Circuitos Activación De Un Ventilador Y Un Calentador A Cierta Temperatura

Descripción del problema
El problema que se tiene en esta práctica es el siguiente: Se debe desarrollar un sistema que sea capaz de emitir y recibir una señal infrarroja con un fototrasistor de receptor. Este circuito será capaz de recibir dicha señal a una distancia de 1 metro mínimo y que sea capaz de dar aviso a un led utilizado como indicador, que la señal está siendo interrumpida. Losproblemas de ruido externo forman parte del problema, por lo que se tiene que pensar la forma en atenuar estos efectos y ver como se va a coplar la señal de un led infrarrojo y un fototransistor.

Alcances y limitaciones
Nuestro sensor de luz cumplió con la distancia de 1 metro ya que era la mínima requerida, después la alejamos mas hasta llegar a 1.20 metros, otra limitación fue el posicionamientoya que tenían que estar perfectamente alineados uno frente del otro para que el sensor pudiera funcionar correctamente.

Manual de Usuario
Para este proyecto se necesitan 2 fuentes de poder y un osciloscopio para poder ver la señal. Primero se conecta el emisor a una fuente de poder a 5 V y se coloca sobre una superficie plana, después con la otra fuente se alimenta a 16 y -16 volts losamplificadores operacionales y a 5 volts la línea lateral, donde debe prender el led indicador.
Una vez alimentados se mide un metro con el felxómetro y se colocan los portoboards uno frente al otro verificando que el emisor y receptor estén lo mas alineado posible y con el potenciómetro verificar que el led aun siga encendido, después con el osciloscopio se verifica que el receptor este captando laseñal del emisor.
Finalmente se procede a interrumpir la comunicación entre los dos positivos colocando una interrupción entre ellos dos lo que hará que el led se apague, esto nos indica que el dispositivo se encuentra funcionando perfectamente.

Estrategia
Para analizar y estudiar el prototipo creado lo dividimos en 2 etapas, a continuación se explica detalladamente cada etapa:

Etapa A:Emisor (Generador de Señal cuadrada a f= 1kHz)

En esta etapa se realizó el generador de señal cuadrada a una frecuencia de 1kHz. Para poder generar esta señal utilizamos el circuito LM555, utilizando la configuración monoestable del circuito.

Para hacer los cálculos de la resistencia utilizamos la siguiente ecuación:

f=1.44C(Ra+2Rb)

Para que el circuito funcione en el modo monoestablela resistencia Ra debe de ser mucho menor que Rb, por lo cual puede considerarse despreciable.

f=1.44C(0k+2Rb)
Rb=1.442*C*f
C=1800 pF
f=1kHz
Por lo que:
Rb=400KΩ
El valor de Ra que se consideró fue de 68kΩ siendo lo suficientemente pequeña en comparación con Rb.
A continuación se muestra el esquemático del circuito:

La resistencia que sirve para atenuar la emisión de nuestro ledinfrarrojo, le dimos un valor de R1= 220 Ω.

En la siguiente gráfica se puede apreciar la onda generada a una frecuencia de 1.06040 kHz. Señal azul.

Etapa B: Receptor de Señal
En la etapa B podemos indicar varias etapas en las que encontramos:

Recepción de señal y limpieza de señal, amplificación de señal, filtración de señal a través de un filtro pasa banda, comparación de la señal,encendido de led (indicación de que la señal de presencia existe y ha sido recibida).

1) Recepción de Señal y limpieza de señal

En esta etapa se logra limpiar un poco la señal de entrada, se elimina el ruido de estrada de la señal para que únicamente pase la señal oscilatoria. En la figura se muestra la conexión que se debe de utilizar, claro que se debe de calcular los valores de lasresistencias y el capacitor.

2) Amplificación de la señal
A la salida de la etapa de recepción se coloca una etapa de amplificación, mediante la configuración no inversora de los amplificadores operacionales, la ganancia de esta etapa es de aproximadamente A=100. La obtención de dicho arreglo se realizo de la siguiente manera:
Vo=Ve(1+R2R1)
A=(1+R2R1)
Por lo que se propone:
R2=100 KΩ
R1=1...