Termometro que encienda y apague Ventilador con OPAMPS

[earroyog]

Hola que tal:

Bueno pues como siempre preguntandoles cuando ya de plano no encuentro solucion... Ando haciendo un termómetro para un proyecto escolar con un LM135, este entrega 10mv por cada grado Kelvin. Necesito que lea de 0 - 5 volts siendo 5V 50 grados centigrados

El primer opamp lo itilicé a manera de sumador, cuando lee .273 volts (0 grados) da 0 en la salida, y cuando lee .323 volts (50 grados) da .5 volts a la salida... Hasta ahora todo bien...

El segundo opamp lo utilicé simplemente para obtener una ganancia de 10 y así obtener mis 0 volts a 0 grados y 5 volts a 50 grados... todo bien jeje

Aquí viene el problema...

Necesito que cuando la temperatura llegue a 40 grados (4volts) se accione un releé que activará un ventilador, y cuando llegue a 30 grados (3 volts) éste se apague.

Realizé los calculos para realizar un "comparador de voltaje con histeresis no inversor" creo que se llama así y no tengo idea que sea histeresis jeje pero bueno, aquí van mis calculos para que vean...

VUS=4 VUI=3 Voltaje de saturación del opamp 15v

n=15-(-15)/(Vus-Vui)= 30

Vref= (3+(15/30))/(1+(1/30))=3.3871

Quedando la una resistencia de la entrada no inversora a la salida de (10k*30) y ótra de la salida no inversora a la "fuente" de (10k), en la entrada inversora puse una fuente de 3.39V, espero me de a entender

Les adjunto una imágen para que lo vean mejor

El problema es que no prende segun los cálculos que hice, de hecho prende a 0 grados y se apaga por ahi de los 30 grados... a ver si alguien que tenga algo de tiempo me puede ayudar a checar donde está mi problema porque de verdad ya llevo algo de tiempo queriendo corregirlo y nada mas no...

La simulación está hecha en multisim, subiré la simulación en zip a ver si se puede.

Estoy seguro que ya casi lo tengo pero ahi algun detalle que se me está pasando , porfavor ayuda! jeje

Muchas Gracias!!

 

[Quyque82]

hola buenos días.

Creo que el amplificador de histéresis está mal construido. Me parece que la tensión de referencia va al terminal de las resistencias y la tensión Vinput va al terminal sin resistencias pero no estoy seguro. ¿Qué opinas de eso? Y en consecuencia seguramente lo has tenido mal en los cálculos con lo cual a volver a diseñar los cálculos. Si quieres te paso las fórmulas.

Por cierto ¿Qué programa usaste? Me gusta como quedan los operacionales de sencillos..

 

[earroyog]

Gracias Quyque82, mira he checado bien el libro y me parece que si está correcto (fórmulas también), de hecho construí uno en el laboratorio el día de ayer con osciloscopio y generador de señales y me daba la cuadrada como debía entonces algo debe de andar mal... creo que el transistor estaba mal polarizado, ya lo correjí, pero eso no es el problema. Sigue prendiendo de manera "alrevez" jeje...

Use el programa Multisism, de hecho la simulación la subí también, los opamps los utilicé básicos los primeros dos y el del comparador lo utilicé virtual para poder utilizar voltajes de saturación...

Ahi se encuentran el error lo agradecería bastante

 

[Quyque82]

Hola ¿Por qué has puesto la tensión V4 invertida?

Perdona por insistir pero todos los sitios que miro el circuito de histéresis lo ponen como te digo. De la manera que lo pones tu no le encuentro explicación por ninguna web ni libro. ¿De dónde has sacado tu diseño? Con tu diseño no te puedo ayudar ya que no lo soy capaz de sacar las fórmulas.

Mira si no encuentras la solución prueba con este otro circuito de histéresis que es el que me enseñaron en la uni:
http://es.wikipedia.org/wiki/Disparador_Schmitt

La tensión de referencia (es fija) va en el terminal positivo y la tensión de thevenin (que es la Vinput y es variable) va al terminal negativo del operacional.. Si te animas con este circuito y no deduces las fórmulas (no son fáciles) te las copio por aquí...

