Kerry Mayer Nolasco Huamán
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I.
INTRODUCCIÓN Este presente proyecto (INTERRUPTOR CREPUSCULAR) consiste en que al momento de incidir luz sobre el sensor (LDR) el foco se apaga y al momento de ponerlo a la oscuridad el foco prende, esto se debe a que al momento de incidir luz al LDR, influye directamente sobre el tiristor, permitiendo así que la bombilla se prenda.
II.
OBJETIVOS
III.
Poder aplicar todos nuestros conocimientos desarrollados en el curso, con la finalidad de un u n mejor aprendizaje. Poder comprender el funcionamiento del SCR (C106D), actuando como interruptor en el circuito controlado por el LDR.
MARCO TEÓRICO SCR Rectificador Controlado de Silicio (SCR) ¿Qué es un SCR? El rectificador controlado de silicio SCR (Silicon Controlled Rectifier), es un dispositivo de estado sólido tipo semiconductor que conduce la corriente eléctrica en su estado de encendido y la bloquea en su estado de apagado. El SCR dispone de tres terminales: Ánodo, Cátodo y Puerta, la conducción de la corriente entre Ánodo y Cátodo es controlada a través del terminal de puerta. Es un elemento unidireccional (sentido de la
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ESTRUCTURA: El tiristor (SCR), está formado por cuatro capas semiconductoras P y N. Estas cuatro capas forman 3 uniones PN: U1 (P1-N1), U2 (N1-P2) y U3 (P2-N2), que se corresponden con 3 diodos. El comportamiento de estos diodos no es independiente, ya que hay capas comunes entre ellos, y por tanto habrá interacciones que determinan el comportamiento final.
Comparado con el diodo semiconductor, el SCR controla la entrada en conducción de la corriente eléctrica entre los terminales ánodo al cátodo por medio de un pulso de cebado aplicado en el terminal de puerta (G) En la figura siguiente se observan: El símbolo electrónico del SCR y dos de las diferentes estructuras de ensamble, de acuerdo con capacidad de corriente de maniobra.
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FUNCIONAMIENTO DEL SCR: El SCR es un dispositivo rectificador de la familia de los tiristores, sólo permite la circulación de corriente eléctrica en la dirección ánodocátodo cuando se hace efectivo el pulso de cebado o disparo aplicado en la puerta. En el caso típico de rectificación la tensión alterna CA, monofásica o trifásica, el SCR sólo conduce durante los semiciclos positivos de la señal de voltaje. El SCR entra en estado de conducción cuando la tensión entre el ánodo y el cátodo es positiva y se aplica el pulso de disparo en la puerta; el SCR se apaga en forma natural, cuando la corriente entre los dos terminales principales cae por debajo de la corriente de mantenimiento especificada por el fabricante. Cuando el SCR está encendido el voltaje ánodo-cátodo es del orden de 1 voltio y cuando está apagado se somete a una tensión inversa cuyo valor máximo no debe superar la tensión de ruptura para evitar que entre en avalancha y se destruya. El SCR también está apagado con tensión positiva entre ánodo y cátodo si no sea aplica el pulso de cebado. CURVAS CARACTERÍSTICAS: En la figura siguiente, se tienen las curvas de corriente contra voltaje de ánodo utilizando como parámetro la corriente de puerta IG. En esta figura: VBRF = VBRF = Voltaje de ruptura directo o de disparo IH = IH = Corriente de sostenimiento VBRR = Voltaje de ruptura inverso.
Inicialmente al aumentar el voltaje de ánodo directo, la corriente de ánodo aumenta muy levemente hasta que se alcanza el valor de disparo, punto en el cual el SCR pasa a la región de conducción. Si se disminuye
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MÉTODO DE DISPARO: Se pueden deducir varios modos de disparo para el SCR. Por tensión suficientemente elevada aplicada entre A – K , lo que provoca que el tiristor entre en conducción por efecto de "avalancha", tanto en forma directa como en forma inversa (Efecto no deseado). Requiere circuitería adicional para evitar que este disparo. Por cambio súbito de la tensión A-K (Efecto no deseado) Requiere un circuito adicional para evitar este disparo. Por intensidad positiva de polarización en la puerta. puerta . Disparo deseado para efectos de control Tanto para el estado de bloqueo directo, como para el estado de polarización inversa, existen unas pequeñas corrientes de fugas. EL SCR es un dispositivo que además de la circuitería externa requerida para su protección y funcionamiento f uncionamiento seguro, consume energía la cual se manifiesta en forma de calor que requiere disiparse para evitar el calentamiento de la juntura y su destrucción. En aplicaciones de alta potencia los SCR incluyen disipadores de calor para ayudar a extraer el
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DIODOS Un diodo es un dispositivo diseñado para que la corriente fluya en un solo sentido, es decir, solamente permite que la corriente vaya en una sola dirección. La corriente fluye desde el terminal positivo (el ánodo) hasta el terminal negativo (cátodo). En los diodos físicos se identifica el cátodo por una franja que se coloca en uno de los extremos del diodo. Dentro de sus principales funciones tenemos: Impedir que la corriente fluya en un sentido no deseado. Suprimir corrientes transitorias. En ocasiones cuando los circuitos tienen bobinas (inductores) o condensadores se producen corrientes transitorias. Estas corrientes afectan ciertas partes del circuito, por lo que se trata de suprimirlas para que no causen problemas.
