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Primer post: 17 mar 2009Último post: 17 mar 2009
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Electrónica Digital
Electrónica Digital
Apuntes Y MonografiasporAnónimo3/17/2009

Electrónica Digital Durante muchos años los electrónicos funcionaron en un solo mundo; el mundo analógico, el mundo continuo, el mundo donde las tensiones son realmente acumulación de electrones en un dispositivo y las corrientes son realmente electrones que circulan por un punto de un circuito. Pero filosóficamente el mundo analógico, el de la variación continua de los parámetros de un circuito (tensión, corriente, potencia, energía etc.) no existe. En efecto; por un cable pueden circular 15 electrones o 16 electrones por segundo. No pueden circular 15,5 electrones porque el electrón en la mínima parte de cantidad de electricidad que se conoce y no puede existir medio electrón. Pongámonos de acuerdo entonces en que la continuidad absoluta de la materia no existe porque la materia es discontinua por naturaleza. Pero en la electrónica analógica jamás podemos controlar los circuitos de modo que por ejemplo sobre un capacitor tengamos la posibilidad de generar una carga de 11.894.525 o de 11.894.526 electrones. Tal vez podamos conseguir que un capacitor este cargado con 1 Coulomb (Es alrededor de 6,24150962915265×1018 veces la carga de un electrón) o con 1,001 C pero muy difícilmente logremos una precisión mayor al 1 por 1.000. La electrónica digital opera de un modo totalmente distinto. En cada punto de un circuito existen solo dos estados: alto o bajo pudiendo asignarse diferentes potenciales a cada estado, pero una ves establecidos esos potenciales ya no se pueden cambiar. Aunque el parámetro eléctrico puede tener una amplia variación. Por ejemplo se puede decir que en el colector de un transistor habrá un estado alto si hay mas de 2,5V y un estado bajo si hay menos de 2,5V aunque habitualmente existirá prácticamente 0V para bajo y 5 V para un estado alto (o 3,3V en los nuevos componentes). * Es decir que un circuito analógico toma la señal y opera con los infinitos valores que ella puede tomar, ignoremos el hecho que no existe un potencial menor a la carga de un electrón, porque es un valor tan chico que se lo puede considerar nulo. * En cambio en un circuito digital se trata de que las señales tenga un estado bajo cercano a cero por ejemplo y un estado alto cercano a 5V que es el valor clásico para los circuitos lógicos mas comunes. A todos los estados intermedios se los considera como bajos o altos de acuerdo a cual se parezcan más. Solución analógica y soluciones digitales Resolvamos un problema simple como ejemplo de los dos tipos de circuitos con los conocimientos adquiridos hasta aquí. Generar iluminación variable de cero a un valor máximo utilizando diodos leds. Es decir una linterna de leds pero que como novedad tiene un potenciómetroo una llave que ajusta el nivel de luz. Ya sabemos que los leds requieren una fuente de corriente para su excitación. Y además sabemos que el colector de un transistor es una fuente de corriente ya que la corriente de colector es beta veces la corriente de base del transistor. Es decir que podemos proponer el siguiente circuito para solucionar el problema de la iluminación variable. Fig.1 Circuito de una linterna de brillo ajustable Nuestro circuito es un simple transistor excitado por base a través de R3 que limita la corriente de base e indirectamente la de colector a través del beta. Las dificultades de este circuito son: * Los leds deben conectarse en serie y por lo tanto se requiere una batería de 6V es decir que se requiere una linterna de 4 elementos por lo menos (los led de alta luminosidad tienen una barrera de 1,8V. * El otro problema es que no es muy estable con la temperatura porque depende del beta y el beta varía con la temperatura. * Tampoco es fácil determinar el nivel de brillo por lo que habría que realizar una escala en el potenciómetro en función de la corriente de colector marcada del 0 al 100%. Uno de los circuitos digitales podría ser el mostrado en la figura 2 construido básicamente con los tres leds pero conectado en una disposición totalmente diferente. Fig.2 Linterna a led digital Observe que esta linterna se alimenta con una batería de 3V es decir que es una linterna de 2 elementos. Posee 3 diodos blancos de alta eficiencia (como la linterna analógica) pero en este caso conectados a una llave J1 de las llamadas dip-swich (llave de predisposición) de muy pequeñas dimensiones, compatible con una linterna. Observe que cada led se puede encender con un resistor de 180 Ohms en serie (7 mA) o de 100 Ohms en serie (14 mA) o los dos en paralelo generando el máximo brillo de 21 mA. Y si se desea más luz se enciende el segundo led en las mismas condiciones o el tercero también en las mismas condiciones. Es decir que se obtienen tres posibilidades de iluminación por led por 3 leds son 9 posibles brillos y el apagado completo que es el décimo con todos los cursores hacia abajo. Esto es un sistema digital. No hay brillos intermedios pero los brillos que se consiguen tienen una elevada estabilidad y es fácil determinar el nivel de brillo deseado entre los 10 niveles propuestos. El único problema es que hay que pensar en que llave pulsar (en el WB Multisim que numero apretar entre el 1 y el 6) para mover las llaves a la posición correcta. Por supuesto esto es complejo para un humano pero muy sencillo para un microprocesador de los mas baratos que reemplazaría a las llaves de ajuste manual por dos botones, uno para aumentar el brillo y otro para bajarlo. Pero este sistema tiene un problema oculto. La corriente por los leds se ajusta con resistores y en ellos se transforma energía en calor cuando solo deseamos transformar energía en luz. Pero esto tiene solución en el mundo digital y una solución muy ingeniosa que arrastra una multitud de soluciones para la iluminación, el audio, el video, y la radio, se llama modulación PWM. La modulación PWM Como siempre no hay mejor modo de entender un problema electrónico que con un ejemplo hidráulico. Para mantener un tanque lleno de agua se puede recurrir a dos sistemas. * Uno es totalmente analógico. Un flotante cierra o abre una válvula en función del nivel de agua del tanque. Todos sabemos que una válvula semicerrada reduce el caudal pero suele producir calentamiento en el lugar donde la cañería se achica para reducir el caudal y esa perdida es una reducción indeseada del rendimiento. * Otro método es realizar un control del nivel cada minuto y de acuerdo al nivel dejar la entrada totalmente abierta por un tiempo largo o corto. Es decir que el agua entra en un chorro de 1 segundo y permanece sin entrar 