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VI Hardware del sistema IV
Descripción de dispositivos


JAPM 2010

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Elementos seleccionados


A continuación se facilita una descripción de los elementos del sistema y sus relaciones, para lograr una visión de conjunto.


CNAM



Elementos seleccionados

BAT49
Diodo SCHOTKY

Como se ha comentado anteriormente es el encargado de amortiguar los picos de tensión, se usara el BAT49, que soporta una tensión VRRM de 80V.

IR2110
High and Low side Driver

Son los encargados de proporcionar el disparo inferior y superior de los MOSFET, la circuitería que acompaña al driver es típica para este tipo de montajes, teniendo en cuenta que los condensadores, resistencias y diodos utilizados son los adecuados para el disparo del MOSFET elegido.

Diodo se utilizara el D1N4148.

Resistencia utilizada de 22K.

Condensador utilizados de 0.1 y 1uF.

LM324
Low Power Quad Operational Amplifiers

Utilizado como amplificador diferencial, amplificara la señal de sesado del puente H y la comunicara a un comparador que se detallara seguidamente.

LM311
Voltaje Comparator

La salida de este se aplicara a la función Shutdown del IR2110, esta función apagara los transistores hasta la llegada del siguiente pulso, lo que permite un control de corriente ciclo por ciclo.

74LS00
Quad 2-INPUT nand gate

Esta compuesta por puertas Nand, Son las encargadas de realizar las conexiones entre el LM629 salidas PWM y los Octo acopladores, están llevaran una resistencia a su salida para limetar la señal de los Octo acopladores.

CD40106C
Hex Schmitt Trigger

Es un circuito complementario monolítico de Mos, construido con transistores de realce de tipo N y de P, todas sus entradas están protegidas contra el daño debido a las descargas estáticas, y es el encargado de transmitir la señas de salida del los Octo acopladores al circuito de potencia a través del los driver IR2110.

H11L1
Optoacopladores Logic Output

    Opto acopladores, son los encargados de aislar la parte de control de la de potencia. Un octo acoplador combina un dispositivo semiconductor formado por un foto emisor, un fotorreceptor y el camino por donde se transmite la luz.

    Todos estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado del tipo DIP.

    La señal de entrada es aplicada al foto emisor y la salida es tomada del foto rector.

    Los opto acopladores convierten una señal eléctrica en una señal luminosa modulada y la vuelven a convertir en una señal eléctrica, en ellos reside el aislamiento eléctrico que pueden establecer entre circuitos.

    La serie de H11L1 tiene un detector de nivel alto con una velocidad optimizable junto a un diodo que emite infrarrojos de arseniuro de galio, la salida incorpora un disparador de Schimitt, que proporciona la histéresis para la inmunidad de ruido y formar el pulso, utiliza una salida de colector abierto para la flexibilidad máxima de su uso.

    Algunas de sus características:

    - Alta tarifa de datos.
    - Impulsión compatible con microprocesadores.
    - La salida compatible con la lógica hunder 16mA en el máximo 0.4V
    - Histéresis con./desc. Garantizada en el umbral.
    - Capacidad amplia del voltaje de fuente, compatible con todos los sistemas populares de lógica. 

DS26LS31C / DS26LS32C
Line Drivers / Line receivers

Estos dos componentes forman una parte muy importante del circuito, auque no están representados en el esquema, solamente hay una pequeña anotación, ahora se intentara realizar una pequeña aclaración ya que de ella puede partir el buen funcionamiento entre el circuito y el motor a través del Encoder.

DS26LS32C
Quad High Speed Differentials Line Receivers


    El DS26LS32C son receptores diferenciales de línea del cuadrángulo diseñados para motores, el Rs-422 y el Rs-423 (Son conductores de línea) se usan para la transmisión de datos digitales equilibrada y desequilibrada.

    Tiene una sensibilidad de entrada de 200 mV sobre una gama de voltajes de entrada de .

    Tiene incorporados los resistores pull-down que previenen la oscilación de la salida en los canales insusitados.

