW. 250 mW
-55'Clo150'C260 C
.1 O«rútu >»>i?Arlv ui 100 C trsc air
4 CV'ato l<n* i tOO C Ire, 100 C til.,
, O'l'ilt- • • Outtn t. ifCtt<l«M
«lute 41 lh« rjt« o' I 33 n>A/ Cjiufe »1 tn« rstv Of ? mV*' Ci lu 'e «I in» ' « I . ol 3 m » Cati-ip *t THe i«tc of 3 .13 mW- C
raODUCTIO* B«I* dMWMnti i n l i n nl«»«liwC U M a> el pablicitu» tell Pia*Ktl CMlwai <•
ifkitiMs fm A» tMmi ol Tfliu InktrttiiiMtsd • • n N t i Piodvtno» >rac«tiiig dMi M I
s^KifkitiMs fm A» tMmi fl t•muted • •nNt i . Piodvtno» >rac«tiiig dMi M Intcnwritv mcluM tatting »l all ftiraitMttrs
TEXAS -INSTRUMENTS
'.I « r i e l BO» 6SS10J - O/MIAS i n n s 7
TIM 11, TIM 14. TIM 16. T1L117OPTOCOUPLERS
electrical characteristics at 25°C free-air temperature
EliOptoc
oc"5.CD(A
solators
I V18RICBO
v l8R»CE0
V(8R)E8O
1»
'Clonl
'Clotfl
n F E
vCE(satl
' 1 0
PARAMETER
ColleC'or-BáSeB'ti"r.-yf.' Voltage
e-'rafcoo/.-i v/ottage
Em Tier-Base
BrRa^dOAn Voyage
InDol Diode Static
H'-verie Cogent
Or. Stare
Coliec-or
Pho!oiransistO'
Operation
;Pnoiodtode
Operaiion
Oil S-v»
Curren*
PnototransistoiOpcatian
Photodiode
Op^'ation
Transistor Static
fo.,^,,1 Current
T'anjler Ratio
input Oiode Static
F ' . ' W l Vot'-jq*-
Col'«-' ' *• £.-'fir*»Sa'ura'if^n 'v'juaqs
U>ti.,' toOti'pu»
i( 'i-m.r Resistance
I'tfJ.il 10 OvlTQUt
Capar ilanci-
TEST CONDITIONS
IC= 10 «A.
l F » 0\Q - 1 fflA.
l F - 0
l e = IOJ /A .
If =0
V R - 3 V
VCE " 0.4 V.l B - 0
vCE - tov.l B = 0
V C B = 0.4 V.
I E = 0
V C E = 10 V.
"e-oV C B : 10 V,
i E - a
VCE " S V.l F - 0
VCF. = s v -l F - 0
Ip ' 16 mAIF -- 60 mA
IC = 2 mA,
l B ' 0tC» 2.2 mA,
IB 0IC 0 5 mA,
I 8 ' O
l£ *
'c-
IF -
IF =
' F '
I F »
IF -
•c-
•c-
IF =
>F •
If -
0 .
0.
0.
16 mA.
10mA,
16 mA.
0.
0 .
10 mA.
100 «A.
16 mA.
15mA.
10 mA.
v i n o u l ' -l-SkV lot TIL1I1.• ? 5 kV ioi all others.
See Moll- 6
V.n-out • 0.See Note- 6
t * 1 MH.\
M I N
70
30
7
2
7
100
0 "
TIL 111
T i l 114T V P
7
70
1
O.I
300
1 3
0 25
1
M A X
10
so
20
1.4
0 4
1.3
T1L11S
M I N
70
30
?
2
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100
1 0 "
TVP
5
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1
0 1
3 0 0
1 25
0 2 5
1
M A X
10
50
20
1 5
0 4
1.3 ¡
i
M I N
70
30
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200
10- i
TIL117
TVP
9
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\
0 1
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1
M A X
10
SO
20
1.4
1 3
UNIT
V
V
V
M A
mA
uA
I
nA
|
V
V
switching characteristics at 25°C Iree-air temperature
PARAMETER
iH... 1 .•„ |P' • • ,i!.,iil..
TEST CONDITIONS
VC C 10 V, Iciunl "flL 100:.'.SPC Ti-U Ci'iruit A ol F int
Vcc I'lV
!,.. l.'M C. ..,
'C'tii i l '
.1 H ul Fiqu
2 mA,
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M> 1
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MIN TVP
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M A X
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MIN TVP
5
<-
i
I
M A X
10
10
|MIM
'.TIL117
IUNIT
TVP MAX
b -0
1
t
TEXASINSTRUMENT
H WLZTTJip; PACKARD
COMPONEN TS
NUMERIC andHEXADECIMAL
INDICATORS
FEATURES• Numeric 5082-73007-7302
- 0-9, Test Stat», MinusSign. Blink States
- Decimal Point- 7300 Right Hand OJ».- 7302 ..«ft Hand O.P.
Ktxadtcimal 5082-7340- 0-9. A-F, Base 16
Operation- Blanking Control,
Consanes Powvr- No Otcimal Point
e D T L - T T L Compatible• Includes D«coder/Dmar with Memory
— 8421 Positive Logic Inputo 4 X 7 Dot Matrix Array
— Shaped Character. Excellent Readability• Standard .600 inch X .400 inch Dual-in-Line Package
including Contrast Filter• Categorized for Luminous Intensity
— Assures Uniformity of Light Output from Unit toUnit within a Single Category
DESCRIPTIONThe HP 5082-7300 series solid state numeric and hexa-decimal indicators with on-board decoder/driver and mem-ory provide a reliable, low-cost method for displayingdigital information.The 5082-7300 numeric indicator decodes positive 84216C0 logic inputs into character; 0-9, a "-" sign, a testpattern, and four blanks in die invalid BCD states, Theunit employs a right-hand decimal point. Typ-cal applica-tions include point-of-sale terminals, instrumentation, andcomputer systems.
PACKAGE DIMENSIONS
The 5082-7302 is the same as the 5082-7300, sxcept thatthe decimal point is located on the left-hand side of thedigit.The 5082-7340 hexadecimal indicator decodes positive 8421logic inputs into 16 states, 0-9 and A-F. In place of thedecimal point an input is provided for blanking the display(ail LED's off), without losing the contents of the memory-Applications include terminals and computer systems usingthe base-16 character set.The 5082-7304 is a "±1" overrange character, includingdecimal point, used in instrumentation applications
FRONT VIEW, 7300
1
'*' f
'T* J ' 1 * •
. 1 .
— m • • •
* -i •
=. B > • •
t
*
i
tí
REAR VIEW
•M-Q-G»
7340
-
i
i
H T T O
• • * •.
• » • . -. _ ; p
i •• r •
! í
END VIEW
PIN
1234
S
67
e
FUNCTION5082-7300•nd7302Numeric
Incui?Input 4Input 8t>C47i<n*l
po*ntLjichWK.llGround
input 1
5082-7340Heiadeonul
Inout2Input 4
tnuui 8BlankingCO- 1*0!
