Convertidor Corriente a Voltaje
Páginas: 5 (1017 palabras)
Publicado: 10 de septiembre de 2011
CONVERTIDOR CORRIENTE A VOLTAJE
Edwin Ernesto Soler Triana
edsolwin@hotmail.com
Oscar Mauricio Arévalo Rodríguez
Oscariel88@gmail.com
RESUMEN: En esta oportunidad, hemos tenido la oportunidad, de diseñar un convertidor de corriente a voltaje utilizando el operacional Lm 324. Para esta práctica se hicieron cálculos de resistencias las cuales tenían el objetivo de lograr un cambio enel voltaje, el circuito será alimentado por un sensor ultrasónico de proximidad, luego de tener los cálculos deseados será implementado en una PCB, que nos servirá como herramienta para prácticas futuras.
PALABRAS CLAVE: Operacional, resistor, sensor, convertidor.
INTRODUCCIÓN
1.1. AMPLIFICADOR LM324
La serie consta de cuatro LM124 internamente de ganancia independiente, de altafrecuencia los amplificadores operacionales compensados que fueron diseñados específicamente para operar a partir de un solo suministro de energía en un amplio rango de tensiones. La operación de suministros de reparto de potencia son de bajo consumo de energía la fuga de corriente de alimentación es independiente de la magnitud de la tensión de alimentación.
Las áreas de aplicación incluyenamplificadores transductor, el aumento de DC bloques y todos los circuitos convencionales amplificador operacional que ahora pueden ser más fáciles de implementar en la única fuente de alimentación de sistemas. Por ejemplo, la serie LM124 puede ser directamente operada fuera de la norma de tensión de suministro 5 V de potencia que se utiliza en los sistemas digitales y la facilidad ofrece lainterfaz de la electrónica sin necesidad de fuentes de alimentación adicionales ± 15V.
1.2.1. CARACTERÍSTICAS ÚNICAS
En el modo lineal de la entrada de voltaje de modo común gama incluye tierra y la tensión de salida también, a pesar de funcionar a partir de sólo un sola tensión de alimentación, el aumento de la unidad de frecuencia cruzada es la temperatura compensando la corriente depolarización de entrada también es compensada la temperatura. [3]
1.1. TRANSMISION DE SENAL USANDO CORRIENTE
En ocasiones, un sensor debe ser conectado con alambres a un circuito que se encuentra a una distancia de varios metros. Una alternativa que permite reducir el efecto atenuador de la resistencia de los alambres es transmitir la señal usando corriente en lugar de voltaje.
Latécnica conocida como lazo de corriente de 4-20mA consiste en convertir la señal de voltaje a una corriente entre 4mA y 20mA. El lado receptor convierte de nuevo la señal a una de voltaje. El siguiente diagrama muestra el concepto. [1]
1. INSTRUMENTOS DE MEDIDA.
El circuito planteado, fue simulado con el software ORCAD CAPTURE, el cual contiene herramientas de medida los cuales nospueden mostrar valores de voltaje y corriente. Este software es muy importante, pues podemos verificar nuestro diseño antes de implementarlo.
2. PLANTEAMIENTO DE LA PRÁCTICA.
El circuito propuesto para la práctica contiene dos etapas.
La primera etapa establece en la entrada (+) del AO con una tensión de referencia
Vref=Vcc·R2/ (R1+R2)=Vcc·1/(1+R1/R2)
La entrada inversora (-) debemantenerse a esta tensión además de no absorber corriente, por lo que se cumplirá que:
V(-)=Vref=Vi + (Vo-Vi)·R4/(R3+R4)
Que resolviéndolo Vo.
Vo=Vref·(1+R3/R4)-Vi·R3/R4
Substituyendo Vref queda:
Vo=Vcc·(1+R3/R4)/(1+R1/R2)-Vi·R3/R4
Simplificamos k= (1+R3/R4)/(1+R1/R2)
Y obtenemos
Vo=k·Vcc-Vi·R3/R4
Si substituimos esta expresión en la corriente:Is=(Vcc-Vo)/Rs=[Vcc·(1-k)+Vi·R3/R4]/Rs
Separando términos
Is=Vcc·(1-k)/Rs+Vi·R3/(R4·Rs)
Is=0.004·Vi + 0.002
Vi=0.5 V/Is=4 mA
Vi=4.5 V/Is=20 mA
Esto, expresado matemáticamente con Is en amperios sería:
Is = 0.004·Vi + 0.002
En la segunda etapa, permite fijar le caída de tensión en la resistencia Rs, alimentación del circuito y Vo es la tensión que aplicamos a R5 y que será la misma que hay en la...
