Proyecto Ratón fotodetector

Trata de un proyecto en el que un viejo raton formará parte de un proyecto divertido en el que el cerebro del proyecto será un circuito operacional programado.

El ratón detectará la luz y dará propulsión al motor en función de la que haya.

Cuando se choque contra algo o cuando no detecte luz, este dará marcha atrás.

http://www.instructables.com/id/Mousebot-Revisited/

http://cdn.instructables.com/FFS/NUTG/SRBEUXWQNIO/FFSNUTGSRBEUXWQNIO.LARGE.jpg

Recopilación de piezas

Sobre los ratones de bolas, necesitaremos los receptores IR que tiene internamente y los que le dará la visión al raton

Estos ojos están conectados a 2 motores que hacen de patas sobre el raton y en funcion de la luz que reciba un ojo es transmitida a el motor correspondiente, es decir, si el ojo derecho recibe luz, el motor derecho anda.

Los motores están cableados en serie y entran en funcionamiento cuando el comparador le saca un resultado.

Pondremos un parachoques para que retroceda en cuanto

FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR

Como vemos en la imagen, tenemos un pulsador que al accionarlo alimenta un condensador que tiene conectado despues. Tambien está conectado a la base del transistor para alimentarla.

El colector está conectado a la bobina del relé para que cuando se produce un cierre del pulsador anterior, pase intensidad por el transistor y deje conducir.

Como es un pulsador y el transistor ha conducido, ha hecho que el robot-ratón haya ido marcha atrás y se haya liberado el pulsador pero no ha dejado de conducir el transistro ya que ahora lo está alimentando el condensador. Dicho condensador determinará el tiempo que el raton se desplaza hacia atrás.

* Mencionar que en la primera explicación hemos cometido un fallo al interpretar que el transistor estaba dejando pasar masa hacia el relé por medio del colector pero, la patilla del relé (16 - bobina) a la que llegaba el colector no tiene que estar alimentada por masa sino que es una bobina y la dirección de la intensidad determina el positivo y el negativo pero no quiere decir que el negativo sea la masa.

Seguimos con unos pasos

1. Diseñamos una estructura interna libremente para colocar las nuevas piezas.
2. Limpiamos todo el interior del raton. coloquialmente lo dejamos pelao.
3. Introducimos un boton de encendido en la parte de atrás 

4 - Colocación de los motores y la bateria

7 - Creamos los ojos del ratón con los receptores

8 -

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555 EXPLAINED

Vamos a explicar el circuito 555 que está compuesto por 3 resistencias de 5K, 2 comparadores y un biestable RS

Tiene 8 patillas:

Patilla 1 - GND: Conexión a tierra

Patilla 2 - Trigger: En castellano "disparo". Está patilla lleva al conector negativo de un comparador lógico que como su nombre indica, compara entre 1/3 de Vcc y lo que la tensión que lleve. ¿Por qué 1/3 de Vcc? Pues porque como hemos dicho antes lleva 3 resitencias en el interior del circuito de 5K cada una y hace un divisor de tensión entre cada una de ellas y ésta concretamente está conectado a la última resistencia.
¿A dónde lleva el comparador? La salida del comparador nos lleva al SET del biestable RS que hay en el interior, es decir, cuando voltaje que le llega al comparador es inferior a 1/3 nos da un resultado positivo y lo hace llegar al SET y de ahi a la salida del biestable

Patilla 3 - Output:

Patilla 4 - Reset:

Patilla 5 - Control Voltage:

Patilla 6 - Threshold:

Patilla 7 - Discharge:

Patilla 8 - Vcc: Conexión a corriente

Practicas

Amplificador Operacional

Un amplificador operacional es un componente electrónico activo que tiene 2 terminales de entrada y 1 de salida.

"Un elemento pasivo es el que no requiere fuente de energía para trabajar (resistencia, bobina, condensador, diodo)
Y un elemento activo requiere de fuente de energía para funcionar (transistor, necesita energía para amplificar)"

El amplificador como es activo, necesitará energía para amplificar, esta amplificación la hace mediante cálculos / operaciones

Modo diferencial: dependiendo de la diferencia entre las entradas se activará la salida.

Al usar un amplificador operacional como un comparador es útil pero simplemente amplifica un voltaje pequeño de entrada para producir un máximo voltaje de salida, esto se conoce como ganancia en bucle abierto.


Circuito detector de agua

Para abrir la salida, cuando el sensor de agua detecte el agua, la entrada de 5 V aumentará y la salida se abrirá.

El detector de agua lo conectaremos al positivo del A.O., este podrá ser una boya que cuando suba un nivel marque un valor positivo en el contaco y este sea superior al negativo.

Factor de Potencia

La Potencia es el producto de la tensión y la intensidad.

P = V x I  = Wattios

En corriente continua no hay problema.

P = V x I  = Wattios

Las bobinas actuan son como cortocircuitos y los condensadores como circuitos abiertos, solo hay resistencia.

En corriente alterna la cosa cambia e introducimos un nuevo concepto en la formula anterior.

 P = V x I x cos φ (fi)  = Wattios

En las resistencias no hay desfase

cos φ = 1 cuando los grados son 0.