Latchenable
Ground
Innuc i
•• - J - i i u JNOTES- I. Q<rr,.
•ficd. th* l»it cimrnM• O t 5 inci
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
DESCRIPTION
Storage temperature, ambientOperating temperature, caseVcc Pin potential to ground pinVoltage applied to input logic pins and decimal point (1)Voltage applied to latch enableVoltage applied to blanking control (2)
SYMBOL
T ST CVccv i nV EVB
MIN
- 4 0
-20
-0.5-0.5-0.5-0.5
MAX
• 100+85
+7.0+5.5+5.5+5.5
UNIT
•ceCVVVV
NOTES: I- D»ei«n«l point appli*! only to 7300/7302 _*~2.- Appll» only -.o 734O
, RECOMMENDED OPERATING CONDI
DESCRIPTION SYMBOL MIN NOM MAX UNIT
Supply Voltage 4.5 5.0 5.5Logic voltage " 0 " state 'in(O) 0.8
Logic voltage " 1 " state / in (D 2.0 5.25Latch enable voltage-date being enteredLatch enable voltage-data not being entered
vE(0) 0.8
2J0 5.25Blanking control voltage-display not blanked (1) 'B(O) 0.8Blanking control voltage-display blanked (1)
ELECTRICAL/OPTICAL CHARA!
DESCRIPTION SYMBOL TEST CONDITIONS MIN TYP MAX, UNIT
Supply current >c 5.5V 94ID
Power dissipation 470'1» 935<2) mW
Luminous intensity perLED (Digit average)(3>
V c c = 5.0V, T c = 25"C 32 70 yucd
Time data must be presentedto logic input prior to enablerising
V c c = 5.0V, V E ( o r 0.4VV ° 4 V V 24setup
30 50
Timé data must be held afterenable rises 'hold
V,;,. = 5.0V, VE (0 ) • 0.4V
30 50
1Time required for 90% changein display luminoui intensityafter change of slate of V'n(4)
'blank . = 5.0V, T c = 25°C 500
Blanking control current " 0 "state (<J I
(B(0( V c c = 5.5V, V B 1 0 ) = 0.8V 200 HA
Blanking control current "\"state (4)
'BID 5.5V, = 4.5V 2.0 mA
fLogic and latch enablecurrents "0" state
'in(O)-'E(O)
CC
V i n . V E - 0 . 4 V -t .6 mA
Logic and latch enablecurrents " 1 " statePeak wavelength
1M1L +250"S5TXpert
Spectral halfwidrh dAi/2 30
Weight 0.8 gm
1. V e e » 5 .0V with it*r i»i .*l'«ver«o« numbor of L E O ' i f i t . - '*"•' ' 'f - ' • ; • " . • ' ; %' (...
2 . W o n t c«s« condition excluding f#*i si»ID on 5 0 3 2 - 7 3 0 0 / ' 7 3 0 2 - * t, - . ' 'N, ^ *'
3 . Tha digits »r= toU^ci^icwj *o i luminoui int*n»iry fuch t h « tí~*o variation from digit CO d'0*t within e catftffOry -i not cjitcvrnibl* lu th« * v «
fntensiry toteQoii** an» ottign»\oO by a l*tt«r (ncatctS on thm rmimrs* tide of lh» psckag* contiguous «vifh th« He*v)*tf-P ick»f<J looo marking.
«. AppMetonfy to 73flO. ' - - * *" . . . . . . . ,. .
SOLID STATE PLUS/MINUS/ONE SIGNr or display applications requiring a * or I designation, the 5082-7304 plus/minus/one sign includingJecimal point is available. This dispiay module comes in the same package as the 5082-7300 series numericindicator and is completely compatible with i t
FRONT VIEWi new
REAR VIEW SIDE VIEW END VIEW
PINt
2
3
4
5
6
7
8
FUNCTIONn u t
Nunitw on*NufflMfOM
OP
Opa»Open
Vcj_Mmut/FIt»
NOTES: t. Dlmmion* In inch» and (milllmateri).2. Unltm othannnaa apecif IM. ttM tolerance
on «It dimension» is «..015 inches.
CHARACTER
-1
Decimal pointBlank
1
1
0
0
0
O
PIN
2.3
0
01
0
0
4
0
0
0
1
0
s1
1
0
0
0
NOTE: O: Line switching transistor in Fig. 11 cutoff
1: Line switching transistor in Fig. 11 saturated
FigamB. Truth table for 5082-7304
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGSDESCRIPTION
Storage temperature, ambientOperating temperature, caseForward currant, aach LEORevene volugr. aach LEO
SYMBOL
T ,
T c
'F
MIN
-ao- 2 0
MAX
• 100* 8 5
10
4
UNIT
°cc
mA
V
RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS
LED tuppty voltag«Forward currant, aach LEO
SYMBOL
v c c
>F
M I N
«5
NOM
S.05.0
MAX
s.s10
UNIT
V
m A
NOTH:LE D current must b* o*frn»tly limitw). R*<«r to Figure 11 fo*
resistor valuet.
TYPICAL DRIVING CIRCUIT FOR 5082-7304.
Figuras.
ELECTRICAiJQ?TICAL CHARACTERISTICS <TC - -20°C TO +85°C. UNLESS OTHERWISE SPECIf IE0)
DESCRIPTION
LEO forward vortage
PoMror dissipation
Luminous mieniitv ow LED (DIGIT average)
Peak wavelength
Spectral halhundih
Weight
SYMBOL
V Fp T
1
TEST CONDITIONS
I F - 1 0 mA
Ip > 10 mA
all diodes lit
I F - 6 mA
T c - 2S"C
M I N
37
TVP
1.6
250
70
6S5
30
0.8
MAX
2.0
320
UNIT
V
mW
fJtXt
nm
nm
gm
T >•'' l \ • ¡^': i. •-;.-. A". ; c >
i fl
SILICON BECTIFISRS — GENERAL PURPOSESilicon rectifiers are available from less than 1 Amp to 3000Amps, and voltages to 3000 volts. In addition to the standardindustry packages, there are a number of other packages available
as required. Two of these are pictured on page 11. These inruggedly built devices with excellent reputations for reliabilityand performance.
AXIAL LEAD SILICON RECTIFIERS - 7SÚ i»A TO 6 AMPSAXIAL LEADHIGH VOLTAGE 0.2 AMPS
'HAVI (At
IFSM«*>KatesC M T S O *
V R R M SO Volt.100 VWt,ISO Volts200 Volts300 Voiti«00 voltssoa voltsSOOVoli,700 Vails800 Vol»
lOOOvotti0 ' i Shnt(i a i
Tttaul
I?11)1»004!
1 1 1 1* 7 S ! CIOO
15• 40
JO 1 JO i SO 1 SO
(11(210041
, (III*» una ' (in»00 39 . D0-J3
fmiHumtm • •:.'•.
