miércoles, 5 de mayo de 2010

circuitos de paso por cero







CIRCUITO DE PASO POR CERO

Para disparar los tiristores es necesario una referencia a partir de la cual se cuente la duración de los disparos. Para ello hace falta el diseño de un subsistema (fig 1.) que se encarga de detectar los pasos por cero. En nuestro caso el paso por cero se tomará cuando la tensión de fase VRn,VSn y VTn se anulen.

El filtro de la entrada del primario es un filtro RC paso bajo para eliminar los armónicos múltiplos de 50 Hz. El problema de este filtro, así como el de todos los filtros analógicos, es que introduce un desfase. Para solucionar el desfase se deben elegir correctamente los valores de R y C teniendo en cuenta la inductancia del trafo:

Para que el condensador no introduzca un desfase dimensionaremos el condensador para que resuene con la Ltrafo, a 50 Hz (frecuencia de la red):

Sólo nos falta conocer la inductancia L del trafo, para ello realizamos el ensayo de vacío y experimentalmente obtuvimos:



De la condición de resonancia obtenemos:



De esta ecuación obtenemos la C, y con ella calculamos la R para una frecuencia de corte de 300 Hz.



A continuación analizaremos el circuito que está en el secundario del transformador:



Analizando el amplificador operacional vemos que cuando Vx pretende ser positiva el diodo conduce, por tanto el amplificador operacional estará realimentado negativamente y en Vx aparecerá la tensión de masa (0 V), por otro lado cuando Vx pretende ser negativa el Operacional trabaja en Bucle Abierto y satura a un valor positivo.

De esta forma el pulso está centrdo en el paso por cero.

Nos interesa que este pulso sea pequeño, pero sin reducirlo tanto que no se pueda detectar. Para obtener el ancho de pulso aplicamos:



Con ángulo pequeños podemos aproximar que:

Por tanto:





Siendo
al duración del impulso, controlable con el potenciómetro.

Valores habituales para las resistencias R1 y R2 son:


V=-5Votlios

Y finalmente para la correcta polarización del amplificador operacional se toma

Por último se presenta el montaje final de los circuitos detectores de paso de cero para cada una de las fases:











martes, 4 de mayo de 2010

Alarma gsm te llama tu alarma cuando suena

Alarma gsm te llama tu alarma cuando suena


DESCRIPCION DEL CIRCUITO:

Este circuito genera unos pulsos, los cuales acoplados al botón de llamada y al botón de colgar de un móvil, pueda actuar este como circuito de alarma.

El circuito puede ser disparado por tensión positiva sobre el punto A. o bien aplicando potencial de masa sobre el punto B.

Al accionar cualquiera de las 2 entradas A o B la secuencia de funcionamiento será la siguiente:

Q1 Actuara durante ½ segundo sobre el botón de colgar (depende de C1 y R3)
Q2 Otro ½ segundo sin ninguno pulsado (C1 y R3)
Q3 Actuara ½ segundo sobre el botón de llamar
Q4 Otro ½ segundo sin ninguno pulsado
Q5 Vuelve a actuar otro ½ segundo sobre el botón de llamar
Q6 Da el tiempo suficiente para que se establezca la llamada. (Depende de C2 y R5)
Q7 Actúa sobre el botón de colgar
Q8 Genera un tiempo de espera antes de repetir la secuencia de llamada (C3 y R5)
Q9 Deja el circuito preparado para poder ser nuevamente activado.
Dichas secuencias corresponden con cada una de las salidas del registro de desplazamiento del 4017.

Señal de reloj:

El oscilador esta formado por U1:B que es una ¼ parte del 4093, junto con R3 y C1.

Dicha señal de reloj acciona la entrada de reloj del 4017, para que este sobre cada pulso de reloj valla alternando cada una de sus 10 salidas.

Funcionamiento del contador/divisor decimal:

El 1º impulso de reloj situara a nivel lógico alto la salida Q1 que corresponde con el pin 2, que a través de D1 accionara al octoacoplador que activara la tecla decolgar.

