Pic Moc Motor

PRACTICA 6: CONTROL DE UN MOTOR DE C.A. CON PIC16F84A CON UTILIZANDO UN OPTOACOPLADOR COMO ETAPA DE POTENCIA PRESENTA: SALDAÑA GONZÁLEZ JOSÉ MARÍA ABRAHAM OJEDA ISAAC ASBAI 608-A ELECTRÓNICA Il M.C. GENARO OCHOA CRUZ

11 DE MAYO DE 2012

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TIERRA BLANCA

CONTENIDO

1. HOJA DE PRESENTACIÓN…………………………………….…………… PRESENTACIÓN…………………………………….……………

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2. INTRODUCCIÓN………… INTRODUCCIÓN……………….…………………… …….……………………………….…………….. ………….……………..

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3. OBJETIVO GENERAL……………….…… GENERAL……………….…………………………... ……………………...…………... …………...

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4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS………….……………………….……………..

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5. DESARROLLO TEÓRICO……………….… TEÓRICO……………….……………………….… …………………….…………. ……….

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5.1. MARCO TEÓRICO…………………… TEÓRICO……………………………………………… ………………………….………… .…………

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5.2. DISE O…………………… O………………………….… …….…………… …………………… …………………. ………..……… .………… …

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5.3. PRE-REPORTE………………………………………………….….……… PRE-REPORTE………………………………………………….….………

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6. DESARROLLO PRACTICO………………...…………………….….………

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6.1. MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR ……………………………....…...…

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6.2. PROCEDIMIENTOS Y RESULTADOS…………………………..………

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7. CUESTIONARIO………… CUESTIONARIO……………………….…...… …………….…...……………………..….. …………………..…....…….. ..……..

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8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES….……………….….…..….. RECOMENDACIONES….……………….….…..…..

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9. REFERENCIAS…………… REFERENCIAS………………………………………… ………………………………………………..... ………………….....

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INTRODUCCIÓN Un moc es un optoacoplador. Dentro de su encapsulado tiene un led infrarrojo y un fototransistor, la finalidad de esto es aislar el circuito de control de el de carga. ¿Qué son los optoacopladores y como funcionan? Son conocidos como optoaisladores o dispositivos de acoplamiento óptico, basan su funcionamiento en el empleo de un haz de radiación luminosa para pasar señales de un circuito a otro sin conexión eléctrica. Estos son muy útiles cuando se utilizan por ejemplo, Microcontroladores PICs y/o PICAXE si queremos proteger nuestro microcontrolador este dispositivo es una buena opción. En general pueden sustituir los relés ya que tienen una velocidad de conmutación mayor, así como, la ausencia de rebotes. La gran ventaja de un optoacoplador reside en el aislamiento eléctrico que puede establecerse entre los circuitos de entrada y salida. Fundamentalmente este dispositivo está formado por una fuente emisora de luz, y un fotosensor de silicio, que se adapta a la sensibilidad espectral del emisor luminoso, todos estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP. ¿Qué tipo de Optoacopladores hay? Existen varios tipos de optoacopladores cuya diferencia entre sí depende de los dispositivos de salida que se inserten en el componente. Según esto tenemos los siguientes tipos: Fototransistor: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un transistor BJT. Los mas comunes son el 4N25 y 4N35 Optotransistor. Optotransistor en configuración Darlington Optotransistor de encapsulado ranurado.

Fototriac: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un triac. Fototriac de paso por cero: Optoacoplador en cuya etapa de salida se encuentra un triac de cruce por cero. El circuito interno de cruce por cero conmuta al triac sólo en los cruce por cero de la corriente alterna.