IN20S9, A
IN2O7O. A
INZ07I. A
_
2,001
IMS»
IN4OO4
JN400S
1N400S
xHitetn
IN 7002 P2
XH7UOP21N70OW2
IN700SR
IN70OEC2
itoos•eoi
••02I00J t1004•oos
IOS
10081N4007 , IN700ÍPJ ; 10010
,2.005 II.. 2.002
«Mill
nusiiM4tt9IW320IN4S2IIN4122IR$0S2IMS0S3IKSOHtoo*
2#100
SO
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* . - • . - • i - -
2DD05not
100!
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; 2006
2008
20010
— .... -. ...
' J
ISOia (4iC-1J
2M(2)(4tC-1G
JOSI
I0S210S3
20St30»30S6
3OS8
4001
4002
4004
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76
APÉNDICE C
(iC-8748
TL494
8048/8748/8035SINGLE COMPONENT 8-BIT MICROCOMPUTER
*8048 Mask Programmable ROM*8748 User Programmable/Erasable EPROM*8035 External ROM or EPROM
B 8-Bit CPU, ROM, RAM, i/O inSingle Package
s Interchangeable ROM and EPROMVersions
B Single 5V Supply
B 2.5 tisec and 5.0 usec Cycie VersionsAH instructions 1 or 2 Cycles.
a Over 90 Instructions: 70% Single Byte
o 1K s 8 ROM/EPROM64 x 8 RAM27 I/O Lines
a interval Timer/Event Countera Easily Expandable Memory and I/Ois Compatible with 8000 Series Peripherals9 Single Level Interrupt
The Inie! • 8048/8748/8035 is a totally sell-sufficient 8-bit parallel computer fabricated on a single silicon chip using Intel'sN-channel silicon gate MOS processThe 8048 contains a IK x 8 program memory a 64 x 8 RAM data memory 27 I/O hnes.and an 8-bil timer /counter in additionto on board oscillator and clock circuits For systems that require extra capability, the 8048 can be expanded usingstandard memories and MCS-80"" (8080AI peripherals. The 8035 is the equivalent oí an 8048 without program memoryThe 8O35L has the RAM Power down mode oi the 8048 while the 8035 does not
To reduce development problems lo a rmmrrjuiri and provide maximum fiexrbiiity. three interchangeable pin-compai;b!eversions of this single component microcomputer exist: the 8748 with user-progtammabte and erasable EPROM programmemory for prototype and preproduction systems, the 8048 with factory-programmed mask ROM program memory fortow-cost high volume production, and the 8035 without program memory lor use with external program memories
This microprocessor is designed to be an efficient controller as well as an arithmetic processor. The 8048 has extensive bithandling capability as well as facilities for both binary and BCD arithmetic. Efficient use of program memory results froman instruction set consisting mostly of single byte instructions and no instructions oxer two bytes in lenqth
PIN CONFIGURATION
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LOGIC SYMBOL BLOCK DIAGRAM
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Sé WORDSDATA
«etiIlWf K
8048/8748/8035
PIN DESCRIPTIONDesignation
PROG
P10-P17Pint 1P2O-P27Port 2
DS0-DB7
BUS
TO
TI
I NT
34
35-38
12-19
Pin - Function
20 Circuit GNO potential
26 Programming power supply: +25Vduring program, +5V during oper-ation for both ROM and PROM.Low power standby pin in 8048ROM version.
40 Main power supply; +5V duringoperation and programming.
25 Program pulse ^25V) input pinduring 8748 programming.
Output strobe for 8243 I/Oexpander.
8-bit quasi-bidirectionat port.
8-bi! quasi-bidirectional port.
P20-P23 contain the four highorder program counter bits duringan external program memory fetchand serve as a 4-bit I/O expanderbus for 8243
True bidirectional port which canbe written_oi r£ad synchronouslyusing the RO, WR strobes. Theport can also be statically latched.
Contains the 8 low order piogramcounter bits during an externalprogram memory fetch, and receives'he adduced instruction under thecontrol ut PSEN. Also contains theaddress and data during an externalRAM data store instruction, undercontrol of ALE, RD, am! WR~.
1 Input pin testable using the con-ditional transfer instructions JTOand JNTO. TO can be designated asa clock output using ENTO CL Kinstruction. TO is also used duringprogramming.
39 Input pin testable using the JT1,and JNT1 instructions. Can be designated the timer/counter input usingthe STRT CNT instruction.
6 Interrupt input. Initiates an interrupt if interrupt is enabled. Interrupt is disabled after a íesc-t. Alsotestable with conditional jumpinstruction. {Active low)
Designation Pin = Function
RD 8 Output strobe activated during aBUS read. Can be used to enablecata onto the BUS from an externaldevice.
Used as a Read Strobe to ExternalData Memory. (Active lowl
RESET 4 Input which is used to mitialiie theprocessor. Also used during PROMprogramming verification, andpower down. (Active low)(Non TTL V,H )
WR 10 Output strobe during a BUS write.¡Active iow}
Used as write strobe to ExternalData Memory.
ALE 11 Address Latch Enable. This signaloccurs once dur ing each cycle andis useful asa clock output
The negative edge oí AI_E strobesaddress into external data and pro-gram memory.
PSEN 9 Program Store Enable. This outputoccurs only during a fetch to exter-nal program memory. (Active low)
SS 5 Smgli.- stfp input can be used in con-junction with ALE to "single step"the processor through each in-:•.;< uc-.ujn. (Active lo\,vl
EA 7 External Access input which forcesall program memory fetches to re-ference external memory. Usefulfor emulation and debug, andessential for testing and programverification. (Active high)
XTAL1 2 One side of crystal input for inter-nal oscillator. Also mout for exter-nal source. (Non TTL V ' IH)
XTAL2 3 Other side of cryst3l input.
