File - Tutor de Electrónica

CORPORACIÓN UNIFICADA NACIOLNAL DE EDUCACIÓN
SUPERIOR CUN FACULTAD DE INGENIERÍAS
TEMA: Sensores De Temperatura Y Comparadores
COMPETENCIAS

Realiza la comparación analógica de dos voltajes, lo cual le permite diseñar sistemas
sencillos de monitoreo y alarma para diversos tipos de señales.
 Conoce el principio de funcionamiento de termistores, termocupla y sensores
semiconductores.
 Construye circuitos utilizando sensor de temperatura en CI.
 Diseña circuitos de alarma por temperatura sencillos.
Materiales
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Protoboard
Lm358
LED’S
2 reóstatos de 10K
1 R de 470 , una R de 5,6k,18k, 10K, 100k, 1MΩ, 3.3MΩ, 10MΩ.
Fuente de Voltaje
Multimetro
LM35
Diodo 1N4004 o similar
Cautín
Teoría
Un comparador analógico de voltaje consta de dos terminales de entrada en los cuales se aplican las
señales que se comparan y de un terminal de salida en el cual se puede verificar cual de las dos
señales es de mayor magnitud. Un comparador de tensión es en esencia un amplificador con altísima
ganancia de voltaje, de manera que cualquier pequeña diferencia entre las dos señales llevará al
amplificador a saturación, bien sea positiva (≈Vcc) o negativa (≈0V).
SENSORES Y ACTUADORES ELECTRÒNICOS
DOCENTE: ING. DIANA LORENA SALINAS
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Cuando la tensión del terminal no inversor es superior a la tensión del terminal inversor la salida va a
nivel alto (~Vcc) de lo contrario la salida irá a nivel bajo (~0V).
La condición de igualdad en las dos entradas es casi imposible que se dé por las imperfecciones
propias del circuito de entrada del comparador, además los comparadores no utilizan realimentación
negativa, lo cual asegura que la salida esté saturada bien sea a nivel alto o a nivel bajo.
En aplicaciones prácticas, por una de las entradas se aplica el voltaje proveniente de un sensor (ej:
temperatura, humedad, luz,...) y en la otra se coloca un voltaje de referencia (fijo) el cual dará el nivel
de cambio que indicará cuando la señal del sensor ha alcanzado determinado valor.
Existe en el mercado chips que incorporan módulos de comparación analógica como el LM339, que
tiene cuatro comparadores en su interior, con salida de colector abierto, esto facilita la interfaz con
actuadores que exijan corrientes nominales superiores a 100mA. Sin embargo, es también posible
realizar la comparación con amplificadores operacionales de propósito general como por ejemplo el
LM741 o el LM358.
Se muestra a continuación el diagrama de pines del LM358.
Las siguientes gráficas muestran la variación del voltaje de salida de los comparadores inversor y no
inversor, en función de la tensión de entrada.
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Procedimiento
1. Comprobar el funcionamiento del comparador no inversor de voltaje mediante el siguiente montaje:
Ajuste el voltaje de la entrada inversora (-)en 5V, este será el voltaje de referencia. Mueva el eje del
potenciómetro R1 de extremo a extremo y observe la salida. Mida la tensión en la salida cuando el
LED está encendido y cuando está apagado. Haga una gráfica Vo (pin 1) en función de Vi (pin 3).
Explique el funcionamiento del circuito
2. Corroborar el funcionamiento del comparador inversor mediante el montaje ilustrado en el
esquema.
Ajuste el voltaje de la entrada no inversora (+) en 7V, este será el voltaje de referencia. Mueva el eje
del potenciómetro conectado al pin 2 (-) de extremo a extremo y observe la salida. Mida la tensión en
la salida cuando el LED está encendido y cuando está apagado. Haga una gráfica Vo (pin 1) en
función de Vi (pin 3). Qué diferencia hay con el anterior comparador? Explique el funcionamiento del
circuito
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3. Determine en la hoja técnica de datos (datasheet) el rango del LM35, su precisión, pines, forma de
conexión, sensibilidad, unidad de salida, voltaje de alimentación, linealidad, tome nota de ello en su
libreta de apuntes.
4. Realice el siguiente montaje de prueba del LM35, acerque al sensor un cautín caliente y verifique
que la tensión de salida cambia al cambiar la temperatura. A temperatura ambiente la salida del
sensor es de uno 200mV (si la temperatura ambiente del salón es de 20ºC)
5. Realice el siguiente montaje. Un diodo semiconductor polarizado en inverso tiene una corriente (de
fuga) proporcional a la temperatura aplicada.
Acerque un cautín caliente al diodo, a una distancia de 1cm, mida la tensión en la resistencia y
verifique que esta crece a medida que se calienta el diodo, Explique por qué pasa esto,
6.
Diseñe, monte, un circuito de alarma por temperatura, de tal manera que cuando la temperatura
sensada por el LM35 sea de 60ºC o superior suene un parlante con una frecuencia de 1KHz. Para
ello emplear un LM358 como comparador y un 555 astable.
7. Para cada punto redacte una conclusión y coméntela al docente.
Referencias:
Principios de Electrónica. Paul Malvino. Editorial Mc Graw Hill.
Electrónica. Teoría de circuitos. Robert Boylestad. Editorial Prentice Hall.
Amplificadores operacionales y Circuitos integrados lineales. Coughlin. Editorial Prentice Hall.
Electrónica Integrada. Millman y Kalkias.
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