    Las salidas de triple estado del TM, con la opción de la salida complementaria permiten para recibir directamente sobre un BUS de datos.

En la figura siguiente podemos ver el diagrama lógico.

DS26LS31C
Quad High Speed Differentials Line Drivers


    El DS26LS31C es un conductor de línea diferencial del cuadrángulo para líneas equilibradas de datos del excedente digital de la transmisión, se diseña para proporcionar la impulsión diferenciada unipolar a las líneas de conductor de doble retorcido o de alambres paralelos de la transmisión.

    El circuito proporciona un permitir e inhabilita la función a los cuatro conductores de transmisión.

    Ofrece salidas de triple estado y lógicamente las salidas complementarias de AND, las entradas son todas de LS compatibles.

En la figura siguiente podemos ver el diagrama lógico.

 

Entre estos dos dispositivos estará conectada una línea de impedancia, esta distancia va a depender de la situación que tengamos entre el circuito y el Encoder.
En la siguiente figura se puede ver la conexión de la línea RS-422 entre los dispositivos.

En la figura solo se muestra una línea, en nuestro proyecto a desarrollar estará compuesta por tres líneas que va a conexionar el dispositivo LM629, entradas A, B, In del Encoder con las salidas del propio Encoder situado en el eje del motor, como podemos comprobar en la figura siguiente:

RT es la resistencia Pull-down. Su valor va a depender de la distancia de la línea.
Existen líneas de impedancia ya constituidas formadas por el Encoder digital y el propio ds26ls31c, como se muestra en la figura siguiente.

IRPF250N
MOSFET

Transistor MOSFET, son los que actúan como interruptores y dan paso al funcionamiento del motor DC.

AD536A
Convertidor de valor eficaz a continuo

El AD536 computa directamente el valor eficaz de una señal compleja de entrada conteniendo componentes de alterna (AC) y continua (DC).

    Las pérdidas de alimentación con las entradas conectadas no causan fallo en la unidad.     Las entradas y salidas están completamente protegidas.

    Tiene un ancho de banda de 300 khz con 3dB de error para señales de un nivel de 100 mV.

    Descripción de funcionamiento.

    El AD536 computa el verdadero valor medio cuadrático de una señal AC ó (AC + DC), dando en su salida un nivel equivalente en DC.

    El único componente externo requerido para desarrollar las medidas con la completa precisión especificada es el condensador, el cual completa el periodo promedio.
    El valor de este condensador determina la precisión en baja frecuencia AC, nivel de rizado y el tiempo de establecimiento.

    Diferentes configuraciones.

    *nota: Las figuras sobre las que se hará alusión se encuentra en el apartado de anexo A.

    ( Figura 1 (Configuración con alimentación simétrica +VS y -VS)

    Mide el valor eficaz de una señal AC y DC presente en la entrada. Mostrará un error para bajas frecuencias de entrada como una función del filtro capacitivo Cav.

    ( Figura 3 (Configuración con alimentación referenciada a masa. Tensión de 5 a 36 Voltios)

    Si se desea rechazar la entrada DC, un condensador es añadido en serie con la entrada.     El condensador debe ser sin polaridad. Es aconsejable colocar en alimentación un condensador cerámico de 0.1 µF a masa tan cerca del dispositivo como sea posible.

    La mayor limitación de esta conexión es que únicamente las señales AC pueden ser medidas, ya que el estado de la entrada diferencial se debe separar de masa para una operación correcta.

    En la figura 5, se puede apreciar en la gráfica la elección de diferentes condensadores Cav según la frecuencia de trabajo.

    ( Figura 7 (Configuración elegida para el proyecto)

    El mejor método para reducir el rizado de salida es el uso de un POST-FILTER.

    Si un único filtro polo es usado (C3 quitado, RX corto), y C2 es aproximadamente 2 X Cav, el rizado es reducido y el tiempo de establecimiento es incrementado (Ver figura 8, por ejemplo Cav = 1µF, C2 = 2.2 µF y F = 60 Hz, el rizado se reduce del 10% al 0.3%, aunque el tiempo es incrementado por un factor de 3. Cav y C2 pueden ser reducidos para realizar la compensación deseada.
    Con dos polos PST-FILTER, el error de rizado se reduce aún bastante más y el tiempo apenas sube respecto al de un polo-filtro, por ello hemos elegido dicha configuración.

