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Practica 16 Control de Velocidad para Motor DC

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Universidad Técnica de Cotopaxi. Pachucho Karen, Oñate Erik, Broncano Elvis, Toapanta Miguel.

Práctica dieciséis

Informe del PROYECTO 16


Pachucho Karen, Oñate Erik, Broncano Elvis, Toapanta Miguel.
Karenpp1995@hotmail.com, erieduoz1994@gmail.com, zentauro669@gmail.com, miguel11celtic@gmail.com

Universidad Técnica de Cotopaxi

 continua (denominado también motor de corriente directa,


Resumen—Este documento muestra los materiales requeridos motor CC o motor DC) es una máquina que convierte la
para el montaje del circuito electrónico, al ensamblar este energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento
proyecto se obtiene un circuito que permite controlar la rotatorio, gracias a la acción que se genera del campo
velocidad de un motor DC, desde cero hasta su valor máximo. magnético.” (Ver Fig.1.)
Si el motor recibe tensión, de forma constante, este gira a su
máxima velocidad y potencia. Con PWM lo que se hace es aplicar
la máxima tensión., pero no todo el tiempo, si no a pulsos, con lo
que se consigue regular la velocidad manteniendo la potencia del
motor. Otro sistema de control consiste en regular la tensión, que
se aplica al motor de forma que cuanto menos tensión., menos
velocidad. La pega de este sistema es que también pierde bastante
potencia por lo que no es indicado la mayoría de las veces.

Índice de Términos—motor DC, tensión, velocidad, potencia.

I. INTRODUCCIÓN
El informe a redactar en esta ocasión, es acerca de la Fig. 1. Motor Dc
Fuente: Harper (G, 1994), Fundamentos de electricidad
construcción y montaje de un circuito; en este caso se hablará
sobre el control de velocidad para un motor DC. Este circuito Una máquina de corriente continua (generador o motor) se
electrónico nos permite controlar la velocidad de un motor a
compone principalmente de dos partes. El estator da soporte
12 VDC a 0.5 A por medio de un circuito integrado 555, que mecánico al aparato y contiene los devanados principales de la
se ha sido configurado como un oscilador astable para generar
máquina, conocidos también con el nombre de polos, que
una onda cuadrada. El transistor es un dispositivo electrónico pueden ser de imanes permanentes o devanados con hilo de
semiconductor utilizado para producir una señal de salida en
cobre sobre un núcleo de hierro. El rotor es generalmente de
respuesta a otra señal de entrada. Cumple funciones de
forma cilíndrica, también devanado y con núcleo, alimentado
amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.
con corriente directa mediante escobillas fijas (conocidas
MOSFET significa "FET de Metal Oxido Semiconductor" o
también como carbones).
FET de compuerta aislada Su principal característica es que la
corriente de salida depende del voltaje de entrada que se le
B. Elementos utilizados en el circuito
aplique entre sus terminales Gate y Source.
1.) Circuito impreso
II. DESARROLLO Según Bates, D., & Malvin, A. (2007). En su obra Principios
de electrónica explica que “La tarjeta de circuito impreso de
Invertir tiempo en conocimientos produce siempre los mejores capas múltiples se conecta los elementos sobre pistas de cobre
beneficios; la práctica le hace al maestro y que es electrónica que están grabadas una superficie aislante” (p. 18). (Ver Fig.2)
sin práctica; el diseño y construcción del dispositivo
electrónico (control de velocidad para un motor DC), es un FALTA IMAGEN
proyecto netamente de aplicación que a estudiantes de Fig. 2. Circuito Impreso
ingeniería ponga en práctica los conocimiento teóricos de Fuente: Bates, D., & Malvin, A. (2007). Principios de electrónica.
todos los elementos y sus características, puesto que no hay
mejor logro que conseguir que la práctica llegue a su fin con
su correcto funcionamiento. Es la superficie constituida por caminos, pistas o buses de
material conductor laminadas sobre una base no conductora.

A. Motor DC El circuito impreso se utiliza para conectar eléctricamente a


través de las pistas conductoras y sostener mecánicamente, por
Según Harper (G, 1994), en su obra Fundamentos de medio de la base, un conjunto de componentes electrónicos.
electricidad expresa que el motor DC “El motor de corriente Las pistas son generalmente de cobre mientras que la base se
fabrica generalmente de resina de vidrio reforzado, Pertinax,
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pero también cerámica, plástico, teflón o polímero como alguno de los extremos se tiene una resistencia variable.” (Ver
baquelita. Fig.5)