Edwin Ernesto Soler Triana
edsolwin@hotmail.com
Oscar Mauricio Arévalo Rodríguez
Oscariel88@gmail.com
RESUMEN: En esta oportunidad, hemos tenido la oportunidad, de diseñar un convertidor de corriente a voltaje utilizando el operacional Lm 324. Para esta práctica se hicieron cálculos de resistencias las cuales tenían el objetivo de lograr un cambio enel voltaje, el circuito será alimentado por un sensor ultrasónico de proximidad, luego de tener los cálculos deseados será implementado en una PCB, que nos servirá como herramienta para prácticas futuras.
PALABRAS CLAVE: Operacional, resistor, sensor, convertidor.
INTRODUCCIÓN
1.1. AMPLIFICADOR LM324
La serie consta de cuatro LM124 internamente de ganancia independiente, de altafrecuencia los amplificadores operacionales compensados que fueron diseñados específicamente para operar a partir de un solo suministro de energía en un amplio rango de tensiones. La operación de suministros de reparto de potencia son de bajo consumo de energía la fuga de corriente de alimentación es independiente de la magnitud de la tensión de alimentación.
Las áreas de aplicación incluyenamplificadores transductor, el aumento de DC bloques y todos los circuitos convencionales amplificador operacional que ahora pueden ser más fáciles de implementar en la única fuente de alimentación de sistemas. Por ejemplo, la serie LM124 puede ser directamente operada fuera de la norma de tensión de suministro 5 V de potencia que se utiliza en los sistemas digitales y la facilidad ofrece lainterfaz de la electrónica sin necesidad de fuentes de alimentación adicionales ± 15V.
1.2.1. CARACTERÍSTICAS ÚNICAS
En el modo lineal de la entrada de voltaje de modo común gama incluye tierra y la tensión de salida también, a pesar de funcionar a partir de sólo un sola tensión de alimentación, el aumento de la unidad de frecuencia cruzada es la temperatura compensando la corriente depolarización de entrada también es compensada la temperatura. [3]
1.1. TRANSMISION DE SENAL USANDO CORRIENTE
En ocasiones, un sensor debe ser conectado con alambres a un circuito que se encuentra a una distancia de varios metros. Una alternativa que permite reducir el efecto atenuador de la resistencia de los alambres es transmitir la señal usando corriente en lugar de voltaje.
Latécnica conocida como lazo de corriente de 4-20mA consiste en convertir la señal de voltaje a una corriente entre 4mA y 20mA. El lado receptor convierte de nuevo la señal a una de voltaje. El siguiente diagrama muestra el concepto. [1]
1. INSTRUMENTOS DE MEDIDA.
El circuito planteado, fue simulado con el software ORCAD CAPTURE, el cual contiene herramientas de medida los cuales nospueden mostrar valores de voltaje y corriente. Este software es muy importante, pues podemos verificar nuestro diseño antes de implementarlo.
2. PLANTEAMIENTO DE LA PRÁCTICA.
El circuito propuesto para la práctica contiene dos etapas.
La primera etapa establece en la entrada (+) del AO con una tensión de referencia
Vref=Vcc·R2/ (R1+R2)=Vcc·1/(1+R1/R2)
La entrada inversora (-) debemantenerse a esta tensión además de no absorber corriente, por lo que se cumplirá que:
V(-)=Vref=Vi + (Vo-Vi)·R4/(R3+R4)
Que resolviéndolo Vo.
Vo=Vref·(1+R3/R4)-Vi·R3/R4
Substituyendo Vref queda:
Vo=Vcc·(1+R3/R4)/(1+R1/R2)-Vi·R3/R4
Simplificamos k= (1+R3/R4)/(1+R1/R2)
Y obtenemos
Vo=k·Vcc-Vi·R3/R4
Si substituimos esta expresión en la corriente:Is=(Vcc-Vo)/Rs=[Vcc·(1-k)+Vi·R3/R4]/Rs
Separando términos
Is=Vcc·(1-k)/Rs+Vi·R3/(R4·Rs)
Is=0.004·Vi + 0.002
Vi=0.5 V/Is=4 mA
Vi=4.5 V/Is=20 mA
Esto, expresado matemáticamente con Is en amperios sería:
Is = 0.004·Vi + 0.002
En la segunda etapa, permite fijar le caída de tensión en la resistencia Rs, alimentación del circuito y Vo es la tensión que aplicamos a R5 y que será la misma que hay en la...
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