ESCUELA FACULTAD POLITÉCNICA DE NACIONAL INGENIERÍA 'DETECTOR DE GIRO DE ELÉCTRICA UN MOTOR A.C TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO EN LA"ESPECIALIZACION DE ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES RAMIRO VALENZUELA PERAFIEL O.UITO, ABRIL DE 1983 CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo'ha' s i d o r e a l i z a d o en su t o t a l i d a d por el Sr. R a m i r o V a l e n z u e l a Peñafiel. ING'. CARLOS S E R R A N O C. DI rector de Tesis DEDICATORIA: AGRADECIMIENTO: A mi' f a m i l i a , director de tesis,profesores, compañeros, c o l e g a s , amigos y a t o d o s ' q u i e n e s contribuyeron a la termi nación del pr_e_ senté trabajo. C O N T E N I D O PAGINA CAPITULO I. G E N E R A L I D A D E S . 1.1. Introducción.- 1 1.2. Breves c o n s i d e r a c i o n e s sobre a l g u n o s tipos de sensores . 3 1.3. Aplicaciones. 9 1.4. Moto reductores existentes con s a l i d a s más comunes. • 11 C A P I T U L O II. A N Á L I S I S Y D I S E Ñ O . 2.1. E s p e c i f i c a c i o n e s y c o n f i g u r a c i ó n del sistema de c o n t r o l . 14 2.1.1. L i m i t e s de control. ' 2;-1.2. C o n f i g u r a c i ó n - y d i a g r a m a de b l o q u e s . 2.2. DI seño del c i r c u i t o de c o n t r o l . . 14 15 " 18 2.2.1. Diseño del c i rcuito i n i c i a d o r de tiempo decontrol. 18 2.2.2. D i s e ñ o d e l ci rcui to de t i e m p o . '21 2.2.3. Di seño del c i r c u i t o c o m p a r a d o r . '53 2.2.4. D i s e ñ o del c i r c u i t o de d i s p a r o . 2.. 2.5. Diseño del c i r c u i t o de p o t e n c i a . . 57 . 61 2.2.6. Fuentes de poder. 65 2.3; A c o p l e sensor - c i r c u i t o de c o n t r o l , 67 A l g u n a s consideraciones sobre c o n s t r u c c i ó n y montaje. 74 '2.4. . CAPITULO . PAGINA III. RESULTADOS E X P E R I M E N T A L E S Y CONCLUSIONES.. ' . 3.1. M e d i c i o n e s r e a l i z a d a s en el sistema. 80 3.2. A n á l i s i s de los resultados o b t e n i d o s y c o n f 1 a b 1 1 1 d a d. 88 3.3. Conclusiones y recomendaciones. A N E X O .!,- Diagrama C l r c u l t a l . A N E X O II. Datos Técnicos. . A N E X O III. B i b l i o g r a f í a . . • , 90 P R O L O G O El presente trabajo constituye una compilación de los datos técnicos y consideraciones de diseño, utilizados para la construcción del equipo DETECTOR DE GIRO DE UN MOTOR A.C. el mismo que esta constituido básica; mente por un. tacómetro digital y elementos adicionales interconectados para controlar y proteger a motores contra sobrecargas y frenados. El estudio realizado consta de tres partes: un primer capítulo que tra ta sobre GENERALIDADES en el cual se presenta una descripción general del circuito que se trata de implementar, una breve consulta sobre aj_ gunos tipos de sensores, que puede servir como base hacia la profundiza. clon de un estudio serio del sensor utilizado, el punto de aplicaciones que evidencia'las necesidades del circuito de control implementado, y por ultimo se provee la información necesaria para fijar los límites de control del equipo; el segundo capítulo ANÁLISIS Y DISEÑO presenta en forma secuencia! y ordenada el. análisis y diseño de los distintos circuitos que conforman el detector deliro implementado, así como algunas consideraciones sobre construcción y montaje; por último, el capítulo tercero RESULTADOS EXPERIMENTALES Y CONCLUSIONES presenta las mediciones más importantes'realizadas en el sistema cuyos resultados se los somete a un breve análisis que evidencia su confiabilidad; y, finaliza señalando'algunas recomendaciones con el proposito.de aumentar la versatilidad del equipo construido, además de conclusiones obtenidas en la realización del presente trabajo. Como ANEXOS se presentan: el di_a_ grama circuital del equipo, los datos técnicos de los elementos utilizados más importantes y la bibliografía pertinente. CAPITULO I GENERALIDADES 1.1. I n t r o d u c c i ó n . 1.2. Breves c o n s i d e r a c i o n e s sobre a l g u n o s tipos de sensores.. 1.3.Aplicaciones. 1.4. Motoreductores existentes con s a l i d a s más comunes. C A P I T U L O I GENERALIDADES- 1.1. INTRODUCCIÓN. Un t i p o de api veación extremadamente Importante para los instrumentos de m e d i d a es a q u e l en el c u a l .el i n s t r u m e n t o sirve como un componente de un sistema de control a u t o m á t i co. Un d i a g r a m a función al de b l o q u e s que i l u s t r a la ci ón de d i c h o sistema se muestra en la Fi gura 1. o p e r_a Es c i a r o q.ue para controlar c u a l q u i e r v a r i a b l e por d i c h o e s q u e m a re_a 1 i mentado , es n e c e s a r i o , primero 3 -'medi r tal v a r i a b l e ; por lo que todos los sistemas de control de este t i p o deben c o r p o r a r , - p a r lo m e n o s , un instrumento de m e d i d a . i_n Para c u_m p l i r c o n los objetivos del control, es n e c e s a r i o a p l i c a r aj_ g u n a señal de r e a l i m e n t a c i ó n a la serial de entrada. c u i t o controlador compara la señal que representa la El cij~ vari_a_ ble m e d i d a con a l g u n a otra señal de la misma forma qu.e re- presenta el v a l o r a s i g n a d o que d e b e r í a tener la v a r i a b l e m_e dida. Si la señal m e d i d a c o n c u e r d a con el v a l o r predeterm_i_ nado en el c o n t r o l a d o r , este u l t i m o no actúa; s'i por el co_n t r a r i o 5 las señales no concuerdan, el controlador envía una señal a un elemento final de c o n t r o l , el m i s m o que actúa p_a_ ra a l t e r a r el v a l o r de la v a r i a b l e m e d i d a . Tal e l e m e n t o d_e pende de la v a r i a b l e que se vaya a c o n t r o l a r . Es de suma I m p o r t a n c i a hacer notar que la exactitud d e l co_n trol no p u e d e ser mejor, en n i n g ú n m o m e n t o , que l a e x a c t i tud de l a m e d i c i ó n de 1.a v a r i a b l e que "se va a controlar.. Por lo tanto, d e b e poderse m e d i r con e x a c t i t u d una v a r i a b l e ' fí_ sica antes de que se p u e d a hacer f a c t i b l e su control. Perturbaciones tntíry id ue tüiurciud. y/o material /i V U1 | UU 1 C controlada Proceso \ Elemento final de control Instrumento de medida L - Controlado^ Valor deseado de la variable controlada FIGURA 1.- Sistema de Control Real Imantado, El presente tema de tesis nace de una n e c e s i d a d p r á c t i c a o r i g i n a d a en el sector I n d u s t r i a l , necesidad práctica que ev l d e n c l a la d e m a n d a de d i c h o sector por la i m p l ementad on de sistemas de control r e a l l m e n t a d o s . Es d e c i r _ q u e , se dj_ señará la real 1 m e n t a c i ó n de cierto sistema con el f i n d e c o_n_ trolar una v a r i a b l e de a l g ú n proceso que g e n e r a l m e n t e c o n_s_ tituye una etapa en toda la cadena de p r o d u c c i ó n a. n i v e l 1_n dustrlal. D i c h a n e c e s i d a d descubre el p a p e l que la electrj) n i c a p u e d e a s u m i r con el fin de c u b r i r tales r e q u e r i m i e n t o s con el diseño y c o n s t r u c c i ó n de c o n t r o l e s c o n f i a b l e s y con la p r e c i s i ó n necesaria. El p r o b l e m a a resolverse se presenta c u a n d o , por causas no d e t e r m i n a d a s , se q u e m a n al m i s m o t i e m p o dos f u s i b l e s de:pr_o tección p r o v o c a n d o el paro del motor r e s p e c t i v o , o t a m b i é n / cuando en a c t i v i d a d e s de m a n t e n i m i e n t o o r e p a r a c i ó n de c i e_r to motor se r e m u e v e n , por razones de s e g u r i d a d y como una práctica c o r r i e n t e , dos f u s i b l e s de l a s ' l í n e a s de a l i m e n t a ción al motor, l u e g o de lo c u a 1 ^ sin h a b e r l o s repuesto s e ji_ rranea el sistema sin l o g r a r respuesta del motor c i tado 3 pro_ v o c a n d o p é r d i d a s de t i e m p o , y. m a t e r i a l que g o l p e a n e c o n ó m 1 c_a mente a la i n d u s t r i a . Además que en procesos i n d u s t r i a l e s , e s p e c i a l m e n t e en los que se p r e c i s a - u n a d o s i f i c a c i ó n consta_n te de a l g ú n m a t e r i a l , se p r e s e n t a n p r o b l e m a s de. s o b r e c a r g a s , l a s ' m i s m a s que d i s m i n u y e n la v e l o c i d a d de los tnotoreducto- res, sin e m b a r g o , d e b i d o a la respuesta r e l a t i v a m e n t e lienta de -las p r o t e c c i o n e s ' s e p r o d u c e la reacción tardía de 1 o s t é_r micos, esto produce una situación s-imilar a la indicada cua_n do se d e t i e n e ' c i e r t o motor con a n á l o g a s p é r d i d a s e c o n ó m i c a s . Se necesita un control que detecte variaciones de v e l o c i d a d que se encuentren fuera del r a n g o . n o r m a l p e r m i t i d o con el fin de obtener un accionar uniforme en un proceso determin_a_ do, 1.2. . . '. -' - ".. • ' - " ; B R E V E S C O N S I D E R A C I O N E S S O B R E A L G U N O S TIPOS. DE S E N S O R E S . Sensores o t r a n s d u c t o r - e s son todos a q u e l l o s d i s p o s i t i v o s que operan bajo el p r i n c i p i ó ' d e transformar una e n t r a d a que representa una v a r i a b l e física, en una señal de t i p o e l é c t r i co, la m i s m a que p u e d e s e r v i r como entrada de un sistema de control y de m e d i c i ó n . La sal i.da final de todo transductor es un n i v e l de v o l t a j e o de corriente. Desde el punto de v i s t a - d e energía, existen dos clases de transductores; los activos y los p a s i v o s . Los p a s i v o s o a_u togeneradores son los que tienen una entrada y una s a l i d a . Toda o casi toda la energía eléctrica a la s a l i d a es obtern_ da de la energía de; la señal de entrada. po encontramos 1 as * t e r m o c u p l a s Dentro de este • tj_ (energía c a l ó r i c a ) , los m i - " - crófonos de cristal (energía acüstica)'y las celdas- fotovoj_ tai cas (energía l u m i n o s a ) . Puesto que su s a l i d a . e l é c t r i c a - está l i m i t a d a por la entrada f í s i c a , estos transductor es ti e_n_ den.-a. tener s a l i d a s de baja energía r e q u i r i e n d o casi siempre amplificación. Por otro lado., un transductor a c t i v o tienejj • na entrada física, una s a l i d a eléctrica y una entrada .eléctrica de e x c i t a c i ó n , gran.parte de la 'potencia de s a l i d a es provista oor una fuente de poder a u x i l i a r , - mientras que la .señal de entrada, contribuye con una p o r c i ó n i n s i g n i f i c a n t e . Dentro de este tipo encontramos-a los sensores de t e m p e r a t_u_ ra t i p o sem i con ductor. U s u a l mente son c i r c u i t o s no realime_n_ tados con e x c i t a c i ó n fija. .Sin. e m b a r g o , e x i s t e ' u n a subclase de transductores a c t i v o s en los que la s a l i d a e l é c t r i c a sír.. ve c o m o - u n a . i n d i cae ion de desbalance o de error, y la- excitación o - e l parámetro físico es- m a n i p u l a d o e n u n a c o n f i g u r a ción real i m a n t a d a para, mantener el b a l a n c e ; la señal real i- •. 5- - mentada e s 3 entonces, una m e d i d a de l a v a r i a b l e f í s i c a . Las s e ñ a l e s de e n t r a d a y s a l i d a p u e d e n I n v o l u c r a r e n e r g í a de la misma forma o p u e d e e x i s t i r una c o n v e r s i ó n de energía de una forma a otra. A d e m á s , d e p e n d i e n d o de l a s características del Instrumento al cual se va a a l i m e n t a r con la señal -prov e n i e n t e del .sensor, puede ser n e c e s a r i o convertir tal vari_a_ ble en otra más a d e c u a d a siempre p r e s e r v a n d o el c o n t e n i d o de la señal o r i g i n a l . Debe señalarse q u e a l g u n o s instrumentos .no n e c e s i t a n i n c l u i r un elemento de c o n v e r s i ó n v a r i a b l e mie_n tras que otros r e q u i e r e n varios. . Un instrumento puede requerir que una señal representada 'por a l g u n a v a r i a b l e física sea m a n i p u l a d a en .alguna forma. Por m a n i p u l a c i ó n se desea r e p r e s e n t a r específicamente un c a m b i o en el v a l o r n u m é r i c o acorde con a l g u n a r e g l a def i ni da. pero .preservando la naturaleza física de la v a r i a b l e . C u a n d o los elementos f u n c i o n a l e s de un -.Instrumento se e n c u e n t r a n física^ 'mente separados, es necesario transmitir .la i n f o r m a c i ó n de uno a otro. (l) • La función de un' transductor de m o v i m i e n t o _ e s convertir el m o v i m i e n t o m e c á n i c o a señal e l é c t r i c a ; existen cuatro t i p o s ' de e l e m e n t o s que c u m p l e n con di.cha función. i. • • - . ' _ • " • ' • Los Interruptores e l e c t r o m e c á n i c o s p u e d e n detectar' la relja ' ción de m o v i m i e n t o m e c á n i c o si e's que se' e n c u e n t r a n dispue_s_ tos en forma tal que su estado varíe s i n c r ó n i c a m e n t e con el m o v.i miento . La I n d u c c i ó n m a g n é t i c a puede usarse p a r a d e t e r m i n a r la exi_£ tencia.de movimiento. Un i m á n rotando en Un eje genera puj_ sos de corriente en una b o b i n a p r ó x i m a al• eje. B o b i n a s de i n d u c c i ó n m a g n é t i c a detectan c a m b i o s en campos m a g n é t i c o s cuando un i m á n cercano v a r i a su p o s i c i ó n . C u a n d o el m o v i m i e n t o es muy l e n t o , el i m á n no c a m b i a de p o s i c i ó n lo suficientemente r á p i d o como para generar un p u l s o capaz ser detectado. de En tales casos, elementos que u t i l i z a n el _e-. fecto H a l l , son u t i l i z a d o s para detectar campos m a g n é t i c o s . A d i f e r e n c i a de las b o b i n a s que detectan cambios en la inte_n s i d a d de campo, los elementos con efecto H a l l son semi condu_c tores que varían su c o n d u c c i ó n directamente con la intensidad de campo m a g n é t i c o . Estos elementos h a l l a n su a p l i c a c i ó n en sensores de m o v i m i e n t o s lentos así como "en ' interruptores de * téclado. Otro método para determinar m o v i m i e n t o r o t a c i o n a l es el método óptico. En este.método se u t i l i z a una rueda agujerea- da sobre un.eje rotativo, la misma que b l o q u e a o permite el paso de un haz de luz, el cual es detectado por un sensor Ó£ tico g e n e r a n d o una señal p u l s a n t e la m i s m a que p u e d e sercojí tada y así determinar la m a g n i t u d de la rotación medida.(Z) El p r i n c i p i o del efecto H a l l se i l u s t r a en la figura 2. Una p l a c a de un conductor o - d e un s e m i c o n d u c t o r de espesor t se conecta como lo i n d i c a la f i a u r a , de tal manera que una rriente I pasa a través del m a t e r i a l . c_p_ C u a n d o se a p l i c a - un. - 7 campo m a g n é t i c o .sobre la p l a c a en una d i r e c c i ó n p e r p e n d i c u lar a la superficie de la m i s m a , se genera un p o t e n c i a l En como se I n d i c a . A este p o t e n c i a l se le d e n o m i n a voltaje Ha 11. y está dado por E,,= I t , donde I está en a m p e r i o s , B en gauss y t en centímetros. K^ es el coeficiente H a l l y t1_e n e . l a s u n i d a d e s de v o l t - c m / a m p - g a u s s . - F I G U R A 2.- El Efecto H a l l . En el método óptico se utiliza como fuente l u m i n o s a un d i o d o emisor de luz el c u a l . s e . encuentra a l i n e a d o c o n v e n i e n t e m e n te con el de-tector de e x i s t e n c i a de haz de luz al otro l a d o de la rueda agujereada u t i l i z á n d o s e . generalmente como d_e_ tector un.foto-transistor d e b i d a m e n t e p o l a r I z a d o de modo que de una señal a c o n d i c i o n a d a a los n i v e l e s necesarios como e_n_ t'rada al c i r c u i t o de control. En un detector de p r o x i m i d a d de r e l u c t a n c i a v a r i a b l e (flgjJ ra 3), cu ando el m a t e r i a l m a g n é t i c o pasa cerca a la superficie se n si b l e del sensor, .la r e l u c t a n c i a del campo m a g n é t i c o c a m b i a con el t i e m p o g e n e r a n d o cierto voltaje en la b o b i n a . Estos detectores son s i m p l e s y baratos y dan un voltaje alto a la s a l i d a , r e g u l a r mente de a l g u n o s v.oltios bajo ciertas c o n d i c i o n e s t í p i c a s de p r o x i m i d a d . El v o l t a j e de s a l i d a aj¿ menta con la cercanía del hierro m ó v i l con el detector. El muestreo de dos p u l s o s en un barrí do. s i m p l e de un o s c i 1 o s c_o p i ó con una base de tiempo c a l i b r a d a p e r m i t e m e d i r la v e l o cidad promedio. Una gran e x a c t i t u d se o b t i e n e al a p l i c a r los p u l s o s de voltaje a un m e d i d o r e l e c t r ó n i c o de i n t e r v a l o de t i e m p o . Si una señal a n á l o g a (voltaje DC v a r i a b l e ) pro- p o r c i o n a l a la v e l o c i d a d es d e s e a d a , c o n v e r t i d o r e s frecuencia a voltaje p u e d e n ser conectados a los t e r m i n a l e s de salj_ da del detector. Sin embargo, esta c o n e x i ó n general mente no dará tan alta p r e c i s i ó n como la técnica de conteo de p u l s o s - . (3) ' imán permanente FIGURA 3.- El detector'de proximidad de reluctancia variable. Velocidades rotacionales pueden ser medidas convenientemente u t i l i z a n d o l á m p a r a s estroboscopicas' e l e c t r ó n i c a s , las que se e n c i e n d e n 1 y a p a g a n con una r e l a c i ó n de tiempo c o n o c i d a y ajustable. La luz es dirigí'da sobre el eje del motor a i r e - dedor del cual se ha c o l o c a d o una tarjeta de papel con l i n e a s b l a n c a s y negras. La frecuencia del c e n t e l l e o de la l á m p a - ra es ajustada hasta que la tarjeta ap.arente no tener m o v i miento. En esta s i t u a c i ó n , la frecuencia de la l á m p a r a y la frecuencia del motor son i d é n t i c a s , y el v a l o r n u m é r i c o pu_e_ de ser l e í d o en la e s c a l a c a l i b r a d a de la l á m p a r a con un e rror en la' p r e c i s i ó n de a l r e d e d o r de _+ 1% de la lectura. El rango de frecuencia de la l á m p a r a en una u n i d a d t í p i c a es de 110 a 25.000 c e n t e l l e o s por ni i ñuto. Un g e n e r a d o r DC o r d i n a r i o , usando un i m á n permanente o un campo con excitación i n d e p e n d i e n t e , produce un voltaje de s_a_ l i d a con una p r o p o r c i ó n d e f i c i e n t e ^ la v e l o c i d a d . (4) 1.3. APLICACIONES. Se m e n c i o n a n algunos caso.s prácticos en los c u a l e s la necesj^ dad del c i r c u i t o detector de g i r o es 'evidente para asegurar una o p e r a c i ó n c o n f i a b l e de un sistema d e t e r m i n a d o . En el primer caso se encuentra un motor que acciona un tornj_ l i o s i n - f i n bajo el que se m u e v e una b a n d a que acarrea e l m a _ ten" al que saca el t o r n i l l o y que será s o m e t i d o . a un proceso determinado. C u a n d o el p r o b l e m a m e n c i o n a d o se s u s c i t a , el motor de la b a n d a se p.ara, el material no es acarreado y se produce una gran a c u m u l a c i ó n del material p r o v e n i e n t e del s i n - f i n d o s i f i c a d o r , el que no cesa de e n v i a r m a t e r i a l a la b a n d a d e b i d o a la i n h a b i l i t a c i ó n del 'circuito de control . - 10 - • Esto p r o v o c a un retraso en l a p r o d u c c i ó n con la consecuente p é r d i d a de tiempo y di ñero, además de la enorme d i f l c u i t a d para poner el sistema nuevamente en o p e r a c i ó n . En i cual forma se suscita el p r o b l e m a en la f a b r i c a c i ó n de c o l c h o n e s , en d o n d e tenemos un motor.que a c c i o n a un sistema d o s i f i c a d o r del m a t e r i a l de r e l l e n o , de modo tal que los coj_ chones- a d q u i e r a n u n a a p a r i e n c i a u n i f o r m e , precisa. Cuando este motor se para por las causas a n o t a d a s , se provoca producción la de c o l c h o n e s defectuosos con r e l l e n o no unifor- me, p r o v o c a n d o u n a - p é r d i d a d e m a t e r i a l , p é r d i d a económica que retrasa la producción n o r m a l , puesto que a pesar de que d i c h o motor se encuentra p a r a d o , el-'resto del sistema de pr_o d u c c i ó n c o n t i n u a f u n c i o n a n d o en una n o r m a l i d a d aparente; i_n_ e l u s i v a , si tal motor varía, con. fácil i dad su vel oci d a d , debj_ do a defectos en la real imen'taci ón 5 se p r o d u c i r á n c o l c h o n e s con una s u p e r f i c i e no uniforme con las c o n s i g u i e n t e s p é r d i das . . " ' Otro caso a n á l o g o se detecta en la i n d u s t r i a t e x t i l , p a r t i c u l a r m e n t e en el teñido de tela y en la texturización de la misma. En ambos casos, si se detiene el motor que acarrea la tela o varía m u c h o su v e l o c i d a d , se obtiene un a c a b a d o defectuoso en el p r i m e r caso, y la q u e m a d u r a de la tela en el segundo;, todo esto con p é r d i d a s s i m i l a r e s a las de 1o:s cj. sos ante r i o r es. Otro caso importante es el referido a la i n d u s t r i a maderera en la que troncos de á r b o l e s que giran en un torno van siendo rebanados en l á m i n a s u s a n d o ciertas cu 11 chillas, dichas l á m i n a s son expuestas a d e t e r m i n a d a tensión por una b a n d a m o v i d a por un motor que al m i s m o tiempo acarrea las l á m i n a s . Al pararse el motor se provoca la d e s t r u c c i ó n de las l á m i n a s con las consecuentes p é r d i d a s m a t e r i a l e s , el retraso en l a p r o d u c c i ó n y la c i r c u n s t a n c i a de que al s e g u i r e l • s i stema en f u n c i o n a m i e n t o ^ se real iza un trabajo i n f r u c tuoso que s i g n i f i c a un consumo v a n o de e n e r g í a , e q u i p o y m_a_ no de obra. Por u l t i m o se m e n c i o n a el caso de la i n d u s t r i a e m b o t e l l a d o r a de refrescos y b e b i d a s , en la que las botellas giran en cierto d i s p o s i t i v o a c c i o n a d o por un motor para ser l l e n a d a s con d e t e r m i n a d o l í q u i d o , a c c i ó n p e r i ó d i c a que cuaj^ do se detiene el motor que h a c e ' g i r a r a l a s b o t e l l a s , p r o v_o_ ca un e m b o t e l l a m i e n t o repetitivo en u na.misma b o t e l l a , " q u e d e r i v a en una p é r d i d a del l í q u i d o , en una p a r a l i z a c i ó n de la producción con las c o n s i g u i e n t e s p é r d i d a s e c o n ó m i c a s . El c i r c u i t o detector de giro de un motor AC controlará los problemas m e n c i o n a d o s . q u e se suceden en una gran v a r i e d a d en el sector i n d u s t r i a l ; una vez detectado el paro del motor o Ta reducción- de su v e l o c i d a d , se proveerá de una s a l i d a .c_a paz de ser u t i l i z a d a para activar un c i r c u i t o de a l a r m a o p_a ra desconectar todo el' sistema s e c u e n c i a l m e n t e en forma au;to mática. Esto permite que el p r o b l e m a sea resuelto protegí e_n d o . a d e c u a d a m e n t e la normal i dad de la produce ion en determinj. da i n d u s t r i a . '1.4. MOTOREDUCTORES EXISTENTES CON SALIDAS MAS COMUNES. A juzgar por i n f o r m a c i o n e s técnicas otorgadas por A S E A , U.S. _ 12 ~ ' Eléctrica] Motors, S i e m e n s , que son las firmas comerel a l e s más c o n o c i d a s en nuestro m e d i o , se p u e d e notar la exi.stenc1 a de una gama de motoreductores cuyas v e l o c i d a d e s m á x i m a s y m í n i m a s se d e t a l l a n a c o n t i n u a c i ó n en la t a b l a 1 i n d i c a d a ; e n t e n d i é n d o s e que entre las v e l o c i d a d e s extremas existe una gran v a r i e d a d de v e l o c i d a d e s que se puede c o n s e g u i r en las citadasmarcas. MARCA RPM m f n . ASEA 65 SIEMENS 40 U . S . MOTORS RPM máx. 5.06 TABLA 1.- Rangos disponibles en motoreductores. Debe a d v e r t i r s e que la U.S. E l e c t r i c a l Motors no provee motoreductores sino m o t o v a r i adores en una a m p l i a gama. Por _e j é m p 1 o , un motoreductor de 15 HP tiene los s i g u i e n t e s rangos de v a r i a c i ó n : 3650/457; 1595/200; 737/92; 216/27. O b s e r v a n d o los rangos en RPM d i s p o n i b l e s en motoreductores de ASEA y SIEMENS, s e . c o n c l u y e que el d i s p o s i t i v o producto de esta tesis c u m p l e a s-atisfacción en el rango de control de v e l o c i d a d c u a n d o el. a c o p l a m i e n t o entre el motoreductor y la carga sea realizado en forma d i r e c t a , esto es, a de un m a t r i m o n i o . través Cuando el a c o p l a m i e n t o no se r e a l i z a en forma directa s i n o a través de p o l e a s o c a d e n a s , el rango de control pued.e incrementarse d e p e n d i e n d o del tamaño de las - 13 - p o l e a s o de las c a t a l i n a s c u a n d o el a c o p l a m i e n t o es por cadena; y aún del tamaño o l o n g i t u d de esta ú l t i m a . Esto de_ bi do a que la detección de g i r o pue-de obtenerse en las- p o l e a s , c a t a l i n a s e I n c l u s i v e en la c a d e n a , en cuyo caso se p o d r í a n usar motores di rectamente a 1720 RPM s i e m p r e que la vel oc_1_ da'd a n g u l a r de la c a d e n a se encuentre en el rango de'control del detector de g i r o . Es decir que para, el caso de a c o p l a m i e n t o s i n d i r e c t o s , el 1ri_ cremento del rango de control d e p e n d e r á e x c l u s i v a m e n t e del l u g a r en el que se c o l o q u e el sensor u t i l i z a d o el m i s m o que proporciona la I n f o r m a c i ó n al detector de g i r o . CAPITULO ANÁLISIS Y . II DISEÑO 2.1. E s p e c i f i c a c i o n e s y configuración del sistema de control. 2.2. D i s e ñ o del c i r c u i t o de c o n t r o l . 