2.) Elemento electrónicos


Según Martín, J. (2014), en su obra Montaje de componentes y
periféricos microinformáticos expresa que “Componentes
electrónicos aquellos dispositivos que forman parte de
un circuito electrónico. Se suelen encapsular, generalmente en
un material cerámico, metálico o plástico, y terminar en dos o
más terminales o patillas metálicas. Se diseñan para ser
conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura, a
un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.” (Ver Fig. 5. Potenciómetro 100 k.
Fig.3) Fuente: Brophy, J., (1974)., obra Electrónica fundamental para científicos

El usuario puede ajustar la posición del tercer terminal a lo


largo de la resistencia. Cómo la resistividad no es homogénea,
su valor variará según la posición en la que el usuario deje el
tercer terminal.
El valor de esta resistencia determinará la cantidad de
corriente que fluye a través del circuito (intensidad de
corriente o amperaje). Cuándo se utiliza para regular la
Fig.3. Elementos Electrónicos. intensidad de corriente, la capacidad de regulación del
Fuente: Martín, J. (2014), Montaje de componentes y periféricos potenciómetro está limitada por la resistividad máxima de la
microinformáticos resistencia.

3.) Resistencia.
5.) Condensador cerámico.
Según García, L., Huerta, P., & Sánchez, D., (2014) en su obra Según Senner, A., (1994), en su libro Principios de
Electrónica indica que “Es un dispositivo que permite Electrotecnia expresa que “Es un dispositivo capaz de
controlar la cantidad de corriente que circula a través de un almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está
circuito. Entre más alto sea el valor de la resistencia, se tendrá formado por un par de superficies conductoras, generalmente
una menor corriente y viceversa. El valor de la resistencia se en forma de láminas o placas, en situación de influencia
mide en Ohmios (Ω). .” (Ver Fig.4) total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que
parten de una van a parar a la otra) separadas por un
material dieléctrico o por el vacío”.(Ver Fig6)

Fig.4. Resistencia eléctrica.


Fuente: García, L., Huerta, P., & Sánchez, D., (2014). Electrónica

La resistencia eléctrica como unidad de medida tiene como


Fig.6. Condensador cerámico
función ayudar a diferenciar los cuerpos que son mejores Fuente: Senner, A., (1994), Principios de Electrotecnia.
conductores de los que son peores, de tal manera que se puede
decir que un mal conductor posee mucha resistencia eléctrica, Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren
mientras que uno bueno tiene poca. una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y
negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.
De ésta manera se pude decir: La resistencia eléctrica es la La función principal del condensador cerámico es la de
mayor o menor oposición que ofrecen los cuerpos conductores bloquear el paso de la corriente directa y permitir el paso de la
al paso dela corriente eléctrica. corriente alterna, pero este paso de la corriente alterna vendrá
determinado par la capacidad del condensador o capacitancia
4.) Potenciómetro. pues en la medida en que esta sea menor mayor será la
Según Brophy (J, 1974) en su obra Electrónica fundamental oposición al paso de la corriente alterna según sea el valor de
para científicos señala que “Es una resistencia cuyo valor esta en frecuencia.
puede cambiar cuando se gira un eje mecánico. Es un
dispositivo de tres terminales, entre los extremos se tiene la Esta es una propiedad de los condensadores, no solo
máxima resistencia y entre el pin central (llamado cursor) y cerámicos sino en todos, que los hace un elemento
Universidad Técnica de Cotopaxi. Pachucho Karen, Oñate Erik, Broncano Elvis, Toapanta Miguel. Práctica dieciséis

indispensable en la fabricación de filtros de frecuencia, Fuente: Coughlin, ( 1999), Amplificadores operacionales y circuitos
integrados lineales
osciladores, sintonizadores, temporizadores, acoplamiento
entre etapas de bloques de circuitos, multiplicadores de voltaje
y red de retardo. Todas estas funciones de los condensadores Fue introducido en 1971 por Signetics, el 555 sigue siendo
cerámicos y de otros materiales como las principales. de uso generalizado debido a su facilidad de uso, precio bajo y
la estabilidad. Muchas empresas los fabrican en versión
de transistores bipolares y también en CMOS de baja
6.) Condensador electrolítico potencia. A partir de 2003, se estimaba que mil millones de
Según Carretero, Alfonso., (2009), en su obra Electrónica dice unidades se fabricaban cada año. Este circuito suele ser
que “Un condensador electrolítico es un tipo utilizado para trabajos sencillos como trabajos escolares,
de condensador que usa un líquido iónico conductor como una debido a su bajo costo y facilidad de trabajar con él.
de sus placas. Típicamente con más capacidad por unidad de
volumen que otros tipos de condensadores, son valiosos en 8.) Diodo Led
circuitos eléctricos con relativa alta corriente y baja
frecuencia”. Según Donate, A., (2011), en su libro Electrónica aplicada
dice que “Es un dispositivo semiconductor de dos terminales,
Este es especialmente el caso en los filtros de alimentadores llamados ánodo y cátodo, que emite una luz visible cuando se
de corriente, donde se usan para almacenar la carga, y moderar polariza en forma directa, es decir cuando el ánodo es positivo
la tensión eléctrica de salida y las fluctuaciones de corriente en con respecto al cátodo”. (Ver Fig.9)
la salida rectificada. También son muy usados en los circuitos
que deben conducir corriente continua pero no corriente
alterna. (Ver Fig7)
Los condensadores electrolíticos pueden tener
mucha capacitancia, permitiendo la construcción de filtros de
muy baja frecuencia.

