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en revision proyecto temci maelec 8.9 se permite informa que este documento puede ser eliminado o modificado
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PRODUCCIONES MAELEC 8.9
APLICACIONES DEL TEMPORIZADOR
555
“PROYECTO TEMCI TAT-1”
Autor:
Quilqax Arawiyq
MAIL: [email protected]
WEB: http://maelec89.blogspot.com
YOUTUBE: https://www.youtube.com/user/maelec89
FACEBOOK: https://www.facebook.com/maelec89
Presentado a:
Público en general
San Juan de Pasto 13 de Abril del 2015
INTRODUCCION
La importancia de este proyecto, no es otra, sino la de dar un aprendizaje a través de la
observación, enriqueciendo conocimientos adquiridos previamente.
En el siguiente documento se presenta el diseño, análisis y montaje de un circuito electrónico.
Usando un dispositivo electrónico conocido como temporizador 555 (quinientos cincuenta y
cinco). Teniendo en cuenta sus parámetros y medidas, se logra dar resultado a un diseño que
permite; entender y aprender la forma como se comporta un dispositivo como estos.
Se dará una explicación de cómo se desarrollo este proyecto, al cual Producciones Maelec 8.9
a denominado PROYECTO TEMCI (un temporizador y Cinco proyectos).
OBJETIVOS
Con el siguiente documento se dará una explicación sencilla del funcionamiento de un
temporizador 555 en un circuito.
A través de la observación y práctica se pretende una mayor absorción de aprendizaje.
con la asociación y adaptación de otros elementos se pretende que el lector conozca
todas las variantes que se le puede dar a un dispositivo electrónico.
MARCO TEORICO
El temporizador 555 en términos sencillos de entender, es un dispositivo que se puede
comportar como un generador de pulsos, este dispositivo es empleado en la mayoría de
proyectos y circuitos electrónicos.
El circuito integrado 555, en asocio con otros dispositivos permite el montaje de proyectos en
los cuales, se tenga que generar o controlar el pulso o tiempo de alimentación de otro
dispositivo.
En el siguiente informe al temporizador 555 se le dará un uso como temporizador
monoestable, permitiendo al usuario controlar a voluntad el tiempo de activación de un
dispositivo externo. En este caso una estufa eléctrica.
Tomado de (LM555 timer. (Texas Instruments),(n.d.))
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
MATERIALES
Resistores:
R1: 620
R2: 10k
R3: 6.8k
R4: 1k
RV1: 1M
R5, R8, R9: 220
R6 2.7k
R7: 100
Capacitores
C1: 1000µF a 50v
C2, C3: 1µF a 50v
C4: 100µF a 16v
C5: 2200µF a 16v
Semiconductores:
D1; D2: 1N4007
D3, D4: (LED): ROJO; VERDE (opcional)
C.I: (TEMPORIZADOR) 555
OPTO: (OPTOCOPLADOR): MOC 3021
TR1: (TRIAC) BT136
Q1, Q2, Q3: (TRANSISTORES) 3904
Otros:
BAT: FUENTE DC 12V A 500 mA.
ALT: (Alternador) FUENTE VARIABLE AC 120 o 220 V
M1: TIMBRE O ALARMA 12V
SW: interruptor pulsador
(Nota: el costo de los elementos mencionados anteriormente y valores de otros elementos
usados se encuentran en el apéndice A)
Esquema recuperado de http://www.electronica2000.com
Se procede a diseñar este circuito en tres etapas:
1. Primera etapa Temporizador
En esta etapa de prueba se le dará importancia al primer dispositivo que hace parte de este
proyecto, el cual es el temporizador 555, usándolo como un controlador del tiempo. El
potenciómetro (RV1) regula el periodo de tiempo de encendido; junto con el pulsador (SW1)
y el condensador (C1), se puede activar la alimentación externa. Es decir activar la conexión
de la estufa eléctrica.
2. Segunda etapa dispositivos complementarios
Esta etapa se incluye los demás dispositivos que hacen parte y son de importancia para el
correcto funcionamiento del proyecto. En este informe solo se aplicara la función que
cumplen dentro del proyecto. Para mayor información sobre su funcionamiento o partes que
lo componen, consulte las referencias bibliográficas.
A continuación se nombraran los demás elementos del proyecto. El segundo dispositivo se
conoce como fuente de voltaje, la cual suministra la alimentación para este proyecto; el
tercero dispositivo se lo conoce como “Bombilla de seguridad”, la cual funcionara para
activar el timbre o alarma que indique la terminación del tiempo, el cuarto dispositivo es la
etapa acopladora la cual esta explicada en el informe correspondiente al “PROYECTO
OPTAO”, el quinto y último dispositivo es el timbre.
