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2.10 Descripción de materiales para su instalación.
Cable dúplex.
Los cables que se usan para conducir electricidad se fabrican generalmente
de cobre, debido a la excelente conductividad de este material, o de aluminio que
aunque posee menor conductividad es más económico. Generalmente cuenta con
aislamiento en el orden de 500 µm hasta los 5 cm; dicho aislamiento es plástico,
su tipo y grosor dependerá del nivel de tensión de trabajo, la corriente nominal, de
la temperatura ambiente y de la temperatura de servicio del conductor.
Fig.2.8.Cable dúplex calibre 12.
Nivel de tensión:
cables de muy baja tensión (hasta 50 V).
cables de baja tensión (hasta 1000 V).
cables de media tensión (hasta 30 kV).
cables de alta tensión (hasta 66 kV).
cables de muy alta tensión (por encima de los 770 kV).
Materiales empleados:
Cobre .
Aluminio .
Almelec (aleación de Aluminio, Magnesio).
Relevador.
El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un
interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de
una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que
permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. Dado que el relé
es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de entrada,
puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico.
Fig.2.9 relevadores y estructura interna.
Los relés se utilizan principalmente para conmuta a distancias, y para la
conmutación de alta tensión o de alta corriente. Son particularmente valiosos
porque pueden controlar estas altas tensiones y corrientes con solo un pequeño
voltaje o corriente en retorno .otro uso importante es para las líneas de
alimentación de CA.
Estructura y funcionamiento.
El electroimán hace bascular la armadura al ser excitada, cerrando los contactos
dependiendo de si es N.A ó N.C (normalmente abierto o normalmente cerrado). Si
se le aplica un voltaje a la bobina se genera un campo magnético, que provoca
que los contactos hagan una conexión. Estos contactos pueden ser considerados
como el interruptor, que permite que la corriente fluya entre los dos puntos que
cerraron el circuito.
Microcontrolador PIC.
Los PIC son una familia de microcontroladores tipo RISC fabricados por Microchip
Technology Inc. y derivados del PIC1650. Los microcontroladores PIC tienen una
serie de registros que funcionan como una RAM de propósito general. Los
registros de propósito específico para los recursos de hardware disponibles dentro
del propio chip también están direccionados en la RAM. La direccionabilidad de la
memoria varía dependiendo de la línea de dispositivos, y todos los dispositivos
PIC tienen algún tipo de mecanismo de manipulación de bancos de memoria que
pueden ser usados para acceder memoria externa o adicional.
Esta familia de microcontroladores se divide en tres rangos según la capacidad de
los microcontroladores. El más bajo lo compone la familia 16C5X. El rango medio
lo componen las familias 16C6X/ 7X/ 8X, algunos con conversores A/D,
comparadores, interrupciones, etc. La familia de rango superior lo componen los
17CXX.
Fig.2.10 PIC(microchip)
Características internas del pic.
Conversores análogo a digital (A/D) en caso de que se requiera medir
señales analógicas, por ejemplo temperatura, voltaje, luminosidad, etc.
Temporizadores programables (Timer's) Si se requiere medir períodos de
tiempo entre eventos, generar temporizaciones o salidas con frecuencia
específica, etc.
Interfaz serial RS-232. Cuando se necesita establecer comunicación con
otro microcontrolador o con un computador.
Memoria EEPROM. Para desarrollar una aplicación donde los datos no se
alteren a pesar de quitar la alimentación, que es un tipo de memoria ROM
que se puede programar o borrar eléctricamente sin necesidad de circuitos
especiales.
salidas PWM (modulación por ancho de pulso). Para quienes requieren el
control de motores DC o cargas resistivas, existen microcontroladores que
pueden ofrecer varias de ellas.
Técnica llamada de "Interrupciones".Cuando una señal externa activa una
línea de interrupción, el microcontrolador deja de lado la tarea que está
ejecutando, atiende dicha interrupción, y luego continúa con lo que estaba
haciendo.
Botonera de emergencia.
Un botón o pulsador es un dispositivo utilizado para activar alguna función. Los
botones son de diversa forma y tamaño y se encuentran en todo tipo de
dispositivos, aunque principalmente en aparatos eléctricos o electrónicos.
Los botones son por lo general activados al ser pulsados, normalmente con un
dedo. Corriente mientras es accionado. Cuando ya no se actúa sobre él vuelve a
su posición de reposo.