59 o puede entrar 59 segundos y estar cerrada uno o algún caso intermedio. Este ultimo modo tiene un mejor rendimiento porque la válvula nunca esta abierta a medias. Está totalmente abierta o totalmente cerrada. Es un sistema llamado PWM o modulación por ancho de pulso (Power Wide Modulation). En electrónica solo cambian los tiempos pero el sistema es el mismo. Si quiero cargar un capacitor para que tenga una tensión determinada solo debo armar un circuito muy simple. Fig.3 Carga PWM manual de un capacitor El circuito es simplemente un resistor de 10K que carga a un capacitor de 1 uF desde una fuente de 12V o lo descarga a masa. El comando lo realiza Ud. con la tecla espaciadora luego de picar sobre el tablero de dibujo por una ves con el boton de la izquierda del mouse. Recuerde que si cambia algo en el osciloscopio el control queda sobre él y debe volver a picar en el tablero para recobrar el control del pulsador. Vamos a jugar un juego llamado control PWM. Mirando el osciloscopio Ud. debe conseguir que la tensión sobre el capacitor sea de 1 V la mayor parte posible del tiempo. Ahora vamos a automatizar el sistema para que Ud. no tenga que estar manejando el pulsador. El circuito se modifica según la figura 4. Fig.4 Sistema automatizado de control de tensión Por ahora el sistema automatizado no es realimentado simplemente Ud. ajusta el periodo de actividad del generador observando el osciloscopio para ajustar la tensión en 1V. En nuestro caso esto se consigue con un periodo de actividad del 6%. Observe que hay dos resistores cuando la tensión del generador de funciones esta alta (12V) en realidad aplicando nuestros conocimiento de teoría de los circuitos podemos asegurar que todo ocurre como si el capacitor se cargara desde una fuente Norton de 8,16V a través de un resistor de 3,2 Kohms. En cambio cuando el generador está a potencial bajo el circuito es simplemente un capacitor cargado descargándose sobre un resistor de 10K. Linterna digital de alto rendimiento Vamos a analizar el rendimiento de una sola sección de led de nuestra linterna digital cuando está trabajando a brillo bajo es decir con el circuito indicado en la figura 5. Fig.5 Potencia consumida de fuente en el máximo de brillo por led Ahora vamos a tratar lograr un mayor brillo del led pero trabajando con un pulso que dure el 10% del tiempo de una señal rectangular de 1 KHz. Fig.6 Led excitado por pulsos Como se puede observar durante el 10% del tiempo se produce una corriente por el led de 200 mA lo cual involucra una potencia instantánea de 200 mA x 3V es decir 600 mW pero que al durar solo el 10% del tiempo significa un consumo de energía de la pila de solo 60 mW es decir prácticamente lo mismo que antes pero con una sensación de brillo 10 veces mayor. Si se requiere el mismo brillo se puede lograr un consumo 10 veces menor. Nota: existe un efecto de saturación luminosa que hace que el incremento de brillo no llegue a los valores calculados linealmente. Este efecto se utiliza en los controles remotos de TV para lograr alcances superiores a los 10 metros utilizando dos diodos infrarrojos. Circuitos analógicos y digitales Conocemos la diferencia entre un circuido digital y un circuito analógico pero no sabemos como encarar el problema matemáticamente y el porque debemos entender como se opera matemáticamente con números binarios. Construcción de un termométro analógico para automóvil Suponga que Ud. debe construir un control de temperatura para indicar si un motor sobrepasa un valor peligroso. Puede resolver el problema tanto con circuitos binarios como decimales. Veamos el primer caso en forma práctica. Necesitamos un sensor adecuado que puede ser una termocupla, un termistor o algunos componentes especiales para medir temperatura. Pero como siempre nosotros queremos usar componentes clásicos tales como un diodo 1N4148 o un transistor BC548. Ud. puede pensar que estoy totalmente loco y que un transistor amplifica y un diodo rectifica y no son usables como medidores de temperatura. Y sin embargo no es así: un transistor o un diodo, si se lo sabe usar, es un excelente medidor de temperatura ya que la variación de tensión de juntura con la temperatura de un semiconductor es una constante para cada material. En la figura 7 se puede observar el circuito básico del medidor de temperatura de un motor. Fig.7 Circuito básico del control de temperatura de motor Q1 es el sensor; y el amplificador es decir que es todo al mismo tiempo y por supuesto debe ir montado en la tapa o el block del motor con grasa siliconada. La indicación del tester es justamente la tensión de colector a 27 ºC de temperatura; pero si queremos ver como cambia la tensión de colector con la temperatura debemos activar otro tipo de simulación del Worbench que es el barrido en temperatura. Haciendo Simulate > analyses > temperature sweeps aparece una pantalla como la indicada en la fig. 7 en donde se llena con la temperatura de partida (start) del análisis (0ºC en nuestro caso) y final (stop) del análisis (100ºC en nuestro caso). Luego hay que ir a la solapa output para que aparezca la pantalla que mostramos en la figura 8. Fig.8 Pantalla de elección de parámetros En el espacio de la izquierda están todos los puntos del circuito que pueden se elegidos como variable de salida (el que queremos representar en función de la variación de temperatura). Los marcados como $1, $2, $3 y $4 son los nodos del circuito de los cuales seleccionamos el $3 que corresponde al colector (esto se averigua dando doble pulso con el botón de la izquierda del mouse sobre el circuito). Luego se pulsa add (adicionar) y la variable queda marcada en zona derecha como variable de salida. Luego se presiona en “simulate” y aparece la pantalla que indicamos en la figura 9. Fig.9 Variación de la tensión de colector con la temperatura En principio el gráfico parece algo confuso porque tiene sobre los ejes al tiempo y a la tensión de colector. Pero es así porque en algunos circuito además de variar la continua puede haber un cambio a medida que trascurre el tiempo. La línea roja marcada con los triángulos es la temperatura de partida de 0ºC y la línea negra la temperatura final de 100 ºC. A la derecha se puede observar la tensión de colector con un triangulito rojo marcando la tensión a 2. Nos queda la resolución practica del circuito ya que lo que presentamos es solo la idea básica. En principio la tensión de colector no puede se de 12V porque nos obliga a usar directamente la tensión de batería del auto y no hay nada mas variable y peligroso que la tensión de batería de un vehículo porque trae pulsos, ruido y cambia de 12V a 13,5V, según el estado de carga de la batería. Por lo tanto elegimos 9 volt porque esa tensión corresponde