2.3. A c o p l e sensor - c i r c u i t o de control 2.4. A l g u n a s c o n s i d e r a c i o n e s sobre construcción y montaje. - 14 C A P I T U L O ANÁLISIS 2.1. Y II DISEÑO E S P E C I F I C A C I O N E S Y C O N F I G U R A C I Ó N DEL SISTEMA DE CONTROL 2.1.1. LIMITES DE' C O N T R O L . Se fijan los l í m i t e s de control entre 10 y 230 R P M, rango que cubre la t o t a l i d a d de los motoreductores marca ASEA y S I E M E N S , y parte de los U.S. MOTORS, de .acuerdo a la i n f o r - ; m a c i ó n presentada e n l a t a b l a l . Siendo un detector de g i r o , se b r i n d a un control para prefi jar un limité m í n i m o de v e l o c i d a d , control a m p l i o que pernr[ te, a criterio del operador y d e p e n d i e n d o délas n e c e s i d a d e s obtener un control grueso o fino de la v e l o c i d a d m e d i d a . Se e v i d e n c i a la v e r s a t i l i d a d del presente sistema de control., si se considera los distintos tipos de a c o p l a m i e n t o que pu_e_ den - i m p l ementarse sobre el eje de un determinado motor, t_a les como t i p o b a n d a , cadena o p i ñ o n e s , los que .al presentar d i s t i n t a s relaciones de r o t a c i ó n , p o s i b i l i t a n puntos de control tener v a r i o s d i s p o n i b l e s l o g r a n d o , de esta forma, p l i a r los l í m i t e s de control s e ñ a l a d o s . 2.1.2. C O N F I G U R A C I Ó N Y D I A G R A M A DE B L O Q U E S . am- La figura 1 permite a p r e c i a r de una manera muy g e n e r a l , l a s p a r t e s , de las que b á s i c a m e n t e se c o n s t i t u í ría el presente sistema de control real i m a n t a d o de cierta v a r i a b l e , que en este caso p a r t i c u l a r es la v e l o c i d a d de un m o t o r e d u c t o r , en un d e t e r m i n a d o proceso. Puesto que tal sistema i n v o l u c r a un instrumento de m e d i d a , se ha escogido la t e c n o l o g í a d i g i t a l como la más a d e c u a d a por su alta p r e c i s i ó n y c o n f i a b i l i d a d ; y dentro de ésta, la ' t e c n o l o g í a CMOS por ser a d e c u a d a _ para el tratamiento de las señales de. baja frecuencia i n v o l u c r a das, y p o r q u e en el m e d i o i n d u s t r i a l en el que va a funcionar es i m p o r t a n t e tener un margen alto de r u i d o . Entre o- tras razones para su e l e c c i ó n p u e d e n m e n c i o n a r s e , el bajo c o n s u m o de p o t e n c i a y el aporte que p o d r í a b r i n d a r las exp_e_ r i encías o b t e n i d a s en su u t i l i z a c i ó n a la d i f u s i ó n del tra_ t a m i e n t o de la técnica C-MOS como una buena a l t e r n a t i v a a los c i r c u i t o s TTL de a m p l i a u t i l i z a c i ó n en nuestro me di o. El sistema consiste t a m b i é n de un c i r c u i t o c o n t r o l a d o r , ci_r cuito que en la presente tesis c o n s i s t i r á de un c o m p a r a d o r de m a g n i t u d .de 4 b i t s , el m i s m o que será un elemento de te£ n o l o g i a C-MOS para g u a r d a r c o n c o r d a n c i a con la t é c n i c a u t i l i z a d a en el instrumento de m e d i d a . Como el emeuto final de- control se u t i l i z a r á n dos contactos n o r m a l m e n t e cerrados de un relé conectador en serie a la alj_ m e n t a c i ó n del motor controlado o a 1a a l i m e n t a c i ó n del prj[ mer motor en d e t e r m i n a d o proceso s e c u e n c i a l , y a d e m á s , cane£ tando dos t e r m i n a l e s n o r m a l m e n t e cerrados de su contactor • - 16 - p r i n c i p a l en serle con-1.a a l i m e n t a c i ó n del s i g u i e n t e motor y así s u c e s i v a m e n t e ; de modo q u e , c u a n d o se detecte a l g u n a a n o m a l í a en la v e l o c i d a d del motor,.éste se d e t e n g a o en el otro caso s se desconecte la a l i m e n t a c i ó n al p r i m e r motor,el m i s m o que actuará sobre el s i g u i e n t e motor y así s u c e s i v a mente, de modo tal .que -al -término de' d i c h a a c c i ó n , 'el proc_eso se detenga total mente hasta que el p r o b l e m a presentado sea detectado y s o l u c i o n a d o . ' - • , Para fijar el límite m í n i m o de v e l o c i d a d se proveerá de-tres i interruptores rotati vos- ti po BCD los cuales b r i n d a n la posjf b i l r d a d de a m p l i a r .o .disminuir el m a r g e n p e r m i t i d o de error' de acuerdo a las n e c e s i d a d e s p l a n t e a d a s en un proce-so* dete_r minado. . P o r . ú l t i m o , a fin de detectar el m o v i m i e n t o del eje del mjD tor a controlarse, se uti 1 izará'- un sensor de p u l s o s sin - un i ó n mecánica, detector de elementos f erromagnéti eos el mi_s m o ' q u e consiste.fundamentalmente en una caja que contiene un c i r c u i t o oscilante e l e c t r ó n i c o . Al acercarse una masa-me t á l i c a al circuito o.scilante, éste se amortigua. Las vari_a_ clones en el consumo de corrí ente . c u a n d o • el c i r c u i t o osci-la_n_ te se e n c u e n t r a a m o r t i g u a d o o n o s son registrados como impuj_ sos. (5) . ' ' '. - ' - Este sensor de tipo m a g n é t i c o , s'e c o n s i d e r a como una v a r i a - , clon del detector de p r o x i m i d a d de r e l u c t a n c i a v a r - i a b l e me_n_ c l o n a d o en el punto 1.-2. -Se e l i g i ó este t i p o de sensor a _o tras clases de detectores, y p a r t i c u l a r m e n t e , al a c o p l e ópti_ co muy . uti 1.izado y d i f u n d i d o , por el medio' en el cual va a operar el sensor en c u e s t i ó n ; c o n s i d e r a n d o un m e d i o i n d u s - " trial con un a m b i e n t e cargado de p e q u e ñ a s p a r t í c u l a s provenientes del material procesado,, el .sensor ó p t i c o podría ca_u sar problemas' si no se m a n t i e n e n l i m p i a s sus s u p e r f i c i e s , tanto del emisor como del detector, así como t a m b i é n Tos orj_ fie i os i m p l e m e n t a d o s e n . e l d i s c o a c o p l a d o al eje. Además de ser una buena a l t e r n a t i v a , 1 a. uti 1 izaci ón de'este tipo: de' s.ensor t i e n d e a ' p r o v e e r ciertas consideraciones útiles y n_e_ . ees arias con. el -fin de 'di v e r s i f i c a r ' e l uso de d i s t i n t o s tj_ pos de sensores. Los" b l o q u e s básicos constitutivos del detector de p a r o - son lossiguientes: * . 'a) El c i r c u i t o de tiempo.- Comprenderá la obtención dala.-i_n formación y su procesamiento; es d e c i r , i n c l u y e el ins- trumento de- m e d i d a y el sensor de . vel oci dad . b ). El c i r c u i t o comparador. --. Determi nará cuándo l a me di da del . instrumento es menor que la de referencia; .incluye, el cqm parador como tal,, y los interruptores rotativos tipo BCD los cual es determinarán el l í m i t e m í n i m o de v e l o c i d a d . c) El c i r c u i t o -de d i s p a r o » - Receptará la i n f o r m a c i ó n propo_r c i o n a d a por el circ.uito c o m p a r a d o r , y en caso de presentarse Va a n o m a l í a descrita, a c o n d i c i o n a r á l a señal- de m_o ; do tal, que pueda ser-usada para activar el circuito de • - 18 - potencia.. d) El circuito de potencia..- Se encargará, una vez que ha sj_ do a c t i v a d o por el circuito de d i s p a r o , de p r o v e e r 1 a • p_£ si b i l í dad de cortar la a l i m e n t a c i ó n de un d e t e r m i n a d o rno_ tor. e) El circuito i n i c i a d o r de tiempo de'control . - Proporción^ rá un d e t e r m i n a d o t i e m p o de retardo durante el cual de_s_- h a b i l i t a r á el . contador -y el circuito de d i s p a r o . La figura 4-, permite a p r e c i a r v i s u a l m e n t e _el d i a g r a m a d.ebl_o ques d e s c r i t o . - C i r c u i: t o de t i e m p o í Circuito Comparador Circuito de d i s p a r o Circuito de p o t e n c i a Iniciador de tiempo FIGURA 4.,- Diagrama general de bloques. 2.2. D I S E Ñ O DEL CIRCUITO DE" C O N T R O L . 2.2.1. DISEÑO DEL CIRCUITO I N I C I A D O R DE T I E M P O DE C O N T R O L . Con el fin. de evitar una detección prematura de error en la - 19 - v e l o c i d a d de cierto motor, esto es, c u a n d o el motor no l l e ga a ú n _ a su v e l o c i d a d n o m i n a l , se provee u'n cierto t i e m p o de retardo durante el cual se m a n t i e n e i n h a b i l i t a d o el proceso de control . Se. asume un v a l o r de fuente de voltaje de 15 V DC 5 v a l o r que se justificará en el punto 2.2.6. U t i l i z a n d o la caracterí_s tica de los circuitos tipo Schmitt - T r i g g e r que presentan una r e l a c i ó n entre sus voltajes de entrada y de 'salida con h i s t é r e s i s , se escoge una compuerta t i p o NAND CD4093 con esa característica, con el fin de a p l i c a r a una de sus entradas el voltaje de carga no l i n e a l de un c a p a c i t o r , voltaje que al l l e g a r al nivel Vj +5 voltaje de .umbral p o s i t i v o fijado en 9 v o l t i o s típicos, permite el c a m b i o de estado de su s a l i d a a un cero l ó g i c o . 'Esta salida es u t i l i z a d a para h a b i l i t a r la secuencia de las distintas etapas de las" que consta todo el proceso; además del c i r c u i t o de disparo.. C a b e mencionar; se que l a entrada restante de la compuerta NAND u t i l i z a d a se deberá conectar a uno l ó g i c o , p r o v i s i o n a l m e n t e . El circuito implementado. se muestra en l a figura 53 bajo la cual se pns senta la. e c u a c i ó n que d e s c r i b e el comportamiento del voltaje de carga del capacitor. FIGURA 5.- Circuito iniciador de tiempo. - 20 - Ve - Vcc (1 - e RlCl ) . (2,1) L a s c o m p u e r t a s u t i l i z a d a s s e d e n o t a r á n c o n l a l e t r a G séguj_ da de un s u b í n d i c e con el fin de f a c í l i t a r su 1 ocal i z a c i ón en el p l a n o p r e s e n t a d o en el Anexo I. En e l p r e s e n t e c a s o , e l t i e m p o d e c a r g a t ' s e escoge como de 10 segundos, v a l o r s e l e c c i o n a d o con un c r i t e r i o experimental p u e s t o que en la p r á c t i c a se e n c u e n t r a n m o t o r e s que ren t i e m p o s d e . r e t a r d o d i s t i n t o s para, cada t i p o de r e q u i _e motor y en un r a n g o a m p l i - o que p u e d e e s t a r en el o r d e n de 1 a 15 s_é g u n d o s ; la fuente Vcc será de 15 v o l t i o s , v a l o r a s u m i d o , y e-1 v o l t a j e Ve al c u a l se c a r g u e el ' c o n d e n s a d o r s e r á de 9 voj¡_ ti o s q u e c o r r e s p o n d e a l v o l t a j e d e u m b r a l p o s i t i v o d e l a co_m puerta. D e s p e j a n d o las i n c ó g n i t a s se procede a su determi- .nación de la siguiente forma: Ver RC = t / ¿ n CC Vcc - V T+ = 10 s e g / £ n 15 15 - 9 - 10.92 seg. Si se escoge para C x el valor de 10 microfaradios, obtenemos para R x un / valor de 1.09 Mega-ohmios cuyo valor estándar más cercano es de 1 Megaohmios, resistencia u t i l i z a d a que redefine el tiempo de carga t 9.16 s e g u n d o s , - t i e m p o después del c u a l , a p a r t i r . d e l encendido, se cia todo el proceso de control. como inj_ - . - 21 - • 2.2.2. DISEÑO DEL C I R C U I T O DE T I E M P O . Referido al sistema de control real i mentado i n d i c a d o en el p r i m e r capítulo, fi g u r a 1, el c i r c u i t o de tiempo represen t_a ría todos los ci.rcuitos r e l a c i o n a d o s con el instrumento de m e d i d a y el sensor, pero' éste será 'tratado en el punto 2.3. Existe una gran, v a r i edad de contadores e l e c t r ó n i e o s con los c u a l e s se puede m e d i r frecuencia., período o i n t e r v a l o de tiempo; estos instrumentos contienen cuatro tipos diferentes de circuitos internos: 1) Acondicionadores de señal de entrada los cuales transfo_r man la señal de entrada en una _ s e r i e de p u l s o s para el co_n ' teo, 2) Un generador de base de tiempo, el cual p r o p o r c i o n a incre mentos precisos de tiempo durante los c u a l e s se cuentan 1 os pul sos , 3) Una compuerta, la cual sirve para activar y. parar el ap_a rato contador, 4) Un contador de décadas y un i n d i c a d o r , el primero, cuenta los p u l s o s y el segundo p r o p o r c i o n a una lectura en forma digital. En los medidores de frecuencia, la señal de entrada se a 1 j[ menta a un adaptador de seña.l , el c u a l produce un tren de p u l s o s .que se a l i m e n t a , a su vez, a la compuerta s i m u l t á n e a 22 - mente con una sena] p r e d e t e r m i n a d a de base de t i e m p o . contadores, en d e c a d a s registran el número de p u l s o s Los en el t i e m p o dado, el cual se Interpreta en términos de la frecuejí • cía. En los m e d i d o r e s de período, la b a s e . d e t i e m p o se utviliza p_a ra p r o p o r c i o n a r un numero co.nocido de p u l s o s por u n i d a d de t i e m p o , mientras que la señal de entrada acciona la c o m p u e_r ta. El conteo realizado es una i n d i c a c i ó n del período d é l a señal de entrada. Puesto que existe un error potencial inherente de +_ 1 cuenta en el encendí do y . a p a g a d o de l a . c o m p u e r t a de- c o n t r o l , rne_ di d a s . d e frecuencia son más .preci s-as para señales de alta frecuencia mientras las medidas .del .período son más precisas para señales de baja frecuencia. do a 1000 RPM con una rueda que p r o d u c e 100 p u l s o s por r e v_o_ l ú e ion, genera 1667 tra. Por ejemplo, un eje rotaj^ p u l s o s en un segundo de período de m u e_s_ La i n e x a c t i t u d sería de un p u l s o en 1667 el eje rotaría a 10 R P M el error sería del 6%. o 0.06%. L a s - mismas señales m e d i d a s en forma de.periodo con una señal de de 1000 Si reloj Hz y tomando una muestra en media r e v o l u c i ó n tendría una i n e x a c t i t u d del 3 .-3% y del 0.03% respectivamente. Para obtener la resolución necesaria al medir la frecuencia de una señal de baja frecuencia se requeriría aumentar el n_ú mero de p u l s o s generados por r e v o l u c i ó n . - 9(~ D e b i d o a que las f r e c u e n c i a s a m e d i r s e son bajas, se utili z_a_. rá un m e d i d o r de p e r i o d o , pero dado que de lo que se trata es m e d i r la frecuencia en revoluciones' por m i n u t o , se n e c e s a r i o un proceso para transformar la m e d i d a de hace período en m e d i d a de frecuencia. El circuito descrito es un contador inversor de p e r í o d o , el m i s m o q u e . e n c u e n t r a el reciproco de la m e d i c i ó n del período u t i l i z a n d o contadores BCD y binarios. Para l l e v a r a lo s e ñ a l a d o , se" necesitan- cuatro contadores. cabo Primero un co_n tador de período de la-se.ñal d e s c o n o c i d a , contabi 1 izando, un número de p u l s o s de reloj N durante un c i c l o de la .serial de entrada, en donde N representa la r e l a c i ó n que 'existe entre la frecuencia F de un reloj d e . peí-1 iodo' y l a frecuencia f de la señal de entrada. tador d i v i s o r para N. Esta lectura programa un segundo COJT_ Un tercer contador provee una canti- dad fija K de p u l s o s de frecuencia r á p i d a . Estos K pulsos se a p l i c a n al s e g u n d o contador el m i s m o que c a l c u l a la cifra K/N, obteniéndose de esta forma" el recíproco del período N m e d i d o , y produci endo un número de p u l s o s p r o p o r c i o n a l a la frecuencia de la serial desconocida. F i n a l m e n t e , un cuarto contador a c u m u l a estos pulsos. para d e s p l e g a r la lectura de frecuencia en los i n d i c a d o r e s . Todo lo i n d i c a d o se puede a p r e c i a r con mayor c l a r i d a d al ex_a m i n a r el d i a g r a m a de b l o q u e s p r e s e n t a d o en la f i g u r a 6. Para 230 r e v o l u c i o n e s por m i n u t o , la mayor v e l o c i d a d a ser • . - 24 - - m e d i d a , el p e r í o d o de señal es de 0 . 2 6 s e g u n d o s . Para., m e d í r l a v e l o c i d a d c o n u n a r e s o l u c i ó n del 1% a 2 3 0 r e v o l u c i o n e s por m i n u t o , 100 p u l s o s de r e l o j d e b e n - c o n t a r s e en ese p o, por lo que la f r e c u e n c i a del r e l o j de p e r i o d o debe "t i e_m ser 384.62 Hz. f — fc- Contador de período Contador di vi sor'para Contador del Cociente Contador 'del Dividendo Decodificador e indicador f: Señal fv: Reloj de período R; Reloj rápido FIGURA 6.- Contador Inversor de período. Para 10 r e v o l u c i o n e s por minuto, la menor v e l o c i d a d a medi_r se, el período de señal es de 6 segundos. En este t i e m p o ^ p u e d e n contarse 6 x 384."62 p u l s o s , o sea 2308 .cuentas. E£ ta cifra define el tamaño del contador de período y del co_n_ tador d i v i s o r para N, los dos d e b e n tener la capacida'd de contar hasta 12 bits o sea 4096 cuentas. Puesto que se nota un d e s a p r o v e c h a m i e n t o de toda la c a p a c i dad de l o s contadores mencionados, se p u e d e hacer un reaju_s te al d i s e ñ o y a s i g n a r ,4000 cuentas de. reloj de período que - 25 - p u e d a n ser contados en el - p e r í o d o de señal c o r r e s p o n d i e n t e a 10 r e v o l u c i o n e s por m i n u t o . Esta d e c i s i ó n c a m b i a la fr_e c u e n c i a del reloj de período que ahora será de 666.67 Hz 5 v_a lor que mejora la r e s o l u c i ó n al 0,58% a 230 r e v o l u c i o n e s por mi ñuto. • Ya que 4000 p u l s o s de reloj de período se e n c u e n t r a n asoci_a dos a 10 r e v o l u c i o n e s por m i n u t o , y que 10 debe ser la le_c_ tura mostrada en los i n d i c a d o r e s , se necesitan 40.000 pulsos de reloj r á p i d o como d i v i d e n d o a fin' de obtener tal lectura. Esto define un contador del d i v i d e n d o con c a p a c i d a d de co_n tar hasta 16 bits. En vista de que la 1ectura .máxima a ser i n d i c a d a será de 230 revol uc-i ones por minuto., el contador del cociente c o n s i s t i rá de tres décadas BCD. • De la forma p r e v i s t a se obtendrá una lectura por cada dos re v o l u c i o n e s , puesto que se o b t i e n e l a i n f o r m a c i ó n , el período de la señal s- durante una r e v o l u c i ó n , y se necesita un tieni po a d i c i o n a l para procesar tal i n f o r m a c i ó n , es d e c i r , para i n v e r t i r la m e d i d a del .período- con el fin de i n d i c a r a la s a l i d a la frecuencia a la que gira un determinado motor en r e v o l u c i o n e s .por minuto. Con el objeto de no d e s p e r d i c i a r p u l s o s de señal una p é r d i d a de i n f o r m a c i ó n , se e s t a b l e c e un t i e m p o/nrá'x i m o de p r o c e s a m i e n t o de la información que podría octí'p-ár t,o,d'o,.erl '"••* '?"• U * fe* í /„.. L: . ¿a L ¿ \s E - 26 - tiempo d i s p o n i b l e hasta que l l e g u e un tercer pulso de señal, el mlsnro que se constituiría en'el pulso Inicial para o b t_e ner una s e g u n d a muestra de l a Información de la v e l o c i d a d de un motor. La frecuencia del reloj r á p i d o se e s t a b l e c e coj]_ slderando la c o n d i c i ó n a n t e r i o r , a la s i t u a c i ó n más c r i t i c a qué seria .a la v e l o c i d a d . m á x i m a o sea a por m i n u t o . 230.-revoluci ones Es d e c i r q u e , en un perío'do del límite superior de v e l o c i d a d deben contarse 40.000 p u l s o s del reloj r á p i d o , además de - u n . cierto margen para abarcar todo el resto del pr_o ceso que es mínimo en relación a los 40.000 pulsos mención^ dos. La frecuencia del reloj rápido se establece, de esta forma, que d e b e ser un poco mayor, por lo menos, a 153.847 Hz. Más tarde se precisará tal 1.imite cuando se conozcan to das las acciones tendientes a complementar 'el procesamiento d e " l a información. Sin e m b a r g o , de esta forma se obtendrá, a 10 r e v o l u c i o n e s por mi ñuto 3. una lectura cada 12 s e g u n d o s , tiempo excesivo que se intentará d i s m i n u i r . Con ese propó- sito, se acorta a la mitad el tiempo de obtención de l a ' i _n_ formación pertinente, es. decir, se necesita que se generen dos pulsos d'e señal por revolució'n. Esto significa que se requeriría la mitad del período de señal para obtener la iji formación necesaria y la otra m i t a d para p r o c e s a r l a ; de esta forma, a 10 r e v o l u c i o n e s por m i n u t o , se obtendrá una lectura cada 6 s e g u n d o s ; g e n e r a l i z a n d o , se obtendrá una i n d i c a c i ó n de la lectura de la v e l o c i d a d de un motor por cada revolución del m i s m o , a c a m b i o d e l " proceso anterior que i n v o l u c r a la ne c e s i d a d de dos r e v o l u c i o n e s de motor por lectura en los i n dJ_ cadores. - 27 - Tomando en cuenta la c o n s i d e r a c i ó n a n o t a d a , se redefinen las frecuencias del reloj de p e r í o d o y del reloj r á p i d o dupl ica'ji dose sus v a l o r e s que ahora serán de 1333 ; 33 Hz, y a l g o de 307.694 Hz. r e s p e c t i v a m e n t e . más Sin e m b a r g o , este cambio no p r o d u c e a l t e r a c i o n e s en el v a l o r de r e s o l u c i ó n de 0.58% a Z30 r e v o l u c i o n e s por m i n u t o . Como se a d v i e r t e » todo el proceso genera una s e c u e n c i a dedi_s_ tintos pasos o estados 'los cuales p u e d e n controlarse con la i m p l e m e n t a c i ó n de un control secuencia! l ó g i c o , el mismo que debe p r o v e e r las. s e ñ a l e s de h a b i l i t a c i ó n y d e s h a b i l i t a c i ó n para las distintas acciones a c u m p l i r s e a fin de completar el proceso. Puede d e s c r i b i r s e , tanto tales a c c i o n e s como t_o dos sus pasos i n t e r m e d i o s , p r e v i o s o posteriores a dichas a£ c i o n e s , de la s i g u i e n t e forma: Se requiere p r e v i o a la a d q u i s i c i ó n de datos, una señal que borre el c o n t e n i d o a c u m u l a d o en el contador de p e r í o d o , esta señal a la vez, h a b i l i t a r á la recepción por parte del. control s e c u e n c i a l 1-ógico del primer p u l s o . v a l i do de sensor, cuya presencia fijará el tiempo de e x i s t e n c i a de esta p r i m e r a s_e_ n a l , tiempo que como se a d v i e r t e será v a r i a b l e d e p e n d i e n t e de la v e l o c i d a d a m e d i r s e con una r e l a c i ó n i nversa- de propo_r ció na!i d a d , es decir que, a mayor v e l o c i d a d c o r r e s p o n d e menor t i e m p o de d u r a c i ó n de esta primera s e ñ a l . un Al aparecer el p r i m e r p u l s o p r o v e n i e n t e del sensor, es necesario la e x i_s_ tencia de una s e g u n d a señal que permita el paso de la señal del reloj de p e r í o d o al. contador de p e r í o d o , su d u r a c i ó n CJD - 28 - - r r e s p o n d e r á a l a m i t a d d e l p e r f o d o c o r r e s p o n d i e n t e a u n a r_e v o l u c l ó n de motor y por l o m i s m o , su d u r a c i ó n será v a r i a b l e e I n v e r s a m e n t e p r o p o r c i o n a l a la v e l o c-i dad del motor; es n_e_ c e s a r l o , por tanto, h a b i l i t a r la r e c e p c i ó n por parte del ci_r c u l t o de control secuencia! l ó g i c o del s e g u n d o p u l s o de sen sor, a c c i ó n que al p r o d u c i r s e d e t e r m i n a r á el fin de la dur_a c l o n de esta s e g u n d a señal de h a b i l i t a c i ó n . Una tercera señal s e . n e c e s i t a con el propósito de borrar el contenido a c u m u l a d o en el contador del - d i v i d e n d o y en los contadores del c o c i e n t e , a d e m á s de cargar los datos p r o v e nientes del contador d e p e r f o d o a la s a l i d a del contador dji_ vi sor para N. . •. Se p r e c i s a una cuarta señal de h a b i l i t a c i ó n para proceder a la obtención del cociente de la d i v i s i ó n ; esta señal p e r m i t i r á e l paso d e ' l o s p u l s o s d e reloj r á p i d o h a c i a l a entrada del contador d i v i s o r para N, y h a c i a la entrada del contador del d i v i d e n d o ; esta señal tiene una d u r a c i ó n fija d a d a por el número de p u l s o s de reloj r á p i d o , de los que c o n s i s t e el dividendo, d i v i d i d o , para su frecuencia. Una q u i n t a señal se u t i l i z a con el fin de carga-r los datos a c u m u l a d o s en el contador del cociente al d e c o d i f i c a d o r , con el fin de que la lectura de v e l o c i d a d a c u m u l a d a sea d e s p l e g a d a en l o s ' i n d i c a d o r e s . Por ú l t i m o una sexta s e ñ a l , r e i n i c i a l i zaría todo el proceso - 29 - • a fin de h a c e r l o r e p e t i t i v o . Esto p r o v o c a que se muestre _u na l e c t u r a . p o r cada r e v o l u c i ó n , lo c u a l p r o v o c a a altas v_e l o c i d a d e s un d e s t e l l o m o l e s t o a la v i s t a que i m p i d e l a apr_e e l a c i ó n correcta de la l e c t u r a . Con el fin de c o r r e g i r tal s i t u a c i ó n , se debe d i s e ñ a r un c i r c u i t o que permita mantener un~a d e t e r m i n a d a lectura por un t i e m p o a p r o p i a d o . Puesto que se c o n s i d e r a que la parte más i m p o r t a n t e del c o ri_ tador i n v e r s o r de p e r í o d o es el. control s e c u e n c i a l l ó g i c o , se i n i c i a -el diseño del contador d e f i n i e n d o los elementos componentes de tal c o n t r o l . Ya que se necesitan 6 señales s e c u e n c i a l e s que h a b i l i t e n los d i s t i n t o s pasos t e n d i e n t e s a c o m p l e t a r el proceso de conteo, se e l i g e como u n i d a d ce'ntral de control un contador con 8 salida.s decodificadas CD4022 n u m e r a d a s de la cero a la siete- y que en lo 'posterior se Tes l l a m a r á a las p r i m e r a s seis s a l i d a s a utilizarse es fados, con su r e s p e c t i v o n u m e r a l ; a l g u n a s de sus c a r a c t e r í s t i c a s i m p o_r tantes se i n d i c a n a c o n t i n u a c i ó n : sus ocho s a l i d a s decodif_i_ cadas se encuentran normalmente en cero l ó g i c o y c a m b i a n a uno l ó g i c o en su r e s p e c t i v o turno g u a r d a n d o estrictamente la s e c u e n c i a a n o t a d a y s ó l o durante un c i c l o c o m p l e t o de l a s_e_ nal a p l i c a d a a la entrada de reloj. Este c a m b i o se p r o d u c e con el flanco p o s i t i v o de la señal a p l i c a d a a la entrada de reloj s i e m p r e y c u a n d o la señal de h a b i l i t a c i ó n de reloj se e n c u e n t r e en cero l ó g i c o . Este contador se borra, es decir, m a n t i e n e en l a - p r i m e r a 'salida d e c o d i f i cada, estado cero, un uno lógico', m i e n t r a s se encuentre a p l i c a d o a su e n t r a d a i n i c i a 1 i z a c i ó n u n u n o 1. ó g i c o . de - 30 - Con este contador l o g r a m o s obtener las 'señales r e q u e r i d a s de control; s i n e m b a r g o , se d e b e n procesar las d i s t i n t a s sjs n a l e s tal que al ser a p l i c a d a s a la entrada de reloj del co£ tador I n d i q u e n c u a n d o debe c a m b i a r a uno l ó g i c o . c i e r t o est_a_ do una vez que la acción a s i g n a d a al estado a n t e r i o r ha sj_ do c u m p l i d a . - Lo anterior se l o g r a r á - u t i l i z a n d o compuertas l ó g i c a s las m i s m a s que tratarán las s e ñ a l e s de m o d o tal de garantizar la secuencia normal de los estados a fin de 1 1_e var~a cabo todo el proceso de conteo. Se I d e n t i f i c a n tres fuentes de d o n d e p r o v i e n e n l a s señales a ser a p l i c a d a s al contador, una es la señal' p r o v e n i e n t e del contador del d i v i d e n d-o a otra p r o v e n i e n t e del sensor y una tercera que r e a l i m e n t a los demás estados que no i n g r e s a n en las dos fuentes anteriores. Por esta razón, se nece-sita u- na compuerta l ó g i c a de tres entradas G 2 t i p o NAND CD4023 3 cuya s a l i d a se conecta a la entrada de reloj del. c o n t a d o r CD4022.' . Se e l i g e como contador de período el c i r c u i t o i n t e g r a d o CD4040 el m i s m o que es un contador b i n a r i o de 12 b i t s acorde con las e s p e c i f i c a c i o n e s de d i s e ñ o cuyas características más importantes son el a v a n c e de una cuenta con 1 a - t r a n s i c i ó n n e g a t i v a de cada p u l s o de reloj, el borrado de la cuenta a c u m u l a d a m e d i a n t e la a p l i c a c i ó n de uno l ó g i c o a la entrada de i n i c i a l i z a c i ó n del contador i n d e p e n d i e n t e de la señal de reloj, y la -entrada de reloj t i p o S c h m i t t - t r i g g e r . Dadas las c a r a c t e r í s t i c a s de borrado del contador de per iodo je c o n e c t a d i r e c t a m e n t e el estado cero del contador CD40ZZ a la entrada de i n i c i a l i zación del contador de periodo. El estado _u no debe p e r m i t i r el paso de la señal del reloj de p e r i o d o al contador respectivo, para lo que se u t i l i z a una compuerta G3. tipo NAND de dos entradas a una de las c u a l e s se apl.ica&sta señal de reloj y a la o.tra el estado uno; la s a l i d a de esta, compuerta CD4093. se conecta a la entrada de reloj del c o n t_a dor de período CD4040, Para i m p l e m e n t a r el contador d i v i s o r para N 5 se u t i l i z a un contador q u e - c u e n t e ' h a c i a abajo desd'e el v a l o r de N el m i s mo que deberá p r o p o r c i o n a r una señal c a d a ' v e z que la cuenta, l l e g u e a cero; y si s e - v u e l v e e l . p r o c e s o r e p e t i t i v o durante un t i e m p o fijado por el .contador del d i v i d e n d o , se obtendrá a la sal i d a . u n . n u m e r o . d e p u l s o s que representará la v e l o c i dad; m e d í da de un cierto motor. Como no existen contadores de este t i p o con c a p a c i d a d . d e d o c e . b i t s que e s . l a e s p e c i f i c a ción de d i s e ñ o , se u t i l i z a n tres contado)- 1 es b i n a r i o s CD4-516 con la p o s i b i l i d a d de contar h a c i a abajo y con c a p a c i d a d . d e cuatro b i t s cada • uno.'