Puede ser el contacto normalmente cerrado en reposo NC, o con el contacto
normalmente abierto en reposo NA.Estan diseñaos para permitir que un operador
o espectador pueda parar el equipo si algo va mal.
Fig. 2.11 Botones de emergencia.
Los botones utilizan a menudo un código de colores para asociarlos con su
función de manera que el operador no vaya a pulsar el botón equivocado por error.
Los colores comúnmente utilizados son: el color rojo para detener la máquina o
proceso, y el verde para arrancar la máquina o proceso.
Los botones de parado de emergencia están conectados en serie con el circuito
de control en una pieza de un equipo. Al ser pulsado interrumpe el circuito y
elimina el poder desde el relé que mantiene el circuito energetizado.
Canaletas para cable.
Las canaletas son tubos metálicos o plásticos que conectados de forma correcta
proporcionan al cable una mayor protección. Para que las canaletas protejan a los
cables de dichas perturbaciones es indispensable la óptima instalación y la
conexión perfecta en sus extremos.
Tipos de canaletas:
Canaletas tipo escaleras: Estas bandejas son muy flexibles, de fácil
instalación y fabricadas en diferentes dimensiones.Son de uso exclusivo
para zonas techadas
Tipos Especiales: Estas bandejas pueden ser del tipo de colgar o adosar en
la pared y pueden tener perforaciones para albergar salidas para
interruptores, toma - corrientes, datos o comunicaciones.
Canaletas plásticas: Facilita y resuelve todos los problemas de conducción y
distribución de cables. Se utilizan para fijación a paredes, chasis y paneles,
vertical y horizontalmente. Los canales, en toda su longitud, están provistas
de líneas de pre ruptura dispuestas en la base para facilitar el corte de un
segmento de la pared para su acoplamiento con otras canales formando T,
L, salida de cables, etc.
Fig.2.12 Canaletas de plásticos.
TIPOS DE DISPOSITIVOS DE NOTIFICACION
Los dispositivos de notificación más comunes son los auditivos y los visuales.
Existen otros tipos de dispositivos que nos pueden brindar salidas táctiles u
olfatorias. Existen además Dispositivos de Notificación combinados, que incluyen
señales auditivas y visuales. Estas pueden ser campanas, sirenas y bocinas con
estrobos.
DISPOSITIVOS VISUALES
Alerta de un riesgo mediante el sentido de la vista. Son luces parpadeantes que se
utilizan como señales de alarma. Estas auxilian a personas que tienen problemas
auditivos a reconocer una señal de alarma, además también sirven para identificar
rutas de evacuación de manera clara, y deben ser colocadas según los
reglamentos de la NFPA para que sus destellos no ocasionen ataques de
epilepsia a personas susceptibles en este casa para nuestro proyecto se empleara
una lámpara estroboscópica.
Lámpara estroboscópica.
La lámpara estroboscópica se considera un dispositivo de señalización óptica de
alarma universal, La lámpara de destellos se sitúa en la parte superior
transparente del dispositivo. Parpadea cuando la unidad central la activa, según el
color de las lámparas estroboscópicas del dispositivo de señalización. La
frecuencia de destellos es de una vez al segundo. El circuito electrónico está
moldeado y las conexiones están protegidas contra polaridad invertida.
Fig.2.13 Lámpara estrobo.
Cuando estos dispositivos son utilizados en conjunto con el módulo de
sincronización, podrán alimentarse desde la salida de un circuito de notificación de
alarma no codificado operando a un valor nominal de 12 ó 24 Vcc. Cuando se
utilice un modulo de sincronización, alimentado desde una salida de notificación
de alarma con valor nominal de 12 Vcc, éstos podrán operar en un rango de
voltaje de entre 9 y 17.5 Vcc. Cuando se utilice un modulo de sincronización
alimentado desde una salida de notificación de alarma con valor nominal de 24Vcc
éstos podrán operar en un rango de voltaje de entre 17 y 33 Vcc.
DISPOSITIVOS DE NOTIFICACION AUDIBLES
Este tipo de dispositivos son los más comunes, e indican un riesgo mediante el
sentido del oído. Estas son típicamente alarmas, sirenas y campanas; aunque
puede ser un mensaje de voceo transmitido por un interlocutor o bocina.