a un regulador fijo. Luego está el problema de la variación de tensión de colector entre cero y 100 ºC que varía muy poco, solo 1,2V. Esto se soluciona dándole mas ganancia al transistor de modo que entre 0 y 100 ºC se genere una diferencia de 3V. En la figura 10 se puede observar el circuito modificado. Fig.10 Circuito modificado completo Como se puede observar la base se alimenta desde un divisor de baja impedancia conectado al regulador de 9V. Esto garantiza que toda la variación de la tensión de base emisor (diodo en directa) queda aplicada al resistor de emisor y es amplificada en el colector según la relación Rc/Re en este caso 1000/33 = 30 veces sin considerar la resistencia intrínseca de emisor. Hay que asegurarse que la resistencia de entrada por base del transistor es mucho más alta que la resistencia interna del divisor de tensión R5-R4. Esto significa que debe utilizarse un transistor BC548 de categoría C que tiene un beta promedio de 600. Así la resistencia de entrada por base, es beta veces la resistencia de emisor que se puede estimar en 33 Ohms y da un valor de 600 x 33 = 19.800 Ohms, despreciable frente a los 140 Ohms del divisor. La ganancia del transistor se ajusta cambiando el valor de la resistencia de emisor por intermedio del resistor R8+R9. Podemos asegurar que la resistencia promedio de emisor es de unos 33 Ohms que debe sumarse a la resistencia intrínseca de emisor que puede estimarse en unos 50 Ohms. El valor total de intrínseca mas extrínseca es de unos 83 Ohms. La ganancia del transistor será 1000/83 = 12 y la variación de tensión de colector será igual a la de emisor 250 mV x 12 = 3V que es el valor deseado. Un simple tester colocado en colector no podría indicar la temperatura del transistor según el grafico de la figura 11. Fig. 11 Tabla definitiva de variación con la temperatura Lo primero que notamos es que la tensión alta corresponde a una temperatura baja y además para saber a que temperatura se encuentra el transistor se debe buscar el valor en la tabla. 1. Agregando R3+R7+R6 como retorno del tester y conectándolo adecuadamente se puede lograr que la indicción sea directa predisponiéndolo en la escala de 3V (clásica de los tester de aguja) pero leyendo en la escala de 0 a 10 como si fuera de 0ºC a 100 ºC. 2. Para el ajuste solo se necesita una mezcla de agua y hielo granizado en partes iguales aproximadamente que debe agitarse para que la temperatura se establezca en cero grado cuando el granizado casi desaparece. Allí se sumerge el transistor sonda de temperatura y se ajusta R7 para que el tester indique 0V en la escala de 0-3V. 3. Luego debe llevar el transistor a un recipiente con agua hirviendo y ajustar R8 para que indique plena escala (3V). Volver a realizar el ajuste de 0 y otra ves el de 100 ºC y el termómetro está terminado. Y podemos decir sin temor a equivocarnos que es el mas barato del mundo ya que el único componente con algún valor es el tester que puede costar unos 3 U$S. Digamos un costo total de 5 U$S para un instrumento muy útil, que puede salvar el motor de su auto, o ayudarlo en su taller para medir la temperatura de los disipadores. ¿Y la digitalización? Para digitalizar este instrumento se agregó el conector J2. De allí se debe tomar tensión y enviarla a la sección digital del sistema. En este caso R3+R6+R7 no se utilizan porque el sistema digital se encargará de optimizar la lectura. Conclusiones En esta lección comenzamos a explorar el campo de los circuitos digitales que son el futuro de la electrónica y el mayor escollo para los reparadores de todo tipo de equipo. Yo considero que es así porque los reparadores no entienden realmente como funciona un sistema digital. Tratan de reparar un sistema digital como si fuera analógico y eso es lo peor que pueden hacer. Vayamos a algo tan elemental como reparar un falso contacto. En un sistema analógico se golpean los componentes del equipo uno por uno tratando de encontrar el componente sensible al golpe o movimiento; ya que la consecuencia del golpe es una distorsión en la imagen del TV o un ruido en el parlante. En un sistema digital lo que se escucha o se ve puede tener una demora de unos mS y no hay acción y reacción. Además los equipos digitales suelen tener circuitos de corrección de errores que pueden esconder falsos contactos momentáneos hasta cierto limite de tiempo. Los equipos digitales se reparan (incluyendo los falsos contactos) con un conocimiento profundo de su funcionamiento y eso pretendemos de Ud. que aprenda a reparar equipos digitales como lo que son y no por similitud con un equipo analógico. FUENTE: yoreparo.com

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Armado de un amplificador para automóvil
Apuntes Y MonografiasporAnónimo3/17/2009

Armado de un amplificador para automóvil Generador de tonos de audio Descargue Audacity según el Windows que tenga instalado y cuando baje completa realice una instalación siguiendo las indicaciones del programa de instalación: es todo muy simple y no tendrá problemas de ningún tipo inclusive se puede seleccionar el idioma de la pantalla. Pique sobre el icono y obtendrá una pantalla como la indicada en la figura 1. Fig.1 Pantalla del Audacity Este programa tiene un uso general como grabador y conversor de sonido a archivos mp3, pero nosotros vamos a emplear sus funciones como generador de tonos de audio. Ingrese en el menú desplegable Generar>Tono y luego seleccione Forma de onda, Frecuencia, Amplitud y Longitud. Aclaremos cada item en particular: * La forma de onda (realmente forma de señal) puede seleccionarse entre tres formas diferentes y las tres tienen una gran importancia en nuestras pruebas del amplificador: senoidal, diente de sierra ó cuadrada. * La frecuencia es una opción obvia pero debemos aclarar que la frecuencia máxima que se puede generar es de 20 KHz que resulta adecuado para la prueba de nuestro amplificador: si Ud. coloca una frecuencia mayor automáticamente queda colocada la frecuencia de 20 KHz. Nota: la frecuencia máxima depende de la velocidad de muestreo de la señal digital de salida, que es un concepto que aun no dominamos. Variando la frecuencia de muestreo se pueden lograr frecuencias mas altas. * La amplitud puede ser modificada entre 0 y 1 correspondiendo el valor 1 al 0 dBm o 0,775V eficaces saliendo de la plaqueta de audio de la PC, simplemente coloque un valor de .5 si desea obtener la mitad de la señal del generador. Durante la generación del tono se puede variar la amplitud ajustando el potenciómetro deslizante simulado de la izquierda indicado con el dibujo de un parlante. Como la PC tiene diferentes formas de ajustar el volumen de salida se recomienda siempre verificar el nivel con un medidor adecuado que puede ser la