1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL
LITORAL
FACULTAD DE INGENIERIA EN ELECTRICA Y
COMPUTACION
Proyecto:
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA “B”
Tema:
Controlador de Nivel de Líquidos
Integrantes:
Cristina Peñafiel Peñafiel
Jonathan Cayetano Arreaga
Profesor:
PhD. Sixifo Falcones
Paralelo:
#5
II TÉRMINO 2012 – 2013
0

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Facultad de ingeniería en eléctrica y computación
Tema del proyecto: Controlador de Nivel de Líquidos
INDICE
1.- INTRODUCCIÓN:
2.- OBJETIVOS
3.- ANALISIS TEÓRICO
3.1.- Descripción del proyecto
3.2.- Diagrama de bloques del circuito
3.3.- Fuente de poder Dual
3.4.- Circuito de Histéresis
3.5.- PWM
3.6.- Optocoplador
3.7.- Fuente de Potencia
4.- CÁLCULOS NÚMERICOS
4.1- Circuito de Histéresis
4.2- PWM
5.- SIMULACIONES:
5.1.- Circuito de Histéresis
5.2.- PWM (Pulse Width Modulation)
5.3.- Modelo Matemático
6.- IMÁGENES DE LAS PRUEBAS REALES
6.1.- Circuito de Histéresis
6.2.- PWM (Pulse Width Modulation)
7.- CÁLCULOS DE ERRORES
8.- LISTADO DE COMPONENTES Y PRECIOS
9.- IMPRESO DEL PBC
9.1.- Circuito de Histéresis, PWM Y Controlador
9.2.- Fuente Dual
9.3.- Fuente de Potencia
10.- OBSERVACIONES
11.- RECOMENDACIONES
12.- CONCLUSIONES
13.- APLICACIONES
14.- ANEXOS
15.- BIBLIOGRAFIA
1

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Tema del proyecto: Controlador de Nivel de Líquidos
1.- INTRODUCCIÓN:
Hoy en día en el mercado se existe una gran demanda por los equipos que se puedan controlar
automáticamente para poder así poder facilitar el trabajo humano. Sobre todo este tipo de
requerimientos se los observa más en el ámbito industrial.
Debido a estos requerimientos se ah diseñado un dispositivo que controle el llenado de agua en
un tanque automáticamente. Este dispositivo es muy útil ya que evita la necesidad de mantener
a alguien permanentemente cerca del tanque para controlar cuando y hasta donde se debe llenar
el tanque.
La electrónica puede ser utilizada para facilitar la vida del hombre. Por ejemplo, los sistemas de
control remoto evitan que el usuario se tenga que desplazar hasta alguna máquina para cambiar
algún parámetro: también los sistemas modernos de comunicación permiten hablar con otras
personas en cualquier lugar del mundo, etc.
2.- OBJETIVOS
Objetivos principales
 Diseñar un circuito que controle automáticamente el llenado de un tanque con agua
utilizando la electrónica analógica.
 Además se podrá controlar el caudal de agua fluyente desde el motor al tanque de
llenado.
 Realizar circuitos que puedan ser utilizados por separados, con algún otro fin así como
las fuentes de voltaje.
Objetivos generales
Utilizar los conocimientos obtenidos en laboratorio de electrónica B para construir,
analizar y comprender un proyecto funcional aplicado a nuestra carrera.
Utilizar los simuladores PsPice y Proteus como herramienta fundamental en el
desarrollo de nuestro proyecto.
Analizar cada una de las etapas que tiene el proyecto a realizar y observar las diferentes
aplicaciones que se le otorgaron a cada uno de los elementos que han sido utilizados en
el transcurso de la materia.
2

