sistema de control final
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Laboratorio de control UNI-FIEE 2013-II
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SISTEMA DE CONTROL DE TEMPERATURA ON-OFF
OBJETIVOS
Observar los cambios de temperatura en un LCD, mediante un convertidor
analógico digital.
Observar la puesta en acción del controlador digital, mediante el encendido y
apagado de un led (ON - OFF) empleando una jarra eléctrica.
Observar la versatilidad de los triac.
Observar el comportamiento de un optocoplador.
FUNDAMENTO TEÓRICO
TRIAC BT136
El Triac es un dispositivo semiconductor que pertenece a la familia de los dispositivos
de control: los tiristores. El triac es en esencia la conexión de dos tiristores en paralelo
pero conectados en sentido opuesto y compartiendo la misma compuerta.
A1: Ánodo 1, A2: Ánodo 2, G: Compuerta
El triac sólo se utiliza en corriente alterna y al igual que el tiristor, se dispara por la
compuerta. Como el triac funciona en corriente alterna, habrá una parte de la onda que
será positiva y otra negativa.
Funcionamiento del Triac
La parte positiva de la onda (semiciclo positivo) pasará por el triac siempre y cuando
haya habido una señal de disparo en la compuerta, de esta manera
la corriente circulará de arriba hacia abajo (pasará por el tiristor que apunta hacia
abajo); de igual manera la parte negativa de la onda (semiciclo negativo) pasará por
el triac siempre y cuando haya habido una señal de disparo en la compuerta, de esta
manera la corriente circulará de abajo hacia arriba (pasará por el tiristor que apunta
hacia arriba); para ambos semiciclos la señal de disparo se obtiene de la misma patilla (la puerta o compuerta).
Lo interesante es, que se puede controlar el momento de disparo de esta patilla y así, controlar el tiempo que cada tiristor estará en conducción. Recordar que un tiristor sólo conduce cuando ha sido disparada (activada) la compuerta y entre sus terminales hay un voltaje positivo de un valor mínimo para cada tiristor)
Entonces, si se controla el tiempo que cada tiristor está en conducción, se puede controlar la corriente que se entrega a una carga y por consiguiente la potencia que consume.
Ejemplo: Una aplicación muy común es el atenuador luminoso de lámparas incandescentes (circuito de control de fase).
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Dónde: - Ven: Voltaje aplicado al circuito (A.C.) - L: lámpara - P: potenciómetro - C: condensador (capacitor) - R: Resistor - T: Triac - A2: Ánodo 2 del Triac - A3: Ánodo 3 del Triac - G: Gate, puerta o compuerta del Triac
El triac controla el paso de la corriente alterna a la lámpara (carga), pasando continuamente entre los estados de conducción (cuando la corriente circula por el triac) y el de corte (cuando la corriente no circula)
Si se varía el potenciómetro, se varía el tiempo de carga de un capacitor causando que se incremente o reduzca la diferencia de fase de la tensión de alimentación y la que se aplica a la compuerta
OPTOACOPLADOR MOC341
Son conocidos como optoaisladores o dispositivos de acoplamiento óptico, basan su
funcionamiento en el empleo de un haz de radiación luminosa para pasar señales de
un circuito a otro sin conexión eléctrica. Estos son muy útiles cuando se utilizan por
Microcontroladores PICs; si queremos proteger nuestro microcontrolador este
dispositivo es una buena opción. En general pueden sustituir los relés ya que tienen
una velocidad de conmutación mayor, así como, la ausencia de rebotes. La gran
ventaja de un optoacoplador reside en el aislamiento eléctrico que puede establecerse
entre los circuitos de entrada y salida. Fundamentalmente este dispositivo está
formado por una fuente emisora de luz, y un fotosensor de silicio, que se adapta a la
sensibilidad espectral del emisor luminoso, todos estos elementos se encuentran
dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP.
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¿Qué tipo de Optoacopladores hay?
Existen varios tipos de optoacopladores cuya diferencia entre sí depende de los
dispositivos de salida que se inserten en el componente. Según esto tenemos los
siguientes tipos:
-Fototransistor: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada
por un transistor BJT.
Los más comunes son el 4N25 y 4N35Optotransistor. Optotransistor en
configuración Darlington Optotransistor de encapsulado ranurado
Optotransistor de encapsulado ranurado.
-Fototriac: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un
triac.
-Fototriac de paso por cero: Optoacoplador en cuya etapa de salida se encuentra un
triac de cruce por cero. El circuito interno de cruce por cero conmuta al triac sólo en los
cruce por cero de la corriente alterna. Por ejemplo el MOC3041Optotiristor: Diseñado
para aplicaciones donde sea preciso un aislamiento entre una señal lógica y la red
SIMULACIÓN DEL CIRCUITO COMPLETO
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% LCD conectado al Puerto B
% Directiva para hacer el código más eficiente
CÓDIGO EN LENGUAJE C FINAL Y COMENTADO
#include "C:\Archivos de programa\PICC\Devices\16F876A.h" #DEVICE adc=8; #fuses HS,nowdt,nolvp #use delay(clock=20M) #use fast_io(C) #define use_portb_lcd TRUE #include "C:\Archivos de programa\PICC\Drivers\Lcd.c" void main() { float t; float sp=30.0; unsigned int valor; set_tris_C(0x00); output_low(pin_c0); lcd_init(); setup_adc_ports(AN0); setup_adc(ADC_CLOCK_DIV_8); set_adc_channel(0); delay_us(20); for(;;){ valor=READ_ADC(); t=500.0*valor/255.0; printf(lcd_putc,"\fADC=%u",valor); printf(lcd_putc,"\nT=%01.2fC",t); delay_ms(100); if(t>sp+1.0) output_low(pin_c0); else {if(t<sp-1.0) output_high(pin_c0); } } }
CIRCUITO
ON-OFF
COMPLETO
% Configuración de ADC de 8 bits
% t representa el número de pulsos que llega
% Inicio del visualizador LCD
% Inicio de los puertos A/D
visualizador LCD % Lectura del canal 0
% Espera necesaria al cambiar de canal
% Bucle
% Frecuencia del oscilador
% Límite ON OFF de temperatura (30 °C)
% Configura el puerto C =Salida, 1=Entrada
% Da pulso al relé