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30/03/2010 #1


Para que sirve cada cosa ?
Como estan amigos, en la escuela me dan este circuito, el enunciado es el siguiente:

- Sensor de Temperatura con NTC (Termistor)

a) Si la temperatura es menor a 50ºC, encender un led verde.
b) Si la temperatura es mayor a 50ºC, encender un led rojo.

Bien, el circuito lo realizo el profesor y quedó asi: (Lo pase de la hoja al Circuitmaker2000)


El prof dio una explicacion rápida. Pone un puente de Wheatstone, un Amplif. Operacional y lso leds con su correspondiente resistencia.

Bien, la duda surge en como funciona este circuito y para que o que funcion cumple cada cosa. Basicamente, lo que no entiendo, es porque se usa el operacional, que pasaría si no lo uso ? Por que pone un puente de Wheatstone ? etc...

Me podrían explicar paso a paso, el recorrido de la corriente y que va pasando a medida que actuan los componentes ?

Un Saludo !!

P.D: Los valores son inventados, es que el programa no me deja no asignarles un valor.
30/03/2010 #2


Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
Primero y principal averigua que funcion cumple cada componente (para que sirven el amp operacional, las resistencias y el NTC (en el foro hay info)) luego mira el circuito y sale sola la respuesta.
Una ves que hagas eso decinos si tenes dudas.

Saludos
30/03/2010 #3


Si querés comprender como funciona, lee primero que es un amplificador operacional (Alguna definición breve), y las distintas configuraciones que se pueden formar con el mismo y un par de componentes (Resistencias principalmente).

El circuito que planteas usa una configuración muy simple (COMPARADOR).

No te voy a explicar lo demás, porque no tiene sentido, tendría que hablar del operacional, que es lo que te recomendé para leer.

Y para ver el sentido de las corrientes, usa el LiveWire (Que es un simulador de circuitos muy simple) y podes observar el sentido de las corrientes (También tienes Proteus).

Y si buscas, hay varios videos de cómo funciona un operacional en la WEB.

Saludos!
30/03/2010 #4

Avatar de DJ DRACO

Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
Es mas que simple..igualmente no te voy a explicar por donde circula la corriente.

basicamente es un termometro o termostato...

la idea es la siguiente:

El termistor varia su resistividad en funcion de la temperatura incidente sobre él, para eso debes buscar la curva de cambio.
El termistor forma parte del puente Wheatstone, y el puente se encarga de convertir ese cambio de resistividad en una variación de corriente (por lo general se calibra de 4-20mA).
Esa señal entra en el operacional el cual funciona como comparador de corrientes y lo que hace es ir comparando esa corriente de entrada con una tension de referencia...para saber si esta por encima o por debajo de la temperatura necesaria.

saludos.
30/03/2010 #5


Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
Gracias por sus respuestas... Sé lo que es un amplif. operacional y sé que puede ser un comparador, inversor, no inversor, etc... Lo que no entiendo es por ejemplo: Siguiendo el sentido de la corriente:

Sale de +V, pasaría por el puente de wheatstone y luega entra al operacional... Supongamos que la Tº es menor a 50ºC, entonces el diodo que debe encender (el verde) quedaría en contra de la corriente, es decir que no prende. Se entiende ?
30/03/2010 #6

Avatar de Hammer Facer

Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
Si es menor a 50ºC, el comparador entregará a su salida un nivel bajo de voltaje, por lo que no se polarizará el led rojo, pero si el verde (recuerda que la corriente de la salida de un AO puede circular en cualquier dirección... y en este caso, prácticamente funcionará como masa del led verde)... Es algo como eso.
30/03/2010 #7


Te adjunto la imagen de lo que te mencionó el colega Hammer Facer.

Saludos!
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg sensordet.jpg (39,6 KB (Kilobytes), 155 visitas)
31/03/2010 #8


Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
Ahi me va quedando más claro... osea que la salida del operacional cuando T < 50ºC tiende a 0 y hace de masa, y supongo que cuando la temperatura es mayor a 50ºC, la tensión de salida del operacional es suficiente como para polarizar el led rojo e irse a masa...

Bien, una duda menos... Ahora, que funcion cumple el puente de wheatstone (sé lo que es), pero no entiendo como se utiliza es decir, el puente se usa para medir resistencias, pero en este caso como hace para tomar el valor de NTC y llevarlo al amp operacional ?