La instalación de estos equipos debe seguir varios estándares, pues el sonido
producido no puede ser tan alto que llegue a dañar a los oyentes; pero tampoco
tan bajo que su sonido no sea claramente audible por los ocupantes del edificio.
Deben también colocarse cada cierta distancia, de tal manera que la alarma sea
audible en el edifico completo.
Dentro de nuestro desarrollo emplearemos una bocina de alerta tipo auditiva de 6
tonos con 50 watts a 12 volts, este llega a tener buen alcance dentro de la
ubicación donde instalaremos el equipo.
Fig.2.14 Bocina.
Sensor de sismo.
Los sensores de vibración son generalmente utilizados en casas que se
encuentran construidas en zonas sísmicas considerando la importancia que tiene
en las mismas el registrar las intensidades de un terremoto o bien, de un sismo
cuando el mismo ocurre, de hecho en muchos países del mundo en donde varias
ciudades poseen este riesgo, la utilización de sensores de vibraciones en todas la
viviendas es básicamente una obligación legal. Resulta importante destacar el
hecho de que los sensores de vibración suelen tener la particularidad de ser un
sistema de detección muy básica y no posee ninguna otra aplicación más que la
de saber la intensidad de un sismo ocurrido.
Fig.2.15 Tipo de sensor.
En calidad de seguridad podemos decir que los sensores de vibración nos
ayudarán a salvaguardar vidas ante un sismo que puede resultar de mucha
intensidad pero debemos tener en cuenta que si pueden ayudarnos a desarrollar
el sistema que nos salve de estos acontecimientos naturales.
El sensor Quake alarm.Es un dispositivo detector de sismos, único en su tipo,
internacionalmente reconocido por múltiples organismos de protección civil y el
único que ha comprobado con evidencias. Está diseñado para proporcionar un
aviso instantáneo de la actividad sísmica, por medio de la detección temprana de
las ondas “P”(ondas de compresión) de un sismo, la cual viaja casi al doble de la
velocidad de la más destructiva de las ondas , la onda “S”(onda longitudinal).
Es capaz de detectar sismos de gran intensidad y terremotos cuyos epicentros
se encuentran a cientos de kilómetros de distancias pudiendo también detectar
terremotos medianos y pequeños.
Fig. 2.16 QuaKer alarm.
Las ondas que llega a detectar este sensor son de nominadas “P”al ser bretadas,
generan unas ondas que se propagan en la tierra, que llegan a viajar 1.75 veces
más rápida que la “S”.
Fig.2.17 Ondas “P”.
Las ondas “S” consisten en la propagación de ondas de cinezilla, donde las
partículas se mueven en dirección perpendicular a la dirección de propagación a
la perturbación.
Fig.2.18 Ondas “S”.
Gabinete de protección.
Los gabinetes son ideales para aplicaciones tales como protección de
instrumentos eléctricos y para almacenar una distribución apropiada de cableado
estas son empleadas en instalaciones industriales, diseñados para proteger tanto
equipó eléctrico como a los usuarios de los percances que se pueden llegar a
efectuar.
Fabricados de acero de carbón, empaqué de neopreno para llegar a tener una
buena resistencia y durabilidad, éstos son fabricados de diferentes medidas.
Fig.2.19 Diseño del gabinete.
Fuente regulable de 12volts
Podemos definir fuente de alimentación como aparato electrónico modificador de
la electricidad que convierte la tensión alterna en una tensión continua. Las
fuentes de corriente sirven para polarizar circuitos de corrientes constantes para
llegar a reemplazar resistencias de cargas .Las fuentes regulables son
ampliamente utilizadas en los circuitos electrónicos integrados como elementos de
polarización y como cargas activas en etapas de amplificadores.
Cada una con sus características, sus ventajas y desventajas. Se utiliza una de
ellas de acuerdo al uso final que van a tener, es decir, según los requerimientos de
estabilidad y rendimiento que tenga la carga a alimentar.
Fig. 2.21 Análisis del diagrama de bloque.
Calculo y diseño de transformadores de poder, para potencias de hasta 1000W. Dirigido a personas con conocimientos básicos de electrónica que desean diseñar o construir los transformadores de alimentación para red eléctrica de 50 o 60 Hz para sus proyectos electrónicos.(No aplica para transformadores de fuentes computadas)Redactado por Jorge L. Jiménez, de Ladelec.com
Resumen de conceptos
Para sentar las bases de este tutorial es importante conocer los términos que usaremos, los cuales mostramos a continuación y no son de difícil comprensión.