Es conveniente empezar actuando sobre el botón de colgar, por si hubiese en el móvil algún dato que luego nos impidiera realizar la llamada, además de que algunos móviles se quedan en modo de stam-bie y la primera tecla que pulsamos lo único que hace es sacarlo de este estado.

2º impulso. Se activara la salida Q2 la cual no esta conectada.

3º impulso. Activa la salida Q3 , la cual actúa sobre el octoacoplador de llamar (necesitamos 2 pulsaciones para que se produzca la llamada).

4º impulso. Activa la salida Q4 , la cual no esta conectada.

5º impulso. Activa la salida Q5 , con lo cual el móvil realizaría la marcación del último numero marcado. (Hay algunos modelos de móviles que en vez dellamar solamente al último número marcado, también llaman al último número de una llamada recibida).

Esta característica de algunos móviles de llamar a quien nos llamo, por un lado nos puede interesar porque con un simple toque al nº teléfono de la alarma podemos configurar a donde nos llamara, pero por otro lado si alguien se equivoca y marca nuestro numero, nos dejara la alarma in operativa.

Dependiendo donde se instale el circuito puede resultar interesante ponerle un programador para que nos dispare todos los días laalarma a la misma hora, así verificaremos su correcto funcionamiento.

6º impulso. A través del condensador C2 y el diodo D8, accionamos la entrada de clock enable, con lo que el 4017 no responderá a los impulsos de reloj aplicados en su entrada de reloj.

Una vez que el condensador C2 termine de cargarse, la entrada Clock enable volverá a ser negativa, y se podrá continuar con la secuencia.
Por lo tanto cambiando el valor de C2 se puede regular el tiempo que dura la llamada.
Con el valor actual el tiempo es aproximadamente de 30 segundos.

7º impulso. A través de D4 accionamos la tecla de colgar.

8º impulso. A través del condensador C3 y el diodo D9, accionamos nuevamente la entrada de clock enable. La capacidad del condensador C3 nos determinara el tiempo que transcurre para que se vuelva a producir una nueva llamada.

Con el valor actual el tiempo es de aproximadamente 2 minutos.

9º impulso. A través de D5 ponemos en alto la entrada de Clock enable, quedando en ese estado indefinidamente. La única forma de salir de ese estado seria actuando sobre el pin de reset.

Al mismo tiempo esta salida pone el estado lógico alto una de las entradas la puerta U1:C, con lo cual el valor de su Terminal de salida dependerá de que sea accionada la otraentrada.

Tabla de verdad de las puertas NAND

ENTRADAS

SALIDA

A

B

S

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0



La misión de los diodos D6 y D7 junto con la resistencia R7 es para provocar la descarga de los condensadores C2 y C3.

Disparo de alarma con positivo. Terminal A:

Suponemos que el circuito esta preparado para recibir la señal de alarma, ósea que el circuito 4017 se encuentra detenido con su salida nº 9 en nivel alto, y por lo tanto también una de las entradas de U1:C estará en estado alto.

Al aplicar un 1 (estado lógico alto) en la entrada A, este pasara por el diodo D10 hacia la otra entrada de U1:C, por lo que encontrándose las dos entrada a 1, provocara el cambio de su salida a 0, siendo esta invertida por U1:A, la cual mandara un 1 al terminar de reset, sacándolo de su estado de inhabilitación, y realizando la secuencia de marcado.

Disparo de la alarma con negativo. Terminal B:
Simplemente el negativo lo invertimos a positivo.
Observaciones

En el esquema se ha representado un optoacoplador de 6 pines, pero como la base del transistor no se conecta, en la realización del PCB se ha preparado para poner uno de 4 pines.

A la hora de conectar los optóacopladores al móvil habrá que sacar los 2 cables de la tecla de colgar, y otros 2 de la tecla de llamar (normalmente no hay un cable que sea común para las 2), y habrá que medir con el polímetro donde esta el terminal positivo, que será el que se conecte al colector del optoacoplador.

