Laboratorio de control UNI-FIEE 2013-II

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SISTEMA DE CONTROL DE TEMPERATURA ON-OFF

OBJETIVOS

Observar los cambios de temperatura en un LCD, mediante un convertidor

analógico digital.

Observar la puesta en acción del controlador digital, mediante el encendido y

apagado de un led (ON - OFF) empleando una jarra eléctrica.

Observar la versatilidad de los triac.

Observar el comportamiento de un optocoplador.

FUNDAMENTO TEÓRICO

TRIAC BT136

El Triac es un dispositivo semiconductor que pertenece a la familia de los dispositivos

de control: los tiristores. El triac es en esencia la conexión de dos tiristores en paralelo

pero conectados en sentido opuesto y compartiendo la misma compuerta.

A1: Ánodo 1, A2: Ánodo 2, G: Compuerta

El triac sólo se utiliza en corriente alterna y al igual que el tiristor, se dispara por la

compuerta. Como el triac funciona en corriente alterna, habrá una parte de la onda que

será positiva y otra negativa.

Funcionamiento del Triac

La parte positiva de la onda (semiciclo positivo) pasará por el triac siempre y cuando

haya habido una señal de disparo en la compuerta, de esta manera

la corriente circulará de arriba hacia abajo (pasará por el tiristor que apunta hacia

abajo); de igual manera la parte negativa de la onda (semiciclo negativo) pasará por

el triac siempre y cuando haya habido una señal de disparo en la compuerta, de esta

manera la corriente circulará de abajo hacia arriba (pasará por el tiristor que apunta

hacia arriba); para ambos semiciclos la señal de disparo se obtiene de la misma patilla (la puerta o compuerta).

Lo interesante es, que se puede controlar el momento de disparo de esta patilla y así, controlar el tiempo que cada tiristor estará en conducción. Recordar que un tiristor sólo conduce cuando ha sido disparada (activada) la compuerta y entre sus terminales hay un voltaje positivo de un valor mínimo para cada tiristor)

Entonces, si se controla el tiempo que cada tiristor está en conducción, se puede controlar la corriente que se entrega a una carga y por consiguiente la potencia que consume.

Ejemplo: Una aplicación muy común es el atenuador luminoso de lámparas incandescentes (circuito de control de fase).

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Dónde: - Ven: Voltaje aplicado al circuito (A.C.) - L: lámpara - P: potenciómetro - C: condensador (capacitor) - R: Resistor - T: Triac - A2: Ánodo 2 del Triac - A3: Ánodo 3 del Triac - G: Gate, puerta o compuerta del Triac

El triac controla el paso de la corriente alterna a la lámpara (carga), pasando continuamente entre los estados de conducción (cuando la corriente circula por el triac) y el de corte (cuando la corriente no circula)

Si se varía el potenciómetro, se varía el tiempo de carga de un capacitor causando que se incremente o reduzca la diferencia de fase de la tensión de alimentación y la que se aplica a la compuerta

OPTOACOPLADOR MOC341

Son conocidos como optoaisladores o dispositivos de acoplamiento óptico, basan su

funcionamiento en el empleo de un haz de radiación luminosa para pasar señales de

un circuito a otro sin conexión eléctrica. Estos son muy útiles cuando se utilizan por

Microcontroladores PICs; si queremos proteger nuestro microcontrolador este

dispositivo es una buena opción. En general pueden sustituir los relés ya que tienen

una velocidad de conmutación mayor, así como, la ausencia de rebotes. La gran

ventaja de un optoacoplador reside en el aislamiento eléctrico que puede establecerse

entre los circuitos de entrada y salida. Fundamentalmente este dispositivo está

formado por una fuente emisora de luz, y un fotosensor de silicio, que se adapta a la

sensibilidad espectral del emisor luminoso, todos estos elementos se encuentran

dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP.

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¿Qué tipo de Optoacopladores hay?

Existen varios tipos de optoacopladores cuya diferencia entre sí depende de los

dispositivos de salida que se inserten en el componente. Según esto tenemos los

siguientes tipos:

-Fototransistor: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada

por un transistor BJT.

Los más comunes son el 4N25 y 4N35Optotransistor. Optotransistor en

configuración Darlington Optotransistor de encapsulado ranurado

Optotransistor de encapsulado ranurado.

-Fototriac: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un

triac.

-Fototriac de paso por cero: Optoacoplador en cuya etapa de salida se encuentra un

triac de cruce por cero. El circuito interno de cruce por cero conmuta al triac sólo en los

cruce por cero de la corriente alterna. Por ejemplo el MOC3041Optotiristor: Diseñado

para aplicaciones donde sea preciso un aislamiento entre una señal lógica y la red

SIMULACIÓN DEL CIRCUITO COMPLETO

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% LCD conectado al Puerto B

% Directiva para hacer el código más eficiente

CÓDIGO EN LENGUAJE C FINAL Y COMENTADO

#include "C:\Archivos de programa\PICC\Devices\16F876A.h" #DEVICE adc=8; #fuses HS,nowdt,nolvp #use delay(clock=20M) #use fast_io(C) #define use_portb_lcd TRUE #include "C:\Archivos de programa\PICC\Drivers\Lcd.c" void main() { float t; float sp=30.0; unsigned int valor; set_tris_C(0x00); output_low(pin_c0); lcd_init(); setup_adc_ports(AN0); setup_adc(ADC_CLOCK_DIV_8); set_adc_channel(0); delay_us(20); for(;;){ valor=READ_ADC(); t=500.0*valor/255.0; printf(lcd_putc,"\fADC=%u",valor); printf(lcd_putc,"\nT=%01.2fC",t); delay_ms(100); if(t>sp+1.0) output_low(pin_c0); else {if(t<sp-1.0) output_high(pin_c0); } } }

CIRCUITO

ON-OFF

COMPLETO

% Configuración de ADC de 8 bits

% t representa el número de pulsos que llega

% Inicio del visualizador LCD

% Inicio de los puertos A/D

visualizador LCD % Lectura del canal 0

% Espera necesaria al cambiar de canal

% Bucle

% Frecuencia del oscilador

% Límite ON OFF de temperatura (30 °C)

% Configura el puerto C =Salida, 1=Entrada

% Da pulso al relé