Diseño e implementación de un generador piezoeléctrico baldosa, para alimentar el sistema de iluminación de baja potencia.

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4.2.1 Dispositivos electrónicos utilizados.

Los materiales electrónicos empleados en la elaboración del circuito electrónico

como sus respectivos datos y características se muestran en la tabla 4.1. Es de

suma importancia conocer el funcionamiento de cada elemento empleado para

comprender la función que tendrán dentro del circuito electrónico.

Los cálculos utilizados para el dimensionamiento de las resistencias del circuito son

los siguientes:

Por inspección de valores y datos de fabricante tenemos que la Ic tiene un valor de

6 A y 𝛽 = 30 (valor mínimo de saturación). Estos datos son sustituidos en la

ecuación 4.1 para determinar el valor de la corriente en la base del transistor. La

Ib, es la corriente necesaria para que el transistor se sature y se active permitiendo

la carga. [42]

𝐼𝑏 =𝐼𝑐

𝛽 (4.1)

𝐼𝑏 =6

30= 0.2𝐴

Desglosando el mallado para la base obtenemos la ecuación 4.2.

15𝑉 = (𝑅𝑏𝐼𝑏) − 𝑉𝑏𝑒 (4.2)

Despejando Rb de la ecuación 4.2 obtenemos la ecuación 4.3, sustituyendo los

valores de corriente y tensión nos da un valor de resistencia de 100 ohms que es la

medida comercial. El valor que toma Vbe es de 0.7 volts,

𝑅𝑏 =15−0.7

0.2𝐴= 71.5 𝑜ℎ𝑚𝑠 ≅ 100𝑜ℎ𝑚𝑠 (4.3)

La ecuación 4.4 es utilizada para determinar la corriente que circulara por el emisor Ie.

𝐼𝑐 ≅ 𝐼𝑒 (4.4)

𝐼𝑐 = 𝛽𝐼𝑏

𝐼𝑐 = (30)(0.2) = 6𝐴

Por último; para el cálculo de la Rc se dice que a menos que se indique otra cosa,

debe usarse la regla 10:1 cuando se trate de diseñar circuitos de conmutación

transistorizados. Tenemos que por regla de diseño una relación 1:10. (Ic/Ib) por lo

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tanto la ecuación 4.5 nos muestra el cálculo para obtener el valor de la resistencia

en el colector del transistor. [42]

𝑅𝑐 = (𝑅𝑏)(10) (4.5)

𝑅𝑐 = (𝑅𝑏)(10) = 1000 𝑜ℎ𝑚𝑠

[1]

El valor comercial de la Rc es de 1 kΩ.

Tabla 4.1 Lista de materiales electrónicos empleados en el circuito electrónico

para la transmisión y almacenamiento.

Dispositivo Imagen Datos

Material piezoeléctrico

Medidas:27 mm

Tensión min:3 V

Tensión max:20 V

Transistor NPN TIP 41C

Tensión emisor-base= 5V

Corriente colector = 6 A

Capacitor

Capacitancia:1000 µF

Tensión: 16 V

Corriente:50 µA