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Aprovechar los conocimientos adquiridos en las materias previas y actuales como
Electrónica 3 para el desarrollo y entendimiento de cada una de las funciones en cada
parte del proyecto.
Investigar las utilidades y funcionalidad mediante los datasheets de cada uno de los
elementos utilizados en los circuitos para uso correcto y eficiente.
3.- ANALISIS TEÓRICO
3.1.- Descripción del proyecto
Este proyecto está orientado al control automático del llenado de un tanque de agua y su flujo
de llenado. Para cumplir con este propósito utilizaremos principios obtenidos en los cursos de
Electrónica realizados, los cuales son: Histéresis, PWM y un circuito controlador. Para la
alimentación de energía utilizaremos dos clases de fuentes, una dual de +9V y -9V la cual
alimentará a el circuito de histéresis y de PWM; una fuente de potencia la cual alimentará al
motor DC que utilizaremos para transportar el agua desde el reservorio hasta el tanque.
Con la histéresis determinaremos cual será nuestro valor alto y bajo del nivel de agua. Según el
resultado que nos de la Histéresis esta nos activará o nos desactivará nuestro circuito PWM
(pulse-width modulation), el cual está formado básicamente por el integrado LM555, con este
circuito controlaremos el flujo de agua con el cual llenaremos el tanque. Si el PWM está
activado (Nivel de agua bajo) este dará paso a que el circuito controlador se active, para esto
hemos utilizado un optoacoplador y con esto lograremos que se encienda el motor DC y este a
su vez comience a llenar el tanque, desactivándose automáticamente cuando el circuito de
histéresis nos determine que el agua ya se encuentra en un nivel alto.
3.2.- Diagrama de bloques del circuito
NIVEL ALTO
CIRCUITOS PWM Y CONTROLADOR DESACTIVADOS
NIVEL BAJO
LLENADO
DEL
TANQUE
HISTÉRESIS
3
PWM
CONTROLADOR

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3.3.- Fuente de poder Dual
Esta fuente de alimentación esta tiene un rango variable de voltaje de -18V y +18V y con 1
amperios de salida. Es una herramienta excelente para el trabajo y experimentación. El circuito
no es más que una fuente de alimentación lineal, con su puente rectificador, sus capacitores y
un regulador de tensión. En esta fuente hemos utilizado el LM317 como regulador de voltaje
positivo y su equivalente negativo el LM337 que es quien se encarga de regular los voltajes
negativos.
El LM317 es un circuito integrado de tres terminales que funciona como un regulador de
tensión positivo variable desde 1,2 a 37V, capaz de suministrar hasta 1,7 amperios de salida. El
LM337 tiene exactamente las mismas características que el LM317 pero negativas es decir
ahora este regulador variará su voltaje desde -1,2 a -37 V, pero también puede tener un voltaje
de salida de hasta 1,5 V.
Figura 3.3
Fuente Dual (-18V, +18V)
4

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3.4.- Circuito de Histéresis
Mediante este circuito determinaremos cuales serán los niveles bajos y altos de nuestro tanque.
El voltaje de entrada Vi es quien nos proporcionará la altura del taque a controlar, el cual se lo
mide mecánicamente mediante una boya conectada a un potenciómetro al cual se lo alimenta
por ambos extremos con +9V y -9V respectivamente, también tendrá la salida Vi
El voltaje de salida puede ser
cuando el nivel del agua está bajo ó
cuando el nivel del agua está alto. La histéresis de este circuito se podría decir que es casi
perfecta, por lo que no se tiene ninguna pendiente al momento de variar entre sus valores de
y–
Figura 3.4
Circuito de Histéresis
+Vcc
+Vcc
-Vcc
-Vcc
5

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3.5.- PWM
Figura 3.5
Circuito de PWM
PWM (pulse-width modulation) de una señal es la que modifica el ciclo de trabajo de una
onda, ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o para
controlar la cantidad de energía que se envía a una carga.
El ciclo de trabajo de una señal periódica es el ancho relativo de su parte positiva en relación
con el período. Expresado matemáticamente:
La construcción típica de un circuito PWM se lleva a cabo mediante un comparador con dos
entradas y una salida. Una de las entradas se conecta a un oscilador de onda dientes de sierra,
mientras que la otra queda disponible para la señal moduladora. En la salida la frecuencia es
generalmente igual a la de la señal dientes de sierra y el ciclo de trabajo está en función de la
portadora.
6

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La principal desventaja que presentan los circuitos PWM es la posibilidad de que haya
interferencias generadas por radiofrecuencia. Éstas pueden minimizarse ubicando el
controlador cerca de la carga y realizando un filtrado de la fuente de alimentación.
En este proyecto utilizaremos el PWM para controlar la cantidad de flujo de agua que pasará
por el motor con la que se llenará el tanque de agua.
3.6.- Optocoplador
En este caso para el circuito controlador hemos utilizado un Optocoplador con el cual vamos a
separar la parte de potencia con la parte controladora (Histéresis y PWM) del circuito. Se
utiliza el Optocoplador ya que este dispositivo sirve como un interruptor y controla corrientes
altas que son las que necesitaremos para encender el Motor DC.
Figura 3.6
Circuito Controlador
3.7.- Fuente de Potencia
Este circuito mediante el integrado LM723CN el cual es para una fuente de potencia, este
diseño esta caracterizado para manejarse voltajes entre 0 – 21V con una corriente de salida de
hasta 6A, dependiendo del transformador que este se esté usando.
Por medio de la fuente de Potencia se va accionar un motor de 12VDC de 5A
7

