11-2-2015

Informe de Laboratorio Adelanto del proyecto encoder

MAURICIO NAVARRETE QUINTO ELECTRÓNICA E INSTRUMENTACIÓN

Instrumentación y Sensores

1. TEMA

ENCODER

2. OBJETIVOS General

Detectar los polos de un motor y obtener la velocidad a la que está girando.

Específicos

Detectar los polos de un motor y utilizar los pulsos para conocer su frecuencia. Conocer el correcto funcionamiento del optoacoplador para obtener la señal que se

necesita. Entender el principio de los polos que se encuentran en el motor.

3. EQUIPOS Y MATERIALES

Optoacoplador de capsula ranurada Resistencias PIC16F877A LCD 16x2

4. CONOCIMIENTOS PREVIOS TACÓMETRO DIGITAL

OptoacopladoresSon conocidos como optoaisladores o dispositivos de acoplamiento óptico, basan su funcionamiento en el empleo de un haz de radiación luminosa para pasar señales de un circuito a otro sin conexión eléctrica. Estos son muy útiles cuando se utilizan por ejemplo, microcontroladores, si queremos proteger nuestro microcontrolador este dispositivo es una buena opción. En general pueden sustituir los relés ya que tienen una velocidad de conmutación mayor, así como, la ausencia de rebotes.

La gran ventaja de un optoacoplador reside en el aislamiento eléctrico que puede establecerse entre los circuitos de entrada y salida. Fundamentalmente este dispositivo está formado por una fuente emisora de luz, y una foto sensor de silicio, que se adapta a la sensibilidad espectral del emisor luminoso, todos estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP.

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Optoacopladores de ranura

Existen varios tipos de optoacopladores cuya diferencia entre sí depende de los dispositivos de salida que se inserten en el componente. Según esto tenemos los siguientes tipos: Fototransistor: se compone de un optoacoplador con una etapa de salida formada por un transistor BJT.

PIC16F877A

Se denomina microcontrolador a un dispositivo programable capaz de realizar diferentes actividades que requieran del procesamiento de datos digitales y del control y comunicación digital de diferentes dispositivos.

Los microcontroladores poseen una memoria interna que almacena dos tipos de datos; las instrucciones, que corresponden al programa que se ejecuta, y los registros, es decir, los datos que el usuario maneja, así como registros especiales para el control de las diferentes funciones del microcontrolador.

Los microcontroladores se programan en Assembler y cada microcontrolador varía su conjunto de instrucciones de acuerdo a su fabricante y modelo. De acuerdo al número de instrucciones que el microcontrolador maneja se le denomina de arquitectura RISC (reducido) o CISC (complejo). Los microcontroladores poseen principalmente una ALU (Unidad Lógico Aritmética), memoria del programa, memoria de registros, y pines I/O (entrada y/0 salida). La ALU es la encargada de procesar los datos dependiendo de las instrucciones que se ejecuten (ADD, OR, AND), mientras que los pines son los que se encargan de comunicar al microcontrolador con el medio externo; la función de los pines puede ser de transmisión de datos, alimentación de corriente para l funcionamiento de este o pines de control especifico.

Características

Memoria de Programa tipo Flash 8Kx14 Memoria Datos 368 bytes EEPROM 256 bytes 33 pines de Entrada/Salida Encapsulado: 40 pines DIP, 44 pines PLCC y 44 pines TQFP Soporta Xtal 20MHz Voltaje de Operación: 2.0 hasta 5.5VDC

Periféricos

1 Conversor A/D de 10-bits (8 canales)

2 Módulos CCP (Captura, Comparador, PWM)

1 Modulo I2C

1 USART (Puerto Serie)

2 Timers de 8 bits

1 Timer 16 bits

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LCD 16x2

Velocidad de Motor

La velocidad de giro de un motor es constante y depende de la frecuencia de la tensión de la red eléctrica a la que esté conectada y por el número de pares de polos del motor, siendo conocida esa velocidad como "velocidad de sincronismo". La expresión matemática que relaciona la velocidad de la máquina con los parámetros mencionados es:

donde: f: Frecuencia de la red a la que está conectada la máquina (Hz) P: Número de pares de polos que tiene la máquina p: Número de polos que tiene la máquina n: Velocidad de sincronismo de la máquina (revoluciones por minuto)

5. PROCEDIMIENTO PRÁCTICO

1. En un inicio al optoacoplador de ranura lo colocamos en un circuito básico el que permita encender el led interno y que el transistor que se encuentra en su interior se sature correctamente; esto permitirá que la señal que nos proporciona sea una señal cuadrada perfecta.

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2. La señal proporcionada la ingresamos al microcontrolador; como se trata de una señal

digital no necesita ninguna modificación.

3. A l mo me n t o no s en co n t r a mo s de sar ro l l an do e l so f t wa re a l en con t r a r i n con ven i en te s a l u sar a r d r u i n o ya q ue n o ma n e ja con f a c i l i da d l as i n t e r r u pc i on e s

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Todo sensor que emita luz se lo puede utilizar para que detecte algún objeto, pues al obstruir el paso de luz permite que exista una señal cuadrada, aquella se la puede utilizar para conocer la presencia o ausencia de un objeto o como en la practica la velocidad de un objeto.

La fórmula establecida para conocer la velocidad del motor se pudo comprobar, pues tiene una relación entre la frecuencia del motor y el número de polos.

El obtener una señal digital cuadrada pura a la salida del encoder permite contar el número de pulsos por parte del micr4ocontrolador, esto facilita el conteo de pulsos y su aplicación para su velocidad.

8. BIBLIOGRAFÍA

http://www.circuitosimpresos.org/2008/06/06/circuito-impreso-de-tacometro-digital/ http://es.wikipedia.org/wiki/Variador_de_velocidad http://lc.fie.umich.mx/~jfelix/Instr_sep05-feb06/AIB/Instru4.htm http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en010242 http://www.google.com.ec/url?sa=t&source=web&cd=3&ved=0CCAQFjAC&url=http%3A%

2F%2Fhtml.rincondelvago.com%2Fmoto

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