    *Para todas las configuraciones se utiliza:

    VRms = Aug [Vin² / Vrms]

    Vout = 2 R2 * Irms = Vin rms

OP07
Amplificador Operacional

Amplificador operacional de alta gama porque nos ofrece:

    *      Bajísima dependencia de sus características frente a la temperatura.
    *      Bajísima tensión de offset.
    *      Bajísimo ruido.
    *      Bajísima deriva de la tensión de offset con la temperatura.

Se utilizara como se ha dicho anteriormente en dos configuraciones, como comparador y como filtro paso bajo

MM74HC76
Dual JK Flip-flop With Set And Clear


    Estas básculas utilizan tecnología microCMOS, que permite:

     Alta velocidad (30 MHz mínimo). 
     Bajo consumo. 
     Alta inmunidad al ruido.

    Todas las entradas están protegidas del peligro por descargas electroestáticas.

    Descripción de funcionamiento.

    Cada báscula (flip-flop) tiene entradas independientes J, K, PRESET, CLEAR y DE RELOJ, salidas Q y ^Q. Estos dispositivos son atacados con flancos en la entrada de reloj y cambian de estado en la transición negativa del pulso de reloj.
    Clear y Preset son independientes del reloj y son ejecutados por un nivel lógico bajo en la entrada correspondiente.

    Este dispositivo se utilizara en el circuito de señales de reloj para obtener diferentes frecuencias de reloj.

    Con el estará acompañado varias puertas AND de dos y tres entrada como son :

    MM74HC11, AND de tres entradas.

    MM74HC08, AND de dos entradas.

 

ADC0808
Converters with 8-channel Multiplexer

    El componente de adquisición de datos ADC0808, es un dispositivo CMOS monolítico con un convertidor analógico-digital de 8 bits, multiplexor de 8 canales y lógica de control compatible con microprocesador.

    El convertidor analógico-digital de 8 bits utiliza aproximaciones sucesivas como técnica de conversión.
    Éste tiene como característica un comparador estabilizado con un chopeado de alta impedancia, un divisor de tensión con 256R con un árbol de conmutación analógico y un registro de aproximaciones sucesivas.
    El multiplexor de 8 canales puede acceder directamente a cualquiera de las 8 señales analógicas por separado.

    El dispositivo elimina la necesidad de ajuste de 0 y escala completa externos. Fácil conexión con microprocesadores, se da por los multiplexores latcheados y sus entradas de direcciones decodificadas y salidas latcheados TTL-Triestado.

    El diseño del ADC0808 ha sido optimizado incorporando los aspectos más deseables de varias técnicas de conversión analógico-digital.

    El ADC0808 ofrece: alta velocidad, influencia mínima de la temperatura sobre su funcionamiento y consumo de potencia mínimo.

    Descripción funcional.

    El dispositivo contiene un multiplexor de 8 señales analógicas por separado. Una particular entrada del canal es seleccionada usando el decodificador de direcciones.
    (Ver tabla 1, que muestra el estado de las líneas para seleccionar cualquiera de las entradas).  
   
        La monotonicidad es particularmente importante en el control de sistemas con realimentación en lazo cerrado. Una relación no monótona puede producir oscilaciones, que serán catastróficas para el sistema.

    Un proceso de conversión se verá interrumpido al recibir un nuevo pulso de comienzo de conversión.
    La conversión continua se puede realizar llevando la salida final de conversión (EOC) a la entrada (SC).
    Si se usa de este modo, un pulso externo de comienzo de conversión se deberá aplicar después del encendido.

