LABORATORIO DE OPTOELECTRONICA

LABORATORIO DE OPTOELECTRONICA

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PRACTICA No. 5. OPTOAISLADOR  1: Interruptor Óptico, caracterización y aplicaciones.        SEMESTRE: AGOSTO - DICIEMBRE 2022

OBJETIVO: Caracterizar y diseñar circuitos de aplicación del Interruptor Óptico conocido también como Optoacoplador de Encapsulado Especial: de Ranura y de Reflexión.

MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO.

NOTA: Lo que está marcado en gris lo debe traer el equipo de alumnos.

METODOLOGÍA.

Se realizarán en esta práctica una serie de experimentos que permitan corroborar el funcionamiento de los interruptores ópticos de reflexión y de ranura, así como alguna aplicación práctica que permitan conocer y ejemplificar como estos dispositivos optoelectrónicos son de utilidad en la electrónica, dejando como sugerencia didáctica para el alumno el proponer otras aplicaciones de estos dispositivos.

1. EXPERIMENTO 1. Caracterización y respuesta en frecuencia del Interruptor Óptico de Ranura.

PASO 1. Armar el siguiente circuito con el interruptor óptico de ranura:[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

ITR8102

D = Detector (Fototransistor) E = Emisor (IRLED)

R1        Vcc = + 12V[pic 7]

OSC. CH1[pic 8]

GEN

220Ω

+E ITR8102[pic 9][pic 10]

+D   NOTA: si el alumno usa otro interruptor   óptico diferente al ITR8102, deberá investigar la configuración o  distribución de las terminales correspondientes.

FIGURA 1[pic 11]

Circuito 1 del interruptor óptico de ranura.

R2 470Ω

CH2 OSC.

GND

PASO 2. Ajustar el generador a una frecuencia de 1KHz y 10Vpp de amplitud de señal cuadrada, observando las señales del generador con el CH1 del osciloscopio y la salida interruptor óptico de ranura con el CH2, se deberán observar iguales ambas señales cuando no hay ningún objeto en la ranura del interruptor óptico; luego, hacer pasar un objeto opaco o sólido por la ranura del interruptor óptico, la señal de salida del interruptor óptico se deberá perder (CH2). Comentar y reportar lo que sucede.

PASO 3. Aplicar desde el generador de funciones (GEN) una señal cuadrada de 10 Vpp de amplitud y hacer un barrido en frecuencia con los siguientes valores: 1K, 5K, 10K, 50K y 100KHz, capturando y reportando las señales del CH1 y del CH2 del osciloscopio para cada frecuencia; dibujar la respuesta en frecuencia y determinar de manera aproximada la frecuencia de corte.

PASO 4. Fijar la frecuencia a 1KHz y variar la amplitud de la señal del generador a los valores de 3, 5 y 7 Vpp, y observar que sucede con la señal de salida del interruptor óptico de ranura capturando y reportando las señales de entrada (CH1) y de salida (CH2) para cada valor de voltaje. Además, comentar y reportar lo que sucede.

PASO 5. Hacer el cambio necesario en el circuito para invertir la señal de salida con respecto a la de entrada. Con una amplitud de 10Vpp y una frecuencia de 1KHz del generador, observar las señales obtenidas en CH1 y CH2; capturar y reportar estas señales. Mostrar en su reporte el circuito con el cambio realizado.

1. EXPERIMENTO 2. Caracterización y respuesta en frecuencia del Interruptor Óptico de Reflexión.

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PASO 1. Utilizando un interruptor óptico de reflexión, armar el siguiente circuito; aplicar desde el generador de funciones (GEN) una señal cuadrada de 10Vpp de amplitud y 10Hz de frecuencia, utilizando una superficie reflejante como se muestra en la figura 2b:[pic 12][pic 13][pic 14][pic 15]

CH1

R1

+[pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20]

220Ω         

[pic 21]

GEN        E

Superficie reflejante

[pic 22]

R2

100Ω[pic 23]

LED

CH2

-

CNY70 ó OPB700AL[pic 24]

[pic 25]

+

D

d[pic 26]

  [pic 27]

-

Vcc = 12 V         

GND

FIG. 2b        Circuito 2 interruptor óptico de reflexión.

PASO 2. Acercar la superficie reflejante hasta que el LED comience a encender. Determinar la distancia óptima “d” a la cual el interruptor óptico de reflexión opera correctamente. Reportar este resultado.

PASO 3. Manteniendo la superficie reflejante a la distancia “d” óptima encontrada en el paso anterior, quitar el LED y cambiar la resistencia de 100Ω por una de 470Ω, conectar CH1 y CH2 del osciloscopio para medir las señales de entrada y de salida, respectivamente, ajustar la frecuencia del generador a 50Hz, capturar y reportar las señales observadas en CH1 y CH2 del osciloscopio. Repetir lo anterior para las frecuencias 1K, 5K, 10K, 50K y 100KHz para determinar gráficamente y de manera aproximada la respuesta en frecuencia del interruptor óptico de reflexión, incluyéndola en el reporte.

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