(Potencia activa - cuando la resistencia es pura - cuando se aprovecha todo - cuando no hay desfase)

En las bobinas no hay trabajo activo, generan campo magnetico 

cos φ = 0 cuando los grados son 90

(No tiene potencia activa, tiene potencia reactancia )

Gasta: Chupa intensidad sin generar trabajo

Nos conviene que el valor de de cos φ = 1 para que vaya por la horizontal de la potencia activa y eso es por medio de φ cuando sea = 0

¿Qué hacemos para que φ = 0?  

Poner condensadores

La bobina tira hacia delante, el condensador tira hacia atrás, en la gráfica: hacia arriba y hacia abajo respectivamente.

Habra que compensar ambas cosas para mantener la linea de potencia lo más horizontal posible.

Tiristor

Es un elemento clave de la electrónica de potencia

Si creamos un circuito de corriente continua y ponemos un tiristor antes deotro circuito con corriente alterna, podremos decir que es un elemnto que separa los voltajes y que hace pasar de la tensión pequieña a la grande.

25 Cuestriones de transistores

1 - Un transistor está consituido por 2 uniones PN

• Una directamente y otra inversamente
• Como dato diremos que un diodo está polarizado directamente por lo tanto del colector pasa a la base y de esta al emisor. Todo esto independientemente de la posición de PNP o NPN.

2 - La corriente de los electrones que circula por la base de un transistor NPN...

•  ...La Itotal es Ic + Ib y dijimos que la Ib era pequeña y suficiente para activarla. Asi que con un 4% es suficiente para activarlo
• La ganancia es Ic/Ib y como ejemplo ponemos que si Ic es 100/4 que sería Ib, la ganancia total será de 25 y lo mismo si con otro ejemplo el porcentaje de Ib es 1 y el valor de Ic es 100, esto seria igual a 100/1 y la ganancia seria 100

3 -  El efecto transistor consiste en: 

• Hacer pasar una gran corriente por una union NP polarizada inversamente, polarizando directamente la otra unión.
• La explicación consiste en decir que primero pasa de N a P y de P a N, cuando hablamos de la I que pasa desde el colector al emisor

4 - La barrera de potencial que se crea en un transistor de Si (silicio) tiene un valor aproximado de

• 0.7 V al igual que el voltaje que tiene que haber entre un diodo para superarlo.

5 - En la operación de un transistor, el diodo "colector-base" tiene:

• Polarización inversa ya que pasa de N a P.
  
  Un diodo es de P a N  

• Al igual que de emisor a base que va de N a P.  Que no es lo mismo que de base a emisor o de base a colector 

6 - La ganancia de corriente de un transistor es 

• La división (razón) entre corriente de colector y corriente de base.

7 - Si la ganancia de corriente B = 200 e Ic = 100 mA la corriente de base

• Si B = Ic / Ib, Ib = Ic / B lo que cumplimentado con valores es igual a: 100mA / 200 = 0.5 mA

8 - Si la ganancia de corriente B = 100 e Ie = 300 la corriente de base será: 

• ¿0.33 mA, 2.97 mA ó 3.3 mA? 
• Dijimos que Ic es parecido a Ie entonces 297 mA se parece a 300 mA asi que cuando hacemos la operación de Ib = 297 mA / 100 = 2.97 mA
• Realmente B =  Ie - Ib / Ib es lo mismo que (Ie / Ib) -1
  Con los datos anteriores: B + 1 = 100 + 1 = 101 que es igual a 300 mA / Ib
  Por lo tanto Ib = 300 mA / 101 = 2.97 mA

9 - En un transistor NPN se mide Vbe = 0.7 V y Vce = 10 . ¿Cual será la Vce?

• Restaremos la Vbe a la Vce = 10 V - 0.7 V = 9.3 V

10 - La potencia disipada pr un transisotr es aproximada aigual a la Ic multiplicada por...

• Vce ya que para calcular la potencia total que es Ic tendremos que multiplicarlo por la Vtotal que es Vce. Recordamos que P = V x I

 11 - Si en el emisor de un transistor NPN se miden 5 V. ¿Qué tensión se mide en la base?

• Pues le debemos de añadir el voltaje que consume el diodo del (base-emisor) es decir, a 5 V que salen le añadimos 5.7 V que nos ha consumido y nos dará que a la entrada de la base llegaban 5.7 V.

12 - En un transistor NPN Vcb = 5.1 V

• Nos entran 5.1 V y sabemos que nos consume 0.7 V, asi que los restamos a la entrada y nos da que Vce = 4.4 V

 13 - En un transistor PNO Vcb = 5.1 V

• En un transistor NPN se resta el diodo del transistor pero en un transistor PNP se suma, por lo tanto, si nos entran 5.1 V le tendremos que sumar 0.7 V y nos dará el valor de Vce = 5.8 V

14 - Ic en saturación

• En saturación no hay más V que la que alimenta por arriba. La formula de Ic = Vc / Rc y en este problema como datos nos dicen que entran 20 V y que hay una resistencia en el colector de 3.3. Entonces la formula quedaría en 20 V / 3.3 K = 6.06 mA.

15 - Vc 

• En el siguiente ejercicio separamos los datos del transistor en 2, el modo de trabajo y el modo de control

El transistor en forma de Amplificador

Β, β ϐ (BETA) = Ic / Ib

Si me dicen que B es igual a 100, significa que la corriente que pasa de colector a emisor es 100 veces la I que pasa por la base.

Podriamos decir que la información pasa por Base y sale por Ic e Ie.

Ahora diremos que Ic es mas o menos igual que Ie ya que la Ib es muy baja.

El Transistor en forma de Corte - Saturación