    El comparador de chopeado estabilizado, convierte la señal de entrada DC (continua) en una señal AC (alterna), esta señal se lleva luego a un amplificador AC de alta ganancia y se le restaura el nivel DC.
    Esta técnica limita la deriva de los componentes del amplificador, ya que lo que se deriva es un componente DC, que no se pasa por el amplificador de AC.
    Esto hace que el convertidor entero analógico-digital sea extremadamente insensible a la temperatura, a fallos con el tiempo y errores por el offset de entrada.

 

Selección canal analógico Líneas de dirección
C B A
IN0  L L L
IN1 L L H
IN2 L H L
IN3 L H H
IN4 H L L
IN5 H L H
IN6 H H L
IN7 H H H

 
Tabla 1 Estado de las líneas para seleccionar cualquiera de las entradas

SN74HC4040
Divisor de frecuencia

Este dispositivo nos proporcionara las frecuencias requerida en nuestro sistema.

STDGC
16Mhz

Este dispositivo nos proporciona la señal de 16Mhz para nuestro sistema.

LM7476A
Decodificador BCD de 7 segmentos

Este dispositivo, es el encargado de proporcionar las señales al Displey de 7 segmentos, se caracteriza por tener las salida a nivel bajo.

DISPLAY
7 Segmentos, de anodo comun

En el se representaran los errores producidos en nuestro sistema, cada numero significara un error determinado.

TL7705A
Power-Supply Monitor with reset

Este sistema en aplicaciones con microprocesadores con entrada de reset, se utilizara para efectuar el reset a nuestro circuito.

To220 (212-829)
TERMICO Normally closed

Este dispositivo esta basado en un interruptor térmico, actúa por el aumento de temperatura, se utiliza la serie 212-829 en el cual el contacto térmico esta normalmente cerrado.

MGDI-18 : 18W POWER (+ 5V)
MGDI-19 : 20W POWER (± 15V)

Dadas las especificaciones de nuestro trabajo, se tendrá una alimentaron de 25v y esta se aprovechara a través de los convertidores utilizados para la alimentación de todo el sistema.
 
Nota: Las características de operación de los diferentes elementos, se pueden consultar en el Anexo A. ( Cd-rom adjunto).
 
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ÍNDICE del PROYECTO

Sistema de control de motores de Corriente Continua basado en el microcontrolador LM629

PROYECTO para la obtención del Título de BACHILLERATO + 4 DE CNAM FRANCIA

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PROYECTO Versión PDF


Juan Antonio Pizarro Martín
Julio Martín Rodríguez
Ángel Puerta Rubio

Perfil Profesional

J. Sereira - El turiferario

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Sereira: La mano de la diosa           ISBN 13: 978-84-96621-63-3


Sereira: La mano de la diosa

El autor, Juan Antonio Pizarro Martín.

Nacido en Madrid pero residente en Aranjuez desde siempre, disfruto de esta población privilegiada por sus jardines y sus sotos, como lo hará cualquiera que se acerque por aquí; y no puedo evitar hacerlo notar en mis escritos.
No hay mucho más de notable para el público en mi biografía, salvo que interese saber que nací en el 59 del siglo pasado, bajo el signo de Sagitario.

Y que la novela se la dedico a mis padres y también a Maite y Magda, por haber sido tan pacientes conmigo.


Igualmente he de agradecer el poema prólogo a Marcela Vanmak.

Y por supuesto a mi amigo Luis Tobalina, autor del dibujo de la portada.

Sinopsis

Juan T. Volta, escritor de relativo éxito, está secretamente instalado en Aranjuez donde trabaja en su última novela.
Su rutinaria vida se ve rota por la aparición de un e-mail firmado por “Sereira”.
Sereira resulta ser Eugène, una joven atractiva e inquieta que le dice a Juan que “tiene la marca”, y a la que Juan cree tan sólo porque ella luce un buen cuerpo y parece interesada en él.
Sus actividades les llevaran como un torbellino a meterse de lleno en una historia de puertas estelares, extrañas apariciones e intereses en que Juan aprenderá a ver las cosas de otro modo, mucho menos cínico, y donde todo se resolverá al final en una fuente de Aranjuez, en la mano de la Diosa.

Juan Antonio