P actica de Medici n de frecuencia
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
ÁREA DE INFORMÁTICA INDUSTRIAL
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA I
Medición y Protección ante cambios en Frecuencia
**** Lea completamente esta guía antes de realizar la práctica ****
1. INTRODUCCIÓN
Como proyecto final del curso de Electrónica I se
planteó diseñar un sistema de medición de
parámetros de calidad y un sistema de protección
para afrontar los problemas en la red eléctrica de un
hotel. En esta guía se aborda el problema de medición
y protección ante cambios considerables en
frecuencia de la red eléctrica.
2. OBJETIVOS
2.1 Identificar los bloques constitutivos de un Lazo
enganchado de fase (PLL, Phase Locked Loop),entender la función de un oscilador controlado por
voltaje (VCO, VoltageControlled Oscillator) y de los
comparadores de Fase.
2.2 Implementar un conversor de frecuencia a voltaje
utilizando el circuito integrado CD4046B o similares.
2.3 Diseñar e implementar un comparador de ventana
que genere una salida en alto si la frecuencia de la
señal eléctrica está en el rango de [56, 64] Hz.
2.4 Diseñar e implementar un transistor en
conmutación para controlar un relevador que
desconecta una carga (por ejemplo un bombillo) si la
frecuencia se sale del rango deseado.
3. PREINFORME
3.1 Investigue como funciona un lazo enganchado de
fase PLL. Presente el diagrama de bloques típico de
un PLL y explique cada componente.3.2 Investigue la configuración del circuito integrado
CD4046B, que corresponde a un PLL, para que
funcione como conversor de frecuencia a voltaje.
Investigue referencias de integrados similares.
3.3Investigue la configuración de un comparador de
ventana, que permita generar un estado a nivel alto si
el voltaje de entrada se encuentra en un determinado
rango.
3.4 Investigue la configuración de un transistor BJTcomo conmutador y los transistores Darlington.
3.5 Investigue el funcionamiento de un relevador.
4. MATERIALES
Adquiridos por el estudiante:
• 1 circuito integrado CD4046B o un integrado
similar para conversión de frecuencia a
voltaje.
• 2 comparadores LM339
• 4 diodos 1N4001
• 2 Transistores BJT 2n2222
• 1 Transistor Darlington TIP120
• 1 Relevador de 6VDC o de 12VDC
•2 Potenciómetros de 5KΩ
• 1 Trimmer de 10KΩ
• 1 Condensador cerámico de 680nF (684)
• 1 Condensador cerámico de 68nF (683)
• 1 Condensador cerámico de 10nF(103)
• 1 Condensador cerámico de 100nF (104)
• 1 Condensador electrolítico de 1uF
• Resistencias varias
Estos elementos pueden cambiar de acuerdo a su
diseño por lo que se recomienda hacer un diseño
previo del módulo de conversión de frecuencia a
voltaje para definir los valores de los condensadores
y las resistencias.
5. ACTIVIDADES
5.1 Implementar un conversor de frecuencia a voltaje
usando el circuito integrado CD4046B o similar. La
señal de trabajo es una onda seno de 6 voltios pico y
60Hz. En la figura 1 se presenta el esquema del
conversor para el integrado CD4046B.
de frecuencia deseada, es decir, para 56Hz y para
64Hz. Estos voltajes serán llamados VLT y VUT,
respectivamente.
5.4 Use los voltajes encontrados en el punto anterior
para implementar un comparador de ventana, donde
la entrada al comparador corresponde al voltaje de
salida del conversor frecuenciavoltaje. Asegúrese
que la salida esté a nivel alto solamente si la
frecuencia está entre 56Hz y 64Hz. La figura 2
muestra el comparador de ventana.
Figura 1. Conversor de Frecuencia a Voltaje
Diseñe el conversor con una frecuencia central F 0 de
60Hz, una frecuencia mínima de 20Hz y una
frecuencia Máxima de 100Hz. Tenga en cuenta que la
frecuencia de amarre FL es F0Fmin o FmaxF0, y que...
Regístrate para leer el documento completo.