CERCA ELECTRICA PARA GANADOEste proyecto es un circuito destinado a la implementación de una unidad electrónica generadora de impulsos de alto voltaje que se conectan a una serie de alambres o cables que forman una cerca eléctrica por medio de la cual se mantiene encerrado un lote de ganado en una determinada área o territorio. Esto se logra por el temor de los animales a recibir los choques eléctricos presentes en los alambres. Aunque los choques parecen fuertes para los seres humanos, para el ganado solamente causaran una molestia debido a su volumen y constitución. La idea básica es relativamente sencilla; se tiene una unidad generadora de impulsos eléctricos de alto voltaje y corta duración conectada por un lado a la tierra por medio de electrodos o varillas de tierra y en el otro a un circuito formado por uno o varios alambres aislados que forman la cerca. En la figura 1 tenemos el diagrama de bloques de la unidad generadora de impulsos o "cerca eléctrica" llamada también "cargador" o "energizador". Como se puede ver, hay dos generadores de pulsos de bajo voltaje y un bloque de alto voltaje que entrega la señal al alambre de la cerca. En la misma figura podemos ver las características de los impulsos que se requieren las cuales se han obtenido por medio de diferentes pruebas experimentales como las mas adecuadas para este tipo de aplicación. Figura 1 En la figura 2 se muestra el diagrama esquemático del circuito por medio del cual se logra esta señal. Figura 2 El tiempo corto lo determina el circuito por medio de la resistencia R3 y el condensador C4. determinada por R6 y C9. un elemento de muy fácil consecución. se deben colocar uno. El diodo LED D5 se utiliza como monitor de los pulsos de control.5 y 2 seg) y el segundo los pulsos cortos (entre 0. El primero de ellos genera los pulsos largos (entre 0.Teoría de funcionamiento Los impulsos se generan inicialmente en una pareja de monoestables contenida en el circuito integrado 556 (doble 555) (IC1) y sus componentes asociados. Los pulsos de alto voltaje aparecen en el secundario de la bobina final para la cual hemos utilizado una bobina común de encendido para automóvil. que entrega la señal final de control por el pin 3 a D4 y R8 que manejan la base del transistor de potencia Q1 el cual impulsa el primario de la bobina o transformador elevador de voltaje. Dependiendo del presupuesto y la disponibilidad. figura 3. estos postes se utilizan de madera o de concreto y los alambres que llevan energía deben ir aislados con el fin de no descargar los impulsos a tierra a través de ellos. El primer circuito pasa su señal al segundo pin desde el pin 5 hacia el pin 8. Cuando el suelo donde esta el corral electrificado es húmedo por naturaleza solamente se requiere una o dos varillas de tierra.05 y 0. se puede eliminar la fuente de poder y alimentar el circuito por medio de una batería de automóvil de 12V. regulador de voltaje (IC3) y condensadores (C1 y C6). la cual completa el circuito a través del cuerpo del animal.2 seg). Dependiendo del tipo y tamaño de los animales. Estructura de la cerca eléctrica La cerca esta formada por una serie de postes o soportes en los cuales debe ir fijo el alambre o los alambres que se van a energizar. El tiempo largo esta determinado por la red RC formada por el trimmer de ajuste VR y el condensador C3. Figura 3 Un elemento muy importante para un buen funcionamiento del sistema es la conexión a tierra. El sistema está protegido contra cortocircuitos por dos fusibles (F1 y F2). un 555 (IC2) de frecuencia mas alta. Si se desea. dos o tres alambres. puente rectificador (D1). Todo el circuito esta alimentado por una fuente de poder común con su transformador (T1). Si el sitio es . Esta señal se lleva por medio de R4 a otro generador de pulsos. Este aislamiento se puede realizar por medio de un pedazo de tubo o manguera de PVC. mida con un multímetro el aislamiento entre los alambres de cerca y tierra. C8 . 15V 0. D3 . Después de esta verificación.3M (1/2W) 1 trimer de 250K (VR) Condensadores C1.Transistor de potencia 2N3055. R8 . deben estar interconectadas entre ellas. Estas varillas deben ser preferiblemente de cobre.Puente rectificador de 1.7K R9 .seco. D4 . Circuito Integrado IC1 . R7 .Diodo de swicheo IN4148 D5 .220uF/16V electrolíticos C6. Para conectarlas al circuito. se debe conectar varillas como se muestra en la figura 3. D2.5K R10.2.2uF/16V electrolíticos C5 .Circuito integrado LM7812 Varios T1 .200 R3.Diodo rectificador de 3A. . Lista de Materiales Resistencias R1.65 mts.0.5A. Si se detecta algún valor en ohmios. se utiliza una abrazadera apropiada en la ultima varilla y en la cual se inserta el cable o alambre que va hasta el terminal de tierra de control que debe ser de calibre 12 o 10 AWG.Diodo led rojo 5mm Q1 . T2 . de acero galvanizado o de tubería galvanizada para agua con un diámetro de 1/2". conecte un cable flexible aislado calibre 10 o 12 AWG entre el terminal "vivo" o la salida del aparato.Bobina de encendido para automóvil 12V. Además.1K R2. una longitud de 1.10K R6 .8 mts y estar enterradas por lo menos 1. Antes de conectar la cerca al generador de los pulsos de alto voltaje.Circuito integrado LM556 IC2 . C2 .1uF/50v cerámico C7.1.3.4.5A.Circuito integrado LM555 IC3 .2200uF/25V electrolíticos C3 . hay una fuga o contacto entre el alambre y tierra y la