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Figura 3.6
Fuente de Potencia
Q1
TIP2955
TRANSFORMADOR
BR1
100R
C1
2
1
TIZA
2200u
C2
R1
TBLOCK-M3
100n
TBLOCK-M2
5
NI V+
6
VREF
13
R2
10k
4
COMP
INV V7
4.- CÁLCULOS NÚMERICOS
4.1- Circuito de Histéresis
Vo= +9v / -9v
V+ = 4.5v → 9v / -4.5v→ -9v
Voltaje de Zeners ±8.2v / Vo – V- = Vz
Vo – V- = 4.5v → Zener apagado
Vo – V- = -4.5v → Zener apagado
8
U1
12
KBU4M
VC
1M
11
SALIDA
10
VOUT
2
CL
3
CS
VZ
POT
1
2
3
1
2
TBLOCK-M2
9
LM723
R3
10k

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V+ - V- < 0 →Vo = -9v
V+ < Vi Pto. Conmutación
Vi > 4.5v
V+ - V- > 0 →Vo = 9v
V+ > Vi Pto. Conmutación
Vi < -4.5v
4.2- PWM
Tiempo de descarga
Tiempo de carga
RA= RB
T teor. = 7.07ms
Tsim. = 8.12ms
9
=R
f= 141 Hz
f=123 Hz
RC+RD = P1

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5.- SIMULACIONES:
5.1.- Circuito de Histéresis
Figura 5.0
Circuito de Histéresis
En el
podemos darnos cuenta que el voltaje de entrada en el terminal positivo del
Opamp
es lineal y fijo. Si el valor del potenciómetro
está totalmente centrado el
grafico de Histéresis tiene como valores de corte
.
Figura 5.1
Circuito de Histéresis
10V
5V
0V
-5V
-10V
-10V
-5V
V(Vo)
0V
V(R3:2)
V(Vi)
V(Vo)= Grafico de Histéresis
V(R3:2)= Grafico del Voltaje en la entrada positiva del Opamp
10
5V
10V

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Sabemos que variando el potenciómetro
variaremos la zona de corte, por eso esta vez el
valor será
. Por ende los valores de corte tendrá serán
respectivamente. El
gráfico que se formará se lo muestra en la figura 5.2.
Figura 5.2
Circuito de Histéresis
V(Vo)= Grafico de Histéresis
V(R3:2)= Grafico del Voltaje en la entrada positiva del Opamp
11

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Ahora con
, por ende los valores de corte tendrá serán
respectivamente. El gráfico que se formará se lo muestra en la figura 5.3.
Figura 5.3
Circuito de Histéresis
10V
5V
0V
-5V
-10V
-10V
-5V
V(Vo)
0V
V(R3:2)
V(Vi)
V(Vo)= Grafico de Histéresis
V(R3:2)= Grafico del Voltaje en la entrada positiva del Opamp
Zonas de Cortes
12
5V
10V

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Si variamos la posición del Trimer
, este moverá el lazo de histéresis a la derecha o
izquierda. Con un
colocado en la posición superior moveremos la histéresis a la derecha lo
cual podemos observar en la figura 5.4 y con un
colocado en la posición inferior
obtendremos como resultado una histéresis movida hacia la izquierda la cual la observaremos
en la figura 5.5.
Figura 5.4
Circuito de Histéresis.
R7 Posición superior
10V
5V
0V
-5V
-10V
-10V
-5V
V(Vo)
0V
V(R3:2)
V(Vi)
V(Vo)= Grafico de Histéresis
V(R3:2)= Grafico del Voltaje en la entrada positiva del Opamp
13
5V
10V

15. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
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Figura 5.5
Circuito de Histéresis.
R7 Posición inferior
10V
5V
0V
-5V
-10V
-10V
-5V
V(Vo)
0V
V(R3:2)
V(Vi)
V(Vo)= Grafico de Histéresis
V(R3:2)= Grafico del Voltaje en la entrada positiva del Opamp
14
5V
10V