3. Tercera etapa acoplamiento total del circuito
En esta etapa se integra los cinco dispositivos mencionados anteriormente. El esquema y
simulación de los circuitos se puede encontrar en el video que hace parte de este informe.
Simulador electrónico (Proteus. Versión 7.4 SP3. [Archivo de computador])
Resultado y análisis
Se procede a realizar este proyecto de manera física
1. Primera etapa temporizador
En esta etapa además de probarlo en un protoboard, también se ha decidido diseñar y
montarlo en un impreso. A continuación, se mostrara unas imágenes y sus resultados
respectivos.
Midiendo la fuente DC y la salida del Temporizador
Figura 1. Voltaje obtenido de la salida de
la fuente DC sin alimentación,
aproximadamente 0.0 Volt.
Figura 2. Voltaje obtenido de la salida de
la fuente DC con alimentación,
aproximadamente 13.3 volt.
Con lo visto en las figuras (1) y (2) se puede decir que el voltaje que suministra la fuente DC
al proyecto es de 13.3 volts. El amperaje se buscara más adelante.
Figura 3. Voltaje obtenido de la salida del
Temporizador, sin alimentación,
aproximadamente 0.0 Volt.
Figura 4. Voltaje obtenido de la salida del
Temporizador, con alimentación,
aproximadamente 1.1 Volt.
Con lo visto en las figuras (3) y (4) se puede comprobar que el voltaje de salida ha disminuido
considerablemente gracias a una resistencia que se encuentra antes de la conexión del
dispositivo cuarto (acoplador), ya que el optocoplador trabaja con valores bajos de voltaje
Para averiguar el verdadero voltaje de salida que suministra el dispositivo uno (temporizador)
se utiliza una derivada:
Donde: “st” (voltaje de salida del temporizador) es una derivada de los voltajes tanto de salida
como de entrada obtenidos en los dos dispositivos; es decir, el voltaje de salida de la fuente
(Sf) y el valor de entrada de voltaje en el optocoplador (Eo).
Reemplazando los valores en la ecuación
Con lo anterior se demuestra que el voltaje verdadero de la salida del temporizador es de 12.2
voltios. Y cuya corriente se podrá encontrar usando la ley Ohm:
Donde; Io (intensidad que circula por el optocoplador) es la corriente que se quiere hallar, la
cual será igual al valor de entrada de voltaje en el optocoplador (Eo) sobre la resistencia que
se encuentra en dicha entrada (Ro).
Reemplazando los valores en la ecuación
Como se puede apreciar anteriormente el valor de corriente que circula por el optocoplador es
de aproximadamente 407µA
Se procede a buscar la intensidad con la que trabaja la fuente para esto se ha de usar la ley de
Ohm, de esta manera se obtiene que:
Donde; If (intensidad que circula por la fuente) es la corriente que se quiere hallar, la cual será
igual al valor de salida de voltaje en la fuente (Sf) sobre la resistencia que se encuentra en
dicha salida (Rf).
Como se puede apreciar anteriormente el valor de corriente que circula por la fuente es de
aproximadamente 21.4mA
La resistencia que circula por el temporizador se puede calcular, usando la substracción entre
las intensidades encontradas anteriormente.
Reemplazando los valores en la ecuación
Como se puede apreciar anteriormente el valor de corriente que circula por la fuente es de
aproximadamente 21mA
2. Segunda etapa dispositivos complementarios
En esta etapa además de probarlo en un protoboard, también se ha decidido diseñar y
montarlo en un impreso.
Para tener en cuenta los datos mostrados anteriormente en la etapa 1; corresponden a
los realizados en los dispositivos uno (temporizador), dos (fuente) y cuatro
(acoplador).
Este ultimo dispositivo (acoplador), cuenta con un TRIAC que soporta intensidades
hasta de 4 amperios, para conocer el TRIAC que se ha de utilizar en algún otro
proyecto, basta conocer el amperaje del dispositivo externo que será parte del
proyecto.
A continuación se presenta algunos valores que se cree importante mencionar
Valores de salida de la fuente AC
Figura 5. Voltaje obtenido de la
salida de la fuente AC, sin
alimentación, 0.0 volt.
Figura 6. Voltaje obtenido de la
salida de la fuente AC, con
alimentación, 1.30 volt.