Sonda de RF para audio. * La longitud se refiere al tiempo que debe durar el tono generado y su valor puede variar desde 1 segundo hasta un valor superior a 1 Hora. Ejemplo de generación de señales de audio y su uso El uso mas común del generador de audio es la medición de la potencia de salida de un amplificador. Esta medición está estandarizada, pero como es una de las mediciones más reveladoras de un amplificador existe una gran cantidad de errores cometidos al realizarla. Algunos son verdaderos errores, otros son cometidos sabiendo que ese pequeño error va a generar una supuesta potencia de salida mayor a la real. Nos referimos a la carga del amplificador y a su medición con los dos canales al mismo tiempo o uno por uno. En este mismo curso le explicamos como construir una carga resistiva para probar amplificadores. En la lección 19 se explica como se puede construir una carga resistiva genérica de 8 Ohms que soporta tranquilamente 100W. Si no la construyó aun, constrúyala aunque quizás pueda ahorrarse los disipadores de aluminio si solo quiere medir la potencia de nuestro amplificador de 12+12W. Además puede construir solo dos cargas resistivas de 8 Ohms si va a fabricar el amplificador de 8+8W en caso contrario deberá construir 4 y poner dos en paralelo para lograr los 4 Ohms. El primer paso para tecnificar su taller ya está dado. Ud. tiene cargas resistivas de prueba. El segundo paso es armar dos amplificadores. Como medida de control puede armar uno y probarlo pero la medición definitiva debe realizarse con los dos amplificadores funcionando y la propia fuente que va utilizar realmente con el cable del largo y la sección adecuados. En nuestro caso en que estamos construyendo un amplificador para un automóvil esto puede resultar complicado e incomodo porque presupone quitar la batería del coche y llevarla al taller pero no hay otra posibilidad, si realmente quiere medir la potencia real de su equipo, porque la potencia varía el doble que la tensión de fuente. Si la fuente entrega 12V -10% la potencia será un 20% menor. Si el amplificador funcionará con una fuente común Ud. debe utilizar esa fuente para realizar la medición de potencia porque las fuentes para amplificadores no son reguladas y la carga hace variar la tensión de salida. Recuerde que la fuente utilizada debe ser de 12V a 3,5A (es decir 42VA) para poder alimentar a ambos amplificadores considerados con un rendimiento del 60%. ¿Se puede utilizar una fuente de PC como fuente de un amplificador de audio? Eso depende de la fuente porque en la PC el consumo sobre los 12V es casi fijo y en un amplificador de audio es muy variable. Algunas fuentes lo soportan y otras no. En todo caso no puede dejar de agregar un capacitor de 10.000 uF por 25V en paralelo con la fuente de 12V para compensar la variación de carga. Ahora le llega el turno al truco de magia que hacen los que fabrican amplificadores y que consiste en medir primero un amplificador y luego el otro. Al no medirlos la mismo tiempo la fuente tiene la mitad de consumo y una fuente no regulada de mala calidad puede tener quizás una variación del 20% de su tensión nominal al probarla a plena carga. Y este 20% implica un 40% de variación de la potencia. Medición de potencia de audio Ahora que conocemos todas las trampas vamos a realizar una medición de potencia de audio como corresponde. Con las dos plaquetas amplificadoras cargadas resistivamente con 4 u 8 Ohms. Las dos entradas excitadas en estereo (o en paralelo) con una señal de 1 KHz y un adecuado medidor de potencia sobre las salidas. Lo mejor sería un osciloscopio pero a falta de osciloscopio basta con la sonda de audio que el lector ya debe haber armado; y mejor aun serían dos sondas para no tener que cambiarla de salida constantemente. El amplificador debe tener su propia fuente o la batería del auto y el largo y tipo de cable que será utilizado luego definitivamente. 1. La medición consiste en levantar las entradas de señal hasta que se recorte uno de los picos y allí realizar la medición de la tensión de pico a pico. 2. Si esta utilizando un osciloscopio no tendrá inconvenientes en saber cuando se recortan los picos. Si no tiene osciloscopio es un poco mas difícil pero no es imposible. Debe aumentar la señal lentamente y observar que el tester incrementa la indicación hasta que un incremento de la señal de entrada ya no aumente la salida. La indicación del tester será la máxima salida posible del amplificador. Sin osciloscopio existe un método alternativo que consiste en monitorear las salidas con un amplificador de PC y detener el aumento de la entrada en cuanto se comience a escuchar una mínima distorsión. Nosotros tenemos construidas 4 plaquetas amplificadoras de audio, a saber 2 por canal. Dos de ellas armadas con inversor y las otras dos como simples amplificadores. Podríamos armar todo el conjunto y probarlo completo. Pero así sería difícil ubicar una falla. Es preferible probar las cuatro plaquetas primero y luego de un estricto control probar el conjunto armado en doble puente, uno para el canal izquierdo y el otro para el derecho. Vamos a probar primero las plaquetas amplificadoras sin inversor y luego con inversor. En la figura 2 se puede observar el circuito correspondiente sin el transistor inversor y sin capacitor de salida. Y en la figura3 el armado de la plaqueta lista para probar. Por supuesto para armar un amplificador en puente se debe armar dos. Fig.2 Circuito de la plaqueta sin inversor; sin capacitor de salida y sin regulador de tensión Fig.3 Plano de armado de la plaqueta sin inversor y sin capacitor de salida (por claridad no se colocó el disipador) Nota1: Q1 = TIP41C ; Q2 = TIP42C Q9 = TIP29C o TIP31C Q10 = TIP30 o TIP32 ; Q4 = BC548C y Q5 = BC548C En la figura 4 se puede observar el circuito de la plaqueta completa con transistor inversor, control de volumen regulador y sin capacitor de salida que completa el conjunto si se fabrican dos iguales. Y en la figura 5 se observa el plano de armado correspondiente. Fig.4 Circuito completo con inversor, control de volumen regulador y sin capacitor de salida Fig.5 Plano de armado de la plaqueta con inversor, control de volumen, regulador y sin capacitor de salida (por claridad no se colocó el disipador) 1. Comience conectando solamente la fuente de 12V y el tester digital en función amperímetro en serie con el colector de Q1. Le conviene dejar el colector doblado hacia arriba para conectar el tester y luego de hacer el ajuste pasar un alambre fino que además sirve de fusible. 2. La medición consiste en ajustar el preset R3 o RV3 de modo que el miliamperímetro indique 10 mA aproximadamente. No se preocupe si observa que la corriente varía levemente eso se llama deriva térmica y solo puede variar unos pocos miliamperes. 