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5.2.- PWM (Pulse Width Modulation)
Figura 5.6
PWM
En la figura 5.6 podemos observar el voltaje del capacitor
con el que nos podemos dar
cuenta que ser carga y descarga exponencialmente. También nos muestra la gráfica de de
. Para estos valores el potenciómetro se encuentra dividido con él
de su valor para la parte
superior y él
para su valor inferior. Los tiempos de carga y descarga se los muestra a
continuación
Variables
Variables
15
Tiempo de subida
Tiempos
Tiempo de Bajada
Voltajes

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Figura 5.7
PWM
10V
5V
0V
(9.676m,3.0200)
(17.795m,3.0077)
-5V
0s
V(Vc)
5ms
V(Vo)
10ms
15ms
20ms
25ms
30ms
Time
V(Vc): Voltaje del capacitor Vc(t)
V(Vo): Voltaje de salida del LM555 Vo(t)
Al variar el porcentaje de con el cual se encuentra valor del potenciómetro dividido variaremos
los anchos de pulsos.
Potenciómetro se encuentra dividido con el
de su valor para la parte superior y él
para su valor inferior. La grafica se encuentra en el cuadro 5.8 y los tiempos de
carga y descarga se los muestra a continuación:
Variables
Variables
16
Tiempo de subida
Tiempos
Tiempo de Bajada
Voltajes

18. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
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Figura 5.8
PWM
10V
5V
0V
-5V
0s
V(Vc)
5ms
V(Vo)
10ms
15ms
20ms
25ms
30ms
Time
V(Vc): Voltaje del capacitor Vc(t)
V(Vo): Voltaje de salida del LM555 Vo(t)
Potenciómetro se encuentra dividido con el
de su valor para la parte superior y él
para su valor inferior. La grafica se encuentra en el cuadro 5.9 y los tiempos de
carga y descarga se los muestra a continuación:
Variables
Variables
17
Tiempo de subida
Tiempos
Tiempo de Bajada
Voltajes

19. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
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Figura 5.9
PWM
10V
5V
0V
-5V
0s
V(Vc)
5ms
V(Vo)
10ms
15ms
20ms
25ms
30ms
Time
V(Vc): Voltaje del capacitor Vc(t)
V(Vo): Voltaje de salida del LM555 Vo(t)
Potenciómetro se encuentra dividido con el
de su valor para la parte superior y
él 0 para su valor inferior. La grafica se encuentra en el cuadro 5.10 y los tiempos de
carga y descarga se los muestra a continuación:
Variables
Variables
18
Tiempo de subida
Tiempos
Tiempo de Bajada
Voltajes

20. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
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Figura 5.10
PWM
10V
5V
0V
-5V
0s
V(Vc)
5ms
V(Vo)
10ms
15ms
Time
V(Vc): Voltaje del capacitor Vc(t)
V(Vo): Voltaje de salida del LM555 Vo(t)
19
20ms
25ms
30ms

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5.3.- Modelo Matemático
Figura 5.11
Modelo Matemático
La explicación del siguiente modelo matemático, está en base al funcionamiento en sí, de la
Histéresis con el Caudal de salida.
En primera instancia se tiene un caudal de entrada Qi, el cual es activado mediante histéresis,
donde además esta función que está en base a la velocidad de entrada del agua, el cual me lo da
el motor DC.
Se va a tener una altura de llenado H, y un caudal de salida Qo, este en función de la velocidad
de salida, por medio de la ecuación de Torricelli (
) y de el área del tanque.
Se tendrá un Qt = Qi- Qo. Donde Qt está en función del volumen y del área de la tina. Por lo
tanto tendremos
20

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6.- IMÁGENES DE LAS PRUEBAS REALES
6.1.- Circuito de Histéresis
Figura 6.0
Circuito de Histéresis
En el
podemos observar el grafico de histéresis que forma nuestro circuito en el
cual podemos ver los voltajes de saturación que son los siguientes:
Como nos podemos dar cuenta la histéresis no se encuentra totalmente centrada y esto se debe a
como estaba regulado el trimer en ese momento.
21

