Prctica de Laboratorio 8:

Tema: Generacin de formas de onda mediante dispositivos de Memoria ROM

Objetivo.

1. Familiarizarse con el diseo y manejo del uso de las memorias ROM.

2. Determinar los parmetros del circuito matemticamente, implementarlo en el simulador y en el protoboard.

3. Confirmar la relacin entre los valores calculados, los medidos en el simulador y determinar el porcentaje de error.

Objetivos especficos.

1. Disear un generador de onda sinusoidal, cuadrada y triangular mediante el uso de memorias ROM en la parte bsica del circuito. Presentacin en display de 7 segmentos

2. Disear una fuente de alimentacin regulada de 0 a 12 V a 2.0 A mediante presentacin en display de 7 segmentos de los valores de voltaje y corriente

Trabajo 1

Diagrama de Bloques de una Fuente de Alimentacin con proteccin a corto.

`Procedimiento y Clculos de la Fuente de Alimentacin

Transformador

Transformador

El Transformador es un dispositivo elctrico que basa sus principios en el fenmeno de induccin electromagntica el cual sirve para aumentar o disminuir la tensin alterna, manteniendo idealmente su relacin de potencia, esto quiere decir que la potencia en la bobina primaria va a ser casi la misma que en el secundario, la perdida de potencia es mnima.

Larelacin de transformacin(m)de la tensin entre el bobinado primario y el bobinado secundario depende de los nmeros de vueltas que tenga cada uno. Si el nmero de vueltas del secundario es el triple del primario, en el secundario habr el triple de tensin.

Procedimiento y Seleccin del Transformador

Al buscar un transformador disponible en el mercado se adquiri uno con tab central para poder hacer la fuente positiva y la negativa y de 3 Amperios ya que el requerimiento es 2 Amperios pero no es recomendable tener al lmite un dispositivo elctrico o electrnico, en este caso al tener una carga de 2 Amperios el transformador estar trabajando al 66,66% de su capacidad total lo cual es recomendable para mayor duracin del dispositivo.

Rectificacin:

El proceso de rectificacin es el proceso en el cual a la onda alterna, que est variando en el tiempo en forma senoidal desde el cero hasta la amplitud mxima positiva, de ah desciende hasta el cero y hace el ciclo negativo. Pero en una fuente de alimentacin necesitamos una seal ms continua (tendiendo a ser una lnea recta, ah es cuando entra el puente de diodos que es un rectificador lo que hace es a la parte negativa llevarle hacia el lado positivo como se observa en la figura.

Se debe seleccionar un puente de diodos adecuado para el mximo pico inverso de corriente en nuestro caso seleccionamos uno de 6 Amperios por el simulador pero adecuado puede ser del doble de corriente solicitada en este caso seria 4A.

Filtracin:

El proceso de Filtracin es tratar de tener un voltaje continuo mediante el uso de un capacitor o conjunto de capacitores, entre mejor sea seleccionado el capacitor ser menor el voltaje de rizado en otras palabras la onda ser ms recta. Para esto recurrimos a la siguiente frmula:

I = Corriente Mxima

F= Frecuencia de onda senoidal AC

Vr= Voltaje de Rizado

El Voltaje de Rizado es mejor que sea nulo con eso llegamos a tener una onda continua pero necesitaramos un capacitor infinito entonces nos limitamos a los capacitores disponibles en el mercado tratando de tener un Voltaje de Rizado menor o igual al 45% sabiendo que los integrados reguladores disminuyen ese rizado a valores muy bajos.

Especificaciones

Regulacin:

La regulacin se realiza mediante transistores y un zener, el cual va variando con el potenciometro y este va a la base del transistor darlington para dar un voltaje a la salida. Al variar este va cambiando el voltaje de referencia que entra a la base de este.

Como esta la resistencia paralela a los diodos del darlington el Voltaje es 1.4V y queremos que pase 0.5A por el transistor de abajo entonces la resistencia debe ser de 2.5 ohms.

Voltimetro digital con ADC

El integrado ICL7107 es un conversor ADC que no requiere de gran circuiteria externa que sirve para todo tipo de medidas tiene dos tipos de rangos uno de 200mV y uno de 2V de eso depende la precisin de la medida en efecto para el voltimetro se realizo el siguiente circuito:

La R9 y R10 se dimensionan de la siguiente manera pensemos que queremos 5V entonces R9 es 100K y R11 es 100 sabiendo que es un divisor resistivo.

Como se puede observar se toma de referencia el voltaje 0.004995 entonces ese voltaje va a ser presentado en la pantalla ya que para voltajes hasta de 19.99V se puede presentar en los display de 7 segmentos por la configuracin del integrado. Si ponemos 200mV de referencia nos va a dar valores dividos para 2 en el caso de 5 voltios nos daria 2.5, entonces debemos cambiar la referencia a 100mV, si queremos mejorar aun mas la resolucin entonces debemos poner una referencia menor a un entonces el valor preciso es 10mV.

Frecuencia del Oscilador para el ADC

La frecuencia de trabajo para este ADC es de 48KHZ y el fabricante recomienda un capacitor de 100pF entonces la resistencia seria la siguiente:

Valores de Componentes

Se elige Resistencias de 470K cuando se quiere una escala de 2V

Se elige Resistencias de 47K cuando se quiere una escala de 0.2V

En 19.1V hay un error de 4mV.

