La lógica cableada

Carlos A. Salazar S., Código 285990 caasalazarsa@unal.edu.co

Jeisson Benavides B., Código 285977 jejbenavidesba@unal.edu.co

Estudiantes, Universidad Nacional de Colombia

Lógica cableada

Resumen—

Índice de Términos— DAQ, termopar,

1. Introducción

La lógica cableada es la forma de realizar controles mediante un tratamiento de datos realizado mediante contactos.

Los cableados incluyen funciones de control, de potencia, de señalización y de protección, presentando al diseñador la capacidad de realizar circuitos robustos y seguros.

Representa además una solución sencilla y económica para la automatización de procesos frente a alternativas como la programación realizada por computación.

1. Cálculos y consideraciones

1. Amplificador de instrumentación:

Realiza la resta de las dos entradas multiplicadas por un factor, esto se hace cuando se tienen señales muy débiles que involucren minimizar el error en la medición, además de proveer una impedancia baja de salida ante una impedancia alta en la entrada.

[pic 1]

Figura 1. Amplificador de instrumentación

Para nuestro problema, el diseño del amplificador de instrumentación se realizó para ganancia unitaria.

1. Amplificador no inversor:

Debido a que la junta caliente (la unión de los terminales de la termocupla) varía a razón de 52μV por °C y se debe llevar a los 10mV por °C que proporciona el sensor LM35, se requiere un amplificador que garantice dicha ganancia.

[pic 2]

Tomando [pic 3]

[pic 4]

Figura 2. Amplificador no inversor, ganancia 192

1. Sumador de ganancia unitaria.

Una vez realizada la etapa de amplificación, se hizo la compensación de la junta fría del termopar mediante una señal proveniente del sensor LM35, para esto, las señales del termopar (Va) y la del sensor (Vb) se suman.

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Los valores que cumplen con estas condiciones deben ser iguales, por lo tanto se escogió:

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Figura 3. Sumador no inversor de ganancia unitaria.

1.  Filtro pasa bajas a 500 Hz

Para evitar el ruido, se diseñó el filtro pasa bajas:

Tras encontrar la ecuación del circuito y hacer la transformada de Laplace se obtuvo la función de transferencia:

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De donde se identifica la ganancia:

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Y la frecuencia de corte que tendrá:

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Figura 4. Filtro asa bajas a 500Hz

1. Circuitos finales

Debido a que la salida del filtro es de ganancia negativa, se implementó un circuito inversor y un seguidor de ganancia unitaria para desacoplar la señal de entrada y salida del DAQ.

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