Con los valores encontrados se puede aplicar la ecuación de la ley ohm para hallar la
resistencia que existe en la estufa eléctrica.
Donde; Re (resistencia del dispositivo externo) Vac (voltaje de AC), Iac (corriente AC)
De lo anterior se tiene que para un voltaje de 1.3 (Vac) con una corriente de 4A (Iac) su
resistencia es de 32.5 ohmios.
3. Tercera etapa acoplamiento total del circuito
El final de esta etapa, es la suma de los resultados obtenidos en cada etapa
anteriormente mencionada. Se pude concluir entonces que el voltaje aproximado y
total del proyecto, se encuentra entre:
Como se puede apreciar en las ecuaciones (5), (8) y (11) se encuentra los valores
totales de cada medición hecha al proyecto (se desprecia el voltaje, corriente y
resistencia que se encuentra en el dispositivo 3 (bombilla de seguridad) y el
dispositivo 5 (timbre)).
Se desprecia los valores generados por los dispositivos mencionados anteriormente
por que estos, solo dan aviso al usuario del tiempo que ha terminado, además porque
estos dispositivos serán explicados posteriormente en otros proyectos.
En conclusión se tiene que: el circuito trabaja con una tensión de 8.87 voltios, tiene
una intensidad de 14.2 mA. Y su resistencia es de 1.3KΩ.
Editor de ecuación (Geogebra. Versión 5.0.18.0 -3D. [Archivo de computador]
CONCLUISIONES
En el anterior trabajo se observo el comportamiento de un temporizador conocido como 555,
sus características y funciones.
Todos los datos correspondientes hechos en el laboratorio fueron recopilados en el anterior
trabajo, de esta manera se logra asimilar y comprender su correcto funcionamiento al
montarlo en un circuito electrónico.
El uso de nuevos dispositivos que son integrados al temporizador 555, da el refuerzo y
destreza para la solución y creación de nuevos proyectos.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALGEBRA, TRIGONOMETRIA Y GEOMETRIA ANALITICA
Jorge Eliécer Rondón duran. (2011). Algebra, trigonometría y geometría
analítica. (UNAD). Colombia.
OPTOCOPLADOR
(n.d).Recuperado de http://www.proyectoselectronicos/optocoplador.com
ELECTRONICA 2000
(n.d).Recuperado de http://www.electronica2000.com
LM555 CARACTERISTICAS
LM555 timer. (Texas Instruments).(n.d.)
BT136 CARACTERISTICAS
BT 136 Triancs. (Philips Semiconductors). (n.d)
MOC 3021 CARATERISTICAS
MOC 3021 Optocouplers/Optoisolators (Texas Instruments). (n.d)
MANUAL ESTILO APA
(2010). Manual Estilo APA. 3ª edición al español. (CEUNI). Recuperado
de http://biblioinstruccion.blogspot.com
Geo Gebra. Versión 5.0.18.0 -3D. [archivo de computador].
Proteus. Versión 7.4 SP3. [archivo de computador]
APÉNDICE
Apéndice A: Costo del circuito
Materiales c / u (pesos Colombianos) Cantidad Pesos Colombianos Dólar Estadounidense
R1 a R9 20 9 180 9 penny
RV1 500 1 500 1 quarter
C2 a C4 50 3 150 7.5 penny
C1 200 1 200 1 dime
C5 400 1 400 2 dime
D1a D4 100 4 400 2 dime
C: I 500 1 500 1 quarter
OPTO1 1,000 1 1,000 1 half dollar
TR1 1,000 1 1,000 1 half dollar
Q1 a Q3 100 3 300 1.5 dime
BAT1 9,800 1 9,800 4.9 dollar
ALT ---- 1 ---- ----
M1 ---- 1 ---- ----
SW 300 1 300 1.5 dime
DISEÑO 8400 4 33,600 16.8 dollars
TOTAL 22,400 15 48,400 24.2 dollars
La palabra “Diseño” en la tabla, es el costo que tiene este circuito hecho por Maelec 8.9
laboratories, excluyendo los materiales.
Para la realización de este Proyecto se ha gastado un mínimo de veinte horas que
corresponden:
Análisis (observación del esquema o diagrama), prueba (realización en el protoboard), diseño
(simulación en un software), montaje (elaboración de la placa y puesta de los elementos),
arreglo (verificación o retoque del circuito).
Para la conversión de los pesos colombianos a los centavos y/o dólares estadounidenses, se ha
tomado como referencia un valor de 2000 pesos colombianos, omitiendo los valores que rigen
en la actualidad.