. Sus c a r a c t e r í s t i c a s p r i n c i p a l e s son las s i g u i e n t e s : .cuenta h a c i a abajo c u a n d o la entrada UP/DOWN (U/D) se encuentra en c e r o ' l ó g r c o ; un uno l ó g i c o a la e n t r_a d.a de carga de datos .permite que la información presente a las e n t r a d a s del contador p.asen a ' l a s s a l i d a s . d e l m i s m o , avanzan una cuenta con la transición p o s i t i v a de la .señal de. reloj s i e m p r e que l a s entradas de' b o r r a d o , de h a b i l i t a c i ó n para carga de datos (PE) y de Garry in (CI) se encuentren en un cero l ó g i c o . D i c h o avance se i n h a b i l i t a cuando' c u a l - - 32 - q u i e r a de estas tres e n t r a d a s se e n c u e n t r a en uno l ó g i c o . La señal de Carry Out (CO) normalmente se encuentra en uno l ó g i c o y pasa a cero l ó g i c o c u a n d o el c o n t a d o r a l c a n z a su cuenta m í n i m a , si la cuenta es h a c i a abajo, s i e m p r e que en la entrada CI se e n c u e n t r e un cero l ó g i c o . se El contador borra a s i n c r ó n i c a m e n t e al a p l i c a r s e un uno l ó g i c o a la entra da de b o r r a d o (R) . Se d i s p o n e n los tres contadores en una c o n e x i ó n en p a r a l e l o en la que a las entradas de reloj (CLK) se a p l i c a . , al m i s m o tiempo y desde la s a l i d a de una compuerta G 4 de paso N A N D CD4093, una señal común de reloj. tipo La s a l i d a ' C O del prj_ mer contador se conecta a l a entrada CI del s e g u n d o ; y su s_a_ l i d a CO a la entrada CI del tercero. La e n t r a d a CI del prj_ mer contador se conecta a un cero l ó g i c o , de modo de tener s i e m p r e h a b i l i t a d o el paso de la señal de reloj a p l i c a d a al primer contador. La s a l i d a CO del tercer c o n t a d o r se aplj_ ca al c o n t a d o r del c o c i e n t e y s i r v e p a r a g e n e r a r la señal de carga de datos que se a p l i c a en forma s i m u l t á n e a a tres contadores. los Dado que no es n e c e s a r i o , borrar la c u e n - ta a c u m u l a d a en los c o n t a d o r e s , las e n t r a d a s de b o r r a d o los tres contadores se conectan a un cero l ó g i c o . de Sus e n t r_a_ das se conectan de una manera ordenada a las salidas c o r r e_s_ p e n d i e n t e s del c o n t a d o r de p e r i o d o . Puesto que no interesa, en el proceso de d i v i s i ó n , l a . l e c t u r a que a p a r e c e a las sja 11 das de los c o n t a d o r e s , éstas no se conectan a n i n g u n a o- tra parte del circuito. - 33 - Con el fin de asegurar una carga correcta de datos, se i m p l_e menta la red m o s t r a d a en la f i gura 7, la m i s m a que nos pe_r mi te tener un p u l s o de carga de datos -con una d u r a c i ó n defj_ ni da por los v a l o r e s de R 2 y C 2 y 1 a u t i l i z a c i ó n de u n a c o j n puerta G 5 ' t i p o N A N D S c h m i t t - t r i g g e r CD4Q93, a cuya entrada restante se a p l i c a e l - e s t a d o 2 i n v e r t i d o por una compuerta G 6 tipo N O T 74C04' p r o v e n i e n t e del control de secuencia del proceso., señal .que se encargará de la c a r g a i n i c i a l d e d a t o s a las s a l i d a s de los contadores d i v i s o r e s para N. Se l o g r a manejar las señales d i s p o n i b l e s de modo tal que no se p i e_r dan p u l s o s de reloj en el proceso de carga de datos. Vcc R^: reloj rápido habilitado C03 R•H A C2 " T PE - . Estado 2 FIGURA 7.- Generación del pulso de carga de datos. En d e t a l l e , el proceso se e x p l i c a de la s i g u i e n t e forma: co_ mo ya se m e n c i o n ó , - l a s señales de reloj -'^.habilitadas son todas contadas por el p r i m e r contador d i v i s o r para N; el n\p_ mentó que su cuenta llega a cero.,» la señal CO del primer co_n_ tador se pone en cero l ó g i c o , señal que al estar conectada a la entrada CI del s e g u n d o c o n t a d o r , p e r m i t e el paso del sj[ g u í e n t e p u l s o de reloj a los contadores 1 y 2s d e s h a b i l i t á _ n dose el conteo de los s i g u i e n t e s p u l s o s por parte del cont¿ dor 2, d e b i d o a que la señal CO del p r i m e r contador sube a - 34 - uno l ó g i c o , l u e g o de ser c o n t a b i l i z a d o el p u l s o de 'reloj c^ m ü n por los contadores 1 y 2 en forma s i m u l t á n e a ; el momejí to en que la cuenta de los dos primeros contadores divisores para M l l e g a a cero, se p r o d u c e la h a b i l i t a c i ó n cor respond i e n t e para l a c o n t a b i l i z a r o n s i m u l t á n e a d e l próximo p u l s o de- reloj por parte de los tres contadores, el momento en que la cuenta de los tres contadores d i v i s o r e s para N l l e g a a' ce_ ro, se p r o d u c e el c a m b i o de la señal CO del tercer contador la m i s m a que c a m b i a a c e r o _ y se m a n t i e n e en cero hasta el p r ó x i m o pulso de reloj, el m i s m o que h a r í a c a m b i a r la lectjj ra de los contadores a su m á x i m a c a p a c i d a d . Si se desea ut i l i z a r la t r a n s i c i ó n _ n e g a t i v a de CO a fin de cargar 1 o s ' d_a_ tos a la s a l i d a de los contadores, sucede que no hay form'a de garantizar cierta d u r a c i ó n del p u l s o de carga de datos, y con e l l o , una carga exitosa de los m i s m o s , d e b i d o a que la r e a l i m e n t a c i ó n ejercida provoca un c a m b i o d e m a s i a d o rápj_ do sobre la señal CO m e n c i o n a d a , v o l v i é n d o l e a su estado no_r m a l , es d e c i r a un uno l ó g i c o . En c a m b i o , al u t i l i z a r su. transición positiva con este fin, se pierde el pulso de reloj que c o i n c i d e con tal t r a n s i c i ó n , y..de esta forma, l a 1 e_c tura de la frecuencia de rotación d e . u n motor t i e n e un cie_r to error que es mayor'mientras más alta es la v e l o c i d a d "m_e di da. Por lo tanto, se debe, h a l l a r una señal que puede ser la c o m b i n a c i ó n de otra's s e ñ a l e s con el p r o p ó s i t o de comandar el i n i c i o del p u l s o de carga de datos garantizando una c i ej2. ta d u r a c i ó n y la no perdí da de p u l s o s del reloj r á p i d o que constituyen el d i v i d e n d o . Esta señal se o b t i e n e a la s a l i - da d e . u n a compuerta tip.o AND a cuyas e n t r a d a s se a p l i c a n la serial CO del tercer contador i n v e r t i d a por una compuerta G 7 t i p o NOT 74CQ4 y la señal de reloj r á p i d o h a b i l i t a d a por Gij. En la práctica la compuerta A N D se i m p l e m e n t ó con una t i p o NAND CD4093 G 8 con su s a l i d a i n v e r t i d a por ana c o m p u e r t a G 9 tipo NOT 74C04. D e b i d o a la s i m e t r í a de d i c h o reloj, la sjs nal obten i da es un p u l s o p o s i t i v o el m i s m o que se i n i c i a con. la bajada de la señal CO u t i l i z a d a a cero l ó g i c o y t e r m i n a . • en la m i t a d de su período n o r m a l , que se presentaría en so de no a p l i c a r s e n i n g ú n p u l s o de carga de datos. c_a Ahora, se útil i z a - l a t r a n s i c i ó n n e g a t i v a de la señal así o b t e n i d a , para a c t i v a r l a r e d ' R - C encargada d e d a r l a . d u r a c i ó n ade- c u a d a al p u l s o de -carga de datos o b t e n i d o a la s a l i d a de • 1 a-. compuerta G 5 t i p o NAND S c h m i t t - t r i g g e r u t i l i z a d a . . C o n s i d e r a n d o como d u r a c i ó n a p r o p i a d a 'del p u l s o de carga de. datbSj'u.n 'tiempo de 250 n a n o s e g u n d o s , y - u n v a l o r de Vj, de 9 v o l t i o s t í p i c o s , se procede al c á l c u l o de los valores de los componentes de la red R - C útil izando la e c u a c i ó n . 2.1, i n d i c a d a en ..el numeral 2.2,1. . ' • Vrr = t I JLn (- c Vcc - VT+ ~9 _ _ ' _ / !).. f 15 • = 250 x 10"'seg/-£n ( ' 15-9 = 273 n seg. S-i se escoge para R 2 un v a l o r de '470 o h m i o s , entonces Cz debe^ rá.tener un v a l o r de 580 pi cofa r a d i o s ; se e l i g e un capacitor - 36 de 560 p l c o f a r a d l o s , v a l o r comercial más cercano al c a l c u l _ a _ do. Estos v a l o r e s r e d e f i n e n el tiempo de 'duración del . puj_ so de carga de datos; el m i s m o que será de 241 n a n o s e g u n d o s v a l o r que se c o n s i d e r a a c e p t a b l e . El. estado 2 3 además de dar el p r i m e r pulso de carga de datos en .í£b-proceso de m e d i c i ó n , se encargará de borrar el conten^ do a c u m u l a d o en el contador del d i v i d e n d o y en el contador del cociente p r e p a r á n d o l e s para c o n t a b i l i z a r n u e v a s lecturas en sus reg.istros. Este estado se r e a l i m e n t a a 1 a. entrada del control de s e c u e n c i a , a fin de c o n s e g u i r 'el avance normal h_a ciaelpróximoestado. La impl ementaci on del contador del 'dividendo;, o sea, la co_n tabi 1 i za-ci ón de 40.000 pul sos'de reloj rápido, se l o g r a utj_ 1 izando un contador.di vi sor para 10 y un contador binario de 12 bits. Con el fin de i m p l e m e n t a r e l " contador d i v i s o r para 10 se uti 1 iza. 1 a mitad del circuito integrado CD4518 3 el mismo que-.constituye .un' Contador BCD dual cuyas características p r i n c i p a l e s son: el incremento de la cuenta con la t r a n s i c i ó n p o s i t i v a de la señal de 'reloj o con la transición n e g a t i v a de l a señal a p l i c a d a a la entrada de h a b i l i t a c i ó n ; cada contador es borrado a s i n c r ó n i c a m e n t e por un uno l ó g i c o a p l i c a d o a la e n t r a d a - c o r respondí" ente. Se u t i l i z a la t r a n s i c i ó n p o s i t i v a de la señal de reloj para incrementar la cuenta del d i v i s o r para 10 u t i l i z a d o . Se selecciona como contador binario de 12 bits el circuito i n t e g r a d o C D 4 O 4 O , cuyas características p r i n c i p a l e s ya se mencionar"an al h a b l a r del contador de p e r i o d o . Dada su ca- racterística de Incrementar la cuenta .con la t r a n s i c i ó n n_e_ g a t i v a de la señal a p l i c a d a a su entrada de reloj, se u t í 1 j_ za la señal del b i t más. s i g n i f i c a t i v o p r o v i s t o por el cont_a dor d i v i s o r para 10 a fin de tener una c o n t a b i l i z a c i ó n e x a_c_ ta de los '40.000 p u l s o s de reloj r á p i d o de los que c o n s i s t e el d i v i d e n d o . De esta forma, corresponde a la m i t a d del co_n_ tador CD4518 b r i n d a r la señal n e c e s a r i a , es decir un p u l s o por cada 10 p u l s o s de reloj r á p i d o h a b i l i t a d o s por 64; y, c_p_ rresponde al contador CD4040 la c o n t a b i l i z a c i ó n de 4000 puj_ sos p r o v e n i e n t e s del contador d i v i s o r para 10. Con el fin de d e t e r m i n a r el momento en que s e _ a l c a n z a d i c h a c u e n t a , se u t i l i z a n seis s a l i d a s del c o n t a d o r . b i n a r i o , las m i s m a s que son a l i m e n t a d a s a una compuerta G 10 .tipo N A N D de 8 entradas 74C30 para l o g r a r su detección., y su sal i da se conecta a la entrada c o r r e s p o n d i e n t e de la compuerta G 2 N A N D -de tres ent r a d a s - l a m i s m a , que provee las - s e ñ a l e s para el c a m b i o de e_s_ tado del contador CD402Z. El • estado 3 h a b i l i t a , a través de la compuerta G4 N A N D tipo Schmitt - trigger CD4093, el paso de la señal de reloj r á p i do a la entrada del contador d i v i s o r para N 5 as.í como entrada del c o n t a d o r d i v i s o r para 10. Su d u r a c i ó n será '40.000 veces el período de la señal del reloj r á p i d o . a la de A d_e más, para que no se i n h a b i l i t e el paso s e c u e n c i a l de los e_s tados, se co.necta e l - estado 3 a las entradas restantes, de la compuerta G 1 0 N A N D de 8 e n t r a d a s ; de'esta forma se c ú m p l e l a - 38 - r e a l i m e n t a c i ó n de este estado. El c o n t a d o r del c o c i e n t e c o n t a b i l i z a los p u l s o s p r o v e n i e n t e s de la s a l i d a del contador d i v i s o r para N. Puesto que la s_u_ ma total corresponderá a la frecuencia de rotación del motor e n - r e v o l u c i o n e s por m i n u t o , y dado u n í T m i te s u p e r i o r de 230 R P M j se n e c e s i t a n tres contadores BCD;- para tal efecto se _u_ til iza la mitad sobrante del contador CD4-518 e m p l e a d o en el contador del d i v i d e n d o , a más de otro contador CD4518 complj^ to cuyas características ya se m e n c i o n a r o n anteriormente. Se d i s p o n e n - las entradas del p r i m e r contador de modo tal que incremente su cuenta con la t r a n s i c i ó n n e g a t i v a de la señal p r o v e n i e n t e del contador d i v i s o r para N; y las entradas-.del segundo y tercer contador de modo tal que -incrementen sus 'cuentas respectivas con la transición negativa del bit más s i g n i f i c a t i v o del p r i m e r y s e g u n d o contador, r e s p e c t i v a m e n te. - -• . Puesto que a la s a l i d a de los contadores B.CD se d i s p o n e la lectura de v e l o c i d a d en b i n a r i o , lo más conveniente procesar tal l e c t u r a . d e modo que p u e d a ser c o m u n i c a d a y t e n d i d a por un ser h u m a n o . de es e_n La manera más d i f u n d i d a para bn_n dar una c l a r a a p r e c i a c i ó n de la lectura es la que u t i l i z a i_n dicadores compuestos de d i o d o s emisores de l u z , los mismos que se encuentran dispuestos en siete segmentos suficientes para l o g r a r los propósitos deseados.. Pero p r e v i a m e n t e , d_e be h a b e r la c o n v e r s i ó n de la lectura en BCD a siete s e g m e n tos. Esto se l o g r a d e c o d i f i c a n d o di.cha l e c t u r a , y puesto que - 39 - .. son tres los contadores BCD que contienen tal lectura, serán n e c e s a r i o s tres d e c o d i f i c a d o r e s y, o b v i a m e n t e , tres i n d i c a dores a siete segmentos. circuitos integrados Como decodif.i cadores e l e g i m o s los CD4511 5 cuyas p r i n c i p a l e s caracterís- ticas son las s i g u i e n t e s : proveen la o p c i ó n de almacenan! i e_n_ to de 4 b i t s , d e c o d i f i c a n la señal BCD a siete segmentos y t i e n e n la c a p a c i d a d de manejar una mayor c a n t i d a d d e c o r r i e_n te a la s a l i d a . A d e m á s , ofrecen una entrada para p r u e b a de las l á m p a r a s , otra para a p a g a r o m o d u l a r por p u l s o s -la inte_n s i d a d de los i n d i c a d o r e s , y una tercera para a l m a c e n a r c i erto códi g o B C D . . un - . Estos d e c o d i f i c a d o r e s p e r m i t e n al u t i l i z a r la entrada de h_a b i l i t a c i ó n de registros, el a l m a c e n a r - c i e r t a l e c t u r a por un determinado período de tiempo; esta señal será provista por un c i r c u i t o a u x i l i a r / la m i s m a que será c o m a n d a d a por el e_s_ tado 4 del control de s e c u e n c i a s ; este estado además se re^ limenta en forma tal que permite el paso al siguiente do en la s e c u e n c i a a s e g u i r s e . es.t_a_ Los d e c o d i f i c a d o r e s CD4511 tienen a sus s a l i d a s transistores b i p o l a r e s i n t e g r a d o s , los mismos que les permiten proveer la corriente necesaria y s_u_ ficiente para encender directamente los i n d i c a d o r e s . Dada esta característica,.se d e f i n e n , los i n d i c a d o r e s , como de . tj_ po cátodo común conectado a tierra y cuyos ánodos van cone£ 'tados a sus r e s p e c t i v a s s a l i d a s p r o v e n i e n t e s de los d e c o d i ficadores a través de resistencias las mismas que polarizan y l i m i t a n la corriente que atravieza por cada segmento losindicadoresrespectivos. de 40 - Otra característica i m p o r t a n t e de los d e c o d l f i c a d o r e s es su c a p a c i d a d p a r a . p r o v e e r una corriente de s a l i d a m á x i m a de 25 m i l i a m p e r i o s si su s a l i d a se encuentra en uno l ó g i c o . Se e l i g e n los i n d i c a d o r e s 5082-7760 e s p e c i a l m e n t e por s u t_a_ maño, pues se c o n s i d e r a c o n v e n i e n t e a fin de p e r m i t i r una . c l a r a a p r e c i a c i ó n de l a - l e c t u r a d e s p l e g a d a , i n c 1 u s i v e a c i e_r ta d i s t a n c i a . Sus características p r i n c i p a l e s son las si- guientes: un alto de los dígitos de aproximadamente 10 mi l_í metros, son de -tipo cátodo c.omún, tienen una c a p a c i d a d máxj_ ma para soportar corriente continua de 25 m i l i a m p e r i o s por segmento, c o i n c i d e n t e con el v a l o r de corriente m á x i m a que- proveen los d e c o d i f i c a d o r e s , y tienen un v a l o r de voltaje directo típico de 1.6 voltios, con una corriente directa de 20 m i l i amper i os . Se procede al c á l c u l o - d e 1 as., res i stenci as de pol a r i z a c i o n de los i n d i c a d o r e s para lo cual se u t i l i z a la e c u a c i ó n 2.2, t£' mando como-datos la corriente directa a través de cada se£ mentó de .un v a l o r de 16 m i l i a m p e r i o s , el voltaje de s a l i d a en uno l ó g i c o del d e c o d i f i c á d o r de 14 v o l t i o s y la caí da' de v o l t a j e - d i recto de 1.7 v o l t i o s típicos sobre cada - VF JF 16 769 n • • ' '' " ' segmento. '(2.2) - 41 El v a l o r más cercano a 'ser u t i l i z a d o es el de 750 o h m i o s , 4 vatio,, que.redefine la corriente di recta en 16.4 mi 1 i amperi os . Estas r e s i s t e n c i a s , en numero de 21., van a interco- nectar las s a l i d a s de los decodificadores, con los ánodos de j los i n d i c a d o r e s . • La señal que conectada a .1 a entrada de h a b í 1 i tac i on de regij_ tros de los d e c o d i f i c a d o r e s permite d e s p l e g a r una lectura durante un d e t e r m i n a d o .tiemp.o, se genera con la u t i l i z a c i ó n de la m i t a d del c i r c u i t o i n t e g r a d o LM 556, el m i s m o que co_n_ tiene a dos c i r c u i t o s LM 555 d e . a m p l i a u t i l i z a c i ó n en va- r i a d a s a p l i c a c i o n e s . Este c i r c u i t o i n t e g r a d o p u e d e operar como un m u í ti vi orador m o n o e s t a b l e y g e n e r a r retardos estab l e s de tiempo;, y como un m u l t i v i b r a d o r a e s t a b l e y ser us_a_ do como un o s c i l a d o r . • Los n i v e l e s de. umbral y .de d i s p a r o son n o r m a l m e n t e dos t_ercios y un tercio de Vcc s r e s p e c t i v a mente. C u a n d o la entrada de d-isparo es menor que el ' n i v e l • de d i s p a r o , la s a l i d a se pone 'en uno l ó g i c o . C u a n d o la e_n trada de u m b r a l supera el n i v e l de u m b r a l , la s a l i d a se p_o 'ne en cero l ó g i c o , proveyéndose a la vez una vía de baja i ni pedancia entre el terminal de descarga y tierra.. Para la presente api i cae ion será u t i l i z a d o en o p e r a c i ó n m o n o e s t a b l e ; el circuito.correspondí ente se mués t r a e n , la figura 8. El circuito indicado produce un ancho de pulso de s a l i d a i_n d e p e n d i e n t e de la señal de e n t r a d a y. c o n t r o l a d o por la con_s_ tante de tiempo R^.'C^. P r e v i o a la t r a n s i c i ó n n e g a t i v a p u l s o de e n t r a d a , el c a p a c i t o r C^ se m a n t i e n e d e s c a r g a d o del y ]a s a l i d a en bajo. 15 V .(4) (6) INPUT* RESET TRG L (14)' Vcc R, (5) - . OUTPUT OUT iLM556 DSC(D (3) c.v. • THR (2) • ' GN D 0.01viF = r C 3 . i">. • = CV FIGURA 8.- Circuito para, operación monoestable-. La a p l i c a c i ó n de 'la t r a n s i c i ó n n e g a t i v a del p u l s o de dispa-' ro a la entrada pone a la sal i d a ' e n " a l t o y p e r m i t e ' l a c a r g a del c a p a c i t o r C^ a través de R 4 con una constante de t i e m p o T = Rit.C^. Cuando el voltaje sobre el. capacitor alcanza el/ n i v e l de umbral el capacitor se descarga y la s a l i d a se ne en un n i v e l bajo. La operación m o n o e s t a b l e se p_o inicia cuando la transición n e g a t i v a . del v p u l s o de e n t r a d a . a l c a n z a .el n i v e l .de d i s p a r o . Una vez i n i c i a d o , el i n t e r v a l o de.tiejn po será compléta.d.o a pesar de 'que nuevos pulsos de disparo ocurran durante el i n t e r v a l o de tiempo. . . Dado q u e . l a s a l i d a de este circuito será u t i l i z a d a como entrada de h a b i l i t a c i ó n de r e g i s t r o s - d e l o s d e c o d i f i c a d o r e s , es. necesario fijar el tiempo de carga del capacitor ' en - el' tiempo que se p r e c i s a 'retener,una d e t e r m i n a d a l e c t u r a - e n 1 os i'ndicadores. Este t i e m p o por razones prácticas se fija en un' s e g u n d o , t i e m p o q u é asegura u n a a d e c u a d a p e r c e p c i ó n d é l a - 43 lectura, desplegada en los Rif Y Cf se indicadores. P a r a el c á l c u l o d e u t i l i z a la e c u a c i ó n 2 . 1 . i n d i c a ' d a en el numeral 2.2.1. = t / ¿n Vcc - ~ Vcc = 1 seg / £n 3 - 0.9-1 seg. Si para C - se escoge- un v a l o r de 4.7 m i c r o f a r a d l o s s el valor de R d e b e ser de 194 k i l o - o h m i o s que m a n t e n d r á la s a l i d a del c i r c u i t o m o n o e s t a b l e en un n i v e l alto durante un segundo. El v a l o r comercial más cercano que existe en el mercado es. de 180 K i 1 o - o h m i o s , el m i s m o que redefine la d u r a c i ó n en un n i v e l alto de l a s a l i d a del c i r c u i t o ' m o n o e s t a b l e a un v_a lor de 0.. 93 s e g u n d o s , a c e p t a b l e puesto que "no es crítico. Ya que la lectura retenida en los i n d i c a d o r e s durante este t i e m p o por los decod.ificadores es la presente a sus entradas durante la t r a n s i c i ó n p o s i t i v a de la señal de h a b i l i t a c i ó n de sus r e g i s t r o s , se escoge como señal de entrada el estado 4 i n v e r t i d o por una compuerta G^ - t i p o NOT 74C04, ya q u e c u a n d o este se ponga en cero l ó g i c o se tiene la certeza de que la l e c t u r a a mantenerse d e s p l e g a d a será va / lida puesto que se habrá c o m p l e t a d o todo el proceso de m e d i c i ó n . El e_s tado 4 se r e a l i m e n t a a d e c u a d a m e n t e a la entrada del contador controlado^ de s e c u e n c i a , de forma tal que el estado 5 adojp te un v a l o r de uno l ó g i c o , el m i s m o que se r e a l i m e n t a a - la • . • - 44 - entrada de borrado de] m'i s m o contador para I n i c i a l Izar proceso y comenzar un n u e v o c i c l o de m e d i c i ó n , el Corno tal e_n trada de b o r r a d o sirve para i n h a b i l i t a r todo el proceso, se utiliza una compuerta G12 tipo OR 74C32 a cuyas entradas 'se conectan la señal p r o v e n i e n t e de la compuerta 61 que p r o v e e el tiempo de .retardo i n i c i - a l 5 y el estado 5; su s a l i d a se. conecta a la entrada de -borrado del contador CD4022. .Para Implementar la r e a l i m e n t a c i ó n de los -estados 2 y 4 se utilizan tales estados i nvertidos d i s p o n i b l e s a l a s a l i d a de G e y GH conectados a las entradas de una compuerta G 1 3 t i p o NAND CD4093 cuya s a l i d a se. conecta a la entrada de otra eom_ puerta G 1 4 'del mismo tipo de G13. utilizada para garantizar el paso s e c u e n c i a l de los estados con l a - s e n a l de reloj rá_ p i d o a p l i c a d a a su otra entrada., indi rectamente se provoca la fijación del tiempo de duración del estado 4. La salida de GII* se conecta a la entrada c o r r e s p o n d i e n t e de la compue£ ta G 2 c o m p l e t á n d o s e así la r e a l i m e n t a c i ó n de los estados .y 4. 