PROYECTO DE FÍSICA

PUERTA AUTOMÁTICA

Nicolás Carvajal Danny Cuichán

NMT8 – C202

Introducción

La electricidad puede transformarse en distintos tipos de energía según se lo soliciten sus distintas aplicaciones, hoy en día es un recurso muy necesario, desde su descubrimiento se le han ido asignando más y más usos hasta llegar a controlarla precisamente por medio de la electrónica. La realización de la puerta automática abarca muchos conceptos y derivados de la electricidad y explicaremos algunos de ellos en cada etapa de la composición de nuestro proyecto.

Justificación

Ya que es requisito la realización de un proyecto para la materia de física, hemos buscado algunas opciones que nos permitan utilizar algún fenómeno físico para la defensa de nuestro proyecto. La electricidad un fenómeno físico que lo usamos en nuestra vida diaria, pero muchas personas no tienen ni idea de cómo funciona o logra transformarse en distintos tipos de energía, es por esto que hemos escogido este tema y pretendemos dar a conocer un poco más acerca de la electricidad, su funcionamiento y sus aplicaciones, ya que así nos ayudará a tener los conceptos necesarios para el comienzo de nuestra carrera.

Objetivo General

Aplicar la electricidad a la creación de una puerta que funcione automáticamente teniendo como elemento de detección una fotorresistencia.

Objetivos EspecÍficos

Investigar y estudiar acerca de la electricidad y algunas de sus aplicaciones

Diferenciar los tipos de corriente y sus aplicaciones Tratar algunas leyes usadas comúnmente en la electricidad y

electrónica Interiorizar en la trasformación de electricidad en otros tipos de

energía

Marco Teórico

Electricidad:

Es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas.

Carga Eléctrica:

Es una propiedad de algunas partículas subatómicas que definen su interacción electromagnética. De esta propiedad surge la Ley de cargas, cargas iguales se repelen y cargas diferentes se atraen.

Corriente Eléctrica o Intensidad de corriente:

La cantidad de electrones que se desplazan por un conductor en un determinado tiempo y se mide en Amperios

Cantidad de electricidad:

La cantidad de electrones que se desplazan por un conductor.

Potencial Eléctrico o Voltaje:

Es la fuerza con la que los electrones viajan por un conductor

Magnetismo

Es un fenómeno en el cual se ejercen fuerzas de atracción o repulsión entre objetos, el níquel, hierro y cobalto tienen propiedades magnéticas detectables y sus aleaciones se llaman imanes.

Densidad de carga eléctrica:

Es la cantidad de electrones que se encuentran en un cuerpo, si es una sola dimensión es densidad lineal, si es en 2 dimensiones, es superficial y si es en 3 dimensiones es volumétrica.

Frecuencia Eléctrica:

Es la cantidad de veces que la corriente cambia de polaridad (ciclos) en una unidad de tiempo

Tipos de corrientes eléctricas

Corriente eléctrica Directa

Es el tipo de corriente en el cual el flujo de electrones tiene un solo sentido, los electrones se dirigen del polo negativo hacia el polo positivo por la diferencia de potencial. Es continua en función del tiempo

Corriente eléctrica Alterna

Es el tipo de corriente que varía su polaridad en el tiempo, es decir tiene una frecuencia, en Ecuador la frecuencia que proporciona la Red eléctrica es de 60 Hz. Es variable en función del tiempo, su voltaje toma diferentes valores en el tiempo.

Explicación:

Antes de comenzar con la explicación debemos tener en cuenta algunos conceptos de los elementos utilizados en el circuito.

Relé:

Es un dispositivo electrónico que actúa como interruptor.

Al polarizar la bobina crea un campo magnético en su núcleo que atrae un inducido de hierro. Este inducido de hierro con su movimiento hace que los contactos se unan y provoquen el paso de corriente eléctrica a través de ellos. Para el proyecto hemos usado un relé de 8 pines, los cuales tienen 2 pares de contactos.

Fotorresistencia:

Es un elemento electrónico pasivo que se opone al paso de la corriente eléctrica, esta resistencia varía según la cantidad de energía lumínica existente. A mayor cantidad de intensidad lumínica, el semiconductor de la fotorresistencia absorbe los fotones provocando así un flujo de electrones permitiendo el paso de la corriente eléctrica. A menor intensidad de luz disminuye la resistencia.

