guia laboratorios electrónica industrial-jul-2013

UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIAGUÍA DE LABORATORIOS

FACULTAD DE INGENIERÍAPROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

Laboratorio No. 1

Objetivos Conocer las características de los transistores de potencia. Adquirir destreza en el análisis y diseño de los circuitos de potencia para manejo de motores DC, pilotos

DC, bombillos AC, etc. Diseñar e implementar circuitos de potencia con transistores Darlington para manejo de motores DC,

paso a paso, pilotos DC, etc.

Materiales e Instrumentos De acuerdo a los diseños y los montajes sugeridos. Diodos (1N4004) Varios transistores npn (TIP 112, 2N3055, 2N3904, D400) Reles 12 VDC

Resistencias Varios valores. Condensadores Varios valores. LM 555 Conectores. Multímetro, fuente.

Procedimiento:

1) Implementar el 555 como mono estable. Usted escoge el tiempo de prendido. Favor justificar los valores del condensador y la resistencia según el tiempo seleccionado; según la formula.

2) Implementar el 555 como a estable. Usted escoge el tiempo en alto y el tiempo en bajo. (Ojo según las formulas el tiempo alto es mayor el tiempo bajo). Favor justificar los valores de R1, R2 y C según las formulas.

3) Tomar el cto del 555 del punto 2. Se desea que un bombillo de 12 VDC funcione a la misma velocidad del led. Diseñar un circuito para ello. Usando transistor

4) Tomar el cto del 555 del punto 2. Se desea que un motor de 12 VDC funcione a la misma velocidad del led. Diseñar un circuito para ello. Usando transistor

5) Hacer lo necesario para que el 555 aumente y disminuya la velocidad de prendido y pagado del led. Y usando la etapa de potencia del punto anterior, (con el motor). Medir el voltaje del motor a mediada se cambia la frecuencia. ¿Qué pasa con el voltaje? ¿Qué pasa con la velocidad de conmutación del transistor?

6) Tomar el cto del 555 del punto anteior. Se desea que un motor de 12 VDC funcione a la misma velocidad del led. Diseñar un circuito para ello. Usando Rele.

7) Implementar un puente H. Usando transistores.

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Laboratorio No. 2

Objetivos Conocer las características de los SCR. Diseñar e implementar circuitos en DC y AC, para control de disparo de un SCR. Diseñar circuitos de disparo para SCR.

Materiales e Instrumentos De acuerdo a los diseños. Algunos sugeridos: SCR (C106) Transistores (D400, TIP 112) Transformador 1 A Bombillos 25 W AC y Piloto 12 VDC

Resistencias Varios valores Conectores Multímetro, Fuente, Osciloscopio

Procedimiento:

1) Diseñar un circuito con el cual se pueda prender y apagar un piloto de 12 VDC, utilizando un SCR. El circuito de control puede ser un 555 o un microcontrolador.

2) Implementar y probar el siguiente circuito. ¿Que rango de grados tiene? Con ayuda del osciloscopio verificar la forma de onda en la carga. La carga puede ser un bombillo de 25 W a 110 VAC. Los valores de R1 y R2 (Potenciómetro), cada grupo en la práctica los pone; pueden empezar con valores grandes; si ven que no cambia la señal en la carga pueden cambiar R1 por un valor menor; hasta logra ver que en la carga el ángulo varíe.

3) Implementar y probar el siguiente circuito. ¿Que rango de grados tiene? Con ayuda del osciloscopio verificar la forma de onda en la carga. La carga puede ser un bombillo de 25 W a 110 VAC. Para cálculos de los condensadores y de las resistencias recordar que: (R1 + R2)C1 entre 1 ms a 30 ms; lo mismo que R3C2. Sin embargo recordar que su señal es de 60 Hz, por tanto el rango es menor.

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4) Diseñar un circuito de control de disparo para un SCR de 0 a 180 grados, usando configuraciones de LM555 entre monoestable y/o aestable. Para conectar la carga con el SCR y el circuito de disparo usar el siguiente circuito. ¿Que rango de grados tiene?