Fig.9. Diodo Led.


Fuente: Donate, A., (2011), Electrónica aplicada

La luz emitida por un led puede ser roja, amarilla, verde o azul
dependiendo de su construcción interna. También se dispone
de LEDs que emiten luz infrarroja y laser. Los LEDs deben
ser protegidos mediante una resistencia en serie que limita la
corriente a través suyo a un valor seguro.

Los led presentan muchas ventajas sobre las fuentes de luz


Fig.7. Condensadores electrolíticos de diferentes tamaños incandescente y fluorescente, tales como: el bajo consumo de
Fuente: Carretero, Alfonso., (2009). Electrónica energía, un mayor tiempo de vida, tamaño reducido,
resistencia a las vibraciones, reducida emisión de calor, no
7.) Circuito integrado 555 contienen mercurio, en comparación con la tecnología
fluorescente
Según Coughlin, ( 1999), en su libro Amplificadores
operacionales y circuitos integrados lineales señala que “El
temporizador IC 555 es un circuito integrado (chip) que se 9.) Diodo 1N4148
utiliza en la generación de temporizadores, pulsos y Para Zbar, Paul B., Malvino, A., Mill, M. (2001), en su libro
oscilaciones. El 555 puede ser utilizado para proporcionar Prácticas de electrónica expresa que “El diodo 1N4148 es un
retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito pequeño y rápido componente electrónico fabricado de silicio,
integrado flip flop. Sus derivados proporcionan hasta cuatro de alta conductividad, usado en el procesamiento y detección
circuitos de sincronización en un solo paquete.” (Ver Fig. 8) de señales de radiofrecuencias de manera muy eficaz, con un
tiempo de recuperación inversa de no más de 4 ns, su nombre
sigue la nomenclatura JEDEC, se encuentra generalmente en
un encapsulado de vidrio de tipo DO-35.” (Ver Fig. 10)

Fig.8. Amplificador operacional LM555.


Universidad Técnica de Cotopaxi. Pachucho Karen, Oñate Erik, Broncano Elvis, Toapanta Miguel. Práctica dieciséis

Fig. 10. Diodo 1N4148


Fuente: Zbar, P., Malvino, A., & Mill, M. (2001). Prácticas de electrónica..

Fig.12. MOSFET ORFZ22 con su simbología


Principales características Fuente: Rudolf, F. (1984). Diccionario de Electrónica.
 Tensión máxima inversa repetitiva: 100 V (Vrm).
 Corriente de salida rectificada: 200 mA (Io). El término enriquecimiento hace referencia al incremento de
 Disipación de energía: 500 mW (Ptot). la conductividad eléctrica debido a un aumento de la cantidad
 Tiempo de recuperación inverso: < 4nseg (Trr). de portadores de carga en la región correspondiente al canal,
que también es conocida como la zona de inversión.
Aplicaciones ESPECIFICACIONES MÁXIMAS
Detección de señales de radiofrecuencia.  Disipación total del dispositivo (Pd): 45
 Tensión drenaje-fuente (Uds): 55
10.) Diodo 1N5401  Tensión compuerta-fuente (Ugs): 10
Según Rudolf, F. (1984). En su obra Diccionario de  Corriente continua de drenaje (Id): 17
Electrónica. expresa que “IN5401 diodo rectificador 3A /100  Temperatura operativa máxima (Tj), °C: 150
V este diodo de dos terminales que permite la circulación de la
corriente eléctrica a través de él en un solo sentido que maneja CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
especificaciones puntales de operación.” (Ver Fig.11)  Tiempo de elevación (tr):
 Conductancia de drenaje-sustrato (Cd), pF:
 Resistencia drenaje-fuente RDS (on), Ohm: 0.07
 Empaquetado / Estuche: D2PAK

12.) Disipador
Según MONTERO, A. C. (2009). En su obra
ELECTRONICA expresa que “Un disipador es un
instrumento que se utiliza para bajar la temperatura de algunos
componentes electrónicos.” (Ver Fig.13)

Fig.11. Diodo Led.


Fuente: Rudolf, F. (1984). Diccionario de Electrónica.