LED:

Es un diodo emisor de luz, un diodo es un elemento electrónico semiconductor que tiene dos capas, una de portadores de carga positiva y otra de portadores de carga negativa, permite el flujo de corriente en un solo sentido, sus partes son ánodo (+) y cátodo (-).

Al aplicar una polarización directa al diodo, se produce un flujo de electrones que moviliza los huecos y los portadores del semiconductor, al realizar este cambio se libera energía en forma de fotones aleatorios.

Transistor:

Es un dispositivo electrónico que se parece a un diodo pero a diferencia de este tiene 3 capas de portadores, pueden ser 2 portadores positivos y uno negativo (PNP) o viceversa (NPN). Se usa como interruptor ya que enviando corriente a su base se puede permitir el paso de corriente entre colector y emisor. Su principio de funcionamiento es muy aprecido al de un diodo. Se utiliza como dispositivo de control y es la base de funcionamiento de todos los procesadores y microcontroladores de hoy en día.

Motor DC:

Es un motor que funciona con corriente directa, el cual tiene un bobinado en el centro o rotor e imanes a su alrededor o estator. al polaizar la bobina del rotor se crea un campo magnético que se repele con los imanes del estator y provoca el movimiento. El rotor necesita de un conmutador para que al llegar a ponerse completamente vertical tenga un cambio de polaridad y pueda continuar su giro en un solo sentido.

Principio de Funcionamiento:

Primero debemos crear un divisor de voltaje, para ello colocamos las resistencias y la fotoresistencia en configuración "delta", con la fotorresistencia conectada a tierra y la resistencia de 100kOhm conectada al polo positivo. Al haber luz, la fotorresistencia dejará pasar la corriente fácilmente entre polo positivo y negativo evitando tener que pasar por el transistor, pero en la ausencia de luz la resistencia de la fotorresistencia aumentará e impedirá el paso de la corriente a través de esta, la corriente se ve obligada a atravesar el transistor activándolo.

El transistor controla el encendido y apagado de un relé de 8 pines. Al funcionar el relé realiza un cambio de polaridad al motor haciendo que cambie el sentido de giro, el cual nos será útil para subir o bajar la puerta.

Con la ayuda del servomotor hacemos que la puerta vaya desde arriba hacia abajo y viceversa, al llegar la puerta hacia arriba, acciona un fin de carrera que está conectado a la alimentación del motor y corta el paso de la corriente para que el motor deje de funcionar y así evitar que sigua funcionando una vez que llegue a su límite, lo mismo sucede en el cambio de polaridad cuando llega abajo.

El led sirve para iluminar la fotoresistencia, y así asegurar que la corriente circule entre positivo y negativo y no pase hacia la base del transistor, por lo tanto no funciona el relé y así se permanece la puerta cerrada, al interrumpir la luz del led, se envía corriente a la base del transistor y se cierra el circuito permitiendo el cambio de polaridad del motor.

Materiales:

Elemento Precio ($)Resistencias 2,50Fotorresistencia 1,10Relé 8 Pines 1,50Servomotor RecicladoMadera Reciclado

Fómix 0,20Led Alto Brillo 0,35Transistor NPN 0,35Total 6,00

Conclusiones:

La electricidad es útil para que las personas tengan una vida cómoda al aprovechar sus propiedades

Es indispensable en la actualidad ya que los aparatos y sistemas mecánicos funconan y son controlados con la ayuda de la electricidad

Las diferentes aplicaciones de la electricidad están dirigidas hacia la creación de nuevos usos de este recurso.

La electricidad es un tipo de energía que se puede transformar en otras con su uso en dispositivos que aprovechen esta energía

Recomendaciones:

Se debe tener en cuenta que se debe usar el voltaje adecuado para que ningun componente del circuito termine afectado.

Tenemos que saber el tipo de corriente eléctrica que debemos usar en el circuito según su función.

Tener cuidado con la polaridades ya que pueden influir en el correcto funcionamiento del dispositivo.

Bibliografía

www.wikipedia.com

images.google.com

forosdeelectrónica.com

answers.yahoo.com

www.youtube.com