8048/8748/8035
INSTRUCTION SETto
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C
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G
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Mnemonic
AOO A. R
ADD A. COR
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A3DC A, R
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A-.L A. R
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3r::aie A r ight through carry
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Qu(£>u' A lo port
~̂ ^> ' HI ItCU *O VC 1 v ^^^ ' 1
Z- immediate lo pon
l -3u ' BUS to A
0--DU! A t o BUS
-V . .-Tirnetftate lo BUS
0 ' "imediaie to 60S
tnp^i Expandpi port to A
0i-*Du? A lo Exp.inder porl
An-: A [o ExpomJer port
Or A lo Fxpanrfer port
!'•_ :ment register
I ' ,'S-ment data memory
Oecement register
j - ^ - • : : j.KOn.ittional
Jur^u H'direci
Oecremeni register and skip
J _~ip on Cairy : IJump un Carry - 0
Ji>rnp on A Zero
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Jump on TO - 1
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Jur-.r- up 'imei llaq
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NOP
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D«scripl*on Bytft
Jump lo suUrQu'-ieReturnReturn and res'j'e status
Clear CarryComplement Ca" yClear Flag 0Complement F199 0Clear Flag 1Complement = 'dg 1
Move register ;o AIvlove dala memory to AMove immediate TO AMove A to registerMove A to data memoryMove immediate to registerMove immediate 10 data memoryMove PSW to AMove A to PSVVExchange A ard 'ecj'SterExchange A ano üaia rnemoryExchange nibble 0: A and registerMove external data memory to A
Move A to external data memoryMove to A from current pageMove to A from Page 3
Read Timer /CounterLoad Time'/CounterStart TimerSlarl CounterStop Timer/CounterEnable Timer Counter tnterruptDisable Timer C: .--ter Interrupt
Enable **vlemal interruptDisable exteinal interruptSelect regis'er bank 0
Select register bank 1Select memory bank 0
Select memory bank 1Enable Clock output on TO
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8048/8748/8035
¿HO—
LOCATION 7 - TlM€RINTERRUPT VICTORSPROGRAM HfftE
tOC¿"ON J tXTERNAlIWTtBRUPT VICTORSPROGRAM HERE
MCS-48'" PROGRAM MEMORY MAP DATA MEMORY MAP
EXPANOER/1
I/O PORTS \ r«-7
NIOVX
BUS (8)
EXTERNAL•N. MEMORY
T - V / ANDPERIPHERALS
DATA TRANSFER ÍNSTRUCTIONS
I
MOTOROLA
r Specifications and ApplicationsInformation
SWTTCHMODEPULSE WIDTH MODULATION
CONTROL CIRCUITS
The TL4M and TL495 are fixed frequency, pulse width modu-
lation coniiol circuits designed primarily for Swiichmode power
supply control. These devices feature:
« Complete Pulse Widlh Modulation Control Circuitry
» On-Chip Oscillator With Master Or Slave Operation
a On-Chip E.-ror Amplifiers
• On-Chip 5 Volt Reference
» Adjustable Oead-Time Control
e Uncommitted Outout Transistors For 200 mA Source Or Sink
o Output Control Fo- Push Pu" Oi Single-Ended Operation
• On-Chip 39 Volt Zener (TL495 Only)
• Output Steering Connoi |T1495 Only)
PIN CONNECTIONS
,(7
The T1494C/495C are specified over the commercial operatingrange of 0*C to 70"C. The TL494I/495I are specified over the in-dustrial range of - 25*C to 85"C. The TL494M is specified over thefull military range of - 5 5 X to 125"C.
TL494TL495
SWITCHMODEPULSE WIDTH MODULATION
CONTROL CIRCUITS
SWCON MONOUTMCMTCGItATCO ORCUITS
U4S4
KSUFHXPLASTIC PACKAGE
CASe 648-05
J SUFFIXCERAMIC PACKAGE
CASE 620-02
TL4ÍS
N SUFFIXPLASTIC PACKAGE
CASE 707-02
jsumxCERAMIC PACKAGE
CASE72W»
ORDERING INFORMA1V3N
Dsvfee
T1494CN
11494CJ
TL4S4IN
T1494IJ
71494MJ
TL4SSCN
UifSCJ
T1495IN
TW95I.I
T«mper«tureRange
0 To 7 8 t
0To7(rC
-25TO8S-C
- 25 To BS'C
-55 To 125T
0To7(TC
0 To WC
-2STo8S"C
- 2S To 85*C
PKk>g«
Plislic CUP
Ceramic DIP
Plastic 0IP
Ceramic UP
Ceramic DIP
Plastic DIP
Ceramic DIP
Plastic DIP
Ceramic DIP
MOTOROLA LINEAR/INTERFACE DEVICF.:.
MAXIMUM RATINGS (full operating ambient temperature range «pplie» unleta otherwise noted.)
MiitS
Power Supply Voltage
Collector Output Voltage
Collector Output Currant (each uanttttor}
Amplifier Input Voltage
Power Dissipation (a TA « 45°C
Operating Junction Temperature
Operating Ambient Temperature ñango
Storage Temperature Range
Symbol
VccVci .Vfa
<C1."C1
V¡n
PD
T j
TA
'atg
TL4MM
42
42
250
Vcc + 3.01000
ISO
-SSIO125
-6510 •• 150
1UMVTUKI42
42
250
Vcc + 3.01000
150
-2SIO8S
- « t o 4-150
TUMC/TMMC
42
«
250
Vcc • 3.0
1000
150
0IO70-65to «150
Unit
V
V
mA
V
mW
•c•c•c
THERMAL CKARACTBBSTJCS
ChoractalllllLi
Thermal Resistance. Junction to Ambient
I Power Derating factor
[ Derating Amblen: Temperature
Symbol
WflJA
"RUJA
J Suffix Ceramic Package
100 80 •aw<nW/°C
RECOMMENDED OPERATING CONCHTIOMS
Conditian/Value
j Power Supptv Vofiape
Collecioi Output Voltage
Collector Oulpul Currenl leach transistor)
Amplifier Input Voltage
Curreil into Feedback Terminal
Reference Output Current
Ttfnirxj Resistor
Timing CapacitOf
Oscitlalor Frequency
Symbol
VCCVcv VC2
•Cl. 'C2
Vin
If.b.
•ref
RT
CT
'osc
Win
70
—
—
-0.3
-
-
1.8
0.47
1.0
TL.494m.495
Typ
15
30
-
-
—
—
30
1.0
40
Max
40
40
200
Vcc " 2-0
03
10
500
10.000
200
Unit
V
V
mA
V
mA
mA
kfl
nF
kHz
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vcc = l 5 v- 'ose = l ü ttHz unless otherwise noted.)For rypicai values T^ = 25°C, for min'max values T^ is the operating ambient temperature range that applies unless otherwisenoied
Characteristic Symbol M»)
TL494M
Typ | M n
T1494C. I r T U t K J
Mm [ Typ ( Max
1J1 Urat
REFERENCE SECTION
Reference VoltageHO " 1 0 mA)
Reference Voltage Change with Temperature(¿TA = Win to Maxl
Input Regularon|VCC = 7.0 V 10 10 V»
Output Regulation(IQ - 10 mA to 10 mA)
Short-Circuit Output Current(Vre, = 0V,T A = 25'CI
Vre(
•^vref liT)
""Bline
Regioad
'SC
4.7S
—
—
—
10
5.0
0.2
2.0
3.0
35
5.25
2.0
25
15
50
4.75
—
—
—
—
5.0
1.3
2.0
3.0
35
5.25
2.6
25
15
—
V
%
mv |
mV
mA
MOTOROLA LINEAR/INTERFACE DEVICES
4-217
TL494, TL4S5
EUECTWCAL CHARACTERISTICS . / C c
Por rtp>c«J values TA - 2S*t. tor n\n max •noted
IS V, fosc = 10 IcH* unless otherwise rioted I•atues T^ is the operating ambient temperature range that appf.eb unless otherwise
ChtracMrtstic SymbolTL494C. masse , i
Mln I Typ Max Mln Typ Max UnH
OUTPUT SECTION
Coi eclo' Off-State Cufen:- 40 V. VCE 40 V
, Err -'•• OH State Curre-'
_ . _ J 1—4
100 i 200 1 ns^ i
200
O ulpo* Voltaic ^'se f-r?p ,'T¿ - 25 C)
••npr- faüo^f (See ffgu-o í*l¡
QuJ.pL." Vcitagt Ft-..' Time ' "^ - 2S°OCc.^rr>on-r m>ne' (Seetrnitif.-i f?fiowei- ¡Se*- fíeme 14|
ERfíOR AMPLfFIEn SECTIONS
T'Cir Vodo Vc '7 0 V TO ¿C V
Ope- Lcop Voltage3 0 V. Vo - 0 5 to 3 5 V.? 0 ki
i t Margin a\ o - 0.5 (0 3 5 V P i =• 2 0 Mil
••CO flCVl
Po^er Suppiv Reiecnon 0a;io¿VCC - 33 V VQ = 2 5 V, RL = 2 OlcHl
Output Sink Ci-'feni'VO (Pin 3) = 0 7 VI
Outpj l Source Current' • '0 If in 3) = 3 6 V
CMRR
PSHB
1 0 *
65
0 3
-2.0
9C
too
0.7
- 4 0
-L...