2 La realimentación de los estados cero y uno se reali- zará u t i l i z a n d o la entrada de la compuerta G¿. c o r r e s p o n d í e_n te a los pul sos'provenientes del sensor, y será detallada en el punto 2.3, q.ue trata sobre el sensor. La tabla 2 a presentada a continua clon,.muestra las activid^a des a s i g n a d a s a los d i s t i n t o s estados' ú t i l izados y el momeji_ to en el ciral termina su f uncí ó'n. El i n i c i o de los estados no se muestra p u e s t o q u e c o i n c i d e n . - 45 - c o n l a t e r m i n a c i ó n d e l a f u n c i ó n d e l e s t a d o p r e v i o respectj[ vamente. ACCIÓN ESTADO CERO UNO DOS FINALIZA '. Borra el contenido del co_n_ Al llegar el primer pulso tador de periodo. de muestra del sensor. Habilita la contabilizaron Al llegar el segundo pulso del reloj de período. de muestra del 'sensor. Borra los contadores del cp_ Al cumplirse su réaVimenta^ 'cíente y del d i v i d e n d o , y ción al contador de esta- carga los datos a las salj_ dos. das del contador d i v i s o r p_a_ ra N. TRES CUATRO Habilita la contabilizaron Luego de 40.000 pulsos de del reloj r á p i d o . reloj rápido'. Carga la lectura de velocj_ Luego de medio período de dad a los indicadores a 7 reloj rápido aproximadame_n_ segmentos. te. I n i c i a l iza el proceso. Al borrarse el contador de estados. TABLA 2.- Actividades y duración de los estados. C o n . e l fin de determinar el l í m i t e s u p e r i o r de 230 R P M , se u t i l i z a u n a c o m p u e r t a G1 5 t i p o N A N D d e t r e s e n t r a d a s C D 4 0 2 3 l a m i s m a .que e s t a r á c o n e c t a d a p e r m a n e n t e m e n t e a L a s s a l i d a s de los contadores del c o c i e n t e a fin de d e t e r m i n a r la l e c t u - 46 - ra de 240 R P M, v a l o r que provee un cierto m a r g e n para a s e g_u_ rar una o p e r a c i ó n c o n f i a b l e al l i m i t e s u p e r i o r de 'diseño, ja si" como, f a c i l i t a su detección puesto que se necesitan camente dos señales con este fin. ún_i_ La tercera entrada s e ' c_o nectará a uno l ó g i c o p r o v i s i o n a l m e n t e . De la m i s m a forma se p o d r í a proceder con el fin de determinar el l i m i t e i n f e r i o r , pero este control f u n c i o n a ü" n i c a m e_n_ te cuando se completa n o r m a l m e n t e el proceso, es d e c i r , cuají do se receptan por lo menos un par de señales p r o v e n i e n t e s del sensor y si la lectura d e ' v e l o c i d a d se encuentra sobre el límite inferior del contador. forma Es decir que', esta de detección no daría a v i s o a l g u n o s i , por ejemplo, l l e g a _u_ n a - s o l a señal p r o v e n i e n t e del sensor que i n d i c a r í a el i n i c i o de la m e d i c i ó n del período a d e t e r m i n a r s e , y no l l e g a la'sj_ g u í e n t e , , o sea la que i n d i c a el fin de la medición -del perí_o_ do y el i n i c i o de su p r o c e s a m i e n t o ; • además, si la v e l o c i d a d a m e d i r s e fuera menor al l í m i t e inferior fijado por el dis_e ñ o , . l a c a p a c i d a d del contador de período sería sobrepasada y la lectura ob-tenida al procesar tal m e d i d a sería t o t a 1 m e_n te errada. Por lo' tanto, se diseña un circuito detector de p é r d i d a de un p u l s o , el mismo que deberá i m p e d i r que el cojí tador de p e r í o d o sobrepase su c a p a c i d a d m á x i m a , o sea, que se produzcan l e c t u r a s 'falsas o dar a v i s o c u a n d o no l l e g u e n p u l s o s p r o v e n i e n t e s del sensor utiliza'do. Para el efecto se u t i l i z a la m i t a d restante del c i r c u i t o integrado LM 556 con la c o n f i g u r a c i ó n mostrada en la figura 9. - 47 - 15 V - • I" rt ti C7 1 1 (10) (14) RESET - Vcc T (78) TRG JL_ 2^ (U) r. O.Ol^Fj- (9) OUT M^íñ r v i _ LDl^ 5( OUTPUT rL UoL. THR J R6 (13) H>l— (12) DI GND r> 1(7) _j— "-1 — . _r r FIGURA 9,- Detector de pérdida de un pulso. El circuito i n d i c a d o p u e d e ser u t i l i z a d o para detectar la pé_r d i d a de un p u l s o o un anormal e s p a c i a m i e n t o entre p u l s o s coj^ secutivos en un tren de p u l s o s . U t i l i z a una c o n f i g u r a c i ó n m o n o e s t a b l e . c u y o i n t e r v a l o de t i e m p o es continuamente redij>_ parado por el tren de p u l s o s de entrada m i e n t r a s su espaci_a miento sea menor que el i n t e r v a l o de t i e m p o - d e l c i r c u i t o en mención. Se- provee de un c a m i n o alterno de descarga del c_a_ pacitor a través de un transistor. Un e s p a c i a m i e n t o mayor entre p u l s o s , la p é r d i d a de un p u l s o o el fin del tren de p . u l s o s - p e r m i t i r á que el i n t e r v a l o de t i e m p o se complete pro v o c a n d o que la s a l i d a se p o n g a en un n i v e l bajo. Inclusive s i n o l l e g a ni u n solo p u l s o , s e detecta esta a n o r m a l i d a d m a n t e n i e n d o en un n i v e l bajo su s a l i d a . Las características de los p u l s o s que se a p l i c a n a la entrada de este, c i r c u i t o , son las s i g u i e n t e s : deben tener una f r e c u e n c i a i g u a l a la - 48 - q u e p r e s e n t e n l o s p u l s o s p r o v e n l e n t e s . d e l sensor, d e b e n s e r pul sos. n e g a t i v o s con un n i v e l inferior menor al n i v e l de di_s_ paro del LM 556 y con un.o superior mayor al n i v e l de respectivo. umbral Sin e m b a r g o , el n i v e l i n f e r i o r m i e n t r a s más b_a jo se e n c u e n t r e mejor para nuestra a p l i c a c i ó n . Esta señal de- d i s p a r o será o b t e n i d a al tratar a d e c u a d a m e n t e los p u l s o s p r o v e n i e n t e s del sensor. Se i m p l e m e n t a una señal v i s u a l que nos i n d i c a r á cuándo se produce un pulso de sensor aún cua_n_ do el motor no hay*alcanzado su v e l o c i d a d n o m i n a l o después d e - h a b e r s e - a c t i v a d o la.s p r o t e c c i o n e s hasta que tal motor se detenga. Con este p r o p o s i t o se conecta el á n o d o de un dijD do de luz a m a r i l l o LD1 a Vcc y su cátodo a través de una r^ sistencia R 6 de 750 o h m i o s s i vatio, l i m i t a d o r a de corriente al emisor del trans.i stor T uti 1 i zado . Este i n d i c a d o r es muy ú t i l ya que p e r m i t e detectar un. probl_e_ ma en la. g e n e r a c i ó n de los p u l s o s p r o v e n i e n t e s del sensor, aún antes de que se presente la primera lectura de velocidad enlosindicadores. Para e v i t a r que 1 a " - c o r r í ente a través del d i o d o emisor de luz p r o v e a una corriente a d i c i o n a l de carga para el c o n d e n sador C 5 se conecta un diodo entre el emisor del transistor T y las entradas de descarga y u m b r a l que -se m a n t i e n e n c£ nectados a la red R s - C 5 . Si se c o n s i d e r a un n i v e l bajo de la señal de e n t r a d a c o r r e_s pondiente, de 1.7 v o l t i o s » una caída de voltaje del mismo 49 - v a l o r sobre el diodo emisor de luz útil Izado y tomando en cuenta ,1a caída de v o l t a j e ' e n - l a juntura b a s e - e m i s o r del t r a n s i s t o r u t i l i z a d o , se o b t i e n e una c.orrlente a través del LED de a l r e d e d o r de 15 mi 11 amperlos sufleí entes para conseg u i r una s e ñ a l i z a c i ó n c l a r a m e n t e a p r e c l a b l e de los . p u l s o s p r o v e n l e n t e s del sensor. El transistor T.a u t i l i z a r s e d e b e ser t i p o PNP con una c a p_a el dad m á x i m a de corriente por el colector de por lo menos 30 .mili a m p e r i o s . El -.transí stor s e l e c c i o n a d o es el 2N4-04 que además de c u m p l i r con las e s p e c i f i c a c i o n e s , es de g e r m a n i o3 por lo cual el v o l t a j e directo en la juntura emisor - base es m e n o r y se p u e d e l o g r a r una mejor d e s c a r g a del c a p a c i t o r C5. El d i o d o de - p r o t e c c i ó n DI a ser colocado entre el c a p a c i t o r C 5 y el emisor del t r a n s i s t o r T debe soportar un voltaje i_n verso de por lo menos -15 voltios y tener una corriente i_n versa .pequeña de m o d o - t a l que no afecte la carga normal del. c a p a c i t o r u t i l i z a d o en el c i r c u i t o detector de p é r d i d a de un pulso. Se e l i g e el diodo 1N4-56, cuyas p r i n c i p a l e s caracte- rísticas son las s i g u i e n t e s : un voltaje i n v e r s o de r u p t u r a de 3 0 . v o l t i os, una corriente i n v e r s a m á x i m a de 25 n a n o a m p e rios a 25 voltios,' una corriente directa de 40 ,mi 1 i amper i os y un v o l t a j e de 1 v o l t i o directo. C u á n d o se toma en cuenta el c i r c u i t o c o m p l e t o con las consj_ d e r a c i o n e s a n o t a d a s , se encuentra que para el c á l c u l o de R 5 y C 5 se d e b e c o n s i d e r a r un voltaje dé p e d e s t a l Vp de2.6 vo'J_ - 50 - tíos a p a r t i r del cual se cargara el condensador hasta el voltaje de umbral d'e 10 v o l t i o s , en un tiempo t de 3 s e g u n dos que c o r r e s p o n d e mínima a medirse. a la m i t a d del pe'rTodo de la v e l o c i d a d Se procede a d e t e r m i n a r R 5 y C 5 utiliz.ají do la e c u a c i ó n 2.3 S mostrada a c o n t i n u a c i ó n : -t/R 5 C 5 Ve - Vp - (Vcc - Vp) (1 - e ) (2.3) Vcc-'Vp = t/£n F Vcc - £ Vcc = 3 /¿n 5 - 3 . 3 seg. Si se s e l e c c i o n a el. v a l o r del c a p a c i t o r C 5 de 4.7 mi c r o f a r a_ d i o s s la resistencia R 5 tomaría el v a l o r de 703 K i l o - o h m i o s ; v a l o r que se c o n s i g u e con una resistencia de 680 Kilo-.ohmios en serie con un potenciómetro Pl de 100 K i l o - o h m i o s , el que p e r m i t i r á c a l i b r a r -§~>, r^:>v-:^ el i n t e r v a l o de t i e m p o de forma tal que p e r m i t a controlar el l í m i t e inferior del contador. C u a n d o se detecte a l g u n a anormal i dad l a - s a l i d a del c i r c u i t o detector bajará a ce.ro v o l t i o s . Para i n h a b i l i t a r esta señal" en el momento de a r r a n q u e del motor' c o n t r o l a d o , se u t i l i z a una compuerta G 16 -tipo OR 74C32 a cuyas entradas se conec- tan la s a l i d a del c i r c u i t o detector de p é r d i d a de un p u l s o y l a s a l i d a d e Gi q u e m a n t i e n e u n u n o l ó g i c o a l a salida de GIS mi entras dure el t i e m p o de retardo d a d o por el c i r c u i t o inicia'dor de tiempo de control. - 51 - La red compuesta por R 7 , C 7 y D 2 p e r m i t e detectar un estado de error c u a n d o el motor no haya arrancado y e ! sensor se m a n t e n g a frente al disco metal Ico p e r t u r b a d o r , que puesto R 7 y C 7 constituyen un c i r c u i t o d i f e r e n c i a d o r , p r o v e e r á a l a entrada de d i s p a r o de un p u l s o por cada t r a n s i c i ó n de la s_e nal a p l i c a d a . a la e n t r a d a - d e todo el c i r c u i t o , es decir generan p u l s o s - n e g a t i v o s y p o s i t i v o s con la se característica de que estos ú l t i m o s s u p e r a n en varios v o l t i o s el voltaje de .fuente.de a l i m e n t a c i ó n , por lo que se u t i l i z a - el d i o d o D 2 á fin de proteger -el - c i r c u i t o LM 556 u t i l i z a d o , o b t e n i e n d o 'sj5 lo p u l s o s n e g a t i v o s ú t i l e s los m i s m o s que deben tener un nj_ ve! bajo Inferior al. nlvel'.de d i s p a r o . Lo's v a l o r e s de 0.1' m i c r o f a r a d l o s y 120 K l l o - o h m l o s a s e g u r a n tal c o n d i c i ó n . Para c o m p l e t a r el c i r c u i t o d e ' t i e m p o » se procede a ' d i señar • las señales de reloj necesarias, para el pro.ceso de m e d i c i ó n de la v e l o c i d a d . Se ut i 1 i za." u n " osci 1 ador cuya configuración se muestra e n . l a figura '10." . SALIDA FIGURA 10.- Oscilador de tres compuertas. - 52 - C u a l q u i e r t i p o d e compuertas Inversoras p u e d e n u t i l i z a r s e , se e l i g e n .tres compuertas G 17 ,. G18 y G Í9 t i p o NOT 74C04. Se utiliza la relación dada por el fabricante para el caso en que RA sea i g u a l a R B e i g u a l a R; f = 0 . 5 5 9 / R C . (6) Para el reloj de período se fijó una. frecuencia de 1333.33 Hz y si se escoge para C un v a l o r de 10 n a n o f a r a d i o s , e n t o j]_ ees R deberá t.ener un valor de 42 Kilo-ohmios'. Por consi- deraciones prácticas se u t i l i z ó un v a l o r de 36 K i l o - o h m i o s para Rg y 33 K i l o - o h m i o s en ser i e con un potenciómetro P2 de 5 K i l o - o h m i o s para R¿, El potenciómetro p e r m i t i r á fijar con exactitud el v a l o r de la frecuencia- del reloj de p e r i o d o . En el circuito del reloj de "período implementado C 8 toma el v a l o r de C, R 8 el de R¿ y R 9 el de Rg. . Para el diseño del reloj rápido, primero se d e t e r m i n a el l_í mite mínimo que debe t e n e r - s u frecuencia para c u m p l i r los distintos requerimientos del contador. con Tal 1 imite-se d_e_ termina c o n s i d e r a n d o la d u r a c i ó n m á x i m a 'que podrían tener- los d i s t i n t o s estados con la excepción del estado 1, consi-. derando cierta h o l g u r a como margen de s e g u r i d a d . Se a s i g n a una d u r a c i ó n m á x i m a de un- período de reloj, r á p i d o para ca^ da uno de los estados O, 2, 4 y 5; a la que se .suma la dur_a ción de 40.000 p u l s o s de reloj r-ápido c o r r e s p o n d i e n t e al ejs_ tado 3, Se debe aclarar que la d u r a c i ó n de un p u l s o de . r_e_ loj r á p i d o para el .estado O,,es una duración m í n i m a en,el lj[ mite superior de v e l o c i d a d , y que su d u r a c i ó n será mayor a medida que la v e l o c i d a d disminuya, puesto que representa la 53 - d i f e r e n c i a que existe entre el sem i período de la señal de e_n t r a d a ,. o sea la s e p a r a c i ó n entre dos seríales p r o v e n i e n t e s del sensor, y el t i e m p o tomado para procesar tal i n f o r m a c i ó n por l o s restantes estados con e x c e p c i ó n del estado 1. T o m a n d o en c u e n t a todas las c o n s i d e r a c i o n e s m e n c i o n a d a s , se d e f i n e e l l í m i t e m í n i m o - d e f r e c u e n c i a d e l reloj r á p i d o como 40004 p u l s o s de reloj q u e d e b e n . p o d e r ser c o n t e n i d o s dentro de un semi p e r í o d o " de señal de entrada c o r r e s p o n d i e n t e a 240 R P M ; todo lo cual f i j a u n v a l o r de 320032 Hz como l í m i t e mj_ nimo de f r e c u e n c i a de la s e ñ a l de reloj r á p i d o . Se d i s e ñ a el reloj r á p i d o con un v a l o r de frecuencia de 330.000 H z ' u t i 1 izando la r e l a c i ó n i n d i c a d a en el diseño del reloj de período. Si se e s c o g e . p a r a C el v a l o r de 1 nanofa_, r a d i o , el v a l o r de R deberá ser de 1.6"9 K i l o - o h m i o s . Se utj_ liza un v a l o r de 1.6 K i l o - o h m i o s para el efecto. En el ci_r cuito de reloj r á p i d o i m p l e m e n t a d o , el' v a l o r de R que es i g u a l a R/\ R B corresponde al v a l o r de R10 u t i l i z a d o , y v a l o r de C corresponde al v a l o r de C 9 ' . -el Las compuertas utj_ l i z a d a s en su i m p l e m e n t a c i ó n son 3 tipo NOT 74C04 G 20 > G z l y G22 . La-s señales de reloj, a s í ' o b t e n i das, se api i c a n . a las entradas d e ' l a s c o m p u e r t a s correspondientes para, corríplemen-" tar el f u n c i o n a m i e n t o del c i r c u i t o . d e t i e m p o d i s e ñ a d o . 2.2.3. D I S E Ñ O DEL C I R C U I T O C O M P A R A D O R . ' Este c i r c u i t o compara -la l e c t u r a de v e l o c i d a d en r e v o l u c i o - -54 oes por m i n u t o , obten Ida; a la s a l i d a del c i r c u i t o de tiempo, con u n . v a l o r prefijado, de v e l o c i d a d que correspondería a un l í m i t e inferior. C u a n d o l a lectura a l c a n c e el 1 imite i m p u e s t o o si éste .es'me ñor al i n d i c a d o l i m í t e n s e r e q u i e r e una señal a la s a l i d a de tal circuito que i n d i q u e la anomalía mencionada. • . • Dado que la o b t e n c i ó n de la lectura de ve Toe i dad- compre n-d e la u t i l i z a c i ó n ' d e tres contadores BCD a cuyas s a l i d a s se e_n_ cuentra el v a l o r de la v e l o c i d a d m e d i d a en b i n a r i o , se sele_c_ c l o n a n tres comparadores de m a g n i t u d de 4 b i t s MC14585 cu- - yas p r i n c i p a l e s características son las siguientes:, tiene 8 entradas de comparación, tres entradas para conexión en ca_s_ cada de c o n d i c i o n e s anteriores y tres sal.idas; este c i r c u í - . to compara dos p a l a b r a s A y B de 4 bits y d e t e r m i n a cuál de las dos es menor, i g u a l o mayor por un n i v e l alto- e.n la s_a 11 da apropiada; para palabras mayores 'a 4 bits, las salidas s e - c o n e c t a n a las respectivas entradas del p r ó x i m o comparador más signif-i c a t i v o , con excepción de la entrada mayor,.la m i s m a q u e . s e conecta a un uno l ó g i c o ; las entradas d-el prj_ m'er comp-arador, .el menos s i g n i f i c a t i v o , se conectan a .un uno l ó g i c o , c o n " excepción de la entrada menor, l a - m i s m a ' q u e se' conecta.auncero.logico. Puesto que se van a comparar dos números de tres cifras cad-a uno, lo que e q u i v a l e a dos p a l a b r a s de 12 b i t s .cada u n a , se.necesitan tres comp-aradores conectados en cascada de 1 a - 55 - forma m e n c i o n a d a en las c a r a c t e r í s t i c a s del c o m p a r a d o r . • A las entradas c o r r e s p o n d i e n t e s a la p a l a b r a A se conectarán l a s s a l i d a s d e l . contador d e l cociente,- l a s m i s m a s q u e tienen la l e c t u r a de la v e l o c i d a d m e d i d a . con- A las entradas c_o_ r r e s p o n d i e n t e s a l a p a l a b r a B se conectarán las s e ñ a l e s en b i n a r i o correspondientes a la v e l o c i d a d r e f e r e n c i a l . Con el fin de obtener r á p i d a , segura y f á c i l m e n t e v a r i a b l e tal cifra' en b i n a r i o , , se u t i l i z a n tres i n t e r r u p t o r e s rotativos tj_ po BCD SF21- S uno para cada d í g i t o , a cuy as sal i das se cone_c tan r e s i s t e n c i a s e n c a r g a d a s de p r o p o r c i o n a r los n i v e l e s 1 _ó g i c o s correspondí entes- a los dígitos s e l e c c i o n a d o s . Las p r i n c i p a l e s características d e . l o s interruptores r o t a tj_ vos son las s i g u i e n t e s : una resistencia i n i c i a l de sus contactos de 0 . 1 . o h m i o s , y una c a p a c i d a d de soportar 5 O • m i -1 i a m_ peri os de corriente c o n t i n u a ; son t i p o BCD de 10 p o s i c i o n e s ; cada interruptor presenta 5 sal i d a s , una común a los 4 cor\_ tactos con los cuales se p u e d e c o d i f i c a r .un d e t e r m i n a d o d_í_ gito en BCD. r_e_ Los n i v e l e s l ó g i c o s c o r r e s p o n d i e n t e s a la presentación en b i n a r i o de un cierto d í g i t o p u e d e n a s o c i a r se' al estado d é l o s contactos 'de un i n t e r r u p t o r ; es así^.c_o mo un uno l ó g i c o está asociado, con un contacto cerrado, y un cero l ó g i c o con un contacto a b i e r t o . Por lo expresado se deben conectar las tres sal i das comunes a la fuente de a l i m e n t a c i ó n , y los extremos i n d e p e n d i e n t e s de los 12 co-ntactos a tierra a través de doce r e s i s t e n c i a s , las m i s m a s que p e r m i t i r á n interpretar el cierre de un con- - 56 tacto como uno l ó g i c o , y ' su apertura como un cero l ó g i c o . De esta forma, se c o n s i g u e n 12. s a l i d a s que constituyen la p_a_ l a b r a B de 12 bits que representa la referencia de v e l o c i dad q u e , fijada a v o l u n t a d , - se a p l i c a a las e n t r a d a s corre^ p e n d i e n t e s de los tres comparadores de m a g n i t u d u t i l i z a d o s . Cada resistencia RIV , útil izada con el propósito m e n c i o n a d o , tendrá un v a l o r de 15 K i l o - o h m i o s puesto que con el respect i v o contacto c .erra do se p r o d u c i r á el paso de 1 m i l i a m p e r i o de 'corriente a través de l a . m i s m a , lo cual asegura la c o n - secuci o n d e u n u n o l ó g i c o a d e c u a d o . Puesto que,;- se trata de determinar el momento en el cual la lectura d e ' v e l o c i d a d es .igual o menor a la referencia prefj[ jada,, se necesitan aplicar" las dos s a l i d a s correspondientes .a las entradas de una compuerta- tipo OR a cuya s a l i d a se o_b_ tendría un uno l ó g i c o cuando., sucedan c u a l q u i e r a .de las situaciones' m e n c i o n a d a s . dos 'Sin embargo -con el fin de ahorrar la. compuerta i n d i c a d a se p u e d e u t i l i z a r la s a l i d a que i n d i ca cuando la \ectura 'es mayor que la referencia, en cuyo cji_ so en tal s a l i d a se o b t i e n e un uno l ó g i c o , y que si la 1 e_c tura es .menor o i g u a l a la "referencia se presenta aridicha sja 1 1 da un cero l ó g i c o , que correspondería al complemento dé- la señal o b t e n i d a a la s a l i d a de - l a compuerta . ti po OR,' la misma que se ahorra. . ... . S.i n e m b a r g o , como la lectura de v e l o c i d a d se o b t i e n e del co_n tador del cociente el .mismo que es un a c u m u l a d o r de pulsos, - 57 o sea que tal lectura varía desde cero e irá a u m e n t a n d o su conten i do hasta que al final del proceso de conteo proveerá la lectura que se d e s e a . c o m p a r a r , za una compuerta G 2 3 t i p o OR 74C32. por. esta razón, se uti lj_ A una de sus entradas se conectará la señal de s a l i d a s e l e c c i o n a d a del c i r c u i t o c o m p a r a d o r , - l a m i s m a que será h a b i l i t a d a por el estado 4 i_n v e r t i d o d i s p o n i b l e a la s a l i d a de la compuerta G n , 1 a m i s m a que se conectará a la otra entrada de la compuerta G2 3 , y que asegura que cuando se encuentre en cero l ó g i c o la cont_a b i l i z a c i ó n de l a . l e c t u r a se habrá c o m p l e t a d o . A la s a l i d a de la compuerta m e n c i o n a d a se obtendrá un cero l ó g i c o el m_o mentó en que realmente se produzcan las s i t u a c i o n e s anómalas que se. tratan de detectar. 2.2.4. DISEÑO DEL. CIRCUITO DE DISPARO. La f u n c i ó n del c i r c u i t o de d i s p a r o es l a de detectar las dj_ ferentes señales c o n s i d e r a d a s como i n d i c a d o r e s de un funci_o namiento erróneo del sistema de control a implementarse, '¿ demás de a c t i v a r y mantener de a c t i v a d o el e l e m e n t o f i n a l control el m i s m o que se c o n s t i t u i r á como la c a r g a - d e l prese_n_ te c i r c u i t o de d i s p a r o . Puesto que se desea c o n t r o l a r p o t e n c i a s bajas y además se d i s p o n e n de s e ñ a l e s . d é b i l e s , se escoge c.omo elemento de COJT_ trol del c i r c u i t o de d i s p a r o al i n t e r r u p t o r c o n t r o l a d o de s i l i c i o SCS,. el m i s m o que es a d e c u a d o en a p l i c a c i o n e s déci_r c u i t o s l ó g i c o s y de c o n m u t a c i ó n que r e q u i e r e n s e ñ a l e s débj_ - 58 - les como en -el. presente -caso. Lo anterior se e v i d e n c i a al examinar los n i v e l e s de corriente y voltaje que p u e d e n so- portar, las corrientes de e n g a n c h e y de pérdidas., y las seña_ les de d i s p a r o , las m i s m a s que son bajas. El SCS a'utilizarse es el 'ECG 239 cuyas p r i n c i p a l e s caract_e rístlcas son las s i g u i e n t e s : tiene la. capad dad de soportar una corriente contínua-'de hasta'50 mi 1 i amper.i os como máximo, •la corriente de m a n t e n i m i e n t o o e n g a n c h e tiene un v a l o r max_^ mo de 1 m i l i a m p e r i o , el voltaje de disparo en la compuerta' del cátodo tiene un valor máximo de 0.8 voltios y la corrie_n te correspondiente tiene el v a l o r .de' 1 mi 1 i a m p e r i o m á x i m o . V La configuración u t i l i z a d a se muestra en 'la figura 11, de se a d v i e r t e la existencia d e ; u n interruptor pulsante dojí P .- normal mente cerrado, el mismo que 'al ser accionado interrum pe el paso de. 1 a corriente 'directa a través del SCS pro.v.o'ca_n do su desactivado. La carga se- encuentra s i t u a d a en la coni puerta del ánodo y no en el -ánodo-, por la c o n v e n i e n c i a de'Í£ t e r r u m p i r - l a menor corrí ente posi bl e para el a p a g a d o del SCS, corriente que sería, aproximadamente,. 10 v.eces mayor si carga e s'tuv i e r a - c o n e c t a d a en el ánodo del la SCS. Con el propósito de obtener' l a ' s e ñ a l que a p l i c a d a a la coni puerta del cátodo del SCS permite d i s p a r a r o activar este _e . lemento, se deben i denti f i car J as distintas fuentes de dojí de p r o v e n d r á n las señales de error que deberán a c t i v a r el c i r c u i t o de d i s p a r o . 