3. Desconecte el amperímetro y haga el puente correspondiente. 4. Desconecte la fuente y conecte la resistencia de carga de 4 Ohms con un capacitor electrolítico de 2200 uF en serie sobre la salida de parlante. Si no coloca el capacitor en serie la resistencia de carga hace un cortocircuito sobre la tensión continua de salida y probablemente queme los transistores de salida. 5. Conecte el generador de audio o la salida de la plaqueta de audio de la PC, a la entrada del amplificador pero utilizando un capacitor electrolítico de 100 uF y un resistor de 1K conectado a la fuente de +12V. Este detalle nos asegura que el capacitor de entrada C3 quede polarizado adecuadamente. Nota: para otros usos en donde la entrada deba ir conectado a otro equipo, por ejemplo un control de tono y volumen, se deberá estudiar en cada caso particular la posición de C3. 6. Conecte un osciloscopio o la sonda de RF de valor pap en su versión para audio sobre la salida y comience a levantar el nivel hasta lograr el recorte. Ya que le enviamos el archivo de WB yo le aconsejo realizar las mediciones en el simulador primero y en la realidad después para comprobar la potencia de simulación del WB. Recordemos como se calcula la potencia de salida 1. La sonda le da el valor pap. 2. Divida por dos y obtendrá el valor de pico. 3. Luego multiplique por 0,707 y obtendrá el valor eficaz. Multiplique el valor eficaz por si mismo para obtener el cuadrado y divídalo por la resistencia de carga. En nuestro caso obtenemos una tensión pap de 10,5V, dividida por 2 es 5,25V. Multiplicada por 0,7 es 3,71 V eficaces que multiplicadas por si mismo da 13,77 y dividido por la resistencia de 4 Ohms da un valor final de 3,44W. Al hacer la medición de potencia es conveniente medir la corriente consumida de la fuente. 1. Desconecte el positivo del tester y conecte el tester en serie predispuesto como amperímetro. La indicación será de aproximadamente 700 mA. 2. Luego lleve la frecuencia de entrada a 100 Hz y observe que no cambie la indicación de la sonda de audio de salida. 3. Posteriormente cambie la frecuencia a 20 Khz y vuelva a controlar que no cambie la indicación de la salida.De este modo sabemos que el amplificador tiene la potencia correcta, la amplificación correcta y la respuesta a frecuencia es adecuada y por lo tanto podemos darla por aprobada. 4. Ahora tome una plaqueta armada con inversor y potenciómetro de control de volumen. Ponga el volumen al máximo y conéctela a la carga resistiva con capacitor en serie. Luego conecte el osciloscopio y/o la sonda detectora de valor pap. La salida del generador de audio o de la plaqueta de audio de la PC en este caso se conecta directamente a la pata de entrada de J1 (el vivo del potenciómetro de volumen). Las pruebas a realizar son las mismas que las de la otra plaqueta pero en este caso hay que verificar con el osciloscopio o la sonda que en la pata marcada INVERS exista la misma amplitud de señal que en la entrada. Esto indica que el inversor funciona correctamente. Conexión del amplificador en doble puente Ya estamos llegando a la prueba final. Ahora vamos a conectar las cuatro plaquetas la carga resistiva y el generador de señal o la PC para realizar una prueba de potencia y de respuesta en frecuencia de todo el dispositivo completo. En la figura mostramos un parlante como carga del sistema. Si nos animamos a usar el parlante es porque las plaquetas ya fueron probadas por separado. Pero Ud. puede probar primero con la carga resistiva y luego colocar el parlante. Una de las mediciones que vamos a realizar es la de respuesta en baja frecuencia. En realidad es una prueba aproximada porque la prueba definitiva depende del montaje de los parlantes y debe realizarse a oído con música o cargando el reproductor de MP3 con señales de prueba de diferentes frecuencias generadas con el audacity. Lo primero es analizar en que frecuencia resuenan los parlantes en su posición definitiva. Esto se comprueba con la sonda y el tester conectada sobre los parlantes y variando la frecuencia aplicada. A la frecuencia, donde la sonda marca un máximo, está la frecuencia de resonancia del sistema. Si esa frecuencia está por ejemplo de 80 Hz debe reducir los valores de C3 y C7 para que el amplificador corte (tenga una caída de la salida al 70% del máximo a 1 KHz). Esto evita lo que se llama efecto tonel (o barril) que es un refuerzo muy grande los bajos a la frecuencia de resonancia del parlante y el gabinete acústico. * Esto reduce los bajos pero los hace mucho mas limpios (sin distorsión) y clarifica la voz de locutores y cantantes. * Si quiere mas bajos sin efecto tonel debe usar parlantes mas grandes que tiene una respuesta en frecuencia de valor mas bajo (quizás 40 Hz) y permite dejar los capacitores originales. La otra es construir otro amplificador y conectarle un Buffer para obtener esos bajos que se escuchan con el estomago (hacen vibrar el diafragma del cuerpo humano que existe ente los pulmones y el estomago). Fig.6 Conexión del amplificador estereofónico completo En figura 7 se puede observación la conexión de un canal listo para la prueba. No dibujamos los dos canales por problemas de espacio y porque no tiene mayor sentido debido a que nuestra fuente de tensión no cambia con el consumo. Fig.7 Circuito completo de un canal con el instrumental conectado Vamos a suponer que no tenemos osciloscopio 1. Colocamos la sonda de audio sobre el parlante y ponemos 0 dBm de señal de entrada es decir 660 mV. 2. Llevamos el control de volumen a mínimo, encendemos la llave y medimos tensión continua con el tester sobre el parlante directamente (sin sonda) . El valor leído debería ser de cero volt pero nunca se puede conseguir que los dos amplificadores tengan la misma tensión continua de salida igual a la mitad de fuente. Unos 100 a 200 mV de diferencia pueden ser aceptables. Si el valor es superior se aconseja variar levemente el valor de R5 o de R12 para igualar la tensión de salida. 