cerca eléctrica no funcionara correctamente. R11 . C9 .0. R5 .01uF/50V cerámico Semiconductores D1 . Realice la medida en una escala de ohmios. R4. iniciando con la mas baja y luego subiendo la escala hasta el máximo valor disponible en el instrumento.Transformador primario 110/220 sec.10uF/16V electrolíticos C4 . Fusible de 1Amp. .693 x C x (R1+2xR2)].Conectores de tornillo de 2 pines. dos diodos y 5 capacitores. para ser utilizado en aplicaciones de que no demanden más de 50 mA.Conector en línea de dos pines. CN2 . Con R1 = 15K. F2 .Fusible de 1Amp. .Cuando la salida del 555 está en nivel alto se obtienen 12 voltios en la patita #3 del integrado.Cuando la salida del 555 está en nivel bajo (0 voltios). Como funciona el elevador de voltaje de 12VDC a 24VDC Para lograrlo se utiliza el circuito integrado 555 configurado como multivibrador astable. la onda cuadrara de salida es aproximadamente de 2Khz y se obtiene en la patilla # 3 del circuito integrado. Para obtener la frecuencia a la que trabaja el mutivibrador astable utilizamos la fórmula: f = 1/[0.01uF. I1 . C = 0. .Piloto de Neón CN1.F1 . Elevador de voltaje 12VDC a 24VDC Este circuito es un sencillo elevador de voltaje de 12 VDC a 24 VDC. R2 = 27K. el capacitor electrolítico de 330uF se carga desde la fuente de 12V a través del diodo D1 hasta obtener este voltaje entre sus terminales. CN3 . 2 conectores rápidos 50 cm Cable AWG 20 1 cable de alimentación con enchufe. El ciclo de trabajo de una señal periódica es el ancho relativo de su parte positiva en relación con el período. Este voltaje es trasmitido a la salida a través del diodo D2. Una vez que se comprobó que funciona bien. 1 de 470uF Introducción: La modulación por ancho de pulsos (también conocida como PWM. para probar el funcionamiento del multivibrador astable.01uF y el capacitor de 470uF. ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o para controlar la cantidad de energía que se envía a una carga. 1 de 27K capacitores de 0. que están en serie se suman. por ejemplo). obteniéndose los 24 voltios deseados. Éstas pueden . A la hora de realizar mediciones es posible que le voltaje de salida sea ligeramente diferente. mientras que la otra queda disponible para la señal moduladora. estos dos voltajes.01uF capacitores electrolíticos: 2 de 330uF. Una de las entradas se conecta a un oscilador de onda dientes de sierra. La principal desventaja que presentan los circuitos PWM es la posibilidad de que haya interferencias generadas por radiofrecuencia. los dos capacitores de 0. En la salida la frecuencia es generalmente igual a la de la señal dientes de sierra y el ciclo de trabajo está en función de la portadora. Lista de materiales para el circuito: - 1 2 2 2 3 circuito integrado 555 diodos comunes: 1N4001 resistores: 1 de 15K. Expresado matemáticamente: D= τ/T D = es el ciclo de trabajo τ = es el tiempo en que la función es positiva (ancho del pulso) T = es el período de la función La construcción típica de un circuito PWM se lleva a cabo mediante un comparador con dos entradas y una salida. conectar el resto de los materiales. Nota: Lo diodos se tomaron como ideales. Los capacitores electrolíticos de 470uF en la entrada (12 voltios) y 330uF en la salida (24 voltios) sirven para aplanar los voltajes. Se recomienda armar primero el circuito integrado 555 y los resistores R1. R2. siglas en inglés de pulse-width modulation) de una señal o fuente de energía es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica (una senoidal o una cuadrada.Como el capacitor de 330uF ya está cargado con 12 voltios. (la caída de voltaje entre sus terminales cuando están polarizados en directo es 0 voltios). Desarrollo de la práctica: Para llevar a cabo esta practica primeramente realizamos el circuito que nos generará una onda cuadrada e este caso utilizaremos un oscilador de relajación como el que se muestra en la siguiente imagen: . Multisim. 2 capacitores.minimizarse ubicando el controlador cerca de la carga y realizando un filtrado de la fuente de alimentación. Fuente de voltaje. Osciloscopio. Computadora. Material Utilizado: 2 amplificadores operacionales. 6 resistencias. Objetivo: Implementar un generador de señal modulada por ancho de pulso utilizando amplificadores operacionales y componentes pasivos como resistores y capacitores. 1 comparador. Alambre. Circuito oscilador de relajación Para sacar el valor de las resistencias realizamos los siguientes cálculos: Entonces ya teniendo estos datos proseguimos a medir la señal de este circuito a su salida como se muestra en las siguientes imagen: . Circuito oscilador de relajación con el osciloscopio conectado. Entonces ya que tenemos esto proseguimos a armar la otra parte del circuito que nos generará la onda triangular y para ello necesitamos calcular la resistencia que acoplará a los dos circuitos. dándonos como resultado los siguiente: Quedando nuestro nuevo circuito de la siguiente manera: . En la siguiente imágenes se podrá observar la señal arrojada por el circuito anterior así como las mediciones tomadas en este: Medición de voltaje pico a pico. Medición del periodo. Circuito de oscilador de relajación acoplado con el circuito generador de onda triangular. Posterior a esto conectamos el osciloscopio en cada una de las salidas de los amplificadores operacionales y tomamos las siguientes mediciones: .