'Estas señales son tres y- p r o v i e n e n de - 59 - l a s a l i d a del c i r c u i t o c o m p a r a d o r , de la compuerta u t i l i z a d a en detectar el l í m i t e superior a las s a l i d a s del m e d i d o r . d e v e l o c i d a d y del c i r c u i t o detector de p é r d i d a de un p u l s o de sensor, el que se encarga de controlar el l í m i t e inferior de v e l o c i dad. Las tres s e ñ a l e s i d e n t i f i c a d a s son i n d e p e n d i e n t e s y t i e n e n * la característica común de mantenerse en condiciones normales en un n i v e l de uno l ó g i c o . Esto f a c i l i t a el d i s e ñ o pue_s_' to que tales s e ñ a l e s pueden ser a p l i c a d a s directamente a las entradas de una compuerta G2if tipo NAND CD4023 a cuya salida se o b t i e n e un uno l ó g i c o cuando por lo menos una de las tres señales de entrada pasa a 'cero l ó g i c o . Puesto que un uno l ó g i c o en C-MOS representa prácticamente el v a l o r de la fuente o' sea 15 v o l t i o s , y dado que necesit_a mos un voltaj.e m á x i m o de 0.8 v o l t i o s apli-cado a la compuejr ta del cátodo para activar el SCS, se debe implementar un d i v i s o r de tensión con tal propósito. Los interruptores controlados de s i l i c i o tienen la tendencia a d i s p a r a r s e prematuramente d e b i d o a la v e l o c i d a d con 1 a cual se aplica, una determinada tensión a sus terminales p r i n c i p a l e s y a la capacidad de transición parásita que pr_e senta este elemento entre sus compuertas, la m i s m a que para altas frecuencias representa una i m p e d a n c i a . baja que p r o d u ce corrientes de compuerta sustanciales que activan al SCS. Este efecto de v e l o c i d a d p u e d e s u p r i m i r s e r e d u c i e n d o la re - 60 - sistencia entre el cátodo y su c o m p u e r t a , y3 o 5 c o l o c a n d o eji tre los t e r m i n a l e s i n d i c a d o s un c o n d e n s a d o r de jo. un v a l o r b_a Sin embargo, tales procedimientos reducen la s e n s i b i 1 j_ dad del SCS a una señal de d i s p a r o a p l i c a d a exteriormente. E x-per i m e n t a l m e n t e se lograron, buenos r e s u l t a d o s al u t i l i z a r un c o n d e n s a d o r C10 de 150 p i c o f a r a d i o s conectado en p a r a l e l o con una resistencia R12 de 1 Kilo-.ohmio conectado entre .cátodo del SCS y su compuerta.- • el . C o n s i d e r a n d o una- caída directa de voltaje de 0.8 v o l t i o s en la juntura'que existe entre el cátodo del interruptor y * s ir compuerta necesaria para activar el SCS, se establece el v_a lor de 18 K i l o - o h m i o s para la resistencia R13 , con lo cual se completa el d i s e ñ o del d i v i s o r de tensión i n d i c a d o . Dado que el fabricante asegura -un v a l o r m á x i m o de corriente de mantenimiento el cual es de 1 mil i a m p e r i o , se escoge 1.4 mi 1 i aniperi os como corriente directa que entra al ánodo SCS; del si además, se considera un voltaje directo de- 1.voltio existente entre 'ánodo, y cátodo cuando el SCS se encuentra a c t i v a d o , determinan para .Ri4 un v a l o r de'10 K i l o - o h m i o s . La c o n f i g u r a c i ó n c o m p l e t a puede apreciarse en'1 a f i g u r a 11, presentadaacontinuación. Con el fin de i n h a b i 1 itar el c i r c u i t o de tiempo una vez que el SCS se encuentre activado,- se conecta el án.odo d e - t a l ele - 61 - Vcc a: Comparador. b: Límite superior. c: Limite inferior. FIGURA 11.- Circuito de Disparo. mentó a la entrada de l a compuerta GI t i p o N A N D CD4093 utj[ T i z a d a en el 'circuito i n i c i a d o r del tiempo de control; ad_e_ más 3 se conecta a la entrada de la compuerta Gi 5 t i p o NAND CD4023 u t i l i z a d a para d e t e r m i n a r el m o m e n t o en el cual se aj_ canza el l i m i t e superior del contador de v e l o c i d a d ; entradas que h a b í a n s i d o c o n e c t a d a s ' p r o v i s i o n a l m e n t e a u n o - l ó g i c o . De esta forma, una vez que el SCS h a . s i d o acti-vado, se deshabil'it.a el paso de las señales que. podrían m a n t e n e r l o p a r a d o , garantizando su desactivado di_s u t i l i z a n d o el i n t e r r u p - tor pulsante P. 2.2.5. DISEÑO DEL C I R C U I T O D E > O T E N C I A . Constituye el elemento final de control en el sistema de cojí trol m e n c i o n a d o en el p r i m e r c a p í t u l o . Esta c o n s t i t u i d o por un relé electromecánico SF 3113JOO cuyas p r i n c i p a l e s ca ráete rísticas son las s i g u i e n t e s : se activa con un v o l t a j e de 11.5 .- 62.- • v o l t i o s y una corriente".de 7.2 mi 11 amper i os, se d e s a c t i v a con u n - v o l t a j e . d e 2.8 v o l t i o s y una corriente de 1.7 m i 1 i a_m peri os, sus contactos son tipo DPDT S es decir, tiene dos p_o_ los cada uno con dos t e r m i n a l e s y p u e d e n soportar una corrie_n te'dehastaunamperioA.C. . Su b o b i n a se conecta como carga del c i r c u i t o de d i s p a r o . . Es necesario conectar un 'diodo D3 a los terminales de la bobina .del relé con el fin de absorber el transitorio de voltaje iji d u c t i v o generado por la d e s a p a r i c i ó n del el apagado' del relé. campo..magnético en El d i o d o l i m i t a el voltaje a través del SCS al voltaje de la fuente p r o t e g i é n d o l e de su p o s i b l e destrucción. Al activarse el circuito de disparo se aplica a . • • los t e r m i n a l e s de la b o b i n a prácticamente el v o l t a j e de fuen te con l o - c u a l se l o g r a un cierre seguro de los. contactos del relé. La corriente que pasa por la bobina en el activado- del relé será de a p r o x i m a d a m e n t e - 9 . - m i 1 i a m p e r i o s . El d i o d o D3 u- ti1 izado es el 1N2069 cuya característica p r i n c i p a l es la de tener una corriente p i c o m á x i m a d e - 7 5 0 mi 1 i a m p e r i o s 5 v a l o r que asegura una adecuada protección al elemento- 1 ** de d i s p a r o . • En v i s t a de que. u.no de los contactos del relé se conectará en serie con l a a l i m e n t a c i ó n a la b o b i n a del contactor i n - tegrante del c i r c u i t o de arranque de un determinado motor y c o n s i d e r a n d o que la corriente de activado de u n c o n t a c t o r se encuentra en el orden de algunos.cientos'de m i l i amper i os .se concluye que la c a p a c i d a d de corriente de los contactos del relé es s u f i c i e n t e para asegurar una o p e r a c i ó n confia- ble. • D e b i d o a que se n e c e s i t a n I m p l e m e n t a r v a r i a s c o n e x i o n e s externas, se u t i l i z a un'a regleta de 4 t e r m i n a l e s n u m e r a d o s del 1 al 4 con el propósito de f a c i l i t a r su identificación. Los te_r m í n a l e s -1 y 2 constituyen las entradas de a l i m e n t a c i ó n del e q u i p o detector y los t e r m i n a l e s 3 y 4 constituyen su s a l i da, es decir el p o l o de uno de sus contactos y su terminal normal mente cerrado, respectivamente. Al p o l o del contacto, o sea al termi nal 3 de la r e g l e t a , se' a p l i c a la fase de a l i m e n t a c i ó n que corresponde a un v a l o r de 110 v o l t i o s A.C.; del terminal 4 de 1.a r e g l e t a del t e r m i n a l normalmente cerrado del contacto del r e l é , se toma la alime_n_ tac ion del circuito de arranque del motor. Quedan definidas las- características del -contactor a controlarse; debe acti-' varse con 110 rio. v o l t i o s A;C. y una corriente menor a 1 ampe- . A través de un contacto C normalmente abierto del contactor referido, se al i menta una t e n s i ó n de 110 v o l t i o s A.C. al te_r m i n a l 1 de la regleta, la misma fase a p l i c a d a al t e r m i n a l 3. Al t e r m i n a l 2 de la regleta se conecta el neutro 'de l a . r e d de alimentación. ' . . •. - Con el p r o p ó s i t o de mantener alimentación sobre el detector de g i r o , a pesar de h a b e r s e detectado una f a l l a , se conecta i n t e r n a m e n t e el t e r m i n a l n o r m a l m e n t e a b i e r t o del relé con el - 64 - t e r m i n a l 1 de la r e g l e t a . La f i g u r a 12 i l u s t r a 1 a.? c o n e x i o • ries mencionadas. O O Ó Ó Fase Reoleta Neutro 110 VAC Conexión interna. FIGURA 12..- Conexiones externas del sistema de control- El contacto restante del relé se u t i l i z a p a r a " b r i n d a r una i_n di cae ion v i s u a l de o p e r a c i ó n normal o de f a l l a . Con este o_b jeto, se conecta la fuente de a l i m e n t a c i ó n al p o l o del tacto m e n c i o n a d o . co_n Al terminal normalmente cerrado se cone_c ta'el ánodo de un d i o d o emisor de. luz verde LD2 s i n d i c a d o r c o n v e n c i o n a l de operación n o r m a l , cuyo cátodo se conecta a tierra a través.de una resistencia u t i l i z a d a para p o l a r i z a r tal LEO y l i m i t a r la corriente directa que pasa del m i s m o . a Característica de los d i o d o s emisores través de l u z v e _ r des es el mayor consumo de potencia para la m i s m a intensidad de luz a la - s a l i d a que los rojos o a m a r i l l o s . Se u t i l i z a _u na r e s i s t e n c i a R 15 de 390 ohmi os > i v a t i o , que provee una - 65 - I n t e n s i d a d de luz a d e c u a d a . " Al t e r m i n a l n o r m a l m e n t e a b i e r t o se conecta.de la misma forma que al v e r d e , ' u n d i o d o emisor de luz rojo, i n d i c a d o r c o n v e n c i o n a l de f a l l a , en cuya polar_i_ zación se u t i l i z a una r e s i s t e n c i a Ri 6 de 750 o h m i o s , £ vatio, con la que se c o n s i g u e una a p r o p i a d a i n t e n s i d a d de luz. 2.2.6." FUENTES DE P O D E R . El a m p l i o rango de voltajes que como fuentes de a l i m e n t a c i ó n para los circuitos C-MOS. pueden utiliz-arse sin i n c o n v e n i e n tes, permiten la u t i l i z a c i ó n de una sola fuente, cuyo v a l o r está determinado por e-1 elemento final de c o n t r o l , por el voj_ taje de a c t i v a d o del relé, el mismo que deberá ser s u p e r i o r a éste y no mayor a 15 voltios. D e b i d o a su bajo costo y fa. cil imp.l ementación se. u t i l i z a un r e g u l a d o r ' d e tres terminales de s a l i d a fija y de un valor de 15 volt'ios DC. El reg_u_ 1 ador uti 1 izado es el-7815C q.ue provee una corriente de s_a_ l i d a de 500 m i l i a m p e r i o s para un voltaje típico de entrada de 23 v o l t i o s . La señal . api i cada a la entrada del regulador es el voltaje que se obtiene en el secundari o del mador TR rectificado y filtrado. transfor- El filtro u t i l i z a d o consi_s_ te de un capacitor C X 1 de 1000 microfaradios c a l c u l a d o en ba. se a la relación C = I/2fVR (7), en donde I es la corriente de carga, f es la frecuencia de la red de alimentación y VR es el voltaje de rizado, cuyo valor se asume como de 4 v o l tios. La corriente de carga estará d e t e r m i n a d a por el cojn_ sumo de los i n d i c a d o r e s l u m i n o s o s y en una primera aproxim_a ción se c o n s i d e r a r á de un valor de alrededor de 400 m i l i a m - - 66 - • per i o s ; sin e m b a r g o se provee un m a r g e n de s e g u r i d a d y se fi ja su v a l o r en 500 m i l i a m p e r i os, cifra útil izada en el di seño . Para la r e c t i f i c a c i ó n de la onda se u t i l i z a u n . p u e n t e de di_o dos rectificador de o n d a c o m p l e t a cuyas e s p e c i f i c a c i o n e s son un v o l t a j e p i c o i n v e r s o de 50 v o l t i o s y una corriente ta de por lo menos 500 m i l i a m p e r i os. dire_c_ El p u e n t e u t i l i z a d o PV40 tiene como características un v o l t a j e p i c o i n v e r s o de 200 v o l t i o s AC y una corriente .máxima de 2 amperios. As_u m i e n d o una caída directa de voltaje de 1 v o l t i o sobre cada d i o d o rectificador que se encuentra en c o n d u c c i ó n , se pueden e s p e c i f i c a r l a s características d e l b o b i n a d o s e c u n d a r i o . d e ! transformador de a l i m e n t a c i ó n de ll\l v o l t i o s e f i c a c e s y una corriente de 0.7 amperios eficaces. El transformador ú t i l izado es el TR 60-7546' que presenta Li- na r e l a c i ó n 110/19 entre su b o b i n a d o p r i m a r i o y dos tomas de su s e c u n d a r i o y provee una - corrí ente m á x i m a de 1 a m p e r i o , e_s_ p a c i f i c a d o por el f a b r i c a n t e . Este valor se u t i l i z a para i m_ p l e m e n t a r la fuente de 15 v o l t i o s d i s e ñ a d a . transformador Además, este presenta un voltaje .de.6 v o l t i o s en dos tomas de su s e c u n d a r i o , s a l i d a u t i l i z a d a para a l i m e n t a r una 1 ámp_a r.a i n c a n d e s c e n t e L la. que c u m p l i r á el p a p e l de luz p i l o t o que a v i s a r á de la existencia de a l i m e n t a c i ó n a p l i c a d a al eq u i p o detector de g i r o . . El p r i m a r i o , del transformador se co_ necta a.través de un interruptor maestro S y de un f u s i b l e F de 250 m i l i a m p e r i o s a los t e r m i n a l e s 1 y 2 de la r e g l e t a - .-67.- de c o n e x i o n e s m e n c i o n a d a -en el p u n t o Z . Z . 5 . A l a . s a l Ida del regulador de voltaje se conecta un capacitor .Cía de 2.2 m l c r o f a r a d i o s con el' f i n de mejorar su respuesta transitoria. Se p r o v e e , . a d e m á s , de un capacitor C 1 3 de 50 m l c r o f a r a d i o s que conectado a la entrada de la tarjeta que contiene el c i £ culto de control implementado, proveerá.de. un filtro a d i c i _o n a l - con el fin de e v i t a r la i n t r o d u c c i ó n de r u i d o a la jeta d e control. ta_r '•• La figura 13 muestra la fuente de voltaje i m p l e m e n t a d a . -S F • TR ' PV40 Vcc *"X,> . T t 7815C = Cn = C12 "I" Cía (3) DL FIGURA 13.- Fuente de poder regulada, 2.3.'.-ACOPLE. SENSOR - CIRCUITO DE CONTROL. .- . .' Una vez- que se ha escogido una forma p a r t i c u l a r de t'ransdu_c_ tor para un trabajo d a d o , debe proveerse la a p r o p i a d a excitación y el a c o n d i c i o n a m i e n t o de la .señal de s a l i d a . . La n_a turaleza del a c o n d i c i o n a m i e n t o depende de las carácteristi - cas e l é c t r i c a s del t r a n s d u c t o r y del destino de d i c h a - señal. D e b i d o a que la señal que se trata de .controlar es la v e l o c i d a d de un moto reductor, se debe encontrar la forma de'd_e_ tectar tal v a r i a b l e física; una vez que d i c h a v a r i a b l e ha'sj_ do detectada se procede a convertir, la señal a una forma más m a n e j a b l e , para lo cual se u t i l i z a un transductor que e s u n d i s p o s i t i v o que. transforma un efecto físico en otro. Sin eni bargo, en la mayoría de los casos, la variable física se transforma en una señal e l é c t r i c a , ya que ésta e s - l a forma de señal más f á c i l m e n t e r n e d i b l e . Puesto que se encuentra d e f i n i d o el tipo 'de transductor a ser u t i l i z a d o , se procede a m e n c i o n a r l a s más Importantes reglas de montaje que el fabricante p r o p o r c i o n a . (5) El sensor f o r m a - u n : c a m p o de d i s p e r s i ó n m a g n é t i c a en su cara frontal, sobre el cual Influyen las masas m e t á l i c a s . Por lo tanto,.las partes m e t á l i c a s , de las m á q u i n a s en las p r o x i m i o!a_ des de la cara frontal- del sensor varían el campo de dispersion y con ésto la s e n s i b i l i d a d de reacción del sensor. Se sugiere mantener una d i s t a n c i a m í n i m a de la mitad del dián\e_ tro del sensor entre la cara frontal del sensor y las partes metal i cas adyacentes. Las masas ferromagnéticas que interrumpen 'el campo magnético g e n e r a d o .por el sensor y la cara frontal del sensor deben estar s e p a r a d a s , como m á x i m o , una d i s t a n c i a i g u a l a la cifra - . - 69 - m e n c i o n a d a en su d e s c r i p c i ó n en m i l í m e t r o s . Tales masas mj| tal leas deben tener, como m í n i m o , el diámetro del sensor y c u b r i r c o m p l e t a m e n t e l a cara frontal del sensor al p a s a r r_£ p l d a m e n t e sobre él. D i c h a s masas, a d e m á s , d e b e n estar sep_a_ radas sufleíentemente de otras partes metal leas de l a máqin_ na, para evitar I n f l u e n c i a s extrañas, sobre e l - sensor,, se 'sj¿ glere una distancia I g u a l a por lo menos el d i á m e t r o del s e n_ sor. Al d i s p o n e r v a r i a s masas m e t á l i c a s para p r o d u c i r va- rios i m p u l s o s por r e v o l u c i ó n de la m á q u i n a , se debe tener en cuenta que l a s masas se encuentren suficientemente distanci_a das la una de la otra. Se s u g i e r e una s e p a r a c i ó n mayor a dos' veces el diámetro del sensor. • . Tomando en cuenta todas estas c o n s i d e r a c i o n e s , se d i s e ñ ó y construyó un disco de fibra s i n t é t i c a endurecí da (poli a m i d a ) sobre la cual se montarán dos disco.s m e t á l i c o s , de prefere_n cia de hierro por dar una mejor respuesta a la s a l i d a sensor. Este disco de fibra tiene la particularidad de del e_s_ tar d i v i d i d o en dos s e m i c í r c u l o s los cuales p u e d e n ser a c o p l a d o s e n t r e sí y al eje del motor, m e d i a n t e el uso de t o r n i l l o s con cabeza h e x a g o n a l i n c o r p o r a d a s . dos A d e m á s , s e p r_o vee de un p r i s i o n e r o para sujetar firmemente el disco de fi_ bra al eje del motor. 'Tal característica brind.a la p o s i b i dad de montar d i c h o disco sobre el eje de un cierto motor, sin la n e c e s i d a d de d e s a c o p l a r una d e t e r m i n a d a carga sobre el eje m e n c i o n a d o . cadas D e b i d o a que las r e g l a s de montaje i n d_i_ precisan c o n d i c i o n e s de separación en f u n c i ó n del dij[ metro del sensor, tal- diámetro y el numero de d i s c o s de lile - 70 - rro a ser montados sobre el disco de fibra van a d e t e r m i n a r el tamaño del referido disco. va a u t i l i z a r será un D e b i d o a que el sensor que se i n t e r r u p t o r i n d u c t i v o de p r o x i m i d a d DIN 19234 con s a l i d a anal ógi ca (5J5 cuyo d i á m e t r o es de 28 "mj_ l í m e t r o s , el radio del d i s c o de fibra se d e t e r m i n a por la"sj¿ ma del diámetro en m e n c i ó n , más l a separación de la m i t a d • -.-• ' --&.*.-Y del mismo diámetro respecto al eje d e l - m o t o r , más el radio del eje del motor. En este caso, se u t i l i z a un motor de u - so e x p e r i m e n t a l - de l a b o r a t o r i o con un diámetro de eje de milímetros. 8 Estas c o n d i c i o n e s fijan el diámetro del.'disco . de fibra en un m í n i m o de 92 m i l í m e t r o s y el d i á m e t r o m í n i m o de los d i s c o s m e t á l i c o s en 28 m i l í m e t r o s . Sin e m b a r g o ^ se construyó el disco de fibra con un d i á m e t r o . d e .120 m i l í m e tros con el fin de tener una idea .aproximada del tamaño real del disco c u a n d o se tenga que a c o p l a r l o al eje de u n. ni o t o r_e ductor. . Para el sensor utilizado la distancia máxima de transición, es decir, la separación a la cual al metal férreo amortigu_a_ dor produce un c a m b i o de s e ñ a l , t i e n e un v a l o r n o m i n a l máximo de- 10 milímetros. - C o n s i d e r a n d o cambios a m b i e n t a l e s como te_m peratura y voltaje, se obtiene un v a l o r o p e r a t i v o de la di_s_ tancia de t r a n s i c i ó n menor a 8 m i l í m e t r o s , cifra p r o p o r c i o nada por el fabricante. La fotografía 1 i;lustra el d i s c o d e fibra montado sobre el eje d e l - m o t o r - , los -di seos m e t á l i c o s y el sensor. De entre el rango p r o p o r c i o n a d o por él fabricante se escoge 71 •- . . 'FONOGRAFÍA.1.- Arreglo para detectar velocidad. 9 v o l t i o s como v a l o r n o m i n a l de fuente de a l i m e n t a c i ó n que servirá para polarizar al sensor a utilizarse, Este valor de voltaje se o b t i e n e a partir de la fuente d i s p o n i b l e de 15 v o l t i o s , u t i l i z a n d o además un d i o d o zener y una resistencia. Se selecciona una corriente Iz de 6 mi'1 i amperios , a d e c u a d a para una correcta o p e r a c i ó n del d i o d o Zener Dz 1N575 es de-. . -. » . cir para mantener un valor Vz de 9 voltios a s.u sal i da , y co_n_ s i d e r a n d o una co'rriente m á x i m a , de consumo del sensor Is de 3 mil i a m p e r i o s , . v a l o r que corresponde al- v a l o r dado por el fabricante más .un cierto margen de seguridad,- ¿e procede, LJ_ t i l i z a n d o la e c u a c i ó n 2.4, al c á l c u l o del v a l o r de ía resi_s teñei a R!7 que polariza al d i o d o Zener. R - 'Vcc '- Vz Iz + Is •'.. ' (2.4) - 72 - - Q -• K£¡ - 667 6 + 3 El v a l o r estándar más cercano e x i s t e n t e en el m e r c a d o es 680 ohmios. Exper i m e n t a l m e n t e se s e l e c c i o n a para R18 , la resi_s t e n c i a de a l i m e n t a c i ó n al sensor, un valor de 1.2 -Kilo-ohmio's la m i s m a que p e r m i t e obtener . n i v e l e s a d e c u a d o s de señal con el fin de ser p r o c e s a da c o n v e n i e n t e m e n t e . D a d o que se va a trabajar con s e ñ a l e s d i g i t a l e s , se necesita a la señal que p r o v e e el sensor, a c o n d i c i o n a r l a de m o d o tal que obtengamos l o s n i v e l e s de uno y cero l ó g i c o s a d e c u a d o s , c o n s i d e r a n d o l a fuente de a l i m e n t a c i ó n de 15 v o l t i o s . Para " el efecto se considera la característica de transferencia de voltaje del c i r c u i t o inversor 74C04 cuya c a r a c t e r f s t i c a p r i _ n c i p a l es la fijación de un voltaje de umbral a l r e d e d o r de la mitad del valor de fuente con lo cual pequeñas v a r i a c i o n e s a l r e d e d o r de este voltaje en la entrada, producen a la salj_ da del i n v e r s o r , una señal con n i v e l e s l ó g i c o s a c e p t a b l e s . De esta forma se o b t i e n e la señal del sensor en n i v e l e s ace_p_ tables para ser procesada en forma d i g i t a l . Sin e m b a r g o , en las t r a n s i c i o n e s tanto p o s i t i v a s como n e g a t i v a s de ta-1 señal se a d v i e r t e la presencia de a l g u n a s o s c i l a c i o n e s producidas por el sensor puesto que el m i s m o fabricante le define como un c i r c u i t o o s c i l a n t e e l e c t r ó n i c o . Con el. p r o p ó s i t o de e 1 j_ m i n a r tales o s c i l a c i o n e s se u t i l i z a una compuerta G 2 s CD4093 tipo NAND S c h m i t t - t r i g g e r para obtener un p u l s o con una dj¿ - 73 ración d e t e r m i n a d a por los v a l o r e s de c a p a c i d a d y resistencia de, d o s _ e l e m e n t e s conectados como un c i r c u i t o diferenci_a dor a la una entrada de la compuerta i n d i c a d a . Con el pr_p__ pósito de s i n c r o n i z a r las señales del c i r c u i t o de control con la señal p r o v e n i e n t e del sensor, se conecta a l a entrada- restante de la compuerta en m e n c i ó n , la s a l i d a de una co_m puerta G27 t i p o OR 74C32 a cuyas entradas se conectan los'e_s_ tados O y 1 u t i l i z a d o s en el c i r c u i t o de t i e m p o d e s c r i t o s en. el punto 2.2.2. Esta conexión permite c a m b i a r de estado con mayor rapidez • g a r a n t i z a n d o una norma! secuencia de los est_a_ dos . La d u r a c i ó n de este p u l s o se encuentra d e t e r m i n a d a por 1 a" _e c u a c i ó n 2.5 que describe la descarga del capacitor C1!} . momento, que su voltaje l l e g u e a V y _ 5 e s p e c i f i c a d o en 5 El voj_ tios s p r o d u c i r í a el c a m b i o de c o n d i c i ó n a la s a l i d a de G2 e si su paso sería h a b i l i t a d o por otra señal a p l i c a d a a la o tra entrada de la compuerta G 2 e • Pero como el voltaje sobre el c a p a c i t o r C14 h a b i l i t a al paso de los estados cero y .uno, no interesa -su d u r a c i ó n más que para e l i m i n a r las m e n c i o n a das ose i l a c i o n e s . . — - -t/RC . ' Ve = Vcc . e •" • (2.5) Por'esta razón los valores de R i g y Cltf se determinaron éxp£ r i mental mente' y se f i j a r o n - e n 360 K i l o - o h m i o s y 0.1 microf a_ •radios, lo que determinará un" tiempo de d u r a c i ó n del p u l s o de 40 m i l i s e g u n d o s a p r o x i m a d a m e n t e , a la entrada de la compuerta G 2 6 • El circuito " i m p l e m e n t a d o se presenta en la fi- - 74 - aura 14. a b a: Estado cero, -b: Estado uno. Vcc FIGURA 14.- Circuito transductor - acondicionador. 2.4. - A L G U N A S C O N S I D E R A C I O N E S SOBRE C O N S T R U C C I Ó N Y MONTAJE. D e b i d o al carácter experimental del sistema de control impl_e mentado, se u t i l i z ó la técnica wire-wrap", la m i s m a que simp l i f i c a la Construcción del sistema d i s e ñ a d o , así como facj_ l i t a las d i s t i n t a s m o d i f i c a c i o n e s que a d i s e ñ o s prim.ariosd^ bieron hacerse con el fin de obtener un circuito que c u m p l a con las e s p e c i f i c a c i o n e s de diseño y a la vez b r i n d e confia^ bilidad. La fotografía Z permite apreciar el sistema de co_n trol i m p l e m e n t a d o y la técn.ica u t i l i z a d a en su construcción. Además, se d i s t i ñ a u e tres zócalos de 16 t e r m i n a l e s cada uno, los mismos que permiten tener la c a p a c i d a d de interconectar el sistema de control .real i m e n t a d o p r o p i a m e n t e d i c h o , con t_o dos sus elementos periféricos, a saber, la fuente de alimej]_ tación, el relé de s a l i d a , el sensor, los i n d i c a d o r e s l u m i nosos, 1 os.interruptores r o t a t i v o s , el interruptor p u l s a n t e u t i l i z a d o en la r e p o s i c i ó n de las protecciones y 'los indic_a - 75 FOTOGRAFÍA 2.- Sistema de control implementado. dores de 7 segmentos. Con el fin de m a t e r i a l i z a r tales In- terconexiones, se u t i l i z a n tres conectores A 3 B Y C para ser montados en los zócalos I n d i c a d o s y cuyos conductores se h_a l i a n d i s t r i b u i d o s de acuerdo a la t a b l a 3 p r e s e n t a d a a t i n u a c i ó n , en d o n d e los tres conectores co_n_ se h a l l a n i d e n t i f i - cados .de i z q u i e r d a a derecha tomando como referencia la f_o_ tografía 2 .. De esta forma, para referirse a un cierto con_ ductor, se debe., e s p e c i f i c a r el literal que i d e n t i f i c a al co_ nector s además del numero c o r r e s p o n d i e n t e a cada conductor. En la tabla 3, los l i t e r a l e s "a" hasta "g" representan los 7. segmentos de los i n d i c a d o r e s u t i l i z a d o s en mostrar la 1 e_£ .tura m e d i d a de v e l o c i d a d , los m i s m o s 'que van a c o m p a ñ a d o s por los s u b í n d i c e s u, d y c , que r e s p e c t i v a m e n t e i d e n t i f i c a n a los segmentos que conforman las u n i d a d e s , decenas y centenas - 76 - CONDUCTORES ' A 1 CONECTORES B tierra ' . C tierra LD2 - sensor BI bd du B3 5 cd eu Bt, 6 dd fu B5 7 ed gu B6 8 -P 9 . gd 2 4 ' ' d 10 ac 11 bc \C 13 . ' . pulsante . C £ • ec 15 fc 16 gc ' B8 B9 au B10 BU p u l s a n t e (Vcc) B0 . relé Vcc . ? bu 'f C y . dc 14 D ~ - Vcc LD1 LD3 TABLA.3.