r - 1
MOTtTROLA LINEAR/INTERFACE ! ICfcS
TL494, TL49S
ELECTRICAL CHARACTERÍSTICS (V'rx - 'S v- 'osc •" '5 M l unless otherwise miten ,t O' VP'Cal values TJV - 2b'C. Io< m,.i inax values *A i S " ' * apewiB ambient temperature range that applies uuie^:. otr.fírvvtse
no'ci
Charactariltic
T TU94/TU9SSymbol I Mln UnK
PWM COMPARATOR SECTION [Test Circuit figure 1?l
neji Thiesholfi VoltageZero duly cycle)
0 3
3.5
07I nP ' j l S i - i ' ' •. ,rnt
• • • / i P , - 3 •:;v,_ __ ___ _
DEAD-TIME" CONTROL SECTION I f si Oicui! figure 121
.• ! ,u ' El.as '..ii:.:r.l Ipir. 41 T hti ¡OTI |
Vi-;v!-,-. :m :••,• C:p<c'e fac' ' Ouipu1 P. :;f. PuH Mode | t>C r l ) t ; I |
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455050
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QSCIlt-.T.);' i-
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• = .' i j-,.-ia ;.h.i i.ii- wifh Temperatü»e
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Ih i g h l n * 0 0 ' ^F. Rt =\ •i'osc l lTi"] - I - 1 12
12 11 i I
Characteristic
I TL495
Symbol Mm Mu 1 UnSTEERING CONTROL
V, r , , , 13, . 0 4 VI
2EIMER CHARACTERÍSTICS
2f-n¡-f ^...-airJown Vpltage
i
[-!STH I
J _ .
. i.,. - i , 1 C ViICiAt. DEVICQ
V2
IRZ
39
C 3
*?!-'• - . . . i j p p ; v Current'J - ;. >: VtE.i All Olher Inputs dnd Output^ Open!
"ICC ' 1 5 v '(i/r_c " 40 VI
Aveta^r: Supply Current'v,o, r 4| => 2 0 V) (See F.gure 12.)iCy 0 001. RT = 1.7 U). Vcc » 16 VI
<cc
- 5.S7.0
7.0
10IS
mA
mA
inal i on is a measure of the jiattjiical disfibuiion ibout the m«an ai derived fiom the formula, u
MOTOROLA LINEAR/INTERTACE DEVICES
85
APÉNDICE D
USTADO DEL PROGRAMA
AVOCET SYSTEMS 8046 CROSS-ASSEMBLER - VERSION 1.64M
SOURCE FILE NAME: CONSONDA.ASM
00000000000200040005000600070008000A000BOOOD000F0011001200140016
00180019001A001C001D001E0020002100230024002600270029
002B002C002D002F00310033
003500370039003B003D003E003F004100430045004600470048
B81FBOOOC8F8D5A8BOOOC5960234662300AB349C8AC09ACF
093753EF37AF038837C635FF032837C62B0418
F9AB349C8A409A4F0418
544D8A809A8F544D093753EFC63534FAAEC5AB349C
ORG OOOOHMOV RO,#1FH
LIMP: MOV §R0,#00HDEC ROMOV A,R0SEL RB1MOV R0,AMOV §R0,#00HSEL RBOJNZ LIMPCALL LIMOV A,#00HMOV R3,ACALL L3ORL P2,#0C0HANL P2,#0CFH
L3O: IN A,PICPL AANL A,#0EFHCPL AMOV R7,AADD A,/88HCPL AJZ L4MOV A,R7ADD A,#28HCPL AJZ L5JMP L30
L5: MOV A,R1MOV R3,ACALL L3ORL P2,/40HANL P2,#4FHJMP L3O
L4: CALL DELIORL P2,#80HANL P2,#8FHCALL DELIIN A,PICPL AANL A,#OEFHJZ L4CALL TECMOV R6,ASEL RBOMOV R3,ACALL L3
/LIMPIA MEMORIA.
;COLOCA LA SONDA EN POSICIÓN;INICIAL.;LIMPIA EL REGISTRO R3.
;INDICA LA FUNCIÓN QUE;REALIZA.
;RUTINA DE EXPLORACIÓN DE LA;FUNCIÓN A REALIZAR.
;TECLA PARA PROGRAMAR;DESPLAZAMIENTO.
;TECLA PARA LEER LA POSICIÓN;ANTERIOR.
/DESPLIEGA LA POSICIÓN ANTERIOR.
/ALMACENAMIENTO Y DESPLIEGUE DE;LOS DÍGITOS CORRESPONDIENTES;A LA LECTURA DE LA NUEVA;POSICIÓN.
;EL R6 ALMACENA EL VALOR DEL;DÍGITO MAS SIGNIFICATIVO/SELECCIONADO./DESPLIEGA EL DÍGITO SELECCIONADO.
AVOCET SYSTEMS 8048 CROSS-ASSEMBLER - VERSION 1.64M
SOURCE FILE MAME: CONSONDA.ASM
004A004C004E004F0050005200540056005700580059005B005D005F006000610063006500670068006A006B006D006F00710073007500770079007B007C007D007F0080008200830085008600880089008B008C
008E008F00900091009300950097
544D544D093753EFC64C34FAADC5AB349C544D544D093753EFC65D34FAAC14DBC5349C545D545D545D545D8A109A1F54 5D093753EF37030137968EC53466D514 DBC50499
C5FCAB349C3AC09ACF0418
CALL DELIL41: CALL DELI
IN A,PICPL AANL A,j?OEFHJZ L41CALL TECMOV R5,ASEL RB0MOV R3,ACALL L3CALL DELI
L42: CALL DELIIN A,PICPL AANL A,#0BFHJZ L42CALL TECMOV R4,ACALL DESPSEL RB0CALL L3CALL DELICALL DELICALL DELICALL DELIORL P2,/10HANL P2,#1FHCALL DELIIN A,PICPL AANL A,#OEFHCPL AADD A,#01HCPL AJNZ CANCSEL RB0CALL LISEL RB1CALL DESPSEL RB0JMP L6
CANC: SEL RB0MOV A,R4MOV R3,ACALL L3ORL P2,#0C0HANL P2,#0CFHJMP L3 0
;EL R5 ALMACENA EL VALOR DEL;SEGUNDO DÍGITO SELECCIONADO.
