Tsu e y a

INTRODUCCION

Existen circuitos electrónicos que se utilizan para acoplar una señal de corriente alterna a una señal digital, con la finalidad de realizar algún tipo de control para un dispositivo de señales digitales o analógicas.
El circuito de cruce por cero se utiliza para el control de luminaria de algún lugar, velocidad de algún motor de corriente alterna y temperatura de un calentador.Este circuito electrónico puede construirse con transistores o con amplificadores operacionales.
A continuación mostraremos a detalle la construcción de un circuito de cruce por cero con un amplificador operacional.

Objetivo
Diseñar un circuito electrónico detector de cruce por cero con salida TTL, así como la construcción del PCB.

MARCO TEORICO

Circuito detector de cruce por ceroEste circuito tiene la particularidad de detectar el momento en que una onda senoidal cruza en el punto 0V, cuando esto sucede, el circuito muestra a su salida un nivel de tensión que dependerá de la alimentación del elemento electrónico que realiza la detección.
El elemento más común utilizado en esta aplicación es el amplificador operacional, que se configura como circuito comparador de señales.En una de sus entradas se conecta la señal alterna y en otra una señal de referencia. Cada vez que la señal alterna cruza por 0, se refleja un cambio de la señal de salida, ya sea un flanco de subida o un flanco de bajada en el tren de pulsos que se genera por la frecuencia de la corriente alterna (60Hz). En seguida se muestra una imagen del circuito y el funcionamiento del mismo:

El voltaje dela entrada no inversora se compara con el voltaje de referencia de la entrada inversora. Cuando el voltaje de entrada es más positivo que 0 V, el voltaje de salida será igual al voltaje de saturación del amplificador operacional, esto es un poco menor que el voltaje de polarización Vcc.
Cuando el voltaje de la entrada no inversora es más negativo que el voltaje de referencia, entonces elvoltaje de salida será igual al voltaje de saturación negativo –Vsat, este valor es un poco menor en magnitud que –Vcc.

Opto acopladores
El principio de funcionamiento de estos circuitos es la luz infrarroja, que produce un nivel de excitación de un dispositivo fotoeléctrico, como si fuese un switch que lo acciona para poder funcionar.
Dichos dispositivos pueden ser TRIAC’s o Transistores que seaccionan cuando captan un haz de luz infrarroja. El propósito de estos circuitos es aislar entre sí, distintas etapas de electrónica, como puede ser aislar una etapa de potencia con etapas de circuitos digitales o aislar etapas digitales con otra digital. También es común usarlos para acoplar señales entre circuitos electrónicos cuyas fuentes de alimentación son distintas.
En seguida mostraremosun diagrama eléctrico de un opto acoplador a transistor.

Cada vez que el led de luz infrarroja se enciende, emite un haz de luz que provoca la saturación de la base del transistor, por lo tanto, el transistor permite pasar la corriente de alguna fuente conectada en el colector, hacia el emisor.
En esencia, el funcionamiento de estos dispositivos es igual al de un transistor normal, con ladiferencia de que es saturado o activado por alguna señal de una etapa de control.

DESARROLLO

Circuito detector de cruce por 0
Antes de realizar el diseño del circuito electrónico se consideró que la señal de salida debía ser TTL, es decir, niveles de tensión de 0V y 5V que puedan ser enviadas a un microcontrolador o cualquier otro dispositivo compatible con dichos niveles de tensión.
Elcircuito electrónico que se diseñó para realizar la detección de cruce por 0, está basado en un amplificador operacional configurado como comparador inversor. En seguida se muestra el diagrama eléctrico del circuito:

Justificación
* La ventaja de usar el amplificador operacional LM324, es que puede operar con fuentes de alimentación negativa y positiva, o únicamente alimentación positiva y...