- Distribución de señales en los conectores. de la lectura referida; B 0 a BX1 representan las 12 entradas provenientes de los interruptores rotativos; LD1, LD2 y LD3 son las c o n e x i o n e s con los i n d i c a d o r e s a m a r i l l o , v e r d e y rjD jo r e s p e c t i v a m e n t e . Se d e b e m e n c i o n a r que los conductores 1 y 16 del conector B son los e n c a r g a d o s de interconectar la fuente de a l i m e n t a c i ó n con el sistema de control i m p l e m e n t a _ do; el c o n d u c t o r 1 del conector A p r o v e e la señal de tierra - 77 - común a los tres i n d i c a dores de 7 segmentos, y el conductor 14 del conector C provee la señal de volta'je de a l i m e n t a d ón común a los tres interruptores rotativos. El montaje de todo el conjunto se a p r e c i a claramente al ex_a_ mi.nar l a fotografía 3 presentada a c o n t i n u a c i ó n . FOTOGRAFÍA 3.- Vista superior del detector de giro. El panel descornando está conformado por todos los dispositj_ vos que permiten establecer una c o m u n i c a c i ó n entre el sist_e ma de con.trol .y el operador. Tales d i s p o s i t i v o s s o n - l o s i_n dicadores de 7 segmentos, los interruptores rotativos, los i n d i c a d o r e s luminosos,' el interruptor p u l s a n t e y el interru_p__ tor de e n c e n d i d o con su respectiva l á m p a r a i n d i c a d o r a . Este panel se presenta en la fotografía 4'-. 78-- DBTBCTOR DE GIRO DB UN MOTOR A C FOTOGRAFÍA 4.- Vista frontal del equipo. . En l a p a r t e p o s t e r i o r del e q u i p o s e e n c u e n t r a n m o n - t a d o s l a regleta de c o n e x i o n e s , el r e g u l a d o r de v o l t a j e , el si b l e s y e l . a d a p t a d o r p a r a c o n e c t a r e l s e n s o r . fia 5 p e r m i t e a p r e c i a r su di s p o s i ci o n . FOTOGRAFÍA 5.» Vista posterior del e q u i p o . porta-fu La f o t o g r a - - 79 - ' Por ú l t i m o , se debe m e n c i o n a r la d i s p o n i b i l i d a d , por parte del sensor,- de un soporte capaz de f a c i l i t a r el. a l i n e a m i e n to y fijación de la distancia de separación entre los di seos m e t á l i c o s y la cara frontal del sensor,- tal soporte se de apreciar c l a r a m e n t e al e x a m i n a r la fotografía 1. pu_e_ . ' - -".CAPITULO III RESULTADOS E X P E R I M E N T A L E S Y C O N C L U S I O N E S 3.1. M e d i c i o n e s r e a l i z a d a s en el sistema. 3.2. A n á l i s i s de los resultados o b t e n i d o s yconfiabilidad. 3.3. C o n c l u s i o n e s y recomendaciones. 80 - C A P I T U L O III RESULTADOS EXPERIMENTALES Y CONCLUSIONES 3.1. M E D I C I O N E S REALIZADAS EN EL SISTEMA. Con el fin de tomar l a s m e d i c i o n e s - d e las señales más impo_r tantes en el sistema, a s f - c o m o , de r e a l i z a r - las .pruebas de c o n f i a b i l i d a d en la o p e r a c i ó n del e q u i p o , se s i m u l a r o n las c o n d i c i o n e s externas necesarias para generar la i n f o r m a c i ó n r e q u e r i d a , además de las c o n e x i o n e s i n d i s p e n s a b l e s para que e-1 control p r o v i s t o por el si stema 'pueda actuar adecuadamejí . te. Para c u m p l i r con tales objetivos, se u t i l i z ó el control de v e l o c i d a d MOTOMATIG MCSL-100 el m i s m o que p e r m i t e v a r i a r rvQjX nttalmente la velocid'ad de un pequeño motor a cuyo eje se ac_o p í a el disco de fibra que contiene los discos m e t á l i c o s n_e_ cesarios para c o n s e g u i r los p u l s o s que informan sobre el gj_ ro del motor citado. A d e m á s , se u t i l i z a un contactor que en la práctica debe c o r r e s p o n d e r - a l e l e m e n t o ' q u e comarvda.la a l a m e n t a c i ó n del motor sujeto a control o del primer motor, c u a n d o se encuentra i m p l e m e n t a d o un arranque s e c u e n c i a l u t j_ 1 izado c o m ú n m e n t e en procesos i n d u s t r i a l e s . C o m p l e m e n t a tal a r r e g l o , u n interruptor p u l s a n t e n o r m a l m e n t e abierto u t i l i zado para s i m u l a r el comando de a r r a n q u e del motor, y un a_u totransformador necesario d e b i d o a que el contactor" utilizja do requiere un voltaje de 220 voltios AC .: para su activado y el d i s e ñ o h a b í a p r e v i s t o un contactor de 110 v o l t i o s AC. El arreglo descrito se muestra a conti-nuaci ón en la fotogr¿ fía 6. MOTOMATIC FOTOGRAFÍA 6.- Arreglo para utilizar el sistema de control Se p r o c e d i ó a la m e d i c i ó n de las s e ñ a l e s que genera el sensor de p r o x i m i d a d c o m p r o b a n d o el hecho de .que c u a n d o la pl_a_ ca m e t á l i c a pasa sobre el sensor a una d i s t a n c i a de 5 mi 1 j[ metros se obtiene un n i v e l de voltaje de 8.4 v o l t i o s , mi e_n tras que c u a n d o no i n c i d e l a p l a c a sobre el sensor tal nivel se m a n t i e n e en 4.8 v o l t i o s hasta que se genere un nuevo p u J_ so de la forma i n d i c a d a . La fotografía 7 i l u s t r a tal forma de onda en la cual se puede a p r e c i a r una d i f e r e n c i a en 1 a dj¿ ración de los dos p u l s o s p r e s e n t a d o s ; esto se e x p l i c a por 1 a d i f e r e n c i a m e d i d a en los d i á m e t r o s que t i e n e n los dos cos m e t á l i c o s montados sobre el di seo de fibra. dis- - 82 - FOTOGRAFÍA 7.- Pulsos generados por el sensor. Para -comprobar la a p l i c a c i ó n l i n e a l - de la compuerta G 2 s tipo NOT 74C04, se presenta en la fotografía- 8 los p u l s o s ge---; nerados por el 'sensor l u e g o de ser i n v e r t i d o s 'por la compuer ta m e n c i o n a d a . De esta fotografía se a p r e c i a un n i v e l de 2 voltios que corresponde al tiempo durante e'l cual los discos m e t á l i c o s i n c i d e n sobre e l - sensor, y un n i v e l de 14.5 vol- tios c u a n d o tal i n c i d e n c i a . n o se p r o d u c e . tam- Es p o s i b l e bién detectar la d i f e r e n c i a en la d u r a c i ó n de los p u l s o s pr_£ d u c i d o s por la d i f e r e n c i a c o m p r o b a d a entre los d i á m e t r o s de los discos m e t á l i c o s . Se realizó la m e d i c i ó n de los diámetros de los d i s c o s metál i c o s e s t a b l e c i é n d o s e v a l o r e s de 25 y 26 milímetro.s respect i v a m e n t e . . Se encontró además una f a l l a en el d i s c o de fi_ bra en lo que se refiere al montaje de los discos' m e t á l i c o s FOTOGRAFÍA 8.- Pulsos generados por el sensor invertidos, los c u a l e s no g u a r d a n simetría. Este h e c h o fue c o m p r o b a d o al registrar en un o s c i l o s c o p i o tres p u l s o s de sensor dete£ tandos e una d i f e r e n c i a en la separación existente entre puj_ -sos. T a m b i é n se m i d i ó - , l a separación m á x i m a entre el sensor y los discos m e t á l i c o s a la c u a l el sensor b r i n d a , una r e s- ^pjjesta a d e c u a d a l l e g á n d o s e á comprobar eT v a l o r de 10 milírne tros d a d o - p o r el fabricante. Se r e a l i z a r o n p r u e b a s u t i 1 _i_ zando un disco m e t á l i c o 'de bronce d-etectando n i v e l e s s i m i l _ a _ res de señal a los o b t e n i d o s u t i l i z a n d o los discos metálicos de hierro pero con la p a r t i c u l a r i d.ad de que la d i s t a n c i a de s e p a r a c i ó n debe ser la m i t a d de la n e c e s a r i a al u t i l i z a r el disco de hierro c o n f i r m a n d o esta, característica dada por el fabricante. Lo anterior se dedujo de la m e d i c i ó n de l a di_s tañe i a m á x i m a de i n c i d e n c i a - del disco de bronce sobre else^ sor la m i s m a que fue de 5 m i l í m e t r o s -a d i f e r e n c i a de los 10 do una señal de 8.4 .voltios cuando la separación es la mitad de la distancia máxima a la que responde adecuadamente sensor. el . Se registraron t a m b i é n las s e ñ a l e s de reloj u t i l i z a d a s en al contad^or i n v e r s o r de p e r i o d o . L a - f o t o g r a f í a 9 muestra la señal .del reloj r á p i d o en donde se m i d e - u n período de 3 mj_ crosegundos que corresponde a 333.333 Hz; y la fotografía 10 muestra l a señal del reloj de período- s 'la misma que p e_r • mite m e d i r un período de 750 microsegu.ndos correspondientes a 1.333,33 Hz. "Estas dos señales presentan fiamos y n i v e 1 es a c e p t a b l e s . ' FOTOGRAFÍA 9.- Reloj rápido.. - FOTOGRAFÍA 10.- R e l o j de período. Por creer de i m p o r t a n c i a e interés la m e d i c i ó n de la durac i ó n d e l o s e s t a d o s c o r r e s p o n d i e n t e s al c o n t r o l s e c u e n c i a ! p a r t e d e l - c i r c u i t o i m p l e m e n t a d o ; s e p r o c e d i ó a s u d e t e r m i n_a c i ó n para lo c u a l se f i j ó la v e l o c i d a d del motor en 220 r_e_ v o l u c i o n e s por m i n u t o . me_ d i c i ó n se m u e s t r a n - e n la ESTADO 0 ' 1 . 2 . 3 4 .5 Los resultados obtenidos en tal T a b l a 4. . '• • DURACIÓN 16 . 5 137 '.2.9 117.5 1.34 120 m m y m y n seg seg seg seg seg seg TABLA 4 . - Duración d e . l o s estados secuenciales a 220 RPM, • FOTOGRAFÍA 11.- Estados Cero, Uno y Tres a 220 RPM. Por ú l t i m o , se- presenta la fotografía 12, la m i s m a que mue_s_ tra l a s _ s e ñ a l e s u t i l i z a d a s en la g e n e r a c i ó n del p u l s o de car_ ga de datos en el contador d i v i s o r para N i m p l e m e n t a d o en el * contador de 'frecuencia. De arriba h a c i a abajo se encuentran la señal de reloj h a b i l i t a d a por G 4 con un p e r i o d o de 2.93 - 87 - m i c r o s e g u n d o s , las s a l i d a s CARRY-OUT del s e g u n d o y tercer contador CD4-516, p u l s o s n e g a t i v o s con una 'duración de 1.64 m i c r o s e g u n d o s cada uno y el p u l s o de carga de datos que ti_e ne una d u r a c i ó n de 280 n a n o s e g u n d o s . - 87 m i c r o s e g u n d o s s l a s s a l i d a s CARRY-OUT del segundo y tercer contador CD4516, p u l s o s n e g a t i v o s con una 'duración de 1.64 m i c r o s e g u n d o s cada uno y el p u l s o de carga de datos que t i je ne una d u r a c i ó n de 280 n a n o s e g u n d o s . FOTOGRAFÍA 12.- Generación del pulso de carga de datos. A d i c i o n a l mente, se m i d i ó l a corriente de consumo del detector de giro la m i s m a que tiene un v a l o r de 410 mi 1 1 amperios DC. y la corriente que consume el transformador en 132 m i l i amperios AC. • determinada . Las fotografías 7, 8 y 9 se o b t u v i e r o n en un o s c i l o s c o p i o Tektronix mode'lo 5113 que posee u n a ' p a n t a l l a de al macenamiejí to, la fotografía 10 en un o s c i l o s c o p i o Tektronix 5440 y las fotografías modelo 11 y 12 se registraron en un osciTo_s c o p i o Tektronix m o d e l o 7603 al cual se encuentra a c o p l a d o un analizador l ó g i c o c o m o m ó d u l . o . .- 88.- 3.2. A N Á L I S I S DE LOS RESULTADOS O B T E N I D O S Y C O N F I A B I L I D A D . Los resultados o b t e n i d o s de las m e d i c i o n e s r e a l i z a d a s se pr_e_ sentan en el orden en el que fueron m e n c i o n a d o s en el punto 3.1. Los n i v e l e s de los p u l s o s g e n e r a d o s por el sensor son óptimos lo que p u e d e comprobarse al e x a m i n a r los n i v e l e s de. los m i s m o s • L u e g o que han sido i n v e r t i d o s por la compuerta G 2 s t i p o NOT 74C04. Al v a r i a r la d i s t a n c i a de s e p a r a c i ó n e_n_ tre los d i s c o s m e t á l i c o s y el sensor s e • 1 o g r a una v a r i a c i ó n sólo del 'nivel s u p e r i o r del p u l s o entre 8 y 8,5 v o l t i o s ^ no así" del n i v e l inferior que se m a n t i e n e en 4.8 v o l t i o s . Sin embargo de las p r u e b a s r e a l i z a d a s se logró encontrar la di_s . tañe i a ó p t i m a de separación entre los d i s c o s metálicos y el sensor, la misma, que debe ser la m i t a d de la d i s t a n c i a máxj_ ma a l a ' q u e todavía existe respuesta por parte del sensor, ya que a esa d i s t a n c i a se o b t i e n e 8.4 v o l t i o s que es casi el n i v e l m á x i m o de v o l t a j e - q u e puede a l c a n z a r s e . . • ' Para v a r i a r ' t a l e s n i v e l e s , en la señal del sensor, d e b e r í a " a]_ terarse el v a l o r de "la resistencia Ri8 d e - p o l a r i z a c i ó n , s i n . e m b a r g o - t a l camb-io provocaría la o b t e n c i ó n de n u e v o s niveles los cuales p o d r í a n ser inadecuados para obtener n i v e l e s 'l_o gicos a c e p t a b l e s a la s a l i d a del c i r c u i t o i n v e r s o r . / D e b i d o ' a que en l a s i n d u s t r i a s generalmente los sistemas de control se encuentran físicamente separados una cierta d i s t a n c i a de los m o t o r e s . s o m e t i d o s a control; 'es necesario tener en c u e_n ta las recomendaciones dadas por el fabricante al .respecto, las que i n d i c a n - q u e la. i m p e d a n c i a m á x i m a del c a b l e debe ser • . - 89 - de 50 o h m i o s , 1 o • que fija una d i s t a n c i a m á x i m a de 800 metros con c a b l e de 0.75 mm 2 de s e c c i ó n y de 500 metros con c a b l e de 1.5 m m 2 . (5) La d i f e r e n c i a e x i s t e n t e en la d u r a c i ó n de dos p u l s o s sucesj_ vos g e n e r a d o s por el sensor, además de l a . f a l t a de s i m e t r í a en el montaje de los d i s c o s m e t á l i c o s , p r o v o c a n dos lecturas de v e l o c i d a d que d i f i e r e n d e p e n d i e n d o de si la m e d i c i ó n de p e r í o d o se r e a l i z a en la p r i m e r a sem i - r e v o l u c i ó n o en la s_e_ gunda. Este p r o b l e m a es más e v i d e n t e a bajas r e v o l u c i o n e s y causa d i f i c u l t a d e s en el control del l í m i t e i n f e r i o r del contador. La m e d i c i ó n más -exacta del p e r í o d o de la señal de reloj h_a bi l i t a d a - de 2.93 m i c r o s e g u n d o s , señal i n d i cada-- en l a - f o t o g r a fía 12, justifica la m e d i c i ó n del estado tres, el m i s m o que en r e a l i d a d corresponde a 40.000 p u l s o s de d i c h a s e ñ a l , y al m i s m o tiempo d e s v i r t ú a la m e d i c i ó n de tal señal p r e s e n t a d a en la fotografía 9 por haberse u t i l i z a d o un instrumento de m e d i d a cuya l e c t u r a incurre en un error de o b s e r v a c i ó n . La d u r a c i ó n del p u l s o de carga de datos es s u f i c i e n t e y mayor que la m í n i m a e s p e c i f i c a d a por el fabricante. El cons_u mo de c o r r i e n t e m e d i d a es bajo y se e n c u e n t r a d e t e r m i n a d o p r i n c i p a l m e n t e por el c o n s u m o de los i n d i c a d o r e s a 7 segme_n tos, de los i n t e r r u p t o r e s r o t a t i v o s , los i n d i c a d o r e s 1 u m i n_o_ 'sos, el relé, y la p o l a r i z a c i ó n del d i o d o zener u t i l i z a d o p_a r a e n e r g i z a r a l sensor. - 90 La c o n f l a b i l i d a d del e q u i p o di s e n a d o y construido es a l t a , d e b i d o . a las t é c n i c a s d i g i t a l e s utilizadas'. Su p r e c i s i ó n d_e p e n d e m u c h o de l a exactitud que presente l a señal del relo'j de p e r í o d o , y su correcto f u n c i o n a m i e n t o de la a d e c u a d a di_s p o s i c i ó n del sensor de p r o x i m i d a d y de los discos m e t á l i c o s encargados de generar la i n f o r m a c i ó n a ser p r o c e s a d a . 3.3. CONCLUSIONES' Y RECOMENDACIONES. Se recomienda en lo que se refiere al disco de f i b r a , -construirlo tomando muy en cuenta las e s p e c i f i c a c i o n e s anotadas en lo que se refiere a d i m e n s i o n e s y simetría que d e b e n gua_r dar los discos metálicos, l o s - q u e además de tener las d i m e_n siones m e n c i o n a d a s , de preferencia 'deberían • ser de hierro. Respecto.a la d i s t a n c i a de s e p a r a c i ó n entre' los d i s c o s metjá l i e o s y el sensor, es r e c o m e n d a b l e guardar una d i s t a n c i a de 5 milímetros, y dar el soporte necesario al sensor fin de mantener -su a l i n e a c i ó n y d i s t a n c i a . con el D e b i d o a la utj_ l i z a c i ó n de -un c a b l e para conectar al sensor a cierta dista_n cia del e q u i p o detector de g i r o , se r e c o m i e n d a c a m b i a r la r_e sistencia Ríe de p o l a r i z a c i ó n del sensor por una resistencia fija de 1 K i l o - o h m i o y un potenciómetro de 500 o h m i o s en se; rie con el fin de compensar las pérdi das. p r o d u c i d a s en el GJJ. ble m e n c i o n a d o o realizar p o s i b l e s ajustes en los n i v e l e s d e la señal del sensor. En lo que se refiere al. c i r c u i t o i n i c i a d o r del t i e m p o de-con - 91 trol se s u g i e r e i m p l e m e n t a r un potenciómetro externo con el fin de tener l a c a p a c i d a d de fijar este tiempo'de conformidad con l a s n e c e s i d a d e s del motor que se controla por parte del operador del e q u i p o . Este t i e m p o debe c u b r i r los reque_ r i m i e n t o s de todos los motores que se desee controlar y que se. u t i l i c e n e.n una cierta i n d u s t r i a . t Dado que en la co'nf i guraci ón utilizada para r e a l i z a r l a s pru_e_ bas del e q u i p o , el e n c e n d i d o y a p a g a d o del e q u i p o . s e e n c u e_n_ tran c o m a n d a d o s por señales externas, se nota una d u p l i c a c i ó n 'de funciones en el interruptor de e n c e n d i d o del e q u i p o , así como en la l á m p a r a i n d i c a d o r a correspondí'ente, por lo que p o d r í a n ser e l i m i n a d o s , o, en el caso del interruptor rnontaj^ lo internamente para p r o p ó s i t o s de m a n t e n i m i e n t o del equipo. Puesto que la a l i m e n t a c i ó n i n d u s t r i a l provee fases de 220 v o l t i o s AC, y que la.mayoría de contactores se activan con tal voltaje, se recomienda c a m b i a r la a l i m e n t a c i ó n del equj_ po al voltaje m e n c i o n a d o . * Respecto al montaje de los elementos se sugiere montarlos s_p_ bre un c i r c u i t o impreso para obtener una mayor c o n f i a b i l i d a d en las c o n e x i o n e s y proveer una mayor área de d i s i p a c i ó n a l.as resistencias que alimentan a los indicadores a 7 segmeji_ tos . Con el propósito de.complementar las características del ' d e_ tector de giro p u e d e en un futuro i m p l e m e n t a r s e un control -- 92" - m á x i m o de v e l o c i d a d , e l ' _ m i s m o que protegerá a los motores c o n t r o l a d o s sobre e m b a l a m i e n t o s . Por ú l t i m o , es r e c o m e n d a b l e u t i l i z a r en las c a l i b r a c i o n e s p_e_ riódicas del reloj de periodo, un instrumento de medida con una buena p r e c i s i ó n . Se- l l e g a a la c o n c l u s i ó n de que el e q u i p o construido esaltjr mente c o n f i a b l e y que las recomendad ones menc lona das compl_e_ mentarían sus características y aumentaría su versatilidad. ANEXO DIAGRAMA CIRCUITAL General 1. Character Height (8, 10 and 11 position) .,, -.190" (4.8mm) (16 position) ...,..: .120" (3.1mm) 2. Weight per Switch ,7gm 3. Switch Positions Available .. .8*, 10,11,16 4. Operating Forcé, Either . Direction Approx. 10 oz. (280g'm) Mechanícal 1. Housíngs are ABS fíame reíardant, matte finish. UL recognized-SE-O raíing. 2. P.C. Boards are FR-4, .032" (0,787mm) thick with 50 millionths gold píate over nickel over 2 oz. copper lamínate. 3. Contacts are gold plated berylium-copper. 4. Mínimum life 1,000,000 detenís either dírection. *with stops - ' Electrical 1. Contact resistance 0.100 ohms (initial) 2. Rated load—Non-switchíng 2 amps @ 115VACor28V DC switching; .050 amps @ 28V AC or DC 3. Dielectric strength 500 VAC. 4. Insulation resistance, 1000 megohms between adjacent contacta at 25 degrees C and 20% RH. Envíronmental 1. Operating temperature from —40 degrees C ío +70 degrees Ó. Storage temperature —40 degrees C to +90 degrees C. 2. Shock,100G's,6MS. 3. Vibration, 15 G's, 70-2000 Hz. 4. Humidity, 96 Hrs., 95% R.H. MOUNTING REAR '* ;•' Each pair of end caps has • '""'• ,125" mounting holes. FRONT Each pair of end caps has two integral snap-springs for locking. BÍ 2 - M 1 2 I l[Hz] 1A |mA] Swilchlnfl lroq»ont;y M&xlrnuní lo¿iu current O 0 6 AC proxlmity switches ara used as controls (or AC operated davicas. The locd is connacted in a similar mannof to mechflnical swilches by means oí wires. The switchas are cviiitablg in two vollaga rangas: 20-SOVoraO-250V t ' O Inductive Proximlty Swüches for AC Applications 20 Hystorasís • Load cutrent Load cuírent (continuous) Permisslblo surga curran! Lino Iraquency Supply voltago —O-W—O - > 3% <\3\0 m? Mcx 250 mA 8A Mili 20 rnA. 40 - 60 Hz BO-260V Voltaga Rango (U-codo) >3S<15% __,, ,. ¿W)rm 'Ollior vnlirgos (llxod) rjg. 12, -10 or 60 V on npplicolion. " Hystororls " 150niA appfox 16 mA 120mA 1260 mA| Prolectlonls piovided Relonsu cuir. ni ovarload or Ehort-clrc. Qulusciuil cuuunl Mnxloudcwiant Hippla 7 (U-C odo) "\/oltago 1 Hancje* .24V¿25% 10-30V 24VÍ25S 10-30V 2:10% -^O—'—V— O- ^ Supply vollago :/s El £2,2 mA ü 1 mA Inpul cuirant: Sonsor undamp. (niolal aba.) Sensor dnmp. imotal prasent) 1.2-' ,1mA 7,7 - 9 V 550 - 1050 O 50 O Opíimum swllchlng polnt !or remólo ampüüor) r — TTB ¡1 C r - G0 1A IB |1 s> i Nominal aupply vollage U j Intürnfil Impcdanco Rl Máximum wlro Impndunco RL M so [mmj Dütnilad (lüsciiptlon U-codo nr. Opofatlna s\vit. dlslnnco L3 [mm] L2 [mml Codenunibarlorvoltaso Dlmonsions Ul [mm] Proxlmity switchos to DIN 1923.1 Proxlmlty swltnhes for DC appllcations Prox. swllchos fo; DC appl., sliort-clrcull protecled Proxlmily swilchea (or AC appllcatlons Typo Nominal swltchlno dlstarne sn Capjcllivo cudenl piíaks, Inductivo vollngu poaks, voltago peaV.fi up lo 500 V/i Ws on all connocllon wif os, doslrucllon oí ihe induciwe ptuxlmiiy swilchos due to pnlnrlly Inversión oí ih» Input niiifeiils, wíong slgnjls dua lo wlie broakage, swilrh-on ir ansien tí,1 • Excep! swilchas oí M O x 1 s\io In conlrnsl lo tile inrlticliva proximily iWÍlcti lo 01(3 13234, the oulpuí signal tn DC digital Lwllcttan changos suddonly. Thus Ihuso switchos cnn bo ucod íor dlíect diivn oí ralcys, üloctíOnlc modules, atn. Dopnndinfj an lliolr día. Ihe switchos are ob'.iitr.«blu willi tllllimuil volla||a muges. 45 3-í V or 10 - 30 V, nal shorl-circull proleclcd tJ 24 V or 10 - SO V, sriort-circult pioloctod O Inductiva proximlty switches with 19 built-in ampl. for DC digital, outpui; •Compites with BASF.EFA Intrlnslcnlly Sale Group U C requuan-.cnls when usod witli ceíiiliod amplifiers lo Europeón slandaid EN 50020 (equlvalanl BrlHsh standard DS 5501 Ptift 7). TURCK mullíanla amplillors comply with lilis Mfintintd. Two-wiro proximity switches to NAMUR are oluctric signal transaucars whorü llie currsnt taken Is ctmngod by approachino. a metal larget lo tho active (acó. Thu chango In curren! can be dclecled by an ampllfler-rolny (og. TURCK multiiafe) Tlió lechnlcal dalH coriesponils to NAMUft* stünd.ifds to DIN 19 23-I.Thus ihose switchas may DO o|!urated IQ Inltlnüically sale circuils to proloction class (Ex) I G 5 wilhm explosión hazardous áreas. © Inductiva proximtty switches to DIN 19234 (NAMUR) wilh analogue outpuí: A completa [ype-number chart appaars on paga 14, Furlhar in(ormatlon can be derivad [rom the type-coda (pago 15}, On tria riahl Is Ihe layout ai the tables. Or. pagas 5 - 1 3 the stondurtl swllchos nía Halad wlth the most Imporlaní tochnlaal dalo. Eacli consiructlon lotm Is accompanlerf by a table showlng Ihe alternalivas available. Tho electdcál properly IB slgnilied by o colonf-coda whero ttio colour corresponda to trie labal colour on Iho original swltcíi, OQ. n TURCK proxlmlty swltch (ot AC appllcatlon always has a [ed labal, a swilch lo DIN 19 234 has a bluo labal, ate. Alternativas Amblant Temperatura Tu* The- admissabie tempera;ure range is - 25° C to + 70°C. . -25°CSTu¿+70°C Swltcliing Frequer.cy í The switching frequency í Is the máximum frequency wlíh which a change botwoon L impad and undamped condition of the proxlmlty swilcí, le. a delined sequence of sígnols correspondíng to íhe dampening, is secured. HyaleresísH The sv/li.;hlng hysleresis H !P the diíferonco belweon the -.V'ilch-iM iiolnt w'M apprt ->chlnn :arj]Bi and 'ho iwiicholí poiri with receriing large!, Cperallng Swllchlng Distíince sa Tho opemting swllching c;istance sa Is Ihe switching disUince usablo under consideration of all llmil valúas. Hs valué lias betv/epn O and 81% of'the nominal svvilching üisíonco an. O íj sa :¡ 0.21 sn Nomina! Swltching Distante sn _ T h e nominal switching distance sn Is a characterlstic valué of the switch where ipread in characterlstics and allowancos for amblen! changas, such as temperature and vollage, oro not considerad. It should be noíed that Ihe switching distance depends on material thlckness and size of the tar- diameter. Details oí Target: Slaol ST 37,1 mm thick, squars forrr. *.¡de length equal to dif.meter oí statsd circle on ne sensing face, alterna' •. jly 3 x sp, ií thls vnlue is gn.ater than íhe circle Bi . - . . ^,-JJ/// 1P 67 Shock and Vibration Rüsistance (ÍQ-IEC 60-2-27 or63-2-C) Protectlon ciaas (lo DIN 40050) The dimonsions stnlod correspond to European Sta dards. Under cerlain circumstances1 tho dimensio may'be reduced. Mounüng Information fur any pro mity switch Is available on request. ' •Skolch -1' Flush mounting is not permisslble when a free space necessary for maintaining the standardised valúes Ihe switch (sketch 3). When soveral proximity swilch are lo be mounted side byside.aspacing cJistance rn be maintalned as shown In sketch 4. Ni . - . . Proxlmity Switches for Non-Fluoh Mounting Sketch 1 A pfoxlmity swltch can be llush mounted in metal It can be surroundod by any metal up to Iho plañe the sensing tace wilhout losing its standardisod valú (sketch 1). When proximlly switches are to be mouní side by side, a spaclng distance must bo maintained shown in sketch 2. Proxlmity Swlíchea íor Flush Mounting SwItchÜmj distancá The switching disíanoe Is the dlstance át which the targai, when approaching tho sensing face, produces a chango of signal. (Measurlng methnd to Nor-Ti EN 50010) Definitbns . . Instrucciones de montaje para el sensor de los Impulsos sin unión mecánica + 3 O O 4 Sensor negro 0 p O 5 6 7 O O 8 9 ' C3 • O 1 0 . ' 1 ? 