Características
 Tipo de diodo Estándar
 Configuración Sencillo
 Voltaje Vrrm Max 100 V
 Corriente lf (AV) 3 A
 Voltaje Vf Max 1.2 V
 Sobretensión max. IFSM actual 200 A Fig.13. Disipador
Fuente: MONTERO, A. C. (2009). ELECTRONICA
11.) MOSFET IRFZ22
Según Boylestar, R. (2000). En su obra Electrónica: Teoría de
Circuitos expresa que “El transistor MOSFET, como veremos, Su funcionamiento se basa en la ley cero de la termodinámica,
está basado en la estructura MOS. En los MOSFET de transfiriendo el calor de la parte caliente que se desea disipar
enriquecimiento, una diferencia de tensión entre el electrodo al aire. Este proceso se propicia aumentando la superficie de
de la Puerta y el substrato induce un canal conductor entre los contacto con el aire permitiendo una eliminación más rápida
contactos de Drenador y Surtidor, gracias al efecto de campo.” del calor excedente.
(Ver Fig.12)
13.) Terminales para circuito impreso
Universidad Técnica de Cotopaxi. Pachucho Karen, Oñate Erik, Broncano Elvis, Toapanta Miguel. Práctica dieciséis

Según HUBSCHER, (1991)en su obra Electronica. Curso [2] Rudolf, F. (1984). Diccionario de Electrónica. Madrid:
eelmental expresa que “Un terminal es el punto en que un Pirámide, S.A. .
conductor de un componente eléctrico, dispositivo o red llega [3] Zbar, P., Malvino, A., & Mill, M. (2001). Prácticas de
a su fin y proporciona un punto de conexión electrónica. México: Marcombo.
de circuitos externos. El terminal puede ser simplemente el [4] Boylestar, R. (2000). Electrónica: Teoría de Circuitos.
final de un cable o puede estar equipado con un conector o México: Pearson Educación.
tornillo. “(Ver Fig.14) [5] Carretero Montero, A. (2009). Electrónica. Madrid:
Editex.
[6] Coughlin, R. a. (1999). Amplificadores operacionales y
circuitos integrados lineales. Mexico: Perason
Educacion .
[7] Donate, A. (2011). Electronica aplicada. Barcelona:
Marcombo.
[8] G, H. (1994). Fundamentos de electricdad. Mexico:
Noriega.
Fig.14. Terminal para circuito impreso. [9] Garcia, L., Huerta, P., & Sanchez, D. (2014). Electrónica.
Fuente: Hubscher, h. (1991). Electronica. Curso elemental
MadridMadrid: RA-MA.
[10] HUBSCHER, H. (1991). ELECTRONICA. CURSO
ELEMENTAL. ESPAÑA: REVERTE.
14.) Proteus. [11] J, B. (1974). Electronica fundamental para cientificos .
Según Rossario, V. (2012), en su obra PROTEUS VSM indica España: Reverte.
que “es un sistema de diseño electrónico basado en la [11] Martín, J. (2014). Montaje de componentes y periféricos
simulación analógica, digital o mixta de circuitos, que brinda microinformáticos. Madrid: IC Editorial.
la posibilidad de interacción con muchos de los elementos que [12] MONTERO, A. C. (2009). ELECTRONICA. ESPAÑA:
integran el circuito.” (Ver Fig.15) EDITEX..
Es decir, según el análisis se puede decir que Proteus es un [13] Senner, A. (1994). Pricipios de electrotecnia. Barcelona:
software que permite realizar una simulación del circuito Reverte.
diseñado con los respectivos elementos y dispositivos que [14] Rossario, V. (2012), PROTEUS VSM. ESPAÑA:
intervienen en el circuito electrónico, permitiendo de la misma EDITEX..
manera encontrar las respectivas señales que se requiere al
simular el circuito.
VI. ANEXOS
Materiales:
 Resistencia de 470 Ω (amarillo- violeta- cafe)
 Resistencia de 1KΩ(café -negro –rojo)
 Resistencia de 10 Ω (café – negro – negro)
 Trimmer de 100 K
 Condensador Ceramico 0.1 uF
 Condensador electrolítico 10 uF
 Circuito integrado LM555
 Led rojo
Fig.15. Proteus
Fuente: Rossario, V. (2012), PROTEUS VSM
 Diodo 1N4148
 Diodo 1N5401
 Mosfet IRFZ22
 Disipador
 Motor
III. CONCLUSIONES

A.

IV. RECOMENDACIONES

A.

V. REFERENCIAS
[1] Bates, D., & Malvin, A. (2007). Principios de electrónica.
Madrid: McGraw-Hill.
Universidad Técnica de Cotopaxi. Pachucho Karen, Oñate Erik, Broncano Elvis, Toapanta Miguel. Práctica dieciséis

Anexo 1. Simulación del proyecto de control de velocidad de un motor DC en


proteus.

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