Saludos y gracias por sus respuestas
31/03/2010 #9


Lee bien la definición, y como es el procedimiento o análisis que se realiza para medir la resistencia, y vas a entender.

PD: Sabes lo que es, pero no como funciona. Ahí te paso un link.

http://www.unicrom.com/Tut_puente_wheatestone.asp

Ya con lo que te comentaron los compañeros del foro creo que puedes entender el circuito. Un consejo, es que leas con más atención, busca en libros, o en la WEB (Que hay mucha información). Si comprendes como funciona el A.O., puente de Wheatstone y Ley de Ohm no hay más que decir..

Saludos!
31/03/2010 #10


Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
Jajaja es facil amigo, el circuito es un comparador, el termistor cambia su resistencia con el calor :P ya te conteste todo ajjaaj
01/04/2010 #11


Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
Bien, segui sus consejos y me puse a leer y leer

Esto es lo que deduzco...

El valor de tension que entra a la entrada INVERSORA es fijo, no cambia pues las resistencias son fijas, en este ejemplo la tension de entrada seria 5 V

Luego, el NTC (termistor) varia su resistencia en funcion de la Temperatura (A mayor T, menor R), pero ahi es donde me surge la duda...

Lei que para medir resistencias con el puente de wheatstone, variamos una R para que la resistencia a medir quede igual a la r que variamos (Nos damos cuenta porque en los puntos A y B del puente, la I=0). Correcto, pero en este caso el NTC varia y que hacemos con la R variable ? Se debe ir cambiando su valor a medida que cambia el NTC ? No lo creo, sino habria que estar todo el tiempo controlando el circuito...

Solo me resta despejarme esa duda, despues (creo) entiendo todo...

Como dije antes, el valor en la entrada no inversora es siempre fijo, y el que entra en la no inversora varia segun la temperatura, el operacional compara los dos valores de entrada y luego segun que valor de temperatura resulta, hace de masa al led verde o polariza al led rojo...

Espero que me sigan ayudando, me estan quedando muy claras las cosas gracias a uds... Saludos !
01/04/2010 #12
Moderador general

Avatar de Cacho

Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
Vas bien, sólo que te estás complicando la vida innecesariamente.

En la entrada inversora tenés una tensión fija (V/2) y eso no cambia nunca.
En la no inversora tenés la tensión del divisor que forman el NTC y el pote.
Y lo último importante a tener en cuenta es que el AO está trabajando sin realimentación (lazo abierto) o sea que trabaja con la máxima ganancia (no será infinita, pero es altísima).

Hasta ahí nada raro. La cosa es que a medida que sube la temperatura el NTC disminuye su resistencia y por ende sube la tensión que aparece en la no inversora. Mientras la tensión en la no inversora sea menor a la que aparece en la inversora (V/2), la salida se queda en el nivel de tierra (el más bajo que puede tomar). En cuanto supera el nivel de V/2, la salida pasa al nivel más alto que puede tomar.
Un comparador.

Ahora poné tierra o +V entre los dos LEDs y verás que se prende uno u otro según sea el caso
Ya está.

Saludos

Ah, me olvidaba: Preset te sirve para regular la temperatura a la que cambia de estado el operacional: Cambia los valores de tensión que ve la no inversora.
01/04/2010 #13


Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
Cacho, me despejaste de toda duda.. . Una explicación bastante entendible, de verdad te felicito. Supongo que con el término "Preset" que mencionaste en tu posdata te referís a la R variable. Digamos que sirve para ajustar en que temperatura cambia de estado el operacional. Perfecto

Muchas gracias a ti y a todos por su explicación, pero esto no se queda aquí :P

Ahora al mismo circuito me piden agregar que cuando la temperatura pase de los 70ºC, además encienda un ventilador... Cuando pueda les cuelgo el circuito (aunque imagino que ya lo saben), para que me ayuden con un par de cositas mas

Saludos
01/04/2010 #14
Moderador general

Avatar de Cacho

Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
ithaca23 dijo: Ver Mensaje
Supongo que con el término "Preset" que mencionaste en tu posdata te referís a la R variable.
Ooops... Se me enroscó un poco la última parte...
Sí, hablaba de la resistencia variable y debería haber puesto:

El preset te sirve para regular la temperatura a la que cambia de estado el operacional: Cambia los valores de tensión que ve la no inversora.
Ahora sí.