11 0 12 Sensor amortiguado. Causa dej defecto Con la anterior medición pueden observarse los siguientes errores: Régimen de marcha Red Con sensor amortiguado el voltímetro debe indicar una tensión de approx. 8 V— 0 Por favor, tengan presente lo siguiente: Caso de que la medición se efectúe en aparatos Incorporados a máquinas en movimiento, la aguja del Instrumento de medida no puede seguir las rápidas variaciones de la tensión, observándose por lo tanto solamente una oscilación de la aguja. Mejores resultados se obtienen cuando la medición se pueda efectuar en una máquina que esté a punto de pararse, Con sensor no amortiguado el voltímetro debe indicar una tensión menor de 6 V= J blancc 2 1 C Controlador de revoluciones Es necesario un voltímetro con una resistencia de entrada de aprox. 10 KOhm/V y un campo de medición de O a 10 V en corriente continua. Se conecta el sensor al controlador de revoluciones y se pone en servicio el controlador. Luego se conecta a las bomas I + y 2- del controlador de revoluciones (bomas 7+ y 8- en el tip N) el voltímetro adícionolmente al sensor. Prueba de funcionamiento del sensor conectado al controlador de revoluciones: Los sensores de los impulsos sin unión mecánica, consisten fundamentalmente en una ca¡a que contiene un circuito oscilante electrónico, Al acercar una masa metálica al-circuite oscilante, se amortigua éste. Las variaciones en el consumo de corriente del circuito oscilante, cuando éste'esíá amortiguado o no, son registradas como impulsos por el controlador de revoluciones conectado. El funcionamiento del cantrolador de revoluciones es en gran parte Independiente de la forma de los impulsos del sensor, sin embargo, para el funcionamiento correcto del circuito, deberán observarse determinadas reglas de montaje que vienen indicadas en estas instrucciones. La denominación de| tipo de nuestro sensor de impulsos Indica al mismo tiempo |a separación máxima admisible entre el metal férreo amortiguador y la cara frontal del sensor," "; ,' P . e , DG 10 = distancia de ¿anexión 10 mm. Caso de que se usen metales no férreos, deberán tenerse en cuenta los siguientes factores de corrección, p . e . con cromo-nique] se disminuye la distancia de conexión debiendo aplicar el factor 0'9, con ajurninio el 0'45, con latón el 0'5 y con cobre e] 0'4, fr- .- La tensión .de 8 V= no desciende a pesar de ésto. El sensor esiá suficientemente amortiguado, polaridad correcta; ¿* (•„ •fnln&O ^ ¿ •*, t Mete \o Sensor Campo de dispersión (controlar el blíndaja). Sensor defectuoso o bien existen perturbaciones en e] nivel de Impulsos ... Sensor conectado con polaridad equivocada (cambiar las conexiones del sensor) o bien desconectar los cables del sensor, \l La distancia entre el metal de conexión y la cara frontal del sensor debe ser como máximo igual a la cifra mencionada en el tipo en milímetros. Las partes metálicas de las máquinas en las proximidades de la cabeza del sensor varían el campo de dispersión y con ésto la sensibilidad de reacción del sensor. Los sensores forman un campo de dispersión magnético en la cara frontal, sobre el cual Influyen las masa metálicas, Montaje correcto del sensor: 3. Sensor no amortiguado. Lq (ensiónde 8 V- no desciende por debajo los á V": Correcto Sensor v\etal Correcto Sensor Correcto Metal Erróneo Correcto Al disponer varias masas metálicas para producir varios impulsos por vuelta de |a máquina, debe tenerse en cuenta que las masas metálicas estén suficientemente distanciadas la una de |a otra. Erróneo / Metal La masa metálica de conexión que debe Influir sobre el sensor, debe estar separada suficientemente de otras partes de la máquina, para evitar Influencias estrarías sobre el sensor. Met Meta rx\\\\\\\ Aeíal ' : v - • '• . '• - La sigla del nostro generatore di ¡mpu|si indica anche la massima distanza ammisslbÜe fra la parte metallka ferrosa di azionamento e la parte'fronlale del generatore. Per esempió: tipo DG ]0 = ]0 mm distanza di azionamento.; Nel caso vengano utilízzate pafti rnelalliche non ferróse, fare attenzione ai faítori d¡ correzjone per la diminuzjone della distanza di aziohamento. • •• II generatore d'impylsi senza accoppiamento meccanico é costitulto da una custodia nella quale é móntate uq circuito osci||aíore eletíronico, Avvicínandosi una massa melódica all'oscíallatore, questo viene smorzaío (atíenuato ). II diverso assorbimento d¡ corrente d e l t ' o s c l t l a t o r e attenuato o non attenuaío viene regístralo come un impulso dal ricevltore de] controllagirl. 11 funzionamento del contrallagiri-é normalmente Indipendente dalla forma dell'Impulso del generatore, tuttavia per un corretto funzionamento del circuito bísogna fare aftenzlone a cerfe linee caratíeristiche e costruttive indícate ¡n queste istruzioni. Istruzjopi d¡ montagglo per II generatore d'Impulsi senza accopiamento meccanico I Cables de unión cortos. Cables que no están colocados paralelemente a otros cables. • ' : Cables de longitud arbitraria, colocados Indepen. dientemente en tubos de acero (tubo Stapa). -' (Tubo de acero conectado a tierra por un solo lado) Cables de unión largos. Cables colocados paralelamente a otros cables que alimenta a motores o a lineas de mando. Cables colocados sobre plataformas. Advertencias : No juntar en un cable común los cables de los sensores para diferentes consoladores de revoluciones. El cabje blindado se recomienda para: ';' •• ' : , . ' - 'Según nuestras experiencias el cable blindado no es necessario en : • Los Impulsos perturbadores que se entremezclan en el cable de unión, pueden Influir sobre el controlador de revoluciones. Para subsanar esto, puede emplearse un cable blindado, tendiéndose a tierra generalmente por el lado donde esta el controlador de revoluciones, (p.e. bomas 2 para JMNC y UMNC) La distancia entre e| sensor y el consolador de revoluciones debe ser como máximo de 300 m, con cable de O'75 mm de sección y de 500 m con cable de 1'5 mm . En el montaje del sensor debe tenerse presente que caiga dentro de las temperaturas ambiente compredídas entra -20 C y +70 C. Cableado: ' '."' .-. Atención: Los ejemplos anteriores están basados teniendo ya en cuenta las posibles tolerancias propias de nuestros sensores o consoladores de revoluciones, En condiciones de montaje difíciles, nuestros consejos para el mismo pueden discrepar aisladamente, debiendo, sin embargo, en todo caso comprobarse el funcionamiento correcto del aparato, medíante medición de la tensión. Caso de que se cambie algún aparato debe repetirse la medición, ya que debido a las tolerancias propias puede variar el funcionamiento: En máquinas altamente revolucionadas, debe tenerse presente, que el Impulso generador debe tener una duración de O'002 seg. como mínimo. Generalidades: \ — La anchura o diámetro de la masa metálica de conexión debe tener el diámetro del sensor como minimo y cubrir completamente la cara frontal del sensor al pasar rápidamente sobre V -£. Special Purpose Devices (cont'd) Silicon Controlled Switch (SCS) ECG (10K) v *1GT BVCER HFE Transistor Basing Max Volh Volh Volh Volh Min Max mA PNP -70 -70 -70 0.1 1.0 0.8 NPN 70 5 70 15 1.0 1.2 BVCBO Type ' BVEBO . 1T p. T™ Max mA Max mA TSM Mox mA 50 100- 500 VGT Thyriiror Basíng 1H Max mA "D Max 1 0 200 mW Bilateral Trigger Diodes (DIAC's) Package/ OuHine No. TO-72 Fig , 58 U0"(27.94) MIN, (2 LEAOS) P D mW Volh Blp Max mA BIR Mox mA Vo'lts Volh 20 ±4 20 ±4 1 1• 6 ó 250 300 2 28 ±4 28 ±4 1 1 ó 6 250 300 2 32 ¿4 32 ±4 1 .1 ó 6 250 300 Type 'pulse Amps BVp Volts ECGÓ40Ó 2 ECG 6407 ECG ¿408 ECG BVR AV p * V R' TO-92 DO-7 Package/ Outlíne N¿. .2IO'{5.33) MAX. DO-7 Fíg. 59 TO-92 Fig, 510 Fig. 59 Metal Oxide Varistor (MOV) .RMS Volfs ECG Type Récurrent Peale Idle Volh ECG 524 150 212 ECG524V13 130 185 Avg . Power Diss. Watts Energy Joules 20 • 20 • 20 p.sec Amps Outltne No. 0.85 4000 Fig. SU 0.8 2500 Fig. Sil Quartz Oscillator Crystals ECG Frequency Tolerance % af 25°C Load Capacitance Copacitonce (Pin ro Pin) pF Max. EíTective Resisíance Ohms Max. Operating Temperafure Range °C Tempe roture Drift % Type Frequency MHz ECG358 3.579545 ± .003 Parailel Res. 18 ± .5 7 100 +20 to +65 ± .003 ECG 358 A "3.579545 ± .003 Series Res. 7 100 +20 to +05 ± .003 ECG 358 B 3.579545 ± .003 Parailel Res. 34. 7± .5 7 100 +20 te +05 ± ,003- Fig. 512 PF Fíg. S13 .75" . .75" _| "(19.051 (19.05) .75' (I9.O5) ,75" 119-05) .75" (19.05) .75" (19.05) -.375'(9.53) .375' (9.53) ).35'(5.89l O MC14022B MOTOROLA CMOS MSI OCTAL COUNTER/DRIVER The MC14022B ¡s a four-stage Johnson octal counter vvíth buílt-in code converter. Hígh-speed operatíon and spíke-free outputs are obtained by use of a Johnson octal counter desígn, The eíght decoded outputs are mxmally low, and go high only at their appropriate octal time period. The output changes occuron the positive-going edge oí .the clock pulse. Thís part can be used In frequency división applicatíons as well as octal counter or octal decode display applicatíons. • • • • • • • • Fully Static Operation DC Clock Input Circuit Allows Slow Rise TÍmes Carry Out Output íor Cascading 12 MHz (typical) Operation @ VDD = 10 Vdc Divíde-by-N Counting Quíescent Current = 5.0 nA/package Typícal @ 5 Vdc Supply Voliage Range = 3.0 Vdc to 18 Vdc Capable of Driving Two Low-power TTL Loads, One Low-power Schottky TTL Load or Two HTL Loads Over íhe Rated Temperature Range • Pin-for-Pín Replacement for CD4022B ILOW-POWER COMPUEM6NTARY MOSl OCTAL COUNTER/DIVIDER LSUFFIX P SUFFIX CEHAMIC PACKAGE PLÁSTIC PACKAGE CASE 62O MC14XXXH __ Sutflx t MÁXIMUM RATINGS [Voltages referenced to Vss) Rating VDD DC Supply Voliage -0.5 to-t-18 Cemmíc Pack Plaitlc Packat Extended Operaiing Ternperaiure Range - C Limited Operarios Tempefíture HsDQe -0.5 10 V D D 4 0.5 DC Curieni Doin per Pin Operating Temperaiure Range — AL Dewice CL/CP Dewice FUNCTIONALTRUTH TABLE [Posilive Logic) -55 to-t-125 -40 to +85 tufe Range CLOCK 5NABLE CLOCK 0 RESET OUTPUT • n 0 n D 0 0 ni 1 n o 0*1 X 1 X -J O ~A X *v_ i LOGIC DIAGRAM Denote L P -A Symhol Inpui Voltage, All Inpuis Siorage Te CASE 648 ORDERING INFORMATION r~ X X 0 1 X BLOCK DIAGRAM 02 03 Clock Enablc Qd Q5 06 Re»t 15 O V D D - Pin 16 7-68 07 n n 00 1, Otherwiw - O MC14022B 6LECTRICAL CHARACTERISTICS Syrnbol Characterislic Ouiput Voliage vin T V DD °' 0 "0" Level "1" Level V¡n-OorVDD Input Voltage" (V0 • 4.5 or03 Vdc) (Vo *9.0or 1.0 Vdc) ( V g - 13.5 or 1.5 Vdc) "0" Level "1" Level (Vo - 0.5 or4.5 Vdc) (V0 * I.OorS.O Vdc) (V0 - l.Sor 13.5 Vdc) Output Drive Curren! (AL Device) I V QH '2.5 Vdc) Source (V O H -4.6Vdc) (VOH - 9.5 Vdc) (VQH- 13.5 Vdc] (VQL = 0.4 Vdc] Sínk (VQL - 03 vdci (VoL-1.5 Vdc) Ouiput Drive Curren! (CL/CP Device) |VOH =2.5 Vdc) Source (V O H -4.GVdc) VOL VOH Sink (VOL " °-5 vdc) (VQL -1.5 vdc] Input Curren! |AL Device) Input Curren! (CL/CP Device) Inpul Capacitance Vdc Min Max 5.0 10 15 - 0.05 0.05 0.05 5.0 10 15 4.95 9.95 - 4.95 955 14.95 - 14.95 5.0 10 15 - 1.5 3.0 4.0 5.0 10 15 3.5 7.0 11.0 - 5.0 5.0 10 15 -1.2 - Max Min 0 0 0 0.05 0.05 0.05 - 0.05 - 5.0 10 15 0.05 _ _ 4.95 - 2.25 4.50 . 6.75 1.5 3.0 3.5 2.75 5.50 8.25 - Un¡t Vdc Max 0.05 Vdc _ 9.95 - 14.95 - ~ - 13 3.0 4.0 3.5 7.0 _ Vdc 4.0 VIH - 7.0 11.0 - Vdc 11.0 - -0.7 - - mAdc IOH IOL -0.25 -0.62 -1.8 0.64 - -1.0 -0.2 -0.5 -1.5 -1.7 -0.36 - -0.9 -3.5 - -035 0.88 2.25 8.8 - 036 0.9 2.4 - — -0.6 -0.12 - -0.3 -1.0 — - - 0.51 13 - 3.4 -0.8 -1.7 -0.16 -0.36 -0.5- — -0.4 -1.4 - -1.2 -0.9 -3.5 5.0 10 15 0.52 1.3 3.6 - 0.44 - 1.1 3.0 Mn 15 - ±0.1 - 'in 15 - 103 - 10.00001 10.00001 Cin — - - ~ _ 5.0 10 — 5.0 10 15 1.6 4.2\0 - -0.14 -1.1 - rnAdc — - IOH rnAdc 5.0 5.0 10 15 IOL -0.2 Quiescent Curren! (AL Device} (PerPackage) 'DD 5.0 10 15 - 20 - Quiesceni Curreni (CL/CP Device) (Per Package) IDD 5.0 10 15 - 20 40 80 - Total Supply Current" "t (Dynamic Plus Quiescent, Per Package) [CL • 50 PF on all outputs, all buflers switching] Thigh" Typ Min VIL (VOH -9.5 Vdc) I V OH" 133 Vdc) (VQL «0.4 Vdcl 25°C T]ow" VDD IT . 0.88 2.25 8.8 - mAdc — - 0.9 2.4 - ±0.1 - ±1.0 ±03 - ±1.0 íiAdc yAdc 5.0 7.5 — - PF 0.005 0.010 0.015 5.0 10 20 _ 150 3OO 600 fiAdc O.OO5 20 40 80 150 300 600 uAdc 0.010 0.015 5.0 IT - 10.28 fiA/kHz) f + |DD 10 IT" (o.56pA/kHz f+ IDD i T -(a.85MA/kHzJf + IDD 15 0.36 ~ — — ; MAdc . - ' •T|ow • -55°C for AL Dev¡ce.-40°C ¡or CL/CP Device. Thigh " -*1250C for AL Device, +85°C for CL/CP Device. ^Noise ¡mmuniíy specífied for worst-case input combínalion. Noiie Margín lor both "1" and "O" level "1.0 Vdc min <? Vrjp • 5.0 Vdc 2.0 Vdcmín@ V DD -10 Vdc 2.5 Vdc mín @ V DD - 15 Vdc TTo calcúlale total lupply curren! at loads otrier than 50 pF: ÍT'CÜ- l T <50pF) + 1.25x1G-3 |CL-50) V DD f wriere: If is in pA (per psckage), C(_ ¡n pF, vpD I" Vdc, and f in Mz is input frequency. * "The formulas given are for the lypical characteristící only at 25DC. Thii devíce containi circuitry 10 protect the ínpuii agaínn damage due to hígh natíc voltages or electric fieldi; however, ít ¡i advísed ihai normal precautíoni be taken to nvoid applícatíon oí soy voltage hlgher than máximum rated voltoges to thii hígh impedance cifcuit. For proper op«ratíon ¡I ís recommended irial V;n aod V out be conrtralned lo The rar>9« Vjg < (V¡n or V o u t ) <VDD. Unuied ínputs muit alwayí be tíed to an approprlate logic voltage tevel (e.g., either Vgg or Vrjrjl. 7-69 • ?'¿&á8té^$mt MC14022B SWITCHING CHARACTER1STICS* (CL - 50PF. TA - 2S°C) Symbol Char»ct*r"iEtlc VDD Mín Typ Max 5.0 10 15 — _ 180 90 65 360 . 5.0 10 15 — - 100 50 40 200 100 80 500 230 175 1000 trun Output Rís* Tirrve tTLH = 13.0 ru/pF) C L H-30ni t-pLH " (1-5 ra/pP' CL + 15 ni rn.H-11.1 m/PF)CL+10ns Output FalITÍme TfHL" (1-5 ns/pF) CL + 25 ns tjHL- (0.75 ni/ P FlC L + 12,5 ni ns - 180 130 ns tTHL tTHL" 10.55 m/pF| CL-M2.S ns Propagation Delay Time Reset to Decode Output - ni tpLH, IPHL 5,0 10 15 tpLH tpHL* *1-7 "w/pF) C|_ + 415 m *PLH TPHL ~ '0.66 ni/pF) CL~*- 197 ns ^LH.tPHL" 10-Sns/pF) CL + 15Om Proftógation. Deíay Time Ciock to COUT — - 460 3SQ ni 'PLH. TPHL 5.0 10 15 IpLH 1PHL " 'I-7 fs/pF) CL + 315 ni VLH tpHL" I0-66 ns /P F > Cl_'f1'l2ni tpLH TPHL " 'Oí ns/pF) CL •*- 100 ni Propagaiíotí Delay Time Clock to Decode Oinput tpLH TPHL " I1-7 "s'P^l CL + 415 ns — - 400 175 125 BOU 350 2SO 500 230 175 10OO ni tpLH. IPHU 5.0 10 15 tpLH tpHL ' I0-66 n'/pF) C L + 197 ns *PLH tp^L " 03 ns/pF) CL+ 150 ns Turn-Off Delay Time Reiet to Cuut tpLH - (1.7 m/pF) CL + 315 ns tpLH " (0.66 ns/pFI CL + 142 ni l P LHM0.5ru/pF)CL+100ns — — - 460 350 ns tPLH 5.0 10 15 Clock Pulse Wldth Oock Frequervcy TVVH 5.0 10 15 fcl 5.0 10 15 • Reíat Pulí* Width twH Reset RemovaJ Time Vem ITLH ITHL Clock Input R¡» and Fall Time — ~ 250 100 75 ~ — 400 175 125 125 50 35 5.0 12 16 — _ MHz 6.7 250 125 95 — - 5.0 10 15 750 275 210 375 135 105 — - 5.0 10 15 m 2,0 5.0 — 50O 250 190 - - n» ni — No Limh ^su 5.0 10 15 . 350 150 115 175 75 52 Clcx:k Enable Remowal Time trem 5.0 10 15 420 200 140 260 1OO 70 7-70 800 350 250 5.0 10 15 dock Enable Setup Time *The formula gíven h for The typical cha ráete rinid only. Unh — — — — - ni m (M) MOTOROLA MC14040B 12-BIT B1NARY COUNTER CMOS MSI The MC14040B 12-stage binary counter is constructed whh MOS P-channel and N-channe] enhancement mode devices in a single monolithíc structure. Thís pan ís designed whh an ínpuT wave'shapíng círcuít and 12 stages of ripple-carry bínary counter. The dev ce advances the couní on the negative-going edge of The clock pu se. Applications include time delay circuÍTs, counter controls, and frequency-drivrng circuits, ILOW-POWER COMPLEMENTARYMOS) 12-BIT BINARY COUNTER • Fully Siaiíc Operation • • • • QuiescenT CurrenT = J 5.0 nA/package typical @ 5 Vdc -Noíse Immuníty = 45% of VQD typical Diode Protectiqn on AII Inputs Supply Voltage Range = 3.0 Vdc to 18 Vdc LSUFFIX CEHAMIC PACKAGE CASE 620 PSUFFIX PLÁSTIC PACKAGE CASE 6AB • Low Input Capacítanos = 5.0 pF Typíca] ORDERING INFORMATION • Capable of Drivíng Two Low-PowerTTL Loads, One Low-power Schonky TTL Load orTwo HTL Loads Over the Rated Temperalure Range. • Common Reset Líne • 13 MHzTypícal CounTing Rate @ VDD = 15 V MC1-4XXXB Suffbc L ' P ,. Denotei C.rsmlc Paclcao* Plástic P*ckao« Temperatura Range • Pin-for-Pin Replacement for CD4040B Temp«r»ture Rang« MÁXIMUM RATINGS (Voltages referenced to V SS J Symbol Ratíng V DD DCSupply Voltage Input Voltaje, AII Inpuii DC Curren! Drain per Pin OperatingTemperature Range — AL Device CL/CP Device Storage Temperatura Hange V in 1 TA TItg Valué -O.Strj+18 Unh Vdc -0.5 ID V D D + 0.5 10 -55 to+125 -AO 10 +85 -65to+150 Vdc mAdc °C TRUTHTABLE CLOCK RESET OUTPUT STATE _J~ 0 No Chanca — 0 Advanca to n«xt 1 All Outpim ara low X X - Don'I Car* °C LOGIC D1AGRAM (-1 C 0 C Q -U C d C R Q R Qrt - Pin 5 Q7 - Pin * O5 - Pin 3 Q8 - Pin 13 06- Pin 2 09 - Pin 12 7-112 -L. C C D C Q C R Vnn-Plnl6 Q Q ñ _L C Q C Q R _u C Q C R MC14040B ELECTRICAL CHARACTERISTICS VDD Char»ctorÍítJc Ouiput Voltage V¡n-VDDorO "0" Level "1" Level V;n-OorVDD Input Voltagef* "0" Level Svmfaol Vdc VOL 5.0 10 15 VOH |VO - 9 . 0 o r 1.0 Vdc] 1VO - 13.5 or 1.5 Vdcl (V o - 1.0or9.0 Vdc) (V 0 - 1. Sor 13.5 Vdc) - 13.5 Vdc) sin* IOL (VOL" i.s vdc) Ouiput Orive Curren! (CL/CP De«lce) . (V OH - 2.5 Vdc) Source |V O H -9.5Vdc] |V O H - 13.5 Vdc] Sink IOL I V OL° °-5 Vdc] (V OL =1.5 Vdc] Input Current (AL Oevicel Input Current (CL/CP Device] nput Capacitance 0,05 - 0.05 4^5 9.95 - 14.95 M,x 0 0.05 0 0.05 0 0.05 4.95 5.0 9.95 10 14.95 15 Mín Mix 0.05 - Unit Vdc 0.05 0.05 Vdc 4.95 9.95 - - 14.95 Vdc -. 5.0 10 15 3.5 7.0 2.25 1.5 3.0 4.50 3.0 4.0 6.75 4.0 13 - . - 13 3.0 4.0 ' 3.5 7.0 3.5 2.75 7.0 5.50 11.0 11.0 8.25 11.0 -1.2 -1.0 -1.7 -0.7 - ~ .- Im 'm C¡n Vdc mAdc -0.25 -0.62 - -1.8 5.0 10 15 0.64 5.0 -1.0 5.0 10 15 -0.2 5.0 10 15 0.52 1.6 4.2 - -Q.2 -0 .36 -0.5 -0.9 -1.5- -33 0.51,, . 0.88 1.3-; 2.25 3.4. 8.8 -0.14 ~ - -0.35 -1.1 - : mAdc 0.36 0.9 2.4 - IOH lV O H -4.6Vdc|- (VOL • 0.4 Vdc) _ 5.0 10 15 5.0 5.0 10 15 (VOH -9.5 vdc) !VOL = O-4 Vdc) (VQL° °-5 vdc] 0,05 Thíqh* Typ 'OH <V 0 H -4.6 Vdcl (V O H Mín VIH ( V 0 - 0 . 5 o r 4 , 5 Vdc) Outpui Orive Current (AL Device) (V OH - 2.5 Vdc) Source Mix VIL ( V Q - 4 . 5 o r O . S Vdc] "1" Level 5.0 10 15 25°C Tlow* Min mAdc -1.7 -6.8 ' -0.16 -0.5 - -1.4 -0.36 -0.4 -0.9 -1.2 -3.5 0.44 0.88 1.1 3.0 2.25 ±0.1 - ±0.00001 ±0.3 - s 0.00001 - — - 0.010 1.3 3.6 - 15 - 15 - — ~ 5.0 10 15 - -0.6 -0.12 -OJ - - -1.0 - mAdc 0.36 : 0.9 2.4 - £0.1 - ±1,0 yAdc ±03 - £1.0 /iAdc 5.0 7.5 ~ ~ pF 0.005 5.0 10 20 150 300 6OO 'yAdc - 150 300 600 íiAdc 8.8 (V¡n-Gl 3uiescem Current IAL Device] IDD (Per Package] Quiescem Current (CL/CP Device) IDD (Per Package) Total Supply Curreni" " t (Dynamíc plus Quiescent, Per Package) IT 5.0 10 15 5.0 10 20 0.015 0.005 20 ; 40 - 0.010 0.015 80 5.0 10 lT = (0.42MA/kHz lT-IO.85 MA/kHz 15 IT = (1.43 íJA/kHz - 20 40 80 f+loo Í-HDD ~ pAdc f + "DO (Ct_ * 50 pF on all outputi, al| bufíers íwítchingl 'T|0w " -55°C fof AL Device, -40DC for CL/CP Device. Thigh " *125°C for AL Device, +B5°C for CL/CP Device. FNoise immunity specified for worit-case ínput combíriation. Noise Margin forboth "V'and "0" level "1.0 VdcmínC? V D D * 5-° vdc 2.Q Vdcmin@ VQD -10 Vdc 2.5 Vdcmin@> V D D * 15 Vdc TTo calcúlate total lupply current al loads other than SO pF: IT(CL) - (-[-(50 pF) +- 1 x 10-3 (CL -50] V D D f where: If ¡s in HA (per package), C[_ ín pF, VQQ ín Vdc, and í in kH2 ii "The ínput frequerscy. formulai given are for the typical charscteristics only at 25°C. Thís dev ce coma ni círcu try to protect the ínputi againit damage due to hígh static voltages or electric fíeldi; hov»ever, it íí advísed thai normal precautíoni be taken to avoid aoplication of any voltage hígher than máximum raied voltages to this hígh irnpedanc* círcuít. For proper opera t Ion it ii recommended that V¡n and V o u t be connrained to ttie ranga Vgg < (V;n or v0ut> < VDDUnused ínputi muit alwayj be tied to an aporoqriate logíc voltage level (e.g., eíthar Vgsor V DD ). 7-113 MC14040B SWITCHING CHARACTERISTICS» (C L -5O PF,TA - 25°c) Symbol Charactnriitic Output Rise Time VDD Vdc Mín Typ M*x ~ 180 90 65 36O 180 130 5.0 10 15 tri_H " (S.Om/pF) CL. + 30 ni TLH * '1-5 ro/pF) CL+ 15 r» tTLH ~ d-i M/PF) CL + IO ns ~ 100 50 40 2OO 100 80 400 170 120 800 340 240 23 0.9 03 5.0 1.8 1.4 r¡-HL Output Fall Time ni 5,0 10 THL" (1-Sfu/pF) CL + 25 m TTHL- <0.75ru/pF) CL 4-12.5 re 15 Propagailon Delay Time ni tpLH, 1PHL tPLH " (1-7 rw/PF) Ci_ + 315m tpHL, tpLH - (0.66ni/pF) C|_-H37ni - 1PHL IPHL', tPLH = (0.5f«/pF) CL + 95 m 5.0 10 15 — ~~ ClDcktoO12 1PHL Unh ni tTLH ni 5.0 10 15 tpLH - H-7 ns/pF) C L 4-2415 ns tpHL, tPLH " !0.66ni/pF) 0^ + 867 ni tpHl.'lPLH" '°-5 ™/pF) C L -*-47Snd PropsQatíon Delay Time ~ _ ni tpHL Reset to O,, 5.0 10 15 tpHL" (1.7ns/pF) C[_^485 ns tpHL* (0.66m/pF) CL-f 182 ni tpHL" (03 m/pFl CL+145 ns ClockPul«W¡dth twH Clock Pulse Frequeocy dock Riíe and Fall Time Reiet Pulie Width 5.0 10 15 fc| SJO 10 15 TTLH 'ÍTHL 5.0 10 15 tWH 5.0 10 15 _ _ . 385 .. 150 ' 115 — — - 570 215 170 1620 140 . 55 ' 38 . — _ 33 9.0 13 6OO 45O ' 13 33 MHz 43 ni No Limit 960 360 270 320 120 80 - The formula given ¡s for the typícal characterístía only. FIGURE! -POWER DISSIPATION TEST FIGURE 2-SWITCHINGTIMETEST CIRCUIT AND WAVEFORM CIRCUIT AND WAVEFORMS 7-114 •ni - ni 'l'ft|i|i' MC14511B MOTOROLA BCD-TO-SEVEN SEGMENT LATCH/DECODER/DRIVER CMOS MSI The MC14511B BCD-to-seven segment latch/decoder/dríver ís constructed with complementar/ MOS (CMOS) enhancement rnode devices and NPN bipolar output drívers ín a single monolithic structure. The círcuit provídes the functions of a 4-bit storage laich, an 8421 BCD-to-seven segment decoder, and an output dríve capability. Lamp íesi (LT), blanking (BI), and latch enable (LE) inputs are used to test the dispiay, to turn-off or pulse modulate the brightness oí the dísplay, and to store a BCD code, respectively. It can be used with seven-segmentlightemíttingdiodes [LEDJ, incandescent, fluorescent, gas discharge, or Üquid crystal readouts either directly or indirectiy. Applications include ¡nstrument (e.g., counter, DVM, etc.) display driver, computer/calculator dispiay dríver, cockpit display driver, and various clock, watch, and timer uses. ILOW-POWER COMPLEMENTARY MOS] BCD-TO-SEVEN SEGMENT LATCH/DECODER/DRIVER • Quiescent Curren! = 5,0 nA/package typical @ 5 Vdc • Low Logic Circuit Power Dissipation • • • • • • • High-Current Sourcíng Outputs (Up to 25 mA) Latch Storage of Code Blanking Input Lamp Test Provisión Readout Blanking on all Illegal Input Combinations Lamp Intensity Modulation Capability TimeShare (Multiplexing) Facility LSUFF1X PSUFFIX CERAM1CPACKAGE CASE 620 . PLÁSTIC P A C K A G E CASE 6-48 ORDERING INFORMATION MCHXXXB Sufflx I L Cir.mic P.cK.o* P Pl.mc P.cV.D* - A E-UnO.a Op.t. T«mp*i.lur. R. - C Lim¡t«d Oo • Supply Voltage Range = 3.0 Vdc to 1B Vdc • Capable oí Driving Two Low-power TTL Loads, One Low-power Schoítky TTL Load or Two HTL Losds Over the Rated Ternperature Range. •o- MÁXIMUM RATINGS IVoltages referenced to VSS). Rsting DCSupply Vottaoe Input Voltaje, All Inputi DC Current Drain per Input Pin Operating Temperaiure Range — AL Device CL/CP Device Storage Ternperature Range Symbol Vilue Unh VDD vin i TA -O.5 to+13 Vdc T«g Máximum Ouipui Drlve C-rrent (Source) per Output ! OHmax Máximum Continuoui Output Power (Source) per Output í p OHmBX -O.5 lo V DD + 0.5 Vdc 10 mAdc -55to+125 °C ^3HSb ~?S9 -40 to +85 -65 to+150 25 THUTMTXaLE mA IfJP JTS 50 mW 'OH Thii devíce contains clrcuitry la protect the ínputi againit damaoe due to hign static voltages or eleciríc fields; however, It ¡s adviied that normal precautions b« taken to ovóla ftpplicatiotí oí any vollsge hígher thsn máximum rated voltages to thís hioh impedance circuit. A d«structive high curren! mode may occure l( V¡n and Vout is nal conitrained to the rsnge V ss <(V¡n or V0(JI) <V DD . Due to the sourcíng capability of this circuit, damage can occtir to the device íí VQD 's spplied, aod the outputi are shonod to VsS BrTIÍ are at " l0^'08' 1 (Se« Máximum BI LT D C X X 0 X o 1 x X >; x v X X > o o 0 0 0 0 o o 0 o o o 0 0 B A O D O O O 1 O 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 Ratingsl. Unus«d inputs musí slways be tied lo sn appropriatf logic voltage level le.g., either rviT'Mi- UE 0 0 1 I 1 1 0 7-382 f*i.V >**>-. 0 C 0 1 0 1 1 1 1 1 I 0 1 1 1 0 0 0 Q.VV* • 1 »-.