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6.2.- PWM (Pulse Width Modulation)
Figura 6.2
PWM
En la
podemos observar la gráfica de de
. Para estos valores el
potenciómetro se encuentra dividido con el
de su valor para la parte superior y él
para su valor inferior. El valor de la resistencia en la parte inferior fue de
Los tiempos
de carga y descarga se los muestra a continuación.
Variables
Variables
22
Tiempo de subida
Tiempos
Tiempo de Bajada
Voltajes

24. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
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Tema del proyecto: Controlador de Nivel de Líquidos
Figura 6.3
PWM
En la
podemos observar la gráfica de de
. Para estos valores el
potenciómetro se encuentra dividido con el
de su valor para la parte superior y él
para su valor inferior. El valor de la resistencia en la parte inferior fue de
Los
tiempos de carga y descarga se los muestra a continuación.
Variables
Variables
23
Tiempo de subida
Tiempos
Tiempo de Bajada
Voltajes

25. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
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Tema del proyecto: Controlador de Nivel de Líquidos
Figura 6.4
PWM
En la
podemos observar la gráfica de de
. Potenciómetro se encuentra
dividido con el
de su valor para la parte superior y él
para su valor inferior. El valor
de la resistencia en la parte inferior fue de
y los tiempos de carga y descarga se los
muestra a continuación:
Variables
Variables
24
Tiempo de subida
Tiempos
Tiempo de Bajada
Voltajes

26. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
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Tema del proyecto: Controlador de Nivel de Líquidos
Figura 6.5
PWM
En la
podemos observar la gráfica de de
. Potenciómetro se encuentra
dividió con el
de su valor para la parte superior y él
para su valor inferior. El valor de
la resistencia en la parte superior fue de
y los tiempos de carga y descarga se los
muestra a continuación:
Variables
Variables
25
Tiempo de subida
Tiempos
Tiempo de Bajada
Voltajes

27. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
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7.- CÁLCULOS DE ERRORES
Circuito de Histéresis
Voltajes
Variables
Teor.
Practico
-3.0V
6.3%
%error
4.2V
6.7%
PWM (Pulse Width Modulation)
El potenciómetro se encuentra dividido con el
de su valor para la parte superior y él
para su valor inferior. El valor de la resistencia en la parte inferior fue de
Los tiempos
de carga y descarga se los muestra a continuación.
Variables
Tiempo de subida
Tiempos
Tiempo de Bajada
Practico
Teorico
% error
5.2 m(seg)
5.2%
2.4 m(seg)
13%
Potenciómetro se encuentra dividió con el
de su valor para la parte superior y él
para
su valor inferior. El valor de la resistencia en la parte superior fue de
y los tiempos de
carga y descarga se los muestra a continuación:
Variables
Tiempo de subida
Tiempos
Tiempo de Bajada
8.1 m (seg)
1.9%
0.28 m (seg)
12.1%
Practico
Teorico
% error
26

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8.- LISTADO DE COMPONENTES Y PRECIOS
Histéresis, PWM,
Controlador
Histéresis
Opamp
Borneras
Potenciómetro
Potenciómetro
Resistencia
Resistencia
Resistencia
Diodo Zener
Total de Histéresis
Características
Cantidad
Precio
Unitario
Precio
Total
UA741
1
1
1
1
1
3
1
2
$ 0,25
$ 0,25
$ 0,35
$ 0,35
$ 0,05
$ 0,05
$ 0,05
$ 0,25
$ 0,25
$ 0,25
$ 0,35
$ 0,35
$ 0,05
$ 0,15
$ 0,05
$ 0,50
$ 1,95
1
1
2
1
1
4
3
1
1
1
$ 0,20
$ 0,35
$ 0,05
$ 0,05
$ 0,10
$ 0,07
$ 0,30
$ 1,00
$ 1,20
$ 45,00
$ 0,20
$ 0,35
$ 0,10
$ 0,05
$ 0,10
$ 0,28
$ 0,90
$ 1,00
$ 1,20
$ 45,00
$ 48,63
500 KΩ
100 KΩ
100 Ω / (1/4)Watt
10 KΩ / (1/4)Watt
1 KΩ / (1/4)Watt
7,5 V
PWM y Controlador
Integrado
Potenciómetro
Resistencia
Resistencia
Condensador
Diodo
Borneras
Integrado
Tip
Motor electrónico sumergible
Total de PWM
LM555
120 KΩ
1 KΩ / (1/4)Watt
470Ω / (1/4)Watt
104 nf
1N4148
4n25
142
12 V DC (Marca Bosch )
Total
$ 50,58
Fuente Dual
Transformador
Puente Diodo
Capacitor
Diodo
Potenciómetro
Resistencia
27
Características
120 V / 12 V Toma central 1
A
2A
2200 µf / 25V
LED
5 KΩ / (1/4)Watt
120 Ω / (1/4)Watt
Cantidad
Precio
Unitario
Precio
Total
1
$ 5,00
$ 5,00
1
2
1
2
2
$ 0,75
$ 0,55
$ 0,07
$ 0,35
$ 0,05
$ 0,75
$ 1,10
$ 0,07
$ 0,70
$ 0,10