En algún tipo de móvil es posible que no funcione la activación con optóacopladores, por lo que habrá que sustituirlos por reles. De hecho en los primeros prototipos utilizaba reles, pero los suprimí para eliminar el ruido que hacían.

Este circuito lo podemos alimentar con cualquier tensión comprendida entre 3 y 18 voltios. Dependiendo de la tensión de alimentación variaran las constantes de tiempo utilizadas en los temporizadores. Podemos utilizar la misma alimentación del móvil o bien alimentarlo aparte.

En el caso de que alguno piense sustituir los optóacopladores por transistores le informo que la única manera posible es: 1º utilizando únicamente la tecla de llamada. 2º utilizando alimentaciones independientes para el móvil y el circuito. 3º el emisor del transistor aparte de ir conectado a la tecla también se conectaría a negativo (Vdd).

A LA HORA DE SOLDAR EL ZOCALO DEL 4017, TENEIS QUE CORTAR LA PATILLA Nº 3.

Lista de componentes
Capacitores:
3 capacitores electrolíticos de 1µF.F 16v C1, C4, C5
1 capacitor 22µF.F 16v C2
1 capacitor 220µF.F 16v C3
Semiconductores:
Integrado 4017
Integrado 4093
2 optoacopladores PC 817 o similar. Si tiene 6 patillas tendréis que adaptarlo.
11 Diodos 1N4148 o similar
2 Diodos led
Resistores:
Todos a 1/4 vatio
3 Resistencias de 1KΩ R1, R2, R7
2 Resistencias de 10KΩ R6, R8
2 Resistencias de 1MΩ R3, R5
Otros:
1 zócalo de 14 pines
1 zócalo de 16 pines









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Aprenda a Realizar sus Propios Circuitos Impresos


Aprenda a construir sus propios Circuitos Impresos







Todo aficionado a la electrónica tarde o temprano se topa con la necesidad de fabricar sus propios circuitos impresos.
En general, esta tarea es vista como algo muy complicado, cuando en realidad se trata de una labor que fácilmente podemos llevar a buen término.

A lo largo de este artículo aprenderemos a desarrollar placas de circuito impreso (PCB, por
Printed Circuit Board) para nuestros proyectos, utilizando para ello elementos de fácil adquisición, y que tendrán un acabado muy profesional. Sobre ellas montaremos los componentes de nuestros proyectos de electrónica, y si somos prolijos, resultaran indistinguibles de uno comercial.

Elementos Necesarios:
Para encarar la realizaron de un PCB, deberemos tener a mano una serie de elementos que resultan indispensables para dicha tarea.

En primer lugar, necesitamos una impresora láser o una fotocopiadora. Como veremos mas adelante, el toner de la impresión es el que formara las pistas de nuestro PCB, así que el dibujo de las pistas que podemos realizar con algún programa especializado, como Eagle o cualquiera de los que usan los integrantes hobbystas, o hasta con el mismísimo Microsoft Paint incluido en todas las versiones de Windows. Luego debe ser impreso con una impresora de tecnología láser. Si no disponemos de una, podemos usar cualquier impresora, y luego llevar el impreso a una fotocopiadora y hacer una copia. Las fotocopias también son hechas mediante toner, por lo que mediante este procedimiento nos haremos de un original para nuestro PCB.







También deberemos comprar en una tienda especializada en componentes electrónicos (donde compramos los demás componentes para nuestros circuitos) una placa de PCB virgen, del tamaño adecuado para nuestro proyecto. Estas placas generalmente se consiguen fabricadas en pertinax o sobre fibra de vidrio. Cualquiera de las dos sirve. Prestar atención a que tenga solo una de sus caras cobreadas, salvo que queramos hacer un circuito impreso de doble faz.
También compraremos un cuarto litro de percloruro férrico (o cloruro férrico, el nombre puede variar de un lugar a otro, pero se trata de la misma substancia), que es el elemento que atacara la superficie de cobre, para eliminar todas las partes que no necesitamos.
Para acondicionar la placa virgen vamos a necesitar algún polvo limpiador y un poco de lana de acero, de los mismos que se utilizan para lavar los cacharros de cocina, que utilizaremos para dejar bien limpia y desengrasada la superficie de la placa.
Deberemos tener a mano alguna hoja de papel ilustración, como explicaremos mas adelante.
Por ultimo, necesitamos algunas herramientas o accesorios, como ser una agujereadora, con una broca de 1.00 mm y otra de 0.75 mm, un recipiente plástico en el que entre nuestra placa, uno metálico en el que entre el recipiente plástico, una sierra de cortar metales y una plancha, de las usadas normalmente para planchar nuestra ropa.