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OBJETIVO GENERAL

Comprender el funcionamiento del moc3011 y triaC como etapa de potencia para realizar el giro de un motor, desde una etapa de control utilizando el pic16f84a.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Comprender la configuración del pic16f84a. Aprender la configuración del moc3011 en su conexión

como carga

resistiva Realizar la simulación del circuito en el software proteus para comprobar su funcionamiento. Realizar físicamente el circuito para verificar lo sucedido el la simulacion

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DESARROLLO TEÓRICO MARCO TEÓRICO PULSADOR

Imagen 1

Un pulsador (también deletreado pulsador) (presionar un botón en el Reino Unido) o el botón, simplemente es un simple interruptor de mecanismo de control de algún aspecto de una máquina o un proceso . Los botones son generalmente hechas de material duro, por lo general de plástico o de metal . La superficie es generalmente plana o en forma para acomodar el dedo o la mano humana, así como para ser fácilmente deprimido o empujado. Los botones son más a menudo interruptores parciales , aunque aún muchos no sesgada botones (debido a su naturaleza física) requieren de una primavera para volver a su estado sin empujó. Diferentes personas usan diferentes términos para el "empuje" del botón, como la prensa, presionar, puré, y un punzón.

Usos El "botón" se ha utilizado en calculadoras, los teléfonos de botón , los aparatos de cocina , y varios otros dispositivos mecánicos y electrónicos, hogar y comerciales. En las aplicaciones industriales y comerciales, los botones pueden ser unidos entre sí por una articulación mecánica para que el acto de pulsar un botón hace que el otro botón para ser puesto en libertad. De esta manera, un botón de parada se puede "forzar" un botón de inicio para ser puesto en libertad. Este método de ELECTRONICA II

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TIERRA BLANCA unión se utiliza en simples operaciones manuales en las que la máquina o proceso no tienen circuitos eléctricos para el control. Los botones son a menudo un código de colores para asociarlos con su función de manera que el operador no pulsa el botón incorrecto en el error . Colores comúnmente utilizados son de color rojo para detener la máquina o proceso y el verde para arrancar la máquina o proceso. CAPACITORES Los capacitores cerámicos están clasificados en tres tipos

Imagen 2 Cerámicos de clase I [COG (NP0)] (estable): Este tipo de capacitores empleados, usualmente a base de dióxido de titanio o titanato de calcio con aditivos, pueden ser usados para lograr las características deseadas, éstas son el coeficiente de temperatura nominal sobre el rango de 25 a 85 ºC, la constante dieléctrica relativa de 6 a 500 y un factor de potencia de 0,4 o menor. Los capacitores cerámicos de clase I son utilizados en circuitos resonantes, alta frecuencia y acoplamiento, dieléctricos de temperatura compensada, estabilidad dieléctrica y otras aplicaciones donde un alto Q son esenciales. Conocidos también como NP0 o Negativo Positivo Cero. Cerámicos de clase II [XR7] (semiestable): Son usados cuando la miniaturización es requerida para aplicaciones de radio frecuencia, filtros y acoplamiento de etapas, donde el Q y la estabilidad pueden estar comprometida. La clase II está subdividida en dos subgrupos, estable e inestable.Los cerámicos estables (estable k) tienen una constante dieléctrica de 250 a aproximadamente 2400, tienen una característica no lineal de temperatura definida dentro de un rango de -60 a 120 ºC. Los cerámicos inestables (alto k) tienen una constante dieléctrica de 3000 a ELECTRONICA II

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TIERRA BLANCA 10000. Estos valores de alto k son obtenidos por formulaciones especiales de titanatos y aditivos. El rango de operación de temperatura es de –55 a 85 ºC o menos (dependiendo de la fórmula usada) causado por la disminución del k de un 30 al 80%. Cerámicos de clase III [Z5U] (propósitos generales): En estos diseños un disco cerámico aislante con un tratamiento de calor es aplicado en una atmósfera reducida para que disminuya la resistividad por debajo de 10 W -cm. OSCILADOR

Imagen 3 Un oscilador es un sistema capaz de crear perturbaciones o cambios periódicos o cuasiperiódicos en un medio, ya sea un medio material (sonido) o un campo electromagnético (ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, rayos X, rayos gamma, rayos cósmicos). En electrónica un oscilador es un circuito que es capaz de convertir la corriente continua en una corriente que varía de forma periódica en el tiempo (corriente periódica); estas oscilaciones pueden ser senoidales, cuadradas, triangulares, etc., dependiendo de la forma que tenga la onda producida. Un oscilador de onda cuadrada suele denominarse multivibrador y por lo tanto, se les llama osciladores sólo a los que funcionan en base al principio de oscilación natural que constituyen una bobina L (inductancia) y un condensador C (Capacitancia), mientras que a los demás se le asignan nombres especiales. Un oscilador electrónico es fundamentalmente un amplificador cuya señal de entrada se toma de su propia salida a través de un circuito de realimentación.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TIERRA BLANCA PIC