;EL R4 ALMACENA EL VALOR DEL;DÍGITO HENOS SIGNIFICATIVO;SELECCIONADO.
/RUTINA QUE EJECUTA O NO EL;NUEVO DESPLAZAMIENTO.
;TECLA PARA EJECUTAR EL;DESPLAZAMINETO.
;CANCELA LA NUEVA LECTURA NO;EJECUTA NINGÚN DESPLAZAMIENTO Y/DESPLIEGA LA POSICIÓN EN LA QUE;SE ENCUENTRA LA SONDA.
AVOCET SYSTEMS 8048 CROSS-ASSEMBLER - VERSION 1.64M
SOURCE FILE NAME: CONSONDA.ASM
0099009A009B009C009D009E009FOOAO00A100A300A40OA600A8OOAAOOACOOAEOOBO00B200B300B500B700B8OOBAOOBCOOBDOOBF00C1O0C200C400C600C700C9OOCBOOCCOOCEOODO00D100D300D500D600D800D9
OODBOODCOODDOODFOOEO00E200E300E4
FBAAFCA9FBACFA37030037C6A804AE349C9ACF0418544D23FA3A543D23F93A543D23F53A543D23F63A543D23FA3A54 3D23F93A543D23F53A543D23F63A543DCA049F
FE37030037C6FDFDi ?0300
L6: MOV A,R3MOV R2,AMOV A,R4MOV R1,AMOV A,R3MOV R4,A
L9: MOV A,R2CPL AADD A,#00HCPL AJZ L3AJMP L3A1
L3A: CALL L3ANL P2,#0CFHJMP L30
L3A1: CALL DELIMOV A,#0FAHOUTL P2,ACALL DELMOV A,/0F9HOUTL P2,ACALL DELMOV A,#0F5HOUTL P2,ACALL DELMOV A,#0F6HOUTL P2,ACALL DELMOV A,#0FAHOUTL P2,ACALL DELMOV A,#0F9HOUTL P2,ACALL DELMOV A,#0F5HOUTL P2,ACALL DELMOV A,#0F6HOUTL P2,ACALL DELDEC R2JMP L9
DESP: MOV A,R6CPL AADD A,#00HCPL AJZ LllMOV A,R5CPL AADD A,#00H
;EJECUTA LA SECUANCIA LÓGICA DE/CONMUTACIÓN PARA EL MOTOR DE;PASOS (SENT. HORARIO).;ALMACENA LA LECTURA ACTUAL (YA•QUE ESTA SERA MODIFICADA).
;REALIZA EL AJUSTE DEL CONTENIDO;DE LOS REGISTROS R4, R5 Y R6,;PARA DEJAR EN R3 LA LECTURA DE;LOS TRES DÍGITOS.
AVOCET SYSTEMS 804 8 CROSS-ASSEMBLER - VERSION 1.64M
SOURCE FILE NAME: CONSONDA.ASM
00E600E700E900EAOOEBOOEDOOEE00F000F200F400F500F600F700F8OOFAOOFBOOFOOOFEOOFF010001020103010501070109010A010C010D010F011001120114011501170118011A011B011D011F012001220123012501260128012A012B012D012E01300131
3796F8FC3703003796F8236404F5FCC5AB8323OD020435FD37AF030037C607240904 F4FF0301379614FC030A04F5FF030237961FFC031404F5FF030337962AFC031E04F5FF0304379635FC0328
L013:L13:
L12:
Lll:
L013Á:L013A1:
L110:
Llll:
LI 12:
CPL AJNZ L12MOV A,R4CPL AADD A,#00HCPL AJNZ L12MOV A,#64HJMP L13MOV A,R4SEL RB0MOV R3,ARETMOV A,#ODDHOUTL BUS,AJMP L4MOV A,R5CPL AMOV R7,AADD A,#OOHCPL AJZ L013AJMP L013A1JMP L013MOV A,R7ADD A,/01HCPL AJNZ LI10MOV A,R4ADD A,#OAHJMP LI3MOV A.R7ADD A,#02HCPL AJNZ LlllMOV A,R4ADD A,#14HJMP LI3MOV A,R7ADD A,#03HCPL AJNZ L112MOV A,R4ADD A,#1EHJMP LI3MOV A,R7ADD A,#04HCPL AJNZ L113MOV A,R4ADD A,#28H
AVOCET SYSTEMS 8048 CROSS-ASSEMBLER - VERSION 1.64M
SOURCE FILE NAME: CONSONDA,ASM
01330135013601380139013B013C013E0140014101430144014601470149014B014C014E014F015101520154015601570159015A015C015D015F016101620164
016601670169016A016C016D016F017101730174017601780179017B017D017E01800182
04F5FF0305379640FC033204 F5FF030637964BFC033C04F5FF0307379656FC034604 F5FF0308379661FC035004F5FC03 5A04F5
09531037031037C69B544D23F53A543D23F93A543D23FA3A543D23F63A
L113:
LI 14!
L115:
L116:
L117:
LI:
JMPMOVADDCPLJNZMOVADDJMPMOVADDCPLJNZMOVADDJMPMOVADDCPLJNZMOVADDJMPMOVADDCPLJNZMOVADDJMPMOVADDJMP
IN AANLCPLADDCPL
L13A,R7A,#05HAL114A,R4A,#32HL13A,R7A,#06HAL115A,R4A,#3CHL13A,R7A,#07HAL116A,R4A,#46HL13A,R7A,#08HAL117A,R4A,#50HL13A,R4A,#5AHL13
>,P1A,#10HAA,#10HA
JZ L2CALLMOVOUTLCALLMOVOUTLCALLMOVOUTLCALLMOVOUTL
DELIA,#0F5HP2.ADEL
A,#0F9HP2,ADEL
A,#0FAHP2,ADEL
A,#0F6HP2.A
;COLOCA LA SONDA EN POSICIÓN INICIAL;(CERO) MANDANDO LA SEC. LOG. DE CON-;MUTACIÓN PARA EL MOTOR DE PASOS S.A.
;BIT QUE INDICA QUE LA SONDA ESTA;EN POOSICION DE ARRANQUE.