Impresión del circuito

Una vez que tenemos listo el dibujo de nuestro circuito impreso, ya sea que lo hayamos realizado nosotros en el ordenador o que lo hayamos bajado de Internet, debemos transferirlo al papel.
En este punto, debemos tener en cuenta un par de consejos para que el resultado final sea óptimo. En primer lugar, la escala del dibujo debe ser la adecuada para que cuando vayamos a montar los componentes en nuestro PCB, las medidas coincidan. Por ejemplo, la separación estándar entre dos pines consecutivos de un circuito integrado es de 0.1 pulgada (2,54 mm). Si nos atenemos a esto, no tendremos problemas. En segundo termino, como veremos mas adelante, al transferir el dibujo del papel al cobre la imagen quedara invertida, como si la viéramos en un espejo, así que debemos tener esto en cuenta al dibujarlo en el ordenador para no terminar con una imagen invertida en el PCB. No es conveniente imprimir nuestro circuito con la opción de economía de tinta activada, ya que necesitamos una buena cantidad de toner en la copia, dado que es el que se va a transferir al cobre.
Si nuestra impresora no es láser, como dijimos antes, llevaremos nuestra impresión a una fotocopiadora y haremos una copia de ella, cuidando que la escala sea exactamente 1:1 (no todas las fotocopias son idénticas al original) y que la copia no presente rayas o cortes, ya que de ser así, estas imperfecciones se transferirán al PCB. Si no estamos conformes con la calidad de la fotocopia, hagamos sacar otra hasta que veamos que no tiene defectos.
Respecto del papel a utilizar, los mejores resultados los he obtenido utilizando papel ilustración, que es un papel de una calidad mayor al de resma común, con un grano mas fino y ligeramente satinado. Respecto a este punto, lo mejor es hacer algunas pruebas hasta encontrar el adecuado antes de comprar grandes cantidades de papel.

Transferencia al cobre
En esta etapa del proyecto, deberemos transferir el toner del papel al cobre, para lo cual utilizaremos el calor que nos brindara la plancha.
Una vez cortada la placa virgen a las medidas de nuestro PCB con la sierra de cortar metales, comenzaremos la limpieza concienzuda la placa de circuito impreso virgen, para que quede libre de suciedad, grasa, etc. Utilizaremos para ello el polvo limpiador y la lana de acero, que debe ser lo mas fina posible para que no queden rayas. Algún agente químico puede resultar útil, como por ejemplo un limpia metales y un trapo en lugar de la lana de acero. Podemos probar distintos métodos, de acuerdo a los elementos que tengamos a mano. Mientras llevamos a cabo esta tarea, podemos aprovechar a enchufar la plancha para que vaya tomando temperatura.
Una vez que el cobre esta limpio, alinearemos sobre el PCB el papel con la impresión que hemos hecho, con las pistas hacia el cobre (debemos ver la parte sin imprimir), de manera que cuando apliquemos calor, el toner se funda y se transfiera al cobre.

Con la plancha bien caliente, y con cuidado de no mover el papel (puede ser una buena idea agarrarlo por detrás del PCB con alguna cinta adhesiva) “planchamos” la hoja durante uno o dos minutos, aunque este tiempo puede variar de acuerdo al tipo de toner y la temperatura exacta de la plancha, con lo que casi todo el toner habrá pasado de la hoja de papel a la cara de cobre del PCB.
Para remover el papel del PCB deberemos sumergir todo en agua del grifo durante unos 5 o 10 minutos (depende del tipo de papel), y luego con los dedos iremos desmenuzando el papel hasta eliminarlo por completo del PCB. En este momento deberíamos tener la placa con el dibujo listo. Solo resta asegurarnos que todas las pistas y nodos se hayan calcado correctamente, y que no hayan quedado pedacitos de papel que puedan evitar la acción del percloruro, dando lugar a cortocircuitos en nuestro PCB terminado.