Imagen 4 Un microcontrolador (abreviado μC, UC o MCU) es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de una computadora: unidad central de procesamiento, memoria y periféricos de entrada/salida. Algunos microcontroladores pueden utilizar palabras de cuatro bits y funcionan a velocidad de reloj con frecuencias tan bajas como 4 kHz, con un consumo de baja potencia (mW o microvatios). Por lo general, tendrá la capacidad para mantener la funcionalidad a la espera de un evento como pulsar un botón o de otra interrupción, el consumo de energía durante el sueño (reloj de la CPU y los periféricos de la mayoría) puede ser sólo nanovatios, lo que hace que muchos de ellos muy adecuados para aplicaciones con batería de larga duración. Otros microcontroladores pueden servir para roles de rendimiento crítico, donde sea necesario actuar más como un procesador digital de señal (DSP), con velocidades de reloj y consumo de energía más altos. Al ser fabricados, la memoria ROM del microcontrolador no posee datos. Para que pueda controlar algún proceso es necesario generar o crear y luego grabar en la EEPROM o equivalente del microcontrolador algún programa, el cual puede ser escrito en lenguaje ensamblador u otro lenguaje para microcontroladores; para que el programa pueda ser grabado en la memoria del microcontrolador, debe ser codificado en sistema numérico hexadecimal que es finalmente el sistema que hace trabajar al microcontrolador cuando éste es alimentado con el voltaje adecuado y asociado a dispositivos analógicos y discretos para su funcionamiento.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TIERRA BLANCA MOC3011

Imagen 5 La serie MOC3010, MOC3011 consta de diodos emisores de infrarrojos de arseniuro de galio, ópticamente acoplado al interruptor de silicio bilateral y están diseñados para aplicaciones que requieren la activación triac aislada, de baja intensidad de corriente alterna de conmutación aislado, de alto aislamiento eléctrico (pico a 7500 V ac), de alto voltaje detector de enfrentamiento, los pequeños tamaño, y de bajo costo.

TRIAC

Imagen 6 Un TRIAC o Tríodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna. Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían dos SCR en direcciones opuestas.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TIERRA BLANCA Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y cátodo) y puerta. El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al electrodo puerta. RESISTENCIA

Imagen 7 La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente. El componente electrónico más simple por su construcción y funcionamiento y más utilizado en los aparatos electrónicos, es el conocido como resistor o resistencia. El término resistencia, considerado en un sentido general, es la oposición que se presenta a una acción. En electricidad y electrónica, resistencia es la oposición al paso de la corriente eléctrica. Existen muchos aparatos en donde se utilizan resistores para convertir energía eléctrica en energía calorífica. Es el caso de las estufas, los hornos, las planchas, los calentadores de agua, etc. En los aparatos electrónicos, los resistores se encuentran en todo tipo de circuitos y su función principal es controlar el paso de la corriente. La resistencia de cualquier objeto depende únicamente de su geometría y de su resistividad, por geometría se entiende a la longitud y el área del objeto mientras que la resistividad es un parámetro que depende del material del objeto y de la temperatura a la cual se encuentra sometido.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TIERRA BLANCA MOTOR DE CORRIENTE ALTERNA

Imagen 8 Se denomina motor de corriente alterna a aquellos motores eléctricos que funcionan con corriente alterna. Un motor es una máquina motriz, esto es, un aparato que convierte una forma determinada de energía en energía mecánica de rotación o par. Un motor eléctrico convierte la energía eléctrica en fuerzas de giro por medio de la acción mutua de los campos magnéticos. Un generador eléctrico, por otra parte, transforma energía mecánica de rotación en energía eléctrica y se le puede llamar una máquina generatriz de fem. Las dos formas básicas son el generador de corriente continua y el generador de corriente alterna, este último más correctamente llamado alternador. Todos los generadores necesitan una máquina motriz (motor) de algún tipo para producir la fuerza de rotación, por medio de la cual un conductor puede cortar las líneas de fuerza magnéticas y producir una fem. La máquina más simple de los motores y generadores es el alternador. En algunos casos, tales como barcos, donde la fuente principal de energía es de corriente continua, o donde se desea un gran margen, pueden emplearse motores de c-c. Sin embargo, la mayoría de los motores modernos trabajan con fuentes de corriente alterna. Existe una gran variedad de motores de c-a, entre ellos tres tipos básicos: el universal, el síncrono y el de jaula de ardilla.