3. Ahora conectamos el tester a la sonda y comenzamos a aumentar el volumen mientras observamos el tester digital. La salida aumentará linealmente hasta que llega a un punto donde no aumenta mas. Si está monitoreando la salida de audio o está haciendo la medición con el parlante directamente observaremos que se comienza a oír una señal armónica de distorsión de 3 KHz y otras armónicas impares. Este producto de distorsión como sabemos se produce por el recorte del amplificador. El valor que indique la sonda nos permitirá calcular la potencia de salida. En nuestro caso fue de exactamente 20V pap. Es decir 10V de pico o 7,07 V eficaces que multiplicados por si mismo da un valor de prácticamente 50 V2. Dividiendo por la resistencia del parlante de 4 Ohms nos da el valor esperado de 50/4= 12,5W. Pruebe el funcionamiento a 50Hz y a 10 KHz cambiando la frecuencia del audacity y observe que la sonda no varíe mayormente la indicación de tensión pap. Instalación del amplificador y parlantes No queda mucho mas por hacer que no sea la instalación de nuestro amplificador y nuestros parlantes en el automóvil. Pero primero vamos a escuchar algo de música con nuestro reproductor de MP3. Comencemos con algún tema grabado que tenga buenos bajos y buenos agudos. Luego le indicaremos como crear sonidos de prueba en el audacity. El reproductor de MP3 posee una salida para un plug estereofónico. Fig.8 El miniplug de un reproductor de MP3 Sáquele la carcaza de plástico al miniplug y observará las tres conexiones que prolongan la masa, el anillo y la punta. Compre cable blindado estereofónico y cablee el plug con el largo justo de acuerdo a donde va a colocar el amplificador y los parlantes. Mi consejo es que coloque los parlantes detrás del asiento trasero sobre la repisa que separa la cabina del baúl y los amplificadores al lado de los parlantes. Esa repisa por lo general es de cartón Hardboard tapizado. Pegue del lado de abajo un panel de aglomerado del mismo tamaño de 10 mm de espesor y luego perfore los agujeros de los parlantes uno a cada lado del panel. Compre unas buenas rejillas a medidas para tapar el cono y luego debe colocar las plaquetas y cablearlas con cable de 1,5 mm2 de sección. Tome la conexión de fuente directamente desde la batería colocando el interruptor cerca de lugar del conductor. El grabador de MP3 debe estar a mano del conductor y queda la pregunta de cómo realizar la conexión a las plaquetas. * Si usa un MP3 no tiene sentido usar el potenciómetro de volumen porque ya está incluido en el MP3. Puentee en el circuito impreso el tope del potenciometro con el cursor y tire un cable blindado estereofónico hasta el panel de instrumentos donde seguramente va a montar el MP3 y conecte el miniplug al cable blindado. * Si el MP3 tiene radio recuerde que la antena es la propia malla de blindaje del cable estereofónico de audio y quizás deba pasarla sintonizando una radio lejana y buscando el lugar de mejor recepción. El autor pegó el cable blindado al parabrisas a unos 3 cm por debajo del borde superior del mismo atravesándolo de izquierda a derecha y luego lo llevó a las plaquetas. Con los parlantes horizontales sobre la repisa trasera hay dos problemas. No se escuchan los agudos y los parlantes se llenan de tierra. Una solución es agregar dos tweeters de bocina conectados sobre los parlantes con capacitores en serie de 1 uF a 2,2 uF (pruebe con música o utilizando el audacity para establecer el corte en 5 KHz) no polarizados (en el comercio se conocen como de polyester metalizado). Otra que considero mas adecuada es construir dos gabinetes para los parlantes algo mayores que el diámetro del mismo, pero sin el piso y perforar la repisa del tamaño de piso abierto del bafle. De ese modo el volumen del gabinete acústico es todo el baúl del coche y como los parlantes están verticales no se llenan de tierra y no requieren tweeter respetando de este modo el concepto del diseño que indica que debe ser el sistema mas barato posible de realizar. Conclusiones Yo no soy un autor fácil. De esos que le dice hagan “esto o aquello” y no le dan ninguna explicación de los “porque o los como”. Un buen vaqueano explica como se encuentra el camino sin perderse en el bosque. Y la electrónica actual es muy compleja y requiere mucho tiempo para aprenderla; y mucha experiencia práctica. Hay que armar equipos probarlos, modificarlos, preguntar, y sobre todo estudiar y pensar. Si no tiene tiempo dedíquese a otra cosa porque no va aprender electrónica sin mucha dedicación. Hoy terminamos el tema del audio analógico. Nos queda el tema de completar el receptor de radio explicando como es una radio moderna del tipo superheterodino pero no dijimos una sola palabra de los nuevos amplificadores de audio que son digitales. Mas aun no hablamos de los circuitos digitales; solo tratamos la rama analógica salvo una pequeña incursión por los microprocesadores programables. Por ahora vaya poniendo el cartelito “Se reparan amplificadores de audio” porque seguramente de ese tema ya sabe y está mejor equipado que muchos que se dedican al tema y viven de él y no saben lo que es la potencia y como se mide. yoreparo.com

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Funcionamiento de un termómetro digital
Apuntes Y MonografiasporAnónimo3/17/2009

Funcionamiento de un termómetro digital El autor piensa que no hay mejor modo de aprender que por el ejercicio práctico real. Esperamos que los lectores ya hayan construido su termómetro analógico y tengan el motor de su auto protegido. Si es así piensen como mejorar el proyecto para aprender una técnica nueva. Para Ud. va esta entrega que es un ejemplo de digitalización en donde explicamos la técnica de los medidores digitales a LED. El instrumento digital mas simple es un termómetro digital a LEDS de uso general que puede reemplazar al termómetro analógico de la anterior entrega o hacerle cumplir otra función. Si bien el instrumento se basa en un circuito integrado muy fácil de utilizar vamos a explicar como funcionan sus componentes internos para que el lector tenga una idea concreta de un circuito integrado muy utilizado en la electrónica “el comparador de tensión”. El comparador no es realmente un componente enteramente digital pero tampoco podemos considerarlo enteramente analógico. Realmente se lo encuentra casi siempre en la interfaz entre un circuito analógico y un digital. Por ejemplo los microprocesadores PIC tienen modelos donde todas las patas de entrada son comparadores programables que pueden leer diferentes ventanas de tensión de entrada. En cada pata de entrada se incluye un comparador del que podríamos decir que su entrada es analógica y su salida es digital, si le ponemos el circuito correcto en cada una de sus 5 patas. Se puede considerar que un comparador es como una celda de un convertidor analógico digital. Circuito comparador de tensión Como se puede observar en la entrada inversora se conecta un divisor por 2 que genera una tensión continua de 2,5V. Ahora podemos decir que el circuito divide el campo de las tensiones de entrada en menores y mayores a 2,5V. Si la tensión de entrada es mayor que 2,5V la salida pasa a un estado alto y si es menor se queda en un estado bajo. De algún modo, es un conversor analógico digital de un bit porque reconoce que el bit colocado en la entrada por la pata 7 esté alto o bajo. Como la capsula del comparador LM393 posee 4 comparadores se pueden realizar combinaciones que permitan detectar mas de un