Trabajo Practico Nº6 - Aplicaciones de los comparadores

1 - Aplicando la configuración de comparadores, diseñar un circuito "Interruptor activado por sonido" con las siguientes características.

a) Sensor implementado con un micrófono capacitivo.

b) Control de sensibilidad de micrófono variable.

c) Alimentación por medio red eléctrica 220v Vca 50 Hz.

d) Actuador con relé 1NA+1NC.

1 - a) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

1 - b) Simular el circuito en MULTISIM.

1 - c) Hacer una descripción del funcionamiento del "interruptor activado por sonido".

En este circuito usamos un transformador de 220V el cual es rectificado y filtrado a 15V DC, es regulado mediante los LM7815 y LM7915. El circuito funciona como un detector de aplauso, cuando sensa un aplauso en el circuito activa una lámpara. Para la simulación medimos la frecuencia y amplitud que tiene un aplauso para luego reemplazar éste por un generador de 500mV que hace las veces de un micrófono sensando un aplauso.


2 - Se desea implementar un detector de humo.
El proyecto requiere la utilización de una celda fotorresistiva, de forma que según el nivel de humo presente en el ambiente haga activar una alarma sonora y lumínica.
El circuito deberá ser alimentado con la red eléctrica 220 Vca 50Hz.

Para realizar este detector de humo usamos un potenciometro (R1) que hace las veces de un LDR, el cual es un resistor que varia su valor resistivo dependiendo de la luz, pudimos así variar la Vi del CI 741(dependiendo del LDR) y fijamos la Vref mediante el potenciometro (R3).
Cabe aclarar que es conveniente agregar un LED apuntando al LDR ya que cualquier variación de luz activaría la alarma de manera no deseada.
Las alarmas tanto sonora como lumínica se encenderán cuando el humo se interponga entre el LED y el LDR, esto quiere decir que el LDR cambiara su valor resistivo activando el circuito.

3- Diseñar un circuito de un voltímetro, la escala del mismo deberá ser de 0 a 5V con una sensibilidad mínima de 500mV.
Circuito esquemático con valores comerciales:

A partir de la consigna planteada diseñamos un voltímetro con comparadores, el cual es capaz de indicar mediante un LED el valor de tensión a sensar con una escala de 0 a 5 V y con una sensibilidad de 500mV. Configuramos los comparadores como detectores de nivel no inversores, configuramos la Vref mediante un divisor de tensión el cual es ajustado para cada tensión por el potenciometro conectado al terminal inversor (-), siendo Vi la tensión a sensar la cual es conectada al terminal no inversor (+).
Simulación de funcionamiento:



4 - Se desea implementar un circuito con operacionales que permita medir el grado de desfasaje (0° a 360°) entre dos señales de entrada con indicación en un voltimetro digital.
4 - a) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

4 - b) Simular en el MULTISIM.

4 - c) Hacer una descripción del funcionamiento del medidor de fase.

En éste circuito esta formado mediante dos seguidores de tensión para que cumpla la función en adaptar la impedancia del generador que se encuentra con un circuito buffer. Luego, llega al clock JK para que cada tensión nos señale su grado de defasaje que lo vemos en la consigna 4 - b).


5 - Partiendo de la configuración de comparadores diseñar un circuito de generador de pulsos.
El circuito deberá variar la frecuencia desde 100Hz a 100KHz, con ajuste de ciclo de actividad desde 20% y 80% y salida compatible con familia lógica TTL y CMOS.
5 - a) Dibujar el circuito esquemático con valores comerciales.

5 - b) Simular el circuito en el MULTISIM.
Frecuencia al 20%

Frecuencia al 100%

5 - c) Hacer una descripción del funcionamiento del generador de pulsos.
En éste circuito hemos utilizado un CI 4066 conectado con cuatro pulsadores junto con cuatro capacitores para indicar lo pulsos que en el osciloscopio serian los ciclos con un determinado porcentaje de frecuencia que en este caso teníamos que aplicar el 20% y el 80%. Además en la salida para simular el circuito, adherimos dos Schmitt trigger para que sea compatible la salida con la familia lógica CMOS y TTL.


6- Se desea monitorear una batería de 12V.
Cuando la tensión de la batería cae por debajo de 10,5V se deberá conectar a un cargador, y cuando la tensión de la batería alcance los 13,5V, se deberá desconectar del cargador.
Circuito esquemático con valores comerciales:

Este circuito se encarga de monitorear una batería, ya que cuando esta se descarga es decir su tensión esta por debajo de los 10,5 V el circuito se encarga de conectar el cargador (el cual es el mismo que alimenta el circuito), cuando este se carga es decir su tensión alcanza los 13,5 V la bateria se desconecta del cargador.
Ecuaciones de diseño:

Las tensiones no son exactas a las pedidas en la consigna ya que tuvimos que aproximar los valores de las resistencias a valores comerciales.
Simulación de funcionamiento:

Se observa que la batería esta descargado ya que su tensión es de 9V en ese momento el rele es conmutado a normal cerrado y conecta la batería al cargador.

Una vez cargada la batería es decir su tensión supera los 13,5 V el rele conmuta a normal abierto desconectando la batería del cargador.