Recordar que para poder sincronizar el cto de disparo con la señal AC se requiere un cto de cruce por cero.

5) Implementar una de las configuraciones vistas en clase para controlar el disparo en la carga de 0 a 360 grados. El circuito de disparo debe ser diseñado con configuraciones del 555 entre mono estable y aestable. Recordar que para poder sincronizar el cto de disparo con la señal AC se requiere un cto de cruce por cero. El circuito para conectar la carga con el SCR y el cto de disparo usar el mismo del punto anterior

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Laboratorio No. 3

Objetivos Comparar transistores BJT y MOSFET, en circuitos de potencia. Comparar Reles y TRIAC para cargas AC ON/OFF. Implementar circuitos de disparo de un TRIAC´s.

Materiales e Instrumentos De acuerdo a los diseños. Algunos sugeridos: Transistores (2n3904, D400, TIP 112, IRF60, IRF730) Transformador 1 A Motor DC, Piloto 12 VDC

Resistencias Varios valores Conectores Multímetro, Fuente, Osciloscopio

Procedimiento:

1) Implementar el 555 como a estable. Usted escoge el tiempo en alto y el tiempo en bajo. (Ojo según las formulas el tiempo alto es mayor el tiempo bajo). Favor justificar los valores de R1, R2 y C según las formulas.

1.1) Diseñar un Circuito de potencia para un Motor DC 12V, Usando un transistor BJT Darlintong. Medir: La corrientes IC e IB

1.2) Diseñar un Circuito de potencia para un Motor DC 12V, Usando un transistor MOSFET. Medir: La corrientes ID e IG

1.3) Hacer una tabla comparando los dos casos. Hacer comentarios.

2) Tomar el circuito del 555 como a estable, del punto uno.

2.1) Diseñar un Circuito de potencia para un Bobillo de 110V, 60 W., Usando un Rele.

2.2) Diseñar un Circuito de potencia para un Bobillo de 110V, 60 W., Usando un TRIAC.

2.3) Hacer una tabla comparando los dos casos. Hacer comentarios.

Para el caso 2.2 el cto de acople entre la parte digital y la parte de potencia se observa en la figura 1.

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3) Diseñare e implementar circuitos para el control de disparo de un TRIAC asi:

3.1) Circuito de disparo análogo. Con ayuda del osciloscopio ver la forma de onda en la carga.

3.2) Circuito de disparo digital (usando configuraciones del 555, cruce por cero y el cto de la figura1). Con ayuda del osciloscopio ver la forma de onda en la carga.

3.3) Comparar las señales vistas en los puntos anteriores. Hacer comentarios.

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Laboratorio No. 4

Objetivos Implementar un circuito para el control de disparo de un UJT Diseñar circuitos lógicos combinacionales y secuenciales. Adquirir destreza en el manejo de en el diseño, implementación y prueba de circuitos lógicos

Materiales e Instrumentos De acuerdo a los diseños. Algunos sugeridos: Conectores Multímetro, Fuente.

Procedimiento:

1) Basados en la información conseguida (la cual deben manejar) del UJT favor implementar el siguiente circuito. Favor hacer los cálculos necesarios para que el UJT genere los pulsos según el fabricante. Con ayuda del osciloscopio observar la señal VB1. Re lo pueden reemplazar por una resistencia variable en serie con una figa para variar el tiempo del pulso. Pueden usar 2N2646.

VB1

Q1UJT

R1

R2RE

C11nF

VCC

2) Diseñar un circuito combinacional que detecte los números primos y múltiplos del 3; del cero al quince (la entrada, es decir los números del 0 al 15 tomarlos de un contador asíncrono). Favor hacer el diseño, montaje y prueba de escritorio.

3) Diseñar e implementar en el protoboard un contador síncrono con la siguiente secuencia.

ABCD

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0000

1111 0011

1010 0101

1001 0110

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