bit. Fig.1 Comparador de tensión o circuito de decisión Sintetizando, nuestro circuito integrado posee 5 patas. Masa y fuente (en nuestro caso de 5 V) una entrada directa, una entrada inversora y una salida y cumple con una función matemática que podemos indicar del siguiente modo: * Ve > 2,5V -> Vs = 5V (1 lógico) * Ve < 2,5V -> Vs = 0V (0 lógico) Es importante que el lector no se asuste con todos estos símbolos, ya que su comprensión es muy simple. * La entrada “Ve” puede tener todos los valores teóricamente comprendidos entre menos infinito y más infinito voltios (por supuesto que en el caso real existe un límite más pequeño). La salida Vs depende del valor de entrada. * Si la entrada Ve supera los 2,5V la salida toma el estado lógico alto (1 que en este caso es igual al valor de fuente de 5V). Si la entrada Vs es menor a 2,5V la salida Vs se hace igual al cero lógico que en este caso coincide con el cero real. Para probar el circuito se utiliza un potenciómetro en la entrada y una sonda medidora de estados (punta lógica) en la salida, que se enciende con un estado alto y se apaga con un bajo. El valor de comparación se puede modificar cambiando los valores de R1 y R2. Observe que en nuestro caso el divisor de tensión está ajustado en 2,5V pero puede ser ajustado en cualquier valor comprendido entre la tensión más baja de fuente (0V o un valor negativo) y el valor de la tensión más alta de fuente (5V u otro valor mayor generalmente limitado a 18V dependiendo de cada integrado). El resistor R3 se utiliza porque la salida del integrado es el colector de un transistor (en Ingles “open colector”) y el resistor agregado opera como carga de colector. El circuito lógico determina que este transistor se sature o se corte generando de este modo un alto o un bajo. En la figura 2 se puede observar que ocurre con la salida Vs cuando la entrada Ve se conecta una señal de ruido blanco. Fig.2 Salida lógica a una señal de ruido Como se puede observar se produce una aleatoriedad en el estado de la salida que genera un encendido y apagado al azar de la sonda lógica. El oscilograma en rojo debería llegar de 5V a masa sin pendiente apreciable pero como la velocidad del comparador no es infinita lo hace con una pendiente considerable. Voltímetro pasa - no pasa o medidores de ventana En mecánica se utilizan calibres pasa/no pasa que simplemente miden espesores máximos. El técnico no mide la dimensión de la pieza sino que controla que entre en un calibre fijo. El resultado de la prueba es un si o un no. No hay casos intermedios; es una salida logica o toma de decisión. En electrónica se usan equivalentes a los calibres pasa no pasa, los voltímetros y amperímetros pasa/no pasa que detectan cuando la señal se encuentra dentro de una determinada ventana. En la figura 2 se puede observar un medidor de 2,5V que enciende un LED cuando la tensión se encuentra entre 2,47 y 2,53V. Queremos aclarar que existen otros circuitos con comparadores que cumplen una función similar y que también se puede utilizar un amplificador operacional para realizar una función de comparación. Fig.3 Voltímetro pasa/no pasa En este caso las ecuaciones que definen el circuito son las siguientes: * Ve > 2,49V pero < 2,51 -> D1 encendido * Ve < 2,49V -> D1 apagado * Ve > 2,51V -> D1 apagado Cuando “Ve” es menor a 2,49V, el comparador inferior y el superior tienen su transistor de salida al corte y por lo tanto el diodo LED está apagado. Cuando la tensión llega a 2,49V el comparador inferior tiene el transistor de salida saturado y el superior al corte, de modo que el diodo LED conduce. Cuando la tensión de entrada supera los 2,51V ambos comparadores tienen el transistor saturado y no hay tensión aplicada al LED. Por lo general estos voltímetros se utilizan en el procedimiento de prueba en fábrica de equipos electrónicos. Con este mismo principio de funcionamiento, agregando más comparadores y más LEDs se pueden fabricar instrumentos más elaborados que pueden cumplir una función realmente útil. Voltímetro a leds de 1V a fondo de escala En la figura 4 se puede observar un voltímetro práctico construido con un comparador cuádruple LM339 y cuatro LEDS. El dispositivo tiene una pantalla formada por una barra de 4 LEDs y esta diseñado para encender el LED inferior para toda tensión comprendida entre 0,25 y 0,5V, luego de 0,5V a 0,75V enciende el segundo LED, de 0,750 a 1V el tercero y por último de 1V a infinito el cuarto y último. El funcionamiento es muy simple. En las entradas (-) de los inversores se aplican tensiones de 250 mV, 500mV, 750 mV y 1V, a medida que la tensión de entrada va superando esos niveles los transistores internos se abren y encienden las barras de LED en orden ascendente. Le aconsejamos al lector que pruebe el circuito simulado llevando la tensión de entrada de 0 a 1V y observe el resultado. Esta aplicación suele utilizarse como VUmetro de amplificadores de audio ya que debido a que solo tiene 4 indicadores de escala no tiene suficiente precisión como voltímetro. Recuerde que la precisión se mide de acuerdo a la cantidad de posibilidades de formación de números. Si solo podemos formar 4 divisiones para indicar la salida significa que la precisión es del 25%. Para realizar un VUmetro electrónico de mayor precisión se deben emplear circuitos integrados especialmente diseñados que pueden excitar hasta 10 LEDs e inclusive pueden utilizarse mas de un integrado en serie es decir que se pueden realizar 10 divisiones virtuales de la escala y lograr una precisión del 10% o 20 divisiones y lograr una precisión del 5% que ya es compatible inclusive con la fabricación de un voltímetro de panel. Lo importante de todo esto es que alumno comience a entender el concepto de los instrumentos que utilizan técnicas digitales y el concepto de que un sistema digital se puede hacer tan preciso como uno quiera siempre que utilice un display adecuado con la consiguiente complicación del circuito que excita a esos LEDs. Fig.4 Voltímetro clase 25% Este instrumento se diseña para que vaya encendiendo los LEDS del D1 al D4 a medida que va aumentando la tensión de entrada Ve. En el circuito se puede observar una serie de resistores que son los generan los puntos de inflexión de las salidas. Si vamos a realizar una medición entre 0 y 1 V en cuatro pasos la serie de resistores debe proveer tensiones de 0,25V; 0,5V; 0,75V y 1V. El alumno deberá simular el circuito y conectar la entrada a una fuente de tensión variable y observar el cumplimiento de las ecuaciones que son las siguientes: * Ve < 0,25V -> Todos los LEDS apagados * Ve > 0,25V -> D1 encendido * Ve > 0,5V -> D1 y D2 encendidos * Ve > 0,75V -> D1, D2 y D3 encendidos * Ve > 1 V -> D1, D2, D3 y D4 encendidos Una función práctica de