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DISEÑO

En la figura de abajo se muestra el circuito realizado en el software “isis proteus”, donde los componentes mas sobresalientes son pic16f84a, triac, motor CA, y push button.

Imagen 9

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PRE-REPORTE

En la imagen posterior mostramos con una flecha simulando el giro a favor de las mancillas del roloj (derecha), este giro lo genera la programación del pic y las conexiones de los componentes en el software

Imagen 10

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DESARROLLO PRÁCTICO

MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR Componentes: 1 Microcontrolador pic16f84a 1cristal de cuarzo de 4 MHz. 2 capacitores de 22 nf. 2 resistencias de 220 Ω 1 minipulsador 1 moc3011 1 triac 1 motor de C.A. de 120 v. 1 fuente de voltaje de C.D. de 5v Equipo de prueba: Multímetro Tablero de experimentos(protoboard) Software: Proteus/isis 7.6 Microcode studio

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PROCEDIMIENTOS Y RESULTADOS

Imagen 10

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En la siguiente figura el circuito antes mostrado en simulación ya se muestra montado en el protoboard se indicaran algunos componentes para un mayor conocimiento de mas ellos.retirada la distancia del circuito para mostrar en pantalla Este enfoque es el motor CA conectado al circuito.

Pic 16f84a

Moc 3011

TRIAC

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PUSH BUTTON

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Imagen 12

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CUESTIONARIO 1*¿Que es un pic? Un microcontrolador (abreviado μC, UC o MCU) es un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las órdenes grabadas en su memoria. Está compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea específica. 2*¿De que consta el MOC 3011? Consta de diodos emisores de infrarrojos de arseniuro de galio, ópticamente acoplado al interruptor de silicio bilateral y están diseñados para aplicaciones que requieren la activación triac aislada, de baja intensidad de corriente alterna de conmutación aislado. 3*¿Qué es un Triac? Es un dispositivo semiconductor, de la familia de los tiristores. La diferencia con un tiristor convencional es que éste es unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna. 4*Mencione los 3 tipos mas básicos de motores C.A: Existe una gran variedad de motores de c-a, entre ellos tres tipos básicos: el universal, el síncrono y el de jaula de ardilla. 5*¿Qué es un motor? Un motor es una máquina motriz, esto es, un aparato que convierte una forma determinada de energía en energía mecánica de rotación o par. Un motor eléctrico convierte la energía eléctrica en fuerzas de giro por medio de la acción mutua de los campos magnéticos

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Con ayuda del presente trabajo el alumno conoció el funcionamiento de un motor C.A con la ayuda de un circuito que consta de algunos componentes electrónicos como: pic 16f84a, moc 3011, triac por mencionar algunos. Obtuvimos algunos conocimientos básicos de como programar, ver configuraciones básicas y conexiones del presente circuito. Se debe de tener mucho cuidado al introducir una corriente (i) ya que podríamos se podría ocasionar el mal funcionamiento del componente o llegar a quemar el mismo. Al momento de medir se recomienda colocar adecuadamente en instrumento de medición el los pines correspondientes para asegurarse de una correcta medición, si se tiene el datasheet mucho mejor.

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REFERENCIAS http://www.azpartsmaster.com/Products/AO-Smith-OFC1024-14-HPDouble-Shaft-Blower-Motor__A16980.aspx http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctrica http://en.wikipedia.org/wiki/Electronica O. Zepeda Jorge Enrique, Símbolos y Componentes Electrónicos, Ed. Imori Kits, 1ra Edicion, pp 1.-4 Microcontrolador pic 16f84a 3ra edición. Enrique palacios. Alfa omega

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