Provocar caídas de voltaje. Cuando se conecta un diodo en un circuito inmediatamente se produce una caída de voltaje de 0.7 voltios entre el ánodo y el cátodo.
Corrección de media Onda de corriente alterna. El diodo tiene la capacidad de provocar que la corriente vaya en un solo sentido. Como la corriente alterna va en 2 sentidos, es decir, en el semi ciclo positivo va hacia un lado y en el semiciclo negativo va hacia el otro lado, podríamos “suprimir” una parte de la onda de corriente alterna y convertirla en una corriente directa que permanece inestable, posee un rizo. Pero al menos ya no alternará su signo. Este es el principio de la conversión de una corriente a otra.
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El puente de diodos o puente rectificador es un arreglo hecho con 4 diodos cuyo propósito es rectificar una onda de corriente alterna. A diferencia del rectificador de media onda que elimina uno de los semiciclos, esta configuración invierte el signo de uno de los semiciclos, logrando que una onda de corriente alterna se convierta en corriente directa.
Regulador de voltaje(el diodo zener) El diodo Zener es un tipo especial de diodo que permite mantener determinado potencial eléctrico. Vienen hechos para diferentes potenciales potenciales a diferencia diferencia del diodo común, el Zener se debe conectar al revés, con el área de mayor potencial conectada al cátodo, y el ánodo al área de menor potencial.
RESISTENCIA Resistor: Es un dispositivo electrónico de dos terminales y que
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Tipos.
Resistencias fijas: Son las que presentan un valor óhmico que no podemos modificar. Resistencias variables: Son las que presentan un valor óhmico que nosotros podemos variar modificando la posición de un contacto deslizante. Resistencias especiales: Son las que varían su valor óhmico en función de la estimulación que reciben de d e un factor externo (luz, temperatura…)
LDR: La fotorresistencia (LDR: Resistencia Dependiente de la Luz): Es un dispositivo cuyo valor resistivo varía en relación inversa con la luz incidente sobre él. Los LDR se fabrican con un cristal semiconductor fotosensible como el sulfuro de cadmio (CdS). Estas celdas son sensibles a un rango amplio de frecuencias lumínicas, desde la luz infrarroja, pasando por la luz visible, y hasta la ultravioleta.
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La lentitud relativa del cambio es una ventaja en algunos casos, porque así se filtran variaciones rápidas de iluminación que podrían hacer inestable un sensor (por ejemplo cuando está iluminado por un tubo fluorescente alimentado por corriente alterna), En otras aplicaciones (como la detección de luminosidad para saber si es de día o es de noche) la lentitud de la detección no es importante.
CAPACITOR Los condensadores cerámicos utilizan como material dieléctrico la propia cerámica. La cerámica fue uno de los primeros materiales dieléctricos que se utilizaron para fabricar capacitores o condensadores y de hecho aún hoy en día su uso
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estos pequeños capacitores suele tomar valores de entre 1nF y 1µF, si bien puede tomar valores de hasta 100µF. La función principal del condensador cerámico es la de bloquear el paso de la corriente directa y permitir el paso de la corriente alterna, pero este paso de la corriente alterna vendrá determinado par la capacidad del condensador o capacitancia pues en la medida en que esta sea menor mayor será la oposición al paso de la corriente alterna según sea el valor de esta en frecuencia. Esta es una propiedad de los condensadores, no solo cerámicos sino en todos, que los hace un elemento indispensable en la fabricación de filtros de frecuencia, osciladores, sintonizadores, temporizadores, acoplamiento entre etapas de bloques de circuitos, multiplicadores de voltaje y red de retardo.
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IV.
CIRCUITOS UTILIZADOS
FUNCIONAMIENTO: El funcionamiento del presente circuito consiste de manera en la dependencia directa del LDR (resistencia dependiente de la luz), pues ya
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Simulación en Proteus: 1. Cuando el LDR está incidido por luz(en nuestro caso sería en el día)
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V.
PROCEDIMIENTO 1. Después de haber simulado el circuito en cuestión, procedí a probarlo en mi protoboard, con la finalidad de poder corroborar de que no exista ninguna falla antes de proceder al soldado en la placa.
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2. Después de haber terminado en el armado del circuito, procedí a la prueba, con lo que salió satisfactoriamente. satisfactoriamente.
EL FOCO PRENDE
El LDR, ESTA A OSCURAS
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3. Una vez notado el correcto funcionamiento, procedí al soldado en la placa:
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4. Una vez terminado el soldado procederé a la prueba, con lo que funcionó correctamente, pero adjuntare un video para más detalles y/o explicación explicación del funcionamiento de de los componentes.
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VI.
CONCLUSIONES U OBSERVACIONES 1. Tener cuidado con la polaridad de ánodo y cátodo del tiristor, ya que puede explotar. 2. El tiristor conduce al momento de dispararse, ya que recibe la corriente necesaria al momento de incidir luz al sensor (LDR). 3. Tener cuidado al momento de realizar la prueba, ya que se puede recibir una descarga, con lo que es recomendable usar llave térmica.