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Resistencia
Condensador
Borneras
Regulador de Tensión
Regulador de Tensión
1 KΩ / (1/4)Watt
104 nf
1
2
2
1
1
LM317T
LM337T
$ 0,05
$ 0,10
$ 0,30
$ 0,35
$ 1,10
Total
$ 0,05
$ 0,20
$ 0,60
$ 0,35
$ 1,10
$ 10,02
Fuente de Potencia
Cantidad
Características
120 V / 12 V Toma central 5
A
8:00 AM
Puente Diodo
2200 µf / 25V
Capacitor
LM723CN
Regulador de Tensión
10 KΩ
Potenciómetro
100 Ω / 1Watt
Resistencia
10 KΩ
Resistencia
3,3 KΩ
Resistencia
104 nf
Condensador
Borneras
0,22 Ω / 5 Watt
Resistencia Tiza
TIP2955 (PNP)
Transistor
Transformador
Precio
Unitario
Precio
Total
1
$ 10,00
$ 10,00
1
1
1
1
2
1
1
1
2
1
1
$ 1,20
$ 0,55
$ 1,00
$ 0,35
$ 0,05
$ 0,05
$ 0,05
$ 0,10
$ 0,30
$ 0,50
$ 1,20
$ 1,20
$ 0,55
$ 1,00
$ 0,35
$ 0,10
$ 0,05
$ 0,05
$ 0,10
$ 0,60
$ 0,50
$ 1,20
Total
$ 15,70
Varios
1
1
2
1
Precio
Unitario
$ 5,00
$ 1,80
$ 8,80
$ 1,00
Precio
Total
$ 5,00
$ 1,80
$ 17,60
$ 1,00
1
$ 15,00
$ 15,00
1
1
1
5
$ 1,00
$ 1,00
$ 4,00
$ 2,00
$ 1,00
$ 1,00
$ 4,00
$ 10,00
Características
Llave de agua
Boya
Tina para el agua
Manguera
Impresiones de los
PBC
Cables
Estaño
Cautín
Maqueta
Cantidad
2m
1m
Total
$ 56,40
TOTAL DEL PROYECTO
28
$
132,70