Amperimetro digital con ADC

De la misma manera se puede realizar un Amperimetro digital con las mismas condiciones que el voltimetro solo cambia que aqu se medira en serie la resistencia. Si ponemos una resistencia de 1m Ohm y una de 10K hay una relacin igual de 1000 a 1000 entonces:

Por ley de Ohm sabemos que V= IR entonces podemos calcular la corriente que pasa a travs de las Resistencias, para poder saber la corriente podemos usar un Amplificador operacional como Amplificador restador (es un circuito restador el circuito es el siguiente)

Si elegimos todas las resistencias iguales entonces tenemos que, suponiendo una carga de 19 ohms:

Entonces esto entra al ADC y amplica 100 veces por eso nos da una corriente como la que esta mostrada en la imagen, el error mximo que da es de 200mA en este caso da 170mA de error

Simulacin Completa

Memorias EEPROM

EEPROMoEPROMson las siglas deElectrically Erasable Programmable Read-Only Memory(ROMprogramable y borrable elctricamente). Es un tipo de memoriaROMque puede ser programada, borrada y reprogramada elctricamente, a diferencia de laEPROMque ha de borrarse mediante un aparato que emiterayos ultravioleta. Son memorias no voltiles.

Las celdas de memoria de una EEPROM estn constituidas por untransistorMOS, que tiene una compuerta flotante (estructuraSAMOS), su estado normal est cortado y la salida proporciona un 1 lgico.

Aunque una EEPROM puede ser leda un nmero ilimitado de veces, slo puede ser borrada y reprogramada entre 100.000 y un milln de veces.

INTEGRADO 27C512

Es una memoria EEPROM ROm programable que tiene tecnologa CMOS con una capacidad de 512Kb de 8 bits, donde usa un contador para poder cambiar los datos dependiendo de la frecuencia a la que este el contador.

Contadores

Enelectrnicadigital, Uncontador(eningls,counter) es uncircuito secuencialconstruido a partir debiestablesypuertas lgicascapaz de almacenar y contar losimpulsos(a menudo relacionados con una seal de reloj), que recibe en laentrada destinada a tal efecto, asimismo tambin acta como divisor de frecuencia. Normalmente, el cmputo se realiza encdigo binario, que con frecuencia ser elbinario naturalo elBCD natural(contador de dcadas).Segn la forma en que conmutan los biestables, podemos hablar de contadoressncronos(todos los biestables conmutan a la vez, con una seal de reloj comn) oasncronos(el reloj no es comn y los biestables conmutan uno tras otro).

Contador Sincrono 74ls163

Este tipo de de contador usa un reloj digital que es el que determina que velocidad cambian los datos, un pin RCO que nos sirve para unir varios contadores y hacerlos secuenciales una entrada ENT que se habilita cuando siente un impulso se usa en el segundo contador para activar y mandarlo a contar. Y entradas DO-D3 que habilitan desde un numero especifico.

Memoria EEPROM

Para grabar en memorias EEPROM podemos hacerlo de diversas maneras, para poder ser usadas se necesitan un archivo.bin el cual puede ser generado en MATLAB.

Generador de Onda Sinusoidal

En el siguiente grfico se explica como se realizo la onda sinusoidal:

La onda que se genera es la siguiente:

Generador de Onda Cuadrada

En el siguiente grfico se explica como se realizo la onda Cuadrada:

La onda que se genera es la siguiente:

Generador de Onda Triangular

En el siguiente grfico se explica como se realizo la onda Triangular:

La onda que se genera es la siguiente:

DAC

Unconversor de seal digital a analgicaoconversor digital analgico,CDAoDAC( del inglsdigital to analogue converter) es un dispositivo para convertir seales digitalescon datos binarios en seales de corriente o detensinanalgica.

Se utilizan profundamente en los reproductores dediscos compactos, en los reproductores de sonido y decintas de vdeodigitales, y en los equipos de procesamiento de seales digitales de sonido y vdeo.

El DAC0808 en el DATASHEET dice que el montaje tpico de este circuito dice que se debe colocar 10V en VREF+ y 15V en VEE. Y un OPAM a la salida el diagrama total del circuito sin filtrar es la siguiente:

Si esto pasamos por un filtro pasa bajos de segundo orden como la siguiente imagen :

Entonces la Seal es la siguiente:

El circuito Completo es el siguiente:

Grfica de onda Cuadrada

Circuito de onda Cuadrada

Grfica de onda Triangular

Circuito de onda Triangular

Conclusiones:

La fuente de alimentacin es de amplia utilidad al realizar cualquier clase de circuitos analgicos o digitales. Las ondas sinusoidales y cuadradas son tiles para aplicaciones como contadores o generar tiempos. Las Memorias ROM EEPROM pueden ser programadas para hacer generadores de ondas o guardar datos que no van a cambiar a menos que se las vuelva a programar.Recomendaciones:

Revisar las Resistencias y Capacitores que vienen por el fabricante para poder implementar circuitos mas precisos. Evitar programar datos errneos en el MATLAB porque estos afectan directamente a la onda generada. Revisar que los contadores realicen la operacin completa para que la memoria no falle. Revisar que caida de tensin tiene segn la carga que se coloque para no averiar el circuito.Bibliografa:

[1] A. P.Malvino, Principios de Electrnica, Mc Graw Hill, West Balley Collegue, 1999.

[2] Wikipedia, Silicon Controlled rectifier, http://en.wikipedia.org/wiki/Silicon-controlled_rectifier

Alimentacin

AC con Transformador

Capacitor

(Filtracin Pos.)

Regulacin

Positiva

Puente de Diodos (Rectificacin)

Voltimetro

Amperimetro

Proteccin a corto SCR y rel

_1234567891.unknown

_1234567893.unknown

_1234567895.unknown

_1234567896.unknown

_1234567894.unknown

_1234567892.unknown

_1234567890.unknown