De nada y un saludo.
01/04/2010 #15


Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
Al circuito anterior, agregar:

- Si la temperatura es mayor a 70ºC, encender un ventilador.


Bueno, aqui está el circuito. A priori, similar al anterior. Un comparador que hace prender al led rojo si la resistencia del NTC disminuye por acción del calor.

Bien, ahora, el otro operacional manda una señal a la base del transistor. El emisor va a tierra y el colector tiene un relé en serie con el ventilador y un diodo en paralelo.

Aqui van mis dudas:

1) Antes había dos resistencias fijas, ahora hay tres, y todas con distinto valor. (Los valores los copié tal cual me los dieron). Que función cumpliría la R2.

2) Qué función cumple en este caso el transistor, que pasaría si conecto la salida del operacional directamente al relé y el diodo.

3) El diodo que va en paralelo con el relé, me han dicho que es un diodo de PROTECCION. Ahora bien, como funciona en este caso.

Aclaro, antes que nada, que sé lo que es un transistor y un diodo, solo me resta saber como se acoplan a este circuito, es decir que función cumplen.

Un Saludo electrónicos !!
01/04/2010 #16


ithaca23: En la etapa de entrada, ahora tenemos 3 resistencias, puesto que debemos tener un valor de referencia para ambos operacionales. Si no estuviera R1, como conectaríamos al nuevo operacional? Nos quedaría conectado a VCC.

Entonces, R2 establece la referencia en el A.O. (Amplificador Operacional) superior, y R3 establece la referencia en el A.O. inferior (Referencia de tensión).

Resumiendo, Ley de Ohm: Obtén la corriente total que pasa por R1, R2 y R3, calcula las caídas de tensión en cada una, y te vas a dar cuenta.

Observando la etapa de salida, tenemos un transistor que funciona en corte y saturación, manejado por A.O. superior (Que funciona exactamente como el A.O. inferior). El transistor conecta o desconecta el relé.

El relé, en el circuito de entrada tiene una bobina, que al circular corriente por la misma, conecta o desconecta un interruptor de salida. Entonces, según el transistor esté en corte o saturación, circulará o no corriente.

El diodo es porque en el instante que conectamos (o desconectamos) la bobina a tensión (instante muy próximo, luego se estabiliza), se genera tensión inversa por la propiedad inductiva de los inductores.

Circuitos:

http://perso.wanadoo.es/luis_ju/edigital/qnpn_pnp.html

PD: La corriente de colector sólo se regula por la corriente de base (RB), no por la resistencia de colector (RC).

Saludos!
01/04/2010 #17


Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
Hola. Solo observa que en realidad el circuito no cambio para nada solo se aumento un AO mas y con este un circuitito que funciona con los mismos conceptos observa que 2.8+1.9=4.7. (divisor de tension). Ahora te toca a ti suerte.
01/04/2010 #18


Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
Gracias por sus respuestas... !

Osea que la unica función que cumple el transistor es la de dejar pasar o no dependiendo si esta en corte o en saturación...

Ahora bien, jugando un poco con los valores... Por qué r1 y r2 valen 2.8 y 1.9 respectivamente ? Segun Victor la suma da 4.7, eso lo noté, pero entocnes sería lo mismo poner una de 3 y otra de 1.7, o una de 2.5 y otra de 2.2... etc. manteniendo la suma?

Saludos
01/04/2010 #19
Moderador general

Avatar de Cacho

Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
-Fijate qué corriente va a circular por la serie de resistencias R1-R2-R3 (llamá a Ohm si no te sale).

-Con la corriente calculada, calculás qué tensión tendrás en la pata inversora de cada operacional (volvé a llamar a Ohm, que atiende el teléfono siempre).

-Ahora pensá el porqué de esos valores, a ver si les encontrás sentido.

-Posteá las conclusiones

Saludos
01/04/2010 #20


Respuesta: Para que sirve cada cosa ?
Bien, vamos a las cuentas

10 V = - (2.8 + 1.9 + 4.7) * I donde I = 10 V / 9.4 K --> I = 1.06 mA

Calculamos las caidas de tensión en R1 y R2:

R1 * I = 2.97 V
R2 * I = 2.01 V

Sinceramente Cacho, no me doy cuenta
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