Relación de transformación:Es la relación (o resultado de dividir) entre el número de espiras del primario y del secundario, la cual es igual a la relación entre la tensión del primario y del secundario sin carga.
Relación entre corrientes:Es inversa a la relación de transformación. Es decir que a mayor corriente menos vueltas o espiras. Mientras que en la relación de transformación a mayor tensión (voltaje) más espiras o vueltas.
Rendimiento:Nos dice cuanta potencia se aplica al transformador y cuanta entrega este a la carga. La diferencia se pierde en los devanados en forma de calor por efecto JOULE, debido a que estos no tienen una resistencia nula, y también en el núcleo debido a histéresis y corrientes de Foucault. El transformador ideal rendirá un 100 % pero en la práctica no existe.
Núcleo:Son las chapas de material ferro-magnético, hierro al que se añade una pequeña porción de silicio. Se recubre de barniz aislante que evita la circulación de corrientes de Foucault. De su calidad depende que aumente el rendimiento del transformador hasta un valor cercano al 100 %.
Potencia= V x I
N1/N2 = V1/V2 léase: número de vueltas del primario sobre el número de vueltas del secundario es igual a la relación entre el voltaje del primario sobre el voltaje del secundario.
Fórmulas: Son muchas las fórmulas que entran en juego pero la mayoría tienen que ver con elementos que afectan muy poco el rendimiento. Sin embargo hay dos sumamente importantes que no podemos ignorar y son las siguientes:
Fórmulas
Area = A
Léase: área es igual a la constante * multiplicada por la raíz cuadrada de la potencia del transformador
donde * = 0.8 si el núcleo es fino y 1.2 si el núcleo es de inferior calidad. Tomamos normalmente 1
El resultado se obtiene en cm2 y es el área rectangular del núcleo marcada en azul de la figura.
Relación de vueltas (espiras) por voltio = A x 0.02112
El voltaje deseado para cada caso se dividirá por el resultado de este número. El resultado es el número de vueltas o espiras para ese voltaje en particular.
Ejemplo real:Para construir o bobinar un transformador de 200 Watt para un Voltaje primario de 115V y un secundario 50V
Comenzamos por el área del núcleo del Transformador:Ver la formula arriba en fondo gris. Para una potencia de 200W, obtenemos un área de 14.14 cm2
Luego calculamos la relación de vueltas por voltio:
A x 0.02112
14.14 x 0.02112 = 0.29 Relación de vueltas = 0.29
Entonces: 115V / 0.29 = 396 vueltas en el primario 50V / 0.29 = 172 vueltas en el secundario
Ahora sabiendo la potencia (200W) podemos calcular la corriente máxima presente en ambos devanados para esa potencia, partiendo de la formula I = W / V
I = 200 / 115 = 1.73A corriente en el primario 1.73 amperios. I = 200 / 50 = 4A corriente máxima en el secundario 4 amperios.
Si utilizamos una tabla de equivalencias en AWG como la que mostramos a continuación, sabremos el calibre del alambre a utilizar para los respectivos bobinados (o embobinados).
De acuerdo a la tabla, para el primario necesitamos alambre calibre AWG 19 o 20 y para el secundario alambre calibre 15 o 16.
AWG Diam. mm Amperaje AWG Diam. mm Amperaje
1 7.35 120 16 1.29 3,7
2 6.54 96 17 1.15 3,2
3 5.86 78 18 1.024 2,5
4 5.19 60 19 0.912 2,0
5 4.62 48 20 0.812 1,6
6 4.11 38 21 0.723 1,2
7 3.67 30 22 0.644 0,92
8 3.26 24 23 0.573 0,73
9 2.91 19 24 0.511 0,58
10 2.59 15 25 0.455 0,46
11 2.30 12 26 0.405 0,37
12 2.05 9,5 27 0.361 0,29
13 1.83 7,5 28 0.321 0,23
14 1.63 6,0 29 0.286 0,18
15 1.45 4,8 30 0.255 0,15
Colaboración de: Jorge L. Jiménez de: www.ladelec.com para