AVOCET SYSTEMS 804 5 CROSS-ASSEMBLER - VERSION 1.64M
SOURCE FILE NAME: CONSONDA,ASM
0183018501870188O18A018C018D018F019101920194019601970199019B
019C019D019F01A0O1A101A3O1A401A601A701A901AA01AC01AD01AF01B001B201B301B501B601B801B901BB01BC01BE01BF01C101C201C401C501C601C701C801C901CB01CC
543D23F53A543D23F93A543D23FA3A543D2 3F63A54 3D246683
FB53F037AF031037C6D6FF032037C6DCFF033037C6E2FF034037C6E8FF035037C6EEFF036037C6F497FB5~ABC753BFD7FB
L2:
L3:
LSAL:
CALL DELMOV A,#0F5HOUTL P2,ACALL DELMOV A,#0F9HOUTL P2,ACALL DELMOV A,#0FAHOUTL P2,ACALL DELMOV A,#0F6HOUTL P2,ACALL DELJhP LIRET
MOV A,R3ANL A,#OFOHCPL AMOV R7,AADD A,#10HCPL AJZ L31MOV A,R7ADD A,#2OHCPL AJZ L32MOV A,R7ADD A,#3OHCPL AJZ L33MOV A,R7ADD A,#4OHCPL AJZ L34MOV A,R7ADD A,#50HCPL AJZ L35MOV A,R7ADD A,#60HCPL AJZ L36CLR CMOV A,R3DA AMOV R3,AMOV A,PSWANL A,#0BFHMOV PSW,AMOV A,R3
;REALIZA EL AJUSTE DE CÓDIGO;HEXADECIMAL A CÓDIGO BCD PARA;PARA LOS INDICADORES NUMÉRICOS.
AVOCET SYSTEMS 8048 CROSS-ASSEMBLER - VERSION 1-64M
SOURCE FILE NAME: CONSONDA.ASM
01CD01CF01D001D101D201D401D501D601D701D9OÍDA01DC01DD01DF01E001E201E301E501E601E801E901EB01EC01EE01EF01F101F201F401F501F701F8
01FA01FB>:1FD01FE01FF020102020203020502060208020A020C02CD02uE0210021102120213
F6D257028323C00283FB0306AB24C4FB0312AB24C4FB0318AB24C4FB0324AB24C4FB0330AB24C4FB0336AB24C4
C5B800D5A9530F37AA030137960A440C4421F947530F77C5AE37
CIEN:
L31:
L32:
L33:
L34:
L35:
L36:
TEC:
TEC1A:TECO:
JC CIENDA AOUTL BUS,ARETMOV A,#OCOHOUTL BUS,ARETMOV A,R3ADD A,#06HMOV R3,AJMP LSALMOV A,R3ADD A,#12HMOV R3,AJMP LSALMOV A,R3ADD A,#18HMOV R3,AJMP LSALMOV A,R3ADD A,#24HMOV R3,AJMP LSALMOV A,R3ADD A,#30HMOV R3,AJMP LSALMOV A,R3ADD A,/36HMOV R3,AJMP LSAL
SEL RB0MOV RO,#OOHSEL RB1MOV R1,AANL A,#0FHCPL AMOV R2,AADD A,#01HCPL AJNZ TEC1AJMP TECOJMP TEC1MOV A,R1SWAP AAML A,#OFHRR ASEL RBOMOV R6,ACPL A
;RUTINA QUE REALIZA EL AJUSTE;DEL CÓDIGO DEL TECLADO A CÓDIGO/HEXADECIMAL.
AVOCET SYSTEMS 8048 CROSS-ASSEMBLER - VERSION 1.64M
SOURCE 71LE NAME: CONSONDA.ASM
0214021602170219021B021C02 ID021E021F022102220224022502270228O22A02 2 B022D022E0230023102330234023602370239023B023C
023D023E02400241024202440245024602480249024B024C
024D024E0250025102520254025502560258
030437961C2303AEFE68D5443BFA030237962DC5B803D5440CFA0304379639C5B806D5440C2300D583
D5B80EC800BBFF0000EB44F89640C583
D5B8FFC800BB1E0000EB54F8
TEC2:
TEC1:
TECH:
TEC12:TEC3:
DEL:
DEL01:
DEL3:
DELI :
DEL11:
DEL13:
ADD A,#04HCPL AJNZ TEC2MOV A,#03HMOV R6,AMOV A,R6ADD A,R0SEL RB1JMP TEC3MOV A,R2ADD A,*02HCPL AJNZ TECHSEL RB0MOV R0,#O3HSEL RB1JMP TECOMOV A,R2ADD A,#04HCPL AJNZ TEC12SEL RBOMOV R0,#06HSEL RB1JMP TECOMOV A,#00HSEL RB1RET
SEL RB1MOV RO,#0EHDEC RONOPMOV R3,#0FFHNOPNOPDJNZ R3,DEL3MOV A,R0JNZ DEL01SEL RBORET
SEL RB1MOV RO,#OFFHDEC RONOPMOV R3,#1EHNOPNOPDJNZ R3,DEL13MOV A.R0
;RETARDO DE APROXIMADAMENTE 72ms.;EL CUAL DA LA RAZÓN DE VELOCIDAD;PARA EL MOTOR DE PASOS.
;RETARDO DE 162ms. PARA;LA SELECCIÓN DE LA TECLA.
AVOCET SYSTEMS 8048 CROSS-ASSEMBLER - VERSION 1.64M
SOURCE FILE NAME: CONSONDA.ASM
0259O25B025C
02 5D025E02600261026202640265026602680269026B026C0000
9650C583
D5B8FFC800BBFF0000EB64F89660C583
DELI:
DELIl:
DELI2:
JNZ DEL11SEL RB0RET
SEL RB1MOV R0,#0FFHDEC RONOPMOV R3,#0FFHNOPNOPDJNZ R3,DELI2MOV A,R0JNZ DELI1SEL RB0RETEND
;RETARDO DE 1.3s. EL CUAL DA;LA DURACIÓN DEL DESPLIEGUE DE;LA LECTURA.
95
APÉNDICESDIAGRAMAS ELECTRÓNICOS
DIAGRAMAS DE CTOS. IMPRESOS
ft XNOXCA CL'AmO CJCCUrftft EL PflOCfMMAA LECTURA ANTERIORft XNOXCA CL'AmO CJC<A LECTURA ANTERIOR.V LECTURA OC DAT01.
liliB
LECTi
210
B BTTTTT74LS04 <CI-4)
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E-l DIPlGRftMft ELECTRÓNICO DEL SISTEMA DE CONTROL DE POSICIÓNPARA LA SONDA ELÉCTRICA.
IX c.heckolot 3 Nov 93 16:25:00a:sonda.smtvl.j r4 holes: 383 componer.' stíapproximate size: 12.10 bv 7.45 inches
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CONTROL. OK POSICIÓN OK
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INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES NUCLEARES
E-4 DIAGRAMA ELECTRÓNICO PARA LA FUENTE CONMUTADA.V«nt ©-
NEGO «2
OVcc
OSNO
CS 220uF... • CT O.OOluFR4 5.CK L 3.SDM <1RS 560R» 1KR7 S6KR7* 10KR« 4.7K <5K>R» 5K (4.7K>RIO IK C27O5Rll 1KRll' 0.1RT 47K
• EL VALOR DE LAS RESISTENCIAS ESTA CN OHMSLOS VALORES DENTRO DE ( ) CORRESPONDEN A LA FTE DE 15H
:13:20
í o o r e r i f . a t s ? A- . - & :If r = i -is.' i nenes
IX checkDlot Z Nov 9? 16:15:52a: f telOa. suitv l .3 r4 holes: its comoonen^ sideaDDraiimate s ize: 4.30 bv S.bC inches
r o"
5-Í»
"i - ;.J
101
APÉNDICE FMANUAL DEL USUARIO
102
MANUAL DEL USUARIO.