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9.- IMPRESO DEL PBC
9.1.- Circuito de Histéresis, PWM Y Controlador
En este PCB hemos reemplazado todos los potenciómetros por borneras para que se pueda
implementar con mayor facilidad en la maqueta. Para las entradas y salidas también se han
colocado borneras. Como tamaño total de la placa tenemos las siguientes medidas
. El TIP142 lo hemos dejado en una posición tal que se pueda colocar su respectivo
disipador. En el cuadro 9.1 podemos observar el circuito impreso del circuito de Histéresis,
PWM y Controlador, los cuales se encuentran unidos en este PBC
Cuadro 9.1
Circuito de Histéresis, PWM Y Controlador
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9.2.- Fuente Dual
En este PCB hemos reemplazado los potenciómetros por borneras ya que estos van a ser
utilizados por los usuarios de la fuente. Para las entradas y salidas también se han colocado
borneras. Como tamaño total de la placa tenemos las siguientes medidas
.
En el cuadro 9.2 podemos observar el circuito impreso del circuito de la Fuente Dual.
Cuadro 9.2
Circuito de la Fuente Dual
9.3.- Fuente de Potencia
Descripción del PCB: En este PCB hemos reemplazado el potenciómetro que regula el voltaje
de salida por una bornera para que se pueda implementar con mayor facilidad en la maqueta.
Para las entradas y salidas también se han colocado borneras. Como tamaño total de la placa
tenemos las siguientes medidas
. El TIP2955 lo hemos dejado en una
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Tema del proyecto: Controlador de Nivel de Líquidos
posición tal que se pueda colocar su respectivo disipador. En el cuadro 9.3 podemos observar
el circuito impreso del circuito de la Fuente de Potencia.
Cuadro 9.3
Circuito de Potencia
10.- OBSERVACIONES
Al momento de diseñar los PBC debemos tener encuentra que elementos van a necesitar
utilizar disipadores para poder dejar su respectivo espacio. En lo que respecta con las
pistas se debe tratar de no dejarlas tan unidas ya que podemos tener problemas al
momento de soldar los elementos, principalmente teniendo en cuenta las normas para el
realizado de un circuito impreso.
Los integrados que se han utilizado, han sido colocados en sus respectivos sócalos, al
momento de un mal manejo de estos integrados, en momento de probarlos ya soldados,
cargas parasitas afectan estos integrados, y son muy delicados, pero pueden ser
reemplazables.
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11.- RECOMENDACIONES
Si se desea tener una tina de llenado más grande que la del proyecto, los valores de
Histéresis deben cambiar, así como el diseño de una nueva boya, la cual ha controlado
el nivel de agua (H) antes mencionado.
La altura entre la bomba y de donde se toma el agua que va a ser transportada, este
parámetro es considerable de la potencia del motor que se esté utilizando, ya que si la
distancia entre ellos es mayor, se necesitara un motor de mayor potencia.
Siempre tener cuidado al momento de conectar los transformadores en el protoboard ya
que un cable mal conectado o suelto puede provocar que se queme un componente, así
mismo cuando se esté soldando. Además aislar las placas del medio y ser colocadas en
una base, donde no tenga contacto entre las propias pistas de la placa.
12.- CONCLUSIONES
El periodo en los anchos de pulso se mantiene siempre, lo que varia es los tiempos en
que se carga y descarga los capacitores que serian los mismos tiempos de subida y
bajada respectivamente de los pulsos obtenidos a través de LM555.
La utilización del modo “divide y conquista” para la realización de este proyecto fue de
gran ayuda ya que se puede verificar la funcionalidad de cada parte y mejorar la
eficiencia de trabajo al final cuando se pruebe todo en conjunto.
La correcta funcionalidad del circuito depende esencialmente de la adecuada regulación
de los potenciómetros que captan los rangos de Histéresis y del caudal.
El proyecto no solo puede ser utilizado en conjunto sino también por separado para
otros propósitos, ya que consta de dos fuentes una dual y otra de potencia.
La utilización de los datasheet de los componentes es imprescindible para que los
componentes funcionen como se espera, ya que se usaron: LM723Cn, UA741, 555,
TIP142, 4N25, LM317, LM337, TIP2955
Una condición necesaria para que el proyecto funcione en conjunto es que el circuito de
histéresis active al de PWM, y este accione al Optoacoplador que nos dará paso al
circuito de fuerza y por ende al Motor DC.
El costo del proyecto asciende a $132.70, solo en integrados y placas.
Los errores obtenidos para la Histéresis son
para los voltajes bajos y altos
respectivamente. En el PWM cuando el potenciómetro se encuentra dividido con el
65% de su valor para la parte superior y el 35% para su parte inferior, se obtuvo
de error para los tiempos de subida y bajada respectivamente. Como nos
damos cuenta los valores de los errores no son relativamente altos, por lo que podemos
concluir que hemos tenido éxito en nuestro proyecto.
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13.- APLICACIONES
Este proyecto tiene muchas aplicaciones útiles en la vida real como por ejemplo:
Llenado automático de una cisterna de agua.
Se puede reemplazar el agua por cualquier otra sustancia que necesite ser medido su
nivel de llenado ( gasolina, aceite, algún liquido no muy denso)
En una industria donde necesiten niveles exactos de llenado, usando el concepto de
Histéresis de un valor máximo y uno mínimo, estos controlables.
La idea es la misma en todas las aplicaciones depende de uno adaptar el circuito
dependiendo de la necesidad que tengamos.
14.- ANEXOS
Fuente de Potencia
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Fuente Dual de Voltaje
Circuito de Histéresis, PWM, Optocoplador
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Tina de llenado
15.- BIBLIOGRAFIA
http://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_ancho_de_pulsos
Manual de practicas de laboratorio de electrónica B
http://proton.ucting.udg.mx/temas/circuitos/omar/Omar.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Disparador_Schmitt
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