Bueno, aún a riesgo de ser pesao te envío el comparador de histéresis a mi manera por si tienes tiempo de probrarlo

Espero que llegues pronto a la solución a tu problema. saludos

Postdata: En la fórmula azúl, dónde puse R8=0.0344827*R1, Me confundí R1. Quise decir R3 del circuito. (es que estaba haciendo los cálculos con R2 y R1 pero traduje R2 por R8 y se me olvidó R1)

 

[earroyog]

Hola Quyque82, muchas gracias por tu respuesta, me ha servido bastante y he estado investigando un poco hasta llegar a una pagina que muestra exactamente lo que necesito (hasta empiezo a pensar que el profesor lo ha sacado de ahi jeje)

http://www.slideshare.net/germanzuko/termostato-opamps-2489910

Segun esta pagina la configuración que me muestras es un "comparador inversor" (que sería para la segunda parte del proyecto) y el que te mostraba es un "comparador no inversor", si quieres checarla viene muy bien explicado, de todas maneras lo implemente como dices y parece funcionar bien, mañana lo checo con detalle para ver bien como funciona cada uno... pero bien, parece ser que la configuración con la fuente variable en el positivo tambien existe jaja seria cuestion de checar cuando se debe implementar uno y cuando el otro...

Gracias

 

[Quyque82]

Hola espero que te vaya bien. Ahora sí ya lo puedo ver, lo estudiaré gracias.. saludos

Pd, Acuerdate de poner bien V4, que si te fijas en la pág. 8 del manual de la web que pusiste, lo tienes al revés y yo también lo dejé al revés en mi esquemático (la tensión positiva debe ir al colector)

Ah ! pues ya hice los cálculos con tu esquema y me da lo mismo que a ti

Y pienso que debería estar correcto. No sé si la tensión de referencia que has puesto en el esquema, al poner 3.33v en vez de 3.3871v es la causante de la mala medida o sinó no sé qué es lo que puede estar fallando... . Ya te digo hice mis cálculos (distintos de los del manual que pusiste) y me da lo mismo. Yo abogo por corregir la tensión de referencia a su nivel exacto y ver qué pasa...

saludos

O sinó lo que puedes hacer es implementar una etapa seguidora de tensión para aislar el circuito de amplificación del circuito de histéresis. Ya que estás conectando en serie un montón de resistencias que pueden perjudicar la toma de tensión "Vi" que entra en el comparador de histéresis.

 

[earroyog]

Hola, gracias por responder parece que eres el unico que ya se esta liando con mi problema jeje , de hecho si trate de poner un seguidor despues de la etapa de amplificacion para quitar cualquier problema que pudiera haber de resistencias, pero... obtuve los mismos resultados, de hecho es interesante ver lo que grafica al hacer un dc sweep desde lo que serían 0 grados hasta 50 grados porque se ve claramente que los calculos están bien hechos (entre los 30 grados y los 40 grados es cuando cambia de polaridad), lo malo, es que lo hace invertido , de hecho segun lo que he visto no tiene ningun sentido pues si le estoy poniendo un voltaje mayor en la entrada inversora, sería para que se disparara de forma "negativa" y cuando el voltaje positivo superara al negativo entonces se disparara "al positivo" pero en fin llevo un mes viendo opamps entonces supongo que debo tener algun error de concepto , preguntare al profesor para que me explique que es lo que pasa y se los comento...

Muchas gracias! y bueno pues si alguien sabe que es lo que pasa que lo haga saber

 

[Quyque82]

Hola, bueno pues nada. Lo siento por no poder ayudarte y cuando tengas una respuesta posteala por aquí. Sería interesante saber cual era el problema aunque prolongar más este tema empiece a costar más recursos de los necesarios...en cuanto a tiempo y ocio...

Sólo te preguntaría una cosa más para cuando puedas y tengas tiempo (yo no tengo prisa). Yo no manejo bien el Multisim, ¿Cómo hay que hacer para hacer la simulación? ¿A qué le hay que dar? por que con el voltímetro que aparece en el esquemático no es suficiente verdad? o si?

Bueno, Gracias. Hasta nuevos problemas de electrónica.

 

[earroyog]

Quyque me vas a matar! he visto el origen del problema y es una verdadera estupidez jaja, te estoy dando de cocos ahora si, lo que paso es que en los parámetros del opamp como voltaje de saturación positivo tenia (-15v) y como negativo tenia (15v)! Todo al inverso! ya lo correjí y funciona perfectamente, a los 40 grados exactamente manda la señal alta.

Por otra parte en el Multisim es muy fácil, puedes poner los multímetros como si los conectaras en la vida real, le das dobre click y te enseña la medición. Tiene muchas otras cosas como es el dc sweep, analisis de distorción, de frecuencias entre otras, es cuestión de estarle picando para aprender a usarlo, a mi en lo personal se me hace casi igual de eficiente que el pspice pero mucho mas facil de utilizar.

Y pues namas decir gracias! pues nunca iba a salir si no corregía esos valores jeje

ASI SE APRENDE!

duda cerrada jeje hasta luego!