La función del sistema del CONTROL DE POSICIÓN DE LA SONDA ELÉCTRICA del
Tokamak Novillo, consiste en desplazar radial mente a dicha sonda dentro de la cámara de descargas
del tokamak. Con el fin de usar correctamente este equipo, se deben seguir los siguientes pasos:
1.- Verificar que se encuentre conectado el equipo a una toma de energía eléctrica.
2.- Energizar el sistema mediante el interruptor "Encendido Apagado", colocando este en la
posición de "Encendido". Al energizar el sistema el foco "Indicador" debe estar prendido,
sólo se apaga en el momento en que se suspenda la energía eléctrica (mediante falla de energía
eléctrica, desconectando el equipo, fusible de alimentación abierto o apagar el interruptor).
3.- Desde el momento en que es energizado el sistema, el \iC8748 - 8 efectúa la secuencia del
programa iniciando en la dirección O0O0H. Debido a esta secuencia la sonda es desplazada
hacia la posición cero (inicial) en este momento el indicador numérico muestra un guión en
el DMS, y los leds de color verde, amarillo y rojo se encienden (el tiempo en el que la sonda
está en movimiento), como se muestra en la fig. 1.
POSICIÓN OB LA WMM
I \xtmm
® }iJ
raaaon ACTUALuiminam>«»w J
O vacturn*
figl
103
4.- Al llegar o estar la sonda en la posición inicial "cero" (indicada por el detector), el indicador
numérico muestra ceros y solo están encendidos los leds verde y amarillo (señalando la posición
actual fig.2).
GC\E íaua
UmWUMiHIMIl }~ >
\sf) u n u raaatm tunmtom j rcaacti tcrxut
V R W Nvra
5. En este momento la secuencia del programa se encuentra en un ciclo en el cual espera se le
indique la función a realizar, las cuales son: (a) mostrar cual fue la posición anterior en la que
estaba colocada la sonda (si se acaba de energizar o restablecer al sistema se considera "cero"
como la posición anterior) y (b) programar la posición en la que se desea colocar la sonda.
6. Si se desea la función (a) se pulsa la tecla "*", y en el indicador aparecerá la lectura
correspondiente a la posición anterior de la sonda, siempre y cuando el equipo no se haya
apagado. Por ejemplo si la sonda se encuentra actualmente a una distancia de 10mm (fig.3a)
y la posición anterior era a 2mm, al pulsar la tecla "*" el indicador muestra una lectura de
002 y solo permanece encendido el led amarillo señalando la posición antenor fig. 3b. en este
momento la secuencia del programa se encuentra en el ciclo indicado en el paso 5
104
TOmCJON OB LA JONS*
tmm
Q taro au rmx
>Q
O} romaoH ACTUAL
fig**
nmctoN DB LA Ktm»
I',"
O
'o . ;
fit»7.- Si se desea colocar a la sonda eléctrica en una determinada posición, se selecciona la función
(b) pulsando la tecla "#", en este momento el indicador no cambia, pero solo el led verde está
encendido (fíg.4), indicando al usuario que la secuencia del programa se encuentta en un ciclo
de espera de los dígitos correspondientes a la posición deseada.
roaaoN DB LA JOMIM
_____. _Z imrr.t**m§M:tmt
umumocuiu
imcrnA mmctof átmu
a/acOTU nctm imrcroit
%I- MSK30H ACTUAÍ
fig-f
IOS
Debido a la estructura del programa la lectura de tos dígitos se dará indicando número por
número, es decir, si la cantidad se compone de dos o más cifras, se escribirá como cualesquier
cantidad, empezando de izquierda a derecha, y en el indicador se podrá ver (dar un tiempo
al circuito de aproximadamente 324 msegundos) la cantidad deseada, al terminar de introducir
los dígitos se muestra en el indicador la lectura completa durante un segundo, tiempo en el
cual se debe verificar visualmente si está o no correcta, en el instante en que se enciende el
led rojo (leds verde y amarillo apagados) fíg.Sa, se debe presionar el botón rojo (ejecutar
programa) hasta que se enciendan los tres leds. En caso de que la lectura no sea la correcta,
no se presiona el botón rojo. En este momento el programa regresa al ciclo indicado en d
paso 5, mostrando en el indicador la lectura de la posición actual en la que se encuentra la
sonda.
r<mcton tm IA JOMM
1 1 ~T) 1 \\x imm
i «MOO* ACTUAL
tsmx'vut LA nooKAMjaon
Se hace la observación de que cuando la lectura 100mm (exclusivamente 100), en el indicador
numérico sólo aparecerá " 1 0" (como se muestra en la Fig. Sb)
IOS
POSICIÓN OB LA SONDA
1mmtiIMHOIN JtVMUCVJ
to*%.- Ya que la distancia máxima que recorre la sonda es de 100mm el programa esti diaefiado de
tal forma que al programar una distancia fuera del intervalo pan el que fue diseñado es decir
de 101 mm en adelante, instantáneamente en el indicador numérico aparecerán tres guiones
(fig.6) y el sistema continúa en espera de la lectura deseada.
remeto* ai LA JOWCM
Xímm
9.- Al terminar de usar el equipo es recomendable apagarlocolocandoel interruptor en "Apagado*.
Se sugiere restablecer al sistema antes de apagarlo con el fin de colocar a la sonda en la
posición inicial.
107
GLOSARIO DE TÉRMINOS.
a
BV^oBV^occw6
&/t
DMSdms
/
K/ » . 'a
le
1.
IF
I,
1 L
¡sn,
HC8748-8
n
PMPWM
i u
Radio de la sonda eléctrica.
Voltaje colector-emisor.Voltaje emisor-base.Sentido contrario a las manecillas del reloj.
Ciclo de trabajo.
Corriente de cambio.
Dígito más significativo.
Dígito menos significativo.
Frecuencia de conmutación.
Beta del transistor.
Corriente de excitación de la base.
Corriente de colector del transistor.
Corriente de electrones.
Corriente de polarización en sentido directo.
Corriente de iones.
Corriente a través del inductor.
Corriente de salida.
Microcontrolador 8748-8.
Razón de vueltas entre et primario y el secundario.
Concentración de electrones.
Motor de pasos.Ancho de pulso modulado (pulse-width-modnlated)
Resistencia de polarización de base.
Radio de Larmor de electrones.
Radio de Larmor de iones.
108
T, Temperatura de los electrones.
T, Temperatura de iones.
V bQ Voltaje o tensión entre base y emisor del transistor.
V ce Voltaje entre colector y emisor del transistor.
V r Voltaje de polarización en sentido directo.
V f Potencial flotante.
V ,„ Voltaje o tensión de entrada.
v o,. Voltaje de salida, a nivel lógico cero
V g Voltaje de rizo pico-pico.
V s Potencial del plasma.
I' ,ai Voltaje de salida.
109
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