Laboratorio

Conmutación y fuentes lineales

J.A. Aristizabal Morales1, N.A. Bachiller Ospino2

1 Ingenieria Mecatronica,Facultad de ingenieira,Universidad Autonoma de Occidente,Ala norte segundo piso, Cali Colombia

2 Ingenieria Biomédica, Facultad de ingenieira, Universidad Autonoma de Occidente, Ala norte segundo piso, Cali Colombia

Recibido: Abril 14 de 2015

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RESUMEN

Se realizó la práctica con la finalidad de comprobar y poner en experimento algunos operadores lógicos que representan y permiten realizar operaciones lógicas básicas como OR, AND, NOT y otras combinadas como X-OR, NOR, NAND y X-NOR. En el actual informe el docente planteó implementar un circuito drive, el cual permite variar la velocidad de un motor de DC al momento en que permite el cambio del sentido de giro, por medio de transistores en corte y saturación. El circuito tiene dos pulsadores, uno para el giro a la derecha y otro para el giro a la izquierda. El circuito en sí es alimentado con una fuente dual regulada. (Vdc En la figura 1.)

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INTRODUCCION

En el presente laboratorio se comprueba el funcionamiento de los transistores BJT funcionando en corte y saturación para conmutar, usando adicionalmente la lógica de compuertas, en este caso compuertas AND Y NOT para manejar el movimiento de un motor. Por otra parte se realiza el diseño y simulación con el objetivo de implementar para la alimentación de las compuertas y el drive una fuente dual que regule voltaje entre 1 y 30 volts en un circuito con configuración de puente de diodos integrado. Anteriormente se trabajaba con los transformadores ubicados en el laboratorio de electrónica, en el presente se trabaja con la salida de las conexiones de la universidad a 110Vrms.

MARCO TEORICO

El transistor es un componente electrónico formado por materiales semiconductores, de uso muy habitual como amplificador o como conmutador, en la práctica de laboratorio se usará como conmutador. Un transistor consta de 3 terminales de dispositivo, como se aprecia en la imagen, dentro de los transistores se pueden identificar dos tipos, los NPN y los PNP, estos dependen de lo visto anteriormente con los diodos, en las zonas de “huecos” libres y electrones libres.

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Cuadro de texto

En un transistor para trabajar se distinguen 3 zonas o estados de trabajos, en activa, donde deja pasar más o menos corriente; en corte, donde no deja pasar la corriente; y en saturación, donde deja pasar toda la corriente. Para el trabajo en conmutación se necesita trabajar el transistor en corte y saturación.

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Cuadro de texto

Haciendo una comparación con una llave de agua se puede explicar brevemente el funcionamiento del transistor en estos dos estados:

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Funcionamiento en corte: si no hay presión de agua en B (no pasa agua por su tubería), la válvula está cerrada, no se abre la válvula y no se produce un paso de fluido desde E (emisor) hacia C (colector).

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Funcionamiento en saturación: si llega suficiente presión por B se abrirá totalmente la válvula y toda el agua podrá pasar desde el emisor E hasta el colector C (la máxima cantidad posible). Por mucho que metamos más presión de agua por B la cantidad de agua que pasa de E hacia C es siempre la misma, la máxima posible que permita la tubería.

Respecto a las compuertas lógicas, en este caso solo nos ocuparemos de la compuerta lógica AND y NOT. La compuerta lógica AND es una compuerta electrónica que generalmente trabaja con dos entradas, aunque recibe un sinfín de entradas deseables, pero solo tiene una salida, que siempre cumple con la siguiente lógica, la salida X es igual a 1 (o encendido) cuando todas las entradas son igual a 1. Y la compuerta NOT es una puerta lógica que implementa la negación lógica. Siempre que su entrada está en 0 (cero) o en baja, su salida está en 1 o en alta, mientras que cuando su entrada está en 1 o en alta, su salida va a estar en 0 o en baja.

Otra consideración importante en el uso del regulador LM317 es la forma en que van conectados los terminales al circuito de la fuente dual regulada.

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Figura 4. Información terminales regulador LM317, circuito simple para el uso de este

La importancia de la fuente dual que incluye el LM317 y el LM337, es permitir un arreglo dual para obtener voltajes regulados positivos y también negativos. Indispensable para el diseño de circuitos de amplificadores operacionales y otros circuitos integrados que requieran doble alimentación. Los disipadores de calor son unos elementos complementarios que se usan para aumentar la evacuación de calor del componente al que se le coloque hacia el aire que lo rodea. Esto trae como consecuencia que se reduce la temperatura de trabajo del componente ya que la cantidad de calor que se acumula en él es menor que sin disipador.

ANALISIS TEORICO

Primero se comenzara con el análisis de la fuente dual. El análisis teórico realizado para la configuración

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