este circuito puede ser aplicarlo como medidor de nivel de salida en nuestro amplificador analógico. Le aconsejamos colocar un potenciómetro de 1K sobre el parlante con su punto medio conectado a Ve con un resistor de 1K como separador y diodos D1 y D2 como protección. Fig.5 VUmetro a LEDs Nota: este VUmetro sirve solo para amplificadores que tienen una pata del parlante conectada a masa. No se puede utilizar para amplificadores en puente. Circuitos integrados voltímetos de 10 o más leds Cuando se usa un circuito integrado específico como el LM3914 se puede ajustar el valor mínimo Vmin y Vmax para los cuales se encienden el primer y ultimo LED indicador. Este ajuste se realiza con mucha facilidad y además se pueden unir más de un circuito integrado para aumentar la precisión de la medición. El LM3914 es un circuito integrado de 18 patas. Las patas 3 y 2 son respectivamente fuente (6,8 a 18V) y masa. Las patas 1 y de la 10 a la 18 están reservadas para los LEDS indicadores, en donde el 18 es el LED superior. El resto de las patas tienen funciones especiales que adaptan el funcionamiento según las necesidades. Para comenzar mencionaremos que el circuito integrado posee una fuente interna de referencia ajustable con resistores externos que se utiliza para ajustar uno de los valores de la escala o los dos. La salida de esa fuente se encuentra sobre la pata 7 y el ajuste se realiza con un divisor de tensión conectado entre esta salida y masa con el punto central conectado a la pata 8. En la figur siguiente se puede observar una parte de la especificación. link: http://electronicacompleta.com/wp-content/uploads/termometro-digital-06-300x226.png Fig.6 Circuito simplificado de un voltímetro clase 10% de 0 a 5V En la parte inferior se observan las ecuaciones de cálculo que son muy simples. Abajo se indica que el valor R1 modifica la corriente circulante por los LEDs además de ajustar la tensión de referencia que sale por la pata 7. En nuestro caso los LEDs toman corriente de una fuente independiente de la que alimenta al integrado. Esta fuente puede tener cualquier valor comprendido entre 5 y 18V ya que la corriente que pasa por los LEDs no se modifica, debido a que las patas de salida son una fuente de corriente constante ajustable por R1. Si R1 es de 1,21K la corriente es de 12,5/1,21=Si R1 es de 1,21K la corriente es de 12,5/1210 = 10,5 mA. En general el problema es inverso se sabe el valor de corriente deseada por el led y se necesita calcular el valor de R1 que es 12,5V/10,5mA = 1210 Ohms. Ahora hay que determinar el resistor R2 del divisor de tensión según la formula superior. Para nuestro caso en que deseamos un valor de plena escala de 5V debemos reemplazar el valor Ref Out por 5V: 5V = 1,25 + 1,25.R2/R1 (5-1,25) = 1,25 (R2/R1) 3,75/1,25 = 1210/R1 3 = 1210/R1 R1 = 1210/3 R1 = 403 Ohms* * aproximadamente ya que el valor real se debe determinar por ajuste La tensión regulada de 5 volt se aplicará al terminal 6 RHI que ajusta el máximo de la escala y el mínimo se obtiene por la tensión aplicada a la pata 4 RLO que en este caso es de 0V. Si se requiere un valor mayor a cero pero menor a Vref se debe agregar un circuito reductor construido con un transistor en conexión repetidora de tensión por emisor que se puede observar en la figura 7. Fig. 7 Repetidor de tensión para generar VLO En el circuito se observa el resistor R1 que es realmente la resistencia interna de la pata 4. * Cuando se cierra la llave J1 se puede observar que no hay variación en el valor de la tensión del emisor (de 1,84 a 1,85) por lo que se lo puede considerar como una fuente regulada no afectada por la carga. * Si se conecta R1 a 5V se conserva también el valor de la tensión de emisor. Este circuito puede emplearse en nuestro termómetro analógico en lugar del medidor de aguja conectando el colector del transistor sonda de temperatura a la entrada por la pata 5 (SIG de signal). Luego hay que modificar el circuito para que lea una tensión máxima de 8,8V y una minima de 7,6V con el voltímetro a LEDs conectado entre el colector de transistor sonda y masa. Dejamos la modificación de este circuito como un ejercicio para nuestros lectores. Voltímetro con mayor precisión y otras predisposiciones El 3914 tiene dos posibilidades de trabajo cuando se usa en una sola sección. La pata 9 determina el modo de trabajo entre barra (se encienden todos los LEDs inferiores al de marcación) y punto volante (solo se enciende un LED a la ves). Esa predisposición se consigue según se conecte la pata 9 (mode) a fuente (barra) o se deje desconectada (punto volante). En cambio cuando se desea trabajar con una mayor precisión y se usa más de un CI la pata 9 sirve para habilitar al integrado superior según podemos observar en la figura 8. Nota: en este caso utilizamos el simulador Live Wire porque el BW no tiene al 3914 en la librería. Fig.8 Voltimetro de 0 a 1V clase 5% Aquí podemos observar que el terminal mode (pata 9 del IC1) se conecta al LED de valor mínimo de IC2 para que el integrado superior se entere que el inferior ya terminó de leer. Además se debe agregar un resistor R3 de 22K porque en caso contrario el último LED de IC1 se queda siempre apagado. El lector observará que este circuito se prueba con un generador de señal triangular de muy baja frecuencia para que se pueda observar el barrido sobre los LEDs. Este generador está conectado a la entrada de los dos CIs. Por último se debe observar la disposición de fuentes de referencia alta y baja. El integrado inferior conecta la referencia baja (RL) a masa y la referencia alta (RH) la conecta a RL del integrado superior. Por último la tensión regulada se conecta a RH del CI superior. De este modo la tensión de 1V se divide en dos y aparece medio voltio sobre cada integrado. En este circuito existen 20 LEDs y por lo tanto es como si la señal triangular de entrada se convirtiera en una escalerita de 20 escalones. Cambiamos una señal con variaciones continuas de valor por otra que varía a saltos discretos. El medidor analógico posee errores debido a rozamiento y otros, el medidor digital solo posee un error que se llama de cuantización y que podemos hacer tan pequeño como se desee aumentando la cantidad de CIs y de LEDs. Para el medidor digital da lo mismo que la tensión de entrada sea de 0,5V o de 0,51Vya que recién va encender el siguiente LED a los 0,55V. En la figura 9 se puede observar el diagrama interno del CI para una aplicación de 1,2V a fondo de escala. Fig.9 Diagrama en bloques interno Conclusiones En esta entrega comenzamos a digitalizar nuestro termómetro. En la próxima vamos a analizar un verdadero termómetro digital con display inteligente. FUENTE: yoreparo.com

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