- 1 a i i i i _r: ;\ X - Don't C«r. •D»p>«ndi upon th« BCD coa» whm LE - O ^ i b c a • 1 t l i l i l í ) 1 : MC14511B ELECTRICAL CHARACTER1STICS jOutpui Voltage Vin-VDDorO "0" Level "1" Level Vín-OorVDO VOH • 'Input Voltage3 - (V o - 3.8 or 0.5 Vdc) [V o - 8.8 or 1.0 Vdc) (Vo - 13.8 or 1.5 Vdc) "0" Lftvel Min MÍX Min Typ M«x Min 5.0 10 15 - 0.05 - 0.05 - 0.05 - 0.05 — - 0 0 0 0.05 — 0.05 5.0 10 15 4.1 _ 4.1 9.1 4.57 - 14.1 14.59 -' ' 10 Output Orive Voltage ¡AL D«vice) VIH 5.0 10 15 — _ 1,5 3.0 4.0 3.5 7.0 - 6.75 1.5 3.0 4.0 3.5 - 2.75 - 7.0 - 3.5 7.0 5.50 - 8.25 ~ 11.0 - — 4.1 — 11.0 — 11.0 4.50 4.10 4.57 - 4.24 - 3.90 4.12 - 3.94 3.40 3.75 - 3.54 '- ~ — — 9.10 - 9.10 9.58 - 9.1 - — — _ - 9.26 9.00 9.17 — - — 8.6 9.00 - — 8.60 — 15 14.1 — • 8.60 — 9.04 B.9O 8.75 14.1 14.59 - 14.27 14.1S (IOH • 20p«AdcJ 13.6 — - (IQH " 25 mAdc) - - - 4.10 — — - 4.10 4.57 9.10 — — 14.0 — 14.0 - 13.6 14.07 13.95 13.80 — _ — 3.60 — 2.80 — 10 (IOH " S.OmAdc) ('OH • lOmAdc) "OH ' ISmAdc) (IQH " 20mAdc) (|QH - 25mAdcl 8.75 _ 8.10 _ 15 14.1 Ouiput Drivfl Current (CL/CP Device) IOL — 4.24 3.60 4.12 — 3.94 — — - 14.1 - — — 82 13.2 — — - - - 13.6 — 23 - 9.10 9.58 - 9,1 — _ _ — 9.26 — 8.75 9.17 — 9.04 — 8.10 8.90 — 8.75 14.1 13.75 - 14.59 14.27 - - 0.51 0.88 1.3 3.4 2.25 5.0 10 15 0.52 4.2 — — - 1.6 — 33 3.75 0.64 4.1 3.54 13.1 5.0 10 • 15 — — ._ • - — - 13.75 — IOL — 3.0 2.80 — Output Drív« Current (AL D«vica) (V OL -0.4 Vdc) Sink (VoL-0.5 Vdc) (vOL -1.5 Vdc) Vdc Vdc Vdc Vdc 5.0 (lOH " °mAdc) (IOH " S.OmAdc) [lOH " lOmAdc) ilOH" ISmAdc) [lOH " 213 mAdc) (l O H"25mAdc) — 3.5 — VOH (iQH * OmAdc) Vdc — — 4.10 — 10 OmAdc) S.OmAdc) 10mAdc) ISmAdc) (V 0 L-°- 5 Vdc) ( V Q L " 1 - 5 Vdcl - 2.25 3.40 s¡nk 14.1 - — (¡OH" lOmAdc) (|QH " 1S mAdc) HOH " 20 mAdc) ([OH " 25mAdcl (VOL "°-4 Vdcl - 1.5 3.0 4.0 3.90 Outpui Orive Voltage (CL/CP Devíce) HOH " 0 nnAdc)| Source O O H " S.OmAdc] (IOH -10 mAdc) (| OH - ISmAdc) (IOH * 20 mAdc) (lOH - 25 mAdc) - - — 10 mAdc) 15mAdc) 20 mAdc) 25rnAdc) [ton ' OmAdc) UQH " S.OmAdc) [IOH " (IOH " (IOH " (lOH- 4.1 9.1 Vdc 5.0 Sourcei Vdc 0.05 — VQH (|OH - S.OmAdc) (¡OH " (lOH • UQH " UOH" 9.58 0.05 Unít Mix Vdc 15 "1" Level 0.05 9.1 H.l VIL ' Th'tgh " Vdc 5.0 (V 0 - 0.5 or3£ Vdcl (V o -1.0orB.8 Vdcl (VQ-1.Sorl3.fl Vdc) Í'OH " OmAdch VOL 2S°C Tlow* VDD Symbol Char»ct*f Jitíc - 13.1 14.18 14.07 13.95 13.80 8.8 — 8.45 — 7.S — - 14.1 — — - — - — — _ - - 12.8 - - 0.36 0.9 2.4 11 ' Vdc - ' _ — — 13.45 _ - _ _ Vdc mAdc - mAdc 1.3 3.6 - 0.44 1.1 3.0 2.25 - 8.8 - 0.88 0.36 0.9 2.4 - (Continuad). 7-383 MC14511B ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Cominued) VDD Char»ci»rlrtic Symbol Vdc lin 15 lln 15 ^in — Inpui Cimem (AL Device) Input Curreni [CL/CP Device) Inpui Capacitante ivín-o] IDD Quiesceni Curren! (AL Device) (Per Packagel Quiescenl Curten! ICL/CP Device) IDD [Per Package) Total Supply Curren! ' ' 1 (Dynaniic pluí Quiescent, "T Per Pac k age J 5.0 10 15 5.0 10 15 25°C T|ow* Min Mix - ±o.r Min Typ Thlgh* M.x - lO.OOOOl ±0.1 ±03 - ±0.00001 ±0.3 - - 5.0 7.5 - 5.0 10 20 - 0.005 5.0 10 20 20 Q£Q5 - 40 80 — - OJ)15 0.010 0.015 - OXJ10 Min M.x Un'rt ±1.0 pAdc ±1.0 ^Adc - PF 150 300 600 pAdc 150 300 pAdc _ _ 20 40 80 - 600 '+ 'DD 5.0 10 I T - -(1.9 pA/kHz hr- 13.8 pA/kHz) f + IDD 15 'y" (S.7 ^A/kHz jjAdc i+ IDD (CL « 50 uF on atl outputi, all bu fíen swiichingl TTo calcúlale total iupply currem ai loads other than 50 pF: l T {C|_l-l T (50pF)+3^xlO-3|C L -50) VDD[ •T]DW = -55°C for AL Device, -dO°C for CL/CP Device. Thigh " *125°C for AL Device. +85°C (or CL/CP Device. *Notie ¡mmunity spectlíed [or wofst-case ¡npul combi nailon. where: ly is in cA (per package), C[_ In pF, V Q Q in Vdc, NOise Margin for boih "1" and "O" leve! " and f In fcHz Ii input frequency. " "The formulas gi^n are for the typlcal characieriiiid only at 2S°C. 1.0 Vrjcmlnl? V Q Q * 5.0 Vdc 2.0 Vdcmml9> VDD - 1 0 Vdc 2.5 Vdcm1n@ V D D - 15 Vdc SW1TCHING CHARACTERISTICS- (CL - 50 PF,TA - 2S°C) VDD Ch»rBCt»riitíc Symbol Output Rite Time Vdc Min *TLH - (1^ ni/pFl CL + 50 ni 5.0 -iTLH • 10.7S m/pF) CL + 37.5 m 10 tTLH • (0.55 ni/pF) CL + 37.5 ni - 15 Outcwt FalITíme TTHL ITHL- (l^ni/pP) Ci_ + SOnf 10 rfHL" |0^5ni/pF) CL + 37^ ru 15 _ IPLH 10 ^•LH • (0.25m/pF) CL + 237.5 n» tpLH " (0.20ns/pF) CL •*• 165 ni tpHL" (1.3ni/pF) CL +655 ni «PHL 40 80 30 60 25 50 125 25O 75 150 65 130 - 640 1280 250 500 15 175 35O 5.0 720 144-0 290 580 tpHL" (Q.60ns/pF) CL + 260 ni 10 tpHL" (0-35ns/pF) C L 4- 182^ ni 15 200 4OO 5.0 6OO 750 10 20O 300 Blank Propagatíon Delay Time - 15 tp LH - |0.15ni/pF) CL +92.5m tpHL" (O.B5ni/pF| CL +442.5 m tPHL 15 tpHL" (0.35ni/pF) CL +142,5 ni Lsmp Ten Propagatíon Delay Time — 5.0 10 tpHL" (0.45ni/pF) CL +177.5 ni ni ni ^LH tpLH- (0-30ni/pF) CU +305 ni tpi_H - (0.2S ni/pF) CL + 1 17.5 ni Unrt ni 5.0 tpLH " <°-40 ni/pF) CL + 620 ni M.x ni 5.0 THL- (0.75ni/pF) CL + 37^ni Data Prop»flation Delny Time Typ ni *TLH - 150 220 485 970 200 400 160 320 313 625 125 250 90 180 ni , -, ni tPLH tpLH ' (0-45 ns/pF) CL + 290.5 m 5.0 tpLH ' (0.25ni/pFl CL + ll2^m 10 tpLH " í°-20 ni/pF) CL -f 80 ni 15 tpHL' (l-3ni/pF) CL +248 ni VHL 5.0 313 625 - 125 250 90 180 5.0 180 90 10 76 3fl 10 *HL" 10.45 m/pF) C L + 102^ ni - 15 tpHL' (0^5ni/pF) CL +72.5 m SetupTime t«j H oíd Time th IWL Latch Enable Pulí* Wídtíi *The formula gíven ii for the typlcal chw»cter¡iiicj only. 7-384 15 40 20 5.0 0 -90 10 0 -38 15 0 -20 5.0 520 260 10 220 110 15 130 65 . ni ni - ni - nj - (M) MOTOROLA MC14516B CMOS MSI B1NARY UP/DOWN COUNTER (LOW-POWER COMPLEMENTAHY MOS] The MC14516B is constructed with MOS P-channelandN-channel enhancernent mode devices in a single monolithíc structure. Thís complementary MOS circuit finds primary use where low power dissipation and/or hígh noíse ¡mmunity ¡s desired. This binary presettable up/down counter rnay be used as a couming/frequency synthesízer, in A/D and D/A conversión, for up/down counting, for magnítude and sign generation, and for dífference counting. • • • • . BINARY UP/DOWN COUNTER rflfrfk/"1! v Quiescent Current - S.OnA/package typical @ 5.0 Vdc Noíse immunity = 45% of VQD typical Diode Protection on All Inputs Supply Voltage Range « 3.0 Vdcto 18 Vdc LSUFF1X CERAMIC PACKAGE CASE 620 • Low Input Capachance — 5.0 pF typical • I nternally Synchronous for High Speed '"• Logic Edge-Clocked Design — Count Occurs on Positive Goíng Edge of Clock * 5.0-MHz Counting Rate * Single Pin Reset * Asynchronous Preset Enable Operation » Capable of Dríving Two Low-power TTL Loads, One Low-power Schottky TTL Load or Two HTL Loads Qver the R ated Temperature Range ORDERING INFORMA TIOM MC14XXXB Valué SuffU D.noi | — L C»i*mtc 1 P PlMtiC P Opvntlng T0mp.r. BLOCK DIAGRAM Unit PE QO DCSupply Voiiage Input Voltage. All Inputs VDD -0.5to+18 Vin • -0.5 to VDD T 0.5 Vdc Vdc 9O 10 O 15 o R O1 Up/Down Clock Q2 DC Current Drain per Pin OperatingTemperature Range — AL Device CL/CP Device Storage Tempefature Range I T^ rnAdc °C 12 O pl 13 O R2 10 -55tO-<-125 -40 lo +85 -65 lo +150 T st g ickige •i Op«r»ilng T.mp.r. 1O MÁXIMUM RATINGS (Voltagei reíerenced lo Vss) R»tÍng Symbol P SUFFIX PLAS TIC PACKAGE C ASE fr48 °C 3 ° p3 O6 Q3 C5uí V DD -Pin 16 Vss - Pin 8 TRUTH TABLE CAHRY IN UP/DOWN 1 X 0 1 0 0 PH6SET ENABLE 0 O 0 RESET ACTION 0 N 0 Couní Up a Count 0 Count Down X X 1 0 Prexit X X X I R«*t Thii device con alni circuitry 10 protect the ¡nputi agairií damnoe due to hlph rtatic adviied that no mal precauíions be taken to awoíd applíca ion oí ariy volisoe hígher than máximum atad vollaget to thíi hígh Impedance circu . For proper oparst'ion it ii recommended that V;n *nd Vout be connrsíned to the rnnoe Vgg < [V¡n of X - Don't C'tt Unuwd inptiti mütl alwayt be tled lo un appropriatf: logíc voltage leve (c.g., eíthef 7-406 MC14516B ELECTRICAL C H A R A C T G R I S T I C S VDO Chirtettrixtie Output Vologe "0" Level Symbol Vdc VQL 5.0 Vjn-VDo°rO 10 Mix "1" Level V[n-OorVDD VOH 5.0 10 15 Input Voltage* • ! "0" Lovel 0.05 - 1 - O.OS 4.95 9,95 - 14.95 Typ Max 0 O.OS 0 0.05 0 0.05 4.95 S.O 935 10 14^5 15 10 (V o • 13.5 or 1.5 Vdg|. . "1.5 - .3.0 - 15 4.0 1.5 3.0 6.75 4.0 5.0 3.5 10 15 7.0 11.0 11.0 8.25 5.0 -1.2 -1.0 -1.7 5.0 -0.25 -0.62 -0.2 -0.36 5.50 7.0 10 -0.5 -0,9 15 -1.8 -1.5 -35 S.O 0.64 0.51 0.88 10 1.6 4.2 1.3 2.25 3.4 3.8 -O.8 -1.7 IOL - 0.5 Vdc) ( V Q L - 1.5 Vdc) (VOL (VQH 15 Source - "-6 Vdc) - 13.5 Vdc) I V OL~ °-4 vdcl - - 7.0 Vrfc - 11.0 -0.7 - - -O.14 -0.35 -1.1 mAdc 0.36 - 03 2.4 ~ -0.6 - IOL mAdc 5.0 -1.0 5.0 -0.2 -O.16 -0.36 10 -0.5 -O.4 -03 15 -1.4 -1.2 -3.5 0.44- Q.8S 5.0 0.52 |V OL -0.5 Vdc) 10 (V O L -1.5Vdc) 15 1.3 3.6 Sink - 'oft (V O H -9.5Vdc) (VOH 15 , 3.0 4.0 mAdc (V O H - 13.5 Vdc) |VOH -2.5 Vdc] - 3.5 2.75 ' 3.5 - <VQH "9-5 Vdc) Output Orive Current ICL/CP Device) Vdc - IOH Source Sink 9.95 VIH < V 0 - 0 , 5 o r 4 . 5 Vdc) Vdc> Vdc 0.05 0.05 14.95 2.25 <V 0 - 1.5or 13.5 Vdc) ( V Q L - °-4 Unit 435 - 4.5O (VQ - 1.0 or9.0 Vdc) (VQH " 2 - 5 Vdc) (V O H -4.6Vdcr - M,x 0.06 Vdc 5.0 |V0 -9.0or 1,0 Vdc) Outpui Orive Current (AL Device) Min VIL (Vo • 4.5 or 0.5 Vdc) "1" Level Mín 0.05 15 "•Wi" 25°C TIow* Mm - - 1.1 2.25 3.0 8.8 -0.12 -03 - -1,0 0.36 ~ 0,9 2.4 mAdc - Input Current (AL Oevíce) "tu 15 - ±0.1 - ±O.OOOO1 ±0.1 — ±1.0 yAdc Input Current (CL/CP Device) lia 15 - ±03 - ±0.00001 ±03 - Sl.O MAdc C¡n — ~ ™ ~ 5.0 7.5 — — »F O.OO5 5.0 10 20 150 pAdc - 300 6OO 20 40 SO - nput Capacitance lV;n - 01 Quiescent Current (AL Devíce) IDO Quiescent Current [CL/CP Device) 5.0 10 (Per Package) IDO 15 20 20 - 15 Total Supply Current"T (Dynamíc pluí Ouiescent, Per Package) IT 10 5.0 10 IPerPackage) S.O - - 0.010 0.015 0,005 40 - 0.010 0.015 80 5.0 10 iT'lO^B^A/kHz f +• |DD l T -.(1.2'nA/kHzlf <-| DD 15 iT='(i.7iHA/kHzi f -HDD ' (CL " 50 pF on M outputs, all buf ten switching) ow -55°C for AL Device, -4Q°C far CL/CP Device. Tn¡gh • +125°C (or AL Device, -f85°C for CL/CP Device. «Notie ¡mmunity ípecified for wofitoie ¡npui combinatlon. - ' - Noise Margin íorboth "1" and "O" level - 1.0 Vdc mln <& VQO * 5,0 Vdc 2.0 Vdc min @ V DD - 10 Vdc 2,5 Vdc minié) VDD = 15 Vdc TTo calcúlate total lupply current at loads other ihan 50 pF: lylCJ - lr(50 pF) + 1 x 10-3 (CL -50) V D D f where: l^-ii ín MA (per package), Ci_ ¡n pF, VQD ín Vdc, and ( in kH* iiínput (requeix:y. "The formulas given are for the typlcal characteriuíci oniy at 25°C. 7-407 150 30O 600 fiAdc' MAdc MC14516B SWITCHING CHARACTERISTICS* (C L - 5o pF,TA - 25°C) All Typ« Char»ct»ri«K: Output R¡se Time Symbol " '3-0 n*/pFI CL + 30 ni tTLH - (l.5ni/pF) C L + 1 5 m *TLH • d.i nt/pF) C L + iom lí T THL TTHL tTHL ' l°.75 nt/pF) CL + 12.5 ni TTHL - lO-ss ns/pF) CL + S-S/W Clock to O tp|_H. 1PHL" f0-5 ns/pFl Cj_ + 75 ni tp[_H. "PHL" t0-5 ni/pFl C[_+ 75 r» tpi_H, tpHL" "-7 n*/PF) CL+95 nt tpLH< 'PHL" (0.66ni/pF) Ci_ + 74n* tpLH-lpHL" I1-7 n*/pF) CL + 230 ni tpLH-tpHL" ID-S6m/pF] Cj_ + 97 ni tPLH. ^HL ~ í1-7 nl/PFl C]_ + 465 ni tpLH.tpHL" (0.66nt;pF) C L + 192 n* Clock Pul»« Frequ«fx^ Prcwt or Hftt«t Romo^ Tima ** Clock Ríw «nd Falí Tim« Cnrry In S«tug Time Up/Do«n Setup Time - 100 50 40 200 100 80 5.0 10 15 - 315 130 100 630 260 200 5.0 10 15 - 315 130 100 630 260 200 180 80 60 360 160 120 315 130 1OO 630 360 2OO 1100 5.0 10 15 - - VLH. ni tWH - 5.0 10 15 35O 170 140 2OO 100 75 10 15 - 3.0 6.0 B.O 5.0 1O 15 650 230 180 325 115 90 - - - 15 15 15 ' 5.0 10 15 260 120 100 130 60 50 - 5.0 10 15 5OO 200 150 250 100 75 ~> 5.0 10 15 2OO 100 80 100 50 40 _ 5-.0 ícl trem 5.0 10 15 . tTLH^THL ^W t«i *WH 10 15 550 225 150 .5.0 ^PHL • Pntwt Ensble Pul»« Width 5.0 10 15 nt *PLH. tpHL tpLH-tpHL" I0-5 n^PF) C L + 125 nt Clock Pulse Width 360 180 130 5.0 10 15 tp|_n, tpHL " l°-s n*/pF) CL+ 75 ni Pre*et or RBICT 10 Carn' Out 180 90 65 ni ^LH, íRHL tpLH.tpHL"0-5 n^PP' Ci_ + 35 ni Prwwtor Rswt To Q - ru tpLH. VHL ípLH-tpHL" 10-66ni/pFl CL+ 97 n* Carry In 10 Cacry Oui 5.0 10 15 *The formula gívtn a for th« rypícal charBCteríitici only. "The Prswt or R«s«l «ijoal mun be low prior to a poíhive-aoíng treniítion of the dock. 7-408 Unh ni IPLH. 1PHL" f0-66 ns/pF) C L ^ 9 7 nt tpLH.tpHL" í1-7 ns/pF} C\_ + 23Qru Muc tpLH. tPHL TPLH.ípHL" (1.7n*/pF) C L +230ni Clock lo Ceny Out Typ ni • (1-5nWpF) CL + 25 ra Propagatíon Del«y Tirne Min ru ÍTLH 1TLH Output Fall Time VDD 450 300 nt 1.5 3.0 MHz 4.0. nt M* ni ni tu ' MCU518B MC14520B (M) MOTOROLA CMOS MSI DUAL UPCOUNTERS (LOW-POWEH COMPLEMENTARY MOS) The MC14518B dual BCD counter and the MC14520B dual binary counter are constructed whh MOS P-channe[ and N-channel enhancement mode devíces in a single monolííhic structure. Each consists of two idéntica!, índependent, internally synchronous 4stage counters. The counter stages are type D flip-flops, whh ínterchangeable Clock and Enable unes for incrementing on e'rther the positive-goíng or negative-goíng transítíon as required when cascadíng múltiple stages. Each counter can be cleared by applying a high level on the Reset Une. Jn addhion, the MC14518B will coum out of all undefíned states wíthin two clock periods. These complementary MOS up counters fínd primary use ¡n muJti-stage synchronous or rípple counting appÜcatíons requiríng ow power díssipation and/or high noise Immunity. DUAL BCD UP COUNTER (MCT4518B) DUAL BINARY UP COUNTER (MC14520B) • • • • • • * Quiescent Current = 5.0 nA/package typíca! (5) 5 Vdc Noise Immunity = 45% of VQD typíca Diode Protection on All Inputs Supply Voltage Ranrje = 3.0 Vdc to 18 Vdc Low Input Capachance- 5,0 pF typical Internally Synchronous for High Internal and Externa! Speeds Logic Edge-Clocked Design — [ncremented on PositíveTranshíon of Clock or NegatíveTransition on Enable • 6.0 MHz Counting Bate • Capable of Drívíng Two Low-power TTL Loads, One Low-power Schonky TTL Load or Two HTL Loads Over the R ated Temperature Range L SUFFIX CEHAMIC PACKAGE PSUFFIX PLÁSTIC P A C K A G E CASE 620 CASE 6Afi ORDERING INFORMATION MC1AXXXB Sulflx L P 1 . . Dañóte» C«r«m!cPack«oe Plíttíe P^kao" T«mper»ture Range Temp«ratiir» Rano* BLOCK DIAGRAM MÁXIMUM RATINGS (Voltao«referer>ced tn V^) Rating Symbol V«lut VDD -O.Sto+18 • Vdc V in -0.5 to VQQ + °-5 Vdc DC Supply Valtage Input Voltaoe, All Inpuu DC Current Draln per Pin OperatingTemperature Range — AL Devlce Unit I 10 mAdc T^ -55to+-125 °C CL/CP Device Enable n Q3 —O 6 -40 to +85 Storage Temperatura Range TIIg -65to+15Q °C 10O Enible ' ^/ Q2 —O 13 R | VDD-Pln16 TRUTHTABLE CLOCK ENABLE RESET ACTION / 1 O Incremem Counter 0 V 0 Increment Countw \ X X ^J— _/~7 O 0 0 1 \ X X 0 0 No Chanoe No Chañe* No Ch»o»« No ChaO(H> 1 This devíce contami circultry to protect the inputs sgaínsí dama ge due.to high static voliages or electric fields: however, ít ii advíjed that normal pfecauííoni be taken to avoíd application oí sny voltage higher than maxirnom rated voltages to this high ¡mpedance circuit, For proper operntion 5t "u recommended íhat V¡n and V QUt be connrained to th« range QO tftru O3 - 0 Unused inpuü mutt alwsyi be tied to en appíopríate logíc voltage le\ le. g,, either Vss X - Don't Car. <* VDD'. 7-416 f MC14518B»MC14520B ELECTRICAL CHARACTERISTICS VDD Ctur »ct*rixtic Outpui Voltaoe v in' "0" Lev«l Symbol Vtíc VOL 5.0 10 15 VDD o r o "l"Lev«l Vin-QorVDO Input Voltags'* "0" Lavel VOH (Vo -9.0or 1.0 Vdc) (V0 - 13.5 or 1.5 Vdc) |VO - 1.5 or 13,5 Vdc) IOH Source (VoH - 4-6 Vdc) (V OH -9.5 Vdc) (V0H - 13-5 Vdc) (V oL -0.*'Vdc) Sink IOL (V 0 L-0.5Vdcl ( V O L ~ 1-5 Vdc] Output Drivfl Currenl [CL/CP Oewíce) (VOH " 2-5 Vdcl (VoH-4-GVdcl 'OH Source tVoH -9.5 Vdcl (vOH - 13.5 Vdcl (VOL - o-4 Vdc) (V0L slnk 0.05 0.05 - - 0.05 a .95 "- 9.95 14.95 ThK)H Typ M*x 0 0.05 0 0.05 0 0.05 4.95 5.0 9^5 10 14^5 15 Min : 4.95 - 9.95 14.95 * M,x Unit 0.05 Vdc 0.05 0.05 : Vdc 3.0 4.50 4.0 6.75 1.5 3.0 4.0 33 2.75 - 7.0 5.50 1.5 - - 2.25 - 1.5 3.0 4.0 VIH (Vo - °-5 «" *-5 Vdc> (VO ' 1.0 or 9,0 Vdc) Quipui Driv* Currem (AL Qewlce) Mío Vdc 5.0 10 15 "1" Level Mix VIL (Vo • 4.5 or 0.5 Vdc) (VOH • 2.5 Vdc) 5.0 10 15 25°C T|ow* Min IOL - 0.5 Vdc) IVoU" 1-5 Vdc) 5.0 10 15 11.0 3.5 7.0 11.0 8.25 11.0 s.o -1.2 -1.0 -1.7 -0.7 - 3.5 7.0 Vdc - mAdc • 5.0 10 15 -0.25 -0.62 5,0 10 15 -0.2 -0.36 -0.5 -0.9 -1.8 -1.5 -3 .5 0.64 0.51 0.88 1.3 2.25 - 1.6 4.2 - ' 3.4 - -0.14 - -0 ,35 -1.1 mAdc 0.36 - 0.9 - 2.4 8.8 mAdc 5.0 5.0. 10 15 5.0. 10 15 -0.8 -1.0 -1.7 - -0.6 -0.36 -0,5 -O.4 -0.9 -0.3 -1.4 -1.2 -3.5 -1.0 0.52 0.44 - 1.3 3,6 - 1.1 3.0 0.88 2.25 - -0.12 -O.16 -0,2 mAdc 0.36 - 8.8 0.9 2.4 - Inpüt Current (AL Devíce) Iln 15 ~ ±0.1 - 1 0.00001 10.1 - 11.0 (lAdc Input Currenl (CL/CP Device) lín 15 - 10.3 - 10.00001 10,3 - i 1.0 (lAdc cin ~ - '— ~ 5.0 •7.5 " ~ Df= S.O 10 15 0.005 5.0 10 20 - 150 300 6OO HAdc - 5.0 10 15 :- 150 300 60O (JAdc - nput Capacíiance (Vin • 01 Quieicent Curren! (AL Device) IDD (Per Package) Quiesceni Currenl 1CL/CP Device) (Per PacVage) Total Supply Current"T (Dvnamlc p'ui Quiescent, Per Package) IDD IT 5.0 10 - 20 20 40 - 80 0.010 0.015 0.005 20 0.010 0.015 40 80 IT- (o.s^A/kHz)f + IDD' IT- tía jiA/kHi) f -HDD] IT- d.7 ^A/kHz)f +-IDD 5.0 10 15 (CL • 50 pF oo all ouiputi, all buf feri iwilching) "T]ow " -55°C for AL Device, -40DC for CL/CP Devicn. Thigh ' 4125°C for AL Device. +85°C for CL/CP Device. «Noiie immuníty spwlíied for worit-case input combination. NoiseMargin far bolh "1" and "O" level - 1.0 Vdc min @ V DD • 5.0 Vdc 2.0 Vtíc mine VDD • 10 Vdc 2.5Vdcmin@ VDD "15 Vdc ITo calcúlale total supply current al loadi other than 50 pF: lT(CL) • 1T(50 pF| *2lx 1Q-3 (CL -50) V D D f where: Ij ¡i ín ^A (per packagel, C L ín pF, VQD Ío Vdc, and f in kHz ii inout frt * *The formulas given are far the typical characterlitia only at 25°C. 7^17 pAdc MC14518B» MC14520B SWITCHING CHARACTER1STJCS* (cu - 50 PF, TA - 25°C) AJITypCh«r*ct«rtftk Symbtrf Output RÍ««TifT>« 1 TLH > - VDD Min Typ Mu 5.0 - 180 360 Ü.OnVpF) Ci_ + 30n4 tTLH|-(1.5nVpF)Ci_-t15ni 10 90 ieo ITLH-- (1.1 n*/pF) c L + i o w 15 65 130 Output F»l|Tirrw n* »THL 5,0 10O 200 rrhL - 10.75 m/pp) C L + 12.5 m 10 50 100 tTHL 15 40 80 1 THL- (1-5rw/pF)C L + 25ni ' (0-55 ns/pF) CL -f 9.5 m Prop»g«t]on D*(«yTlm« - ni ^•LH. Qock to O/Erwble to Q tpHL IPLH-^HL" I1-7 "«/PFI CL + 2l5m 5.0 lp|_H,tpHL_- (O-^en^pFl C{_ + 9~! ni 10 tp[_H- ^HL" I0-5 "^pFl C|__ + 75 r« 15 - 280 560 115 230 80 160 330 650 Rw«tto Q m IPLH. V H L " I1-7 "*/pF) C¡_ + 265 m tpLH.tpHL- (0£6m/pF) CL^ 157 ni 5.0 10 130 230 tpLH. tpH L " I0-66 n*/pF) CL + 95 ni 15 90 170 dock Pul» Wldth Clock Pulí* Fr»flLwocy - TWH TWL 5.0 200 100 1.0 100 50 15 70 *cí 5.0 ITHUTLH dock or Ensble Rlw aod Fol[ Timi 5.0 15 = 5.0 4*0 -10 2OO • 10 Ensbíe Pul» Wldih ^HCE) 15 RBMt Polw Width ^WHlR) • 1.5 6.0 "3.0 8.0 4.0 15 ' M» 15 n» 220 100 140 70 125 10 110 55 15 80 40 • MHz 15 250 CIRCUIT AND WAVEFORM 7^18 2.5 5.0' FIGURE 1 - POWER D1SSIPATION TEST nt - 35 = 10 15 JL UnK n» rTLH - ni - MOTOROLA MC14585B 4-BIT MAGN1TUDE COMPARATOR CMOS MSI The MC14585B 4-Bít Magnitude Comparator isconstructed wíth complementary MOS (CMOS) enhancement mode devíces. The círcuit has eíght comparíng ¡nputs (A3, B3, A2. 82, Al, Bl, AO, BO), three cascading inputs (A<8, A=B, and A>B), and three outputs (A<B, A=B, and A>B). Thís device compares two 4-bít wards (A and B) and determines whether they are "less than", "equal lo", or "greater than" by a hígh level on the appropriate ouíput. Forwords greater than 4-bits, units can be cascaded by connecting outputs (A<B), and (A=B) to the corresponding inputs of the next significant comparator (input A>B is connected to a hígh). Inputs (A<B). (A=B), and (A>B) on the leastsignificant (first) comparator are connected to a low, a hígh, and a hígh, respectively. Applications ¡nclude logíc in CPU's, correctíon and/or detection of ínstrumentation conditions, comparator ín testers, converters, and controls. • Diode Protection on All Inputs • Noise Immunity = 45% of VDQ typical • Hígh Fanout>50 • Quiescent Current = 5.0 nA/package typícal @ 5 Vdc • Expandable • Applicable to Binary or 8421-BCD Code • Supply Voltage Range = 3.0 Vdc to 18 Vdc • Capable of Driving Two Low-power TTL Loads, One Low-power Schottky TTL Load or Two HTL Loads Over the Rated Temperature Range [LOW POWER COMPLEMENTAR Y MOS1 4-BIT MAGNITUDE COMPARATOR LSUFFIX C6RAMIC PACKAGE PSUFFIX PLÁSTIC PACKAGE CASg 620 CASE 648 ORD£R1NG INFORMATION MC14XXXB _. Sufltx Qenotei L P A Corarnic Packaga Planic'PaCkage Extondod Ooaratlng T«moeratuta Range C Limitad Operatlng TarnpBfattire Range MÁXIMUM RAT1NGS (Voliages referenced toV s s ) Rating DC Supply Voltage Symbol Valué VDD -0.5 to+18 Vdc -0-5 to VDO + 0.5 Vdc Inpui Voltage, All Inpuu Vin Unit 1 10 mAdc Operating Temperature Range — AL Device CL/CP Oe«ice TA -55 to+125 °C Storage Temperature Range "^stg -40 to +85 -65 to +150 °C DC Currenl Drain per Pin BLOCKDIAGRAM TRUTHTABLE INPUTS A3-B3 A3-B3 A3-B3 A2-B2 A2-B2 A2-B2 A -B A -B A -B A3-B3 A3-B3 A3-B3 A3<B3 A2-B2 A2-B2 A2<B2 X Al-B A1<B X X 0 0 0 0 O 1 1 1 I 0 o o 1 o o o o A<B X X X AO>BO X X X X AO-BO AO-BO AO-BO AO<BO X X X 0 0 0 1 1 0 A-B A>B o 0 0 XXXX A >B1 A -Bl A-B XXXX X A2>B2 A2-B2 A2-B2 A<B AO, BO xxxx A3>B3 A3-B3 A3-B3 A3-B3 Al, 81 X X xxxx A2, B2 OUTPUTS CASCADING COMPARING A3, B3 1 1 1 1 1 A>B 1 0 0 0 o o 0 7-637 0 V D D - P l n 16 VSS - Pin 8 MC14585B ELECTR1CAL CHARACTERISTICS VDD Characterírtic Output Voliaje "0" Level Symbol Vdc VOL 5.0 10 15 Vin-VoDorO "1" Level V;n-OorVDD Inpui Voliage'* "0" Level VOH (Vo -9.0or 1.0 Vdc) |V0 - 13.5 or 1.5 Vdc) (V o - 1.0 or9.0 Vdcl ( V 0 - 1.5 or 13.5 Vdcí Ourput Orive Current [AL Device) (VQH • 2.5 Vdc) (VOH • 9-5 vdc) (VOH -13.5 Vdcl ÍOL |V0[_ - 0.5 Vdc) ( V O L - 1.5 Vdc) Outpul Orive Current ICL/CP Devíce) I V OH " 2-5 Vdc) |VOH nput Capacitarle 9.95 - 14.95 0.05 0 0.05 0 0.05 4.95 5.0 9.95 10 14.95 15 Min - Unh Vdc 0.05 0.05 4.95 - Max 0.05 ~ Vdc 9.95 14.95 Vdc - 5.0 10 15 3.5 7.0 1.5 3.0 - d.O 2.25 1.5 4.50 3.0 6.75 4.0 - 11.0 3.5 7.0 _ 2.75 8. 25 11.0 - 1.5 3.0 4.0 3.5 - Vdc 7.0 5.50 11.0 mAdc 5.0 10 IB -1.2 - -0.25 -0.62 -1.0 -1.7 -0.7 -0.2 -0.36 -0.14 -O.5 -03 -1.8 -1.5 -3.5 0.64 0.51 0.88 1.3 3.4 2.25 1.6 4.2 - - _ -0.35 -1.1 _ 8.8 -1.7 -0.6 , mAdc 0.36 0.9 2.4 mAdc -o.a 5.0 10 15 0.52 1.3 3.6 - 3.0 8.8 'ir. 15 - ±0,1 - 'ín 15 - ±03 C¡n — - ~ 5.0 10 - 15 5.0 10 20 5.0 10 15 ; 20 40 80 IOL (VOL" i.5 Vdc) Input Current ICL/CP Device) 4.95 0 -1.0 ( V Q L " 0-5 Vdc) nput Current (AL Devíce) - 0.05 Mix 5.0 5.0 10 15 Soufce Sink 0.05 IOH - 4.6 Vdc) IVOH - 9-5 vdc) (VOH* 13.5 vdc) (VOL- °-4 vdc) _ 5.0 10 15 5.0 5.0 10 15 Source Sink 0.05 Th¡9h' Typ 'OH !V OH -4.6Vdc) (V O L -0.4 Vdc) Min VIH ( V O " 0,5 or4.5 Vdc) ' Max VIL (Vo • 4.5 or 0.5 Vdc) "1" Leve! 5.0 10 15 25°C Tlow" Min -0.2 -0.5 -1.4 - -O.12 -O.16 -0.36 -0.4 -0.9 -0.3 -1.2 -3.5 -1.0 0.44 0.88 1.1 2.25 - mAdc . 0.36 - 0.9 2.4 - ±O.OO001 ±0.1 - ±1.0 yAdc - sO.OOOOl ±03 - sl.O iiAdc — 5.0 7.5 — - PF O.OO5 150 300 600 «Adc - 150 300 600 jiAdc - .(V,n - 0) Quiescem Curreni [AL Device) IDD (Per Package) Quiescent Current (CL/CP Device) IDD_ (Per Package) "oial Suppty Current* *t (Dynamic pluí Quiescent, Per Psckage) ' IT _ - O.OO5 20 0.010 40 0.015 80 5.0 10 IT- (0.6 uA/kHi f + IDO 15 I T - (1.8 nA/kHz i + IDD I T - (1.2 MA/kHz f + IDO [CL • SO pF on all outpuis, all buften iwitching) i.; 0.015 5.0 10 20 0.010 -Tlow " -55°C fpr AL Device, -40°C for CL/CP Device. Thigh " +125°C for AL Device. 485°C for CL/CP Device. =Noiie ¡mmuniry specífied for worsl-case inpui comblnatlon. Noiie Margln for both "1" and "O" level - 1.0 Vdc mín @ VQD " 5.0 Vdc 2,0 Vdcmin @ V DD - 1 0 Vdc. 2.5 Vdcrnin@ V DD - 1 5 Vdc TTo calcúlale toial lupply current at loads other than 50 pF: I T (C L )- iriso pF) + i x io-3 (c L _so) VDDI where: IT ¡i in nA (per package), CL ¡n pF, V D rj ín Vdc. and f in kHi ii input frequertcy. ""The lorrnulas gíven are for the lypical characteriitici only at 25°C. 7-638 ;iAdc MC14585B SWITCHING CHARACTERISTICS- (C L -SO P F,T A - 25°c) Chir»cwrirtic Symbol Outfmt HiieTíme 5.0 10 15 'TLH- (i.5m/ P Fic L -f i5 m 'TLH- (1-1 ns/pF)C L + 10 ni Output Fall Time — - 18O 90 65 360 180 130 — - 100 50 40 20O 1OO 80 430 180 130 860 360 260 . Unh m 5.0 10 15 'THL- (0.75 ni/pF) C L + 12,5 ni (0.55m/pF) CL + 9.5nJ Turn-Off Delay Time ni tpLH, 'PLH 'PHL" (1.7ni/pF) CL + 345 ni . TPHL 'PLH 'PHL" (0.66ni/pF) C L +147 ni tpLH^PHL" (OJm/pF) C L -t-105ni "The Max n-HL ' T H L - {1.5ni/pF) CL + 25m • Typ Min ni 'TLH - (3.0 nt/pF] CL + 30 ni [ THL- VDD tfLH • - -- 5.0 . 10 - 15 _ — formula given íi for the typical characterinlcí only FIGURE 1 - DYNAMIC POWER DISSIPATION SIGNAL WAVEFORMS 20 n» —-4 A3 r 1 DYNAMICSIGNAL WAVEFORMS 20 m 20 ni —( c =M FIGURE 2- ! 20 nt — j ^90% no \/ — /5°" -f 1 0% tpUH ' 1 —-1 4 V hf-go* / -r v tpHU— T- •f- 501Í fA>8)out j . Vss 1 "u -V \i (A>B) and [A-B) Mgh, ÍA<8) out J- 10% TTLH \^_ VCM_ —1 • —\THt_ —\——{ W OL Inputi (A>B) and (A-B) hlgn, and ¡nouti 83, A3, B2, A2, B1, Al. AO, »nd (A< B) low. _^\_ and inputi B2, A2, 81. Al. BO, AO and (A<B| low f in f»«3«:t to a ryttsm clock. Thíi devlce contaíni clrcuítry to ¡xotect the ¡nputi 3gaín« damage due to h>gh natic voltag« or electric fletdi; hovr«v«r, ít « »dvíted that normal precautíons be taken to avotd applicatíon of any voltage hlgher than máximum rated voltagat to thíi hlgh ímpedance clrcuit. For Drop«r opefatíon it ¡s fecommanded that V;n and V out be conitraíned to the range Vgg < (V;n or Voyt) <V DD . Unuwd inputi mun always be tied to an appropfíate logíc voltaga leve! (e.g., eíther Vgs or VQQ). 7-639 ANEXO III BIBLIOGRAFÍA REFERENCIAS (1) BIBLIOGRÁFICAS SHEINGOLD, Daniel H . : . "Transducer Interfa'cing Handbook", Analog Devices Inc., Norwood, Massachusetts, 1980. (2) ARTWICK, Bruce A . : "Mlcrocomputer Interfacing", Prentlce Hall, New 'Jersey, 1980. (3) HOLMAN, J . P . : "Métodos experimentales para Ingenieros", Me Graw-Hill, México, 1977. (4) DOEBELIN, Ernest 0 . : "Measurement Systems", Me Graw-Hill, Tokio, 1975. (5) KIEPE ELEKTRIK GMBH: "Instrucciones de montaje para el sensor de impulsos sin unión mecánica", Dusseldorf, 1979. (6) NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION: "C-MOS Databook", U . S . A . , 1981. (7) MILLMAN-HALKIAS: "Integrated Electronics 11 , Me Graw-Hill, Tokio, 1972, BIBLIOGRAFÍA ADICIONAL GENERAL ELECTRIC: "Semiconductor-Data H a n d b o o k " , New Y o r k , 1971. GENERAL ELECTRIC: "Silicon Control!ed Switches", New York, 1974. HEWLETT PACKARD: "Optoelectronics D e s i g n e r ' s Handbook", U . S . A . , 1978. MILLMAN-TAUB: "Circuitos de Pulsos, Digitales y de Conmutación", M c G r a w - H i l l , México, 1981. MOTOROLA: "CMOS Integrated Circuits", U . S . A . , 1978. MOTOROLA: "Linear/Switchmode Voltaje Regulator Handbook", U . S . A . , 1982. . STOUT- KAUFMAN: "Handbook of Microcircuit Design and A p p l i c a t i o n " , McGraw-Hill, New York, 1980. SYLVANIA ECG SEMICONDUCTORS: "Master Replacement Guide", U . S . A . , 1981. - . T A U B - S C H I L L I N G : "Digital Integrated Electronics", McGraw-Hill, New York, 1977. • TEXAS INSTRUMENTS: "The Linear Control C i r c u i t s Data B o o k " , U . S . A . , 1976.