Eliminado el cobre sobrante
El proceso que llevaremos a cabo a continuación tiene como fin eliminar todas las zonas de cobre que sobran de nuestra placa virgen, es decir, las que no están cubiertas por el toner.
Para ello, pondremos algo de agua en el recipiente metálico que mencionamos al principio de la nota, y dentro de el ponemos el recipiente plástico con el percloruro. Ponemos todo el conjunto en una hornalla de la cocina, a fuego mínimo, como para que el agua caliente a unos 40 o 50 grados el percloruro que se encuentra en el recipiente plástico. Esto hará las veces de un catalizador positivo, provocando que el percloruro ataque con mayor velocidad las zonas de cobre desnudo.

Ponemos la placa dentro del percloruro, y esperamos unos 5 o 10 minutos hasta que el cobre que esta sin cubrir desaparezca. A veces, da buen resultado mover suavemente la placa durante este tiempo, para evitar que el percloruro que ya se combino con el cobre se deposite sobre la placa y actúe como un “aislante” que evita el contacto del PCB con el percloruro sin combinar.
Esta operación no reviste peligro, pero por las dudas conviene llevarla a cabo en un lugar ventilado para no aspirar los vapores del percloruro férrico, y por supuesto evitar salpicaduras, ya que si bien el percloruro es inocuo para la piel, nos puede manchar permanentemente la ropa. Un vez que terminamos este proceso, lavamos todo con abundante agua.
El percloruro que utilizamos podemos guardarlo para otra placa, ya que en general, y dependiendo de la superficie del PCB realizado, se puede emplear varias veces. Cuando notemos que el tiempo necesario para acabar el trabajo es demasiado largo (25 o 30 minutos) será el momento de comprar otro bidón de percloruro.







Con la placa ya libre de percloruro, utilizamos nuevamente la lana de acero con el polvo limpiador para remover todos los restos de toner que hay sobre el PCB, y ya deberíamos tener nuestro PCB casi listo, restando solamente efectuar los agujeros para los componentes.

Para agujerear la placa, usaremos el taladro y las brocas, cuidando de que los agujeros queden centrados sobre los pads del PCB, y que el diámetro de los mismos sea el adecuado para los terminales de los componentes que usaremos. Agujeros demasiado grandes o pequeños impedirán que el resultado final sea prolijo.

Consejos Finales

Para terminar, vamos a mencionar algunos consejos para que nuestro trabajo resulte más prolijo y satisfactorio.
Para dibujar el PCB en el ordenador, se puede utilizar programas comerciales de uso general, como Corel Draw, Autocad, o incluso el sencillo Paint, siempre cuidando de que las dimensiones de los objetos que dibujemos sean las correctas.

No es mala idea imprimir en un papel común una copia y sobre ella “medir” los componentes para ver si las distancias entre pines son las adecuadas. Existen programas específicos para la realización de PCB, como PCBWizard, Pad2Pad, FreePCB o Spicycle, algunos de ellos disponibles en forma gratuita. De todos modos, si nuestro proyecto no es muy complejo, se puede realizar el diseño del PCB tranquilamente sin necesidad de software especializado. Por ultimo, cundo hagamos nuestros dibujos, podemos “pintar” los espacios que quedan entre componentes o entre pistas, para que sea menor la superficie que debe atacar el percloruro. Esto hará que el tiempo necesario para llevar a cabo la tarea sea menor, y que el percloruro nos sirva para un mayor número de placas. El liquido sobrante deberemos guardarlo bien tapado, en un lugar fresco y si es posible que no este expuesto a la luz del sol directa, para evitar que se degrade prematuramente.