SEPSNEST DGEST INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA Carrera: INGENIERÍA MECATRÓNICA Asignatura: CONTROL DISCRETO Profesor: ALMAZAN TORRES OSCAR Tema: “REPORTE DE LA PRACTICA I (Muestreador)” POR: ALBERTO CONTRERAS CASTAÑEDA Metepec, Estado de México a 04 de Septiembre del 2013 el muestreador es la base del control discreto por lo que la práctica es de suma importancia para la implementación de sistemas discretos. ya que trabajar con sistemas digitales es de mayor ventaja que sistemas analógicos. Se investigo se indago y se . Otra forma en la que se pensó realizar el pwm fue con un microcontrolador la idea era colocar un divisor de voltaje con una entrada al ADC y con el modificar el valor de la salidas dentro de la programación del pwm. se probo bastantes combinaciones de capacitores pero nunca se pudo estabilizar muy bien la señal. el principal problema era el estabilizar la señal con los capacitores. Materiales Para la realización de la práctica se utilizo los siguientes materiales • • • • • • Tl084: amplificador operacional Tl494: PWM con regulador de frecuencia y ancho de pulso 2 potenciómetros de 5k 3 resistencias de 1k 2 capacitores de cerámica de 100pF y 10000pF HCF4016: interruptor electrónico Desarrollo Para la práctica del muestreador se utilizo como control el pwm el cual se pensó realizar con el integrado 555 pero se utilizaba mucho material y no se pudo controlar muy bien la variación en el ancho de pulso y frecuencia (tendía mucho al error). La tarea del muestreador es lograr dar muestras de una señal analógica entre mas muestras se tomen mayor será la precisión y seguimiento de la señal análoga una recomendación es que se tengan por lo menos 9 muestras por ciclo. fue el proyecto que mas consumió tiempo pero el problema fue que el pic no podía soportar altas frecuencias (solo salían unos 80kHz de frecuencia del pwm) se pensó en cambiar el cristal de 4MHz a uno de 20MHz pero no dio frutos. ya que estos permiten una mayor aplicación a otros sistemas de visualización e implementación además que su gran utilización y su mayor simplicidad.Introducción La practica consto de un muestreador de señales con un sample & hold con control de pwm. un ancho de pulso grande tendía mucho a la baja estabilidad por lo que después de varias simulaciones se opto por un pulso entre el 5-10%. y para la retención del valor. Para la simulación se recurrió al simulador proteus en el que se simulo el sample and hold. la simulación sirvió perfectamente para poder elegir el capacitor.encontró un pwm de Texas instruments el cual requería menos componentes externos una menor complejidad de conexión además de tener una excelente funcionamiento a 14 volts. lo que quitaría la problemática con la diferencia de voltajes entre el pwm y la polarización de los operacionales. Una de las cosas que pudimos captar fue el que el capacitor era el que daba la pauta para la reducción de ruido en la señales cuadradas de salida. Jfet y todo lo que me encontrara tirado. El que respondió bien. Uno de los temas que también se toco fue el ancho de pulso. El siguiente circuito muestra la simulación y el circuito. si la frecuencia era alta se necesitaría un capacitor pequeño y viceversa. . El switch electrónico fue un dolor de cabeza ya que se intento con diferentes transistores desde mosfet. pero algunos no respondían bien a altas frecuencias ni siquiera un 2n2222 respondió bien por lo que opto por un integrado que respondía a la perfección ya que reacciona excelente a altas frecuencias y lo mejor que se puede polarizar y responder a una gran variedad de voltajes des de 500mV hasta 22V por lo que el problema de las fuentes de energía fue resuelto ya que se polarizo todo con 14V. sobretodo el de 5%. ya que fue uno de los problemas constantes para poder tomar una lectura correcta. en el que se utilizo dos buffers en la salida y entrada para tener una menor cantidad de ruido y una visualización más clara. por lo que para una frecuencia de 100KHz se opto por una capacitor de cerámica de 10nF el cual respondió muy bien a esa frecuencia. en la que se muestra los resultados precisos que obtuvimos en la práctica real. En la siguiente figura se muestra la simulación corriendo. el generador de pulsos da una frecuencia de 100KHz y la entrada sinodal es de con un voltaje de 5V con offset y una frecuencia de 10KHz. por lo que se simula con un generador de pulsos. del circuito anterior.Algo que se nota en la imagen anterior es el que no está el circuito del PWM y esto se da por qué no se cuenta en la librería del simulador con este componente. En la siguiente imagen se muestra el diagrama del circuito del pwm con el TL494 en ella se observan la elección del capacitor que en este caso fue de 10nF que fue excelente para una frecuencia de 100kHz a la salida del pwm este circuito esta puesto 2 potenciómetros los cuales actúan como reguladores de frecuencia y de potencia al cambiar su resistencia y hacer un divisor de voltaje que entra en los pines . Resultados Los resultados fueron satisfactorios ya que lejos de la simulación respondió mejor a la realidad. Se introdujo una señal sinodal con offset positiva a 10kHz y el pwm a 100kHz con 10 muestras por ciclo y se obtuvo los siguientes resultados.Después de la simulación se procedió a hacer el circuito de manera física pero independiente mente de los problemas ya que la simulación estaba a la perfección no dio muchos problemas con la practica los componentes respondieron a la perfección. Como se puede ver en la imagen la practica estuvo en buen funcionamiento la buena elección de capacitores permitió que no hubiera ruido . En esta muestra de la salida imagen se los valores entrada y muestreada y se puede apreciar que no hay desfase ni caídas de voltaje. . En esta la frecuencia de entrada se cambio y se logro un número mayor de muestras y por lo tanto mayor precisión Un fenómeno muy común es el alias que ocurre cuando hay una muestra por ciclo y parece que muestrea bien . pero al parecer no fue problema. . pero al elegir uno pequeño eso no ocurrió. Con ella aprendimos que la elección de los capacitores es clave para poder muestrear bien que el tamaño de los capacitores determina el tiempo de descarga y que esta interviene para darnos señales apropiadas para nuestros sistemas de muestreo. que es mejor ocupar material o componentes específicos para la tarea. probamos cada componente uno por uno y después proseguimos a ir juntándolos y al mismo tiempo ir probando cada vez que agregábamos otro. otro de los casos que también pensamos encontrar fue el de un desfase con respecto a la entrada con la salida por culpa del capacitor. por lo que de esta manera evitamos errores dentro de nuestro circuito que fueran difíciles de encontrar. nos dejo un mayor aprendizaje. La práctica se realizo con material usado por lo que caímos en la duda de que si funcionaria o no. Dentro de las cosas que debemos resaltar. ya que disminuye la posibilidad de problemas por mal funcionamiento. Una de las cosas fundamentales para evitar problemas fue el armado estructural del circuito ya que se realizo pruebas para cada componente sobre todo en su funcionamiento. Una de las cosas que nos pudimos percatar es que entre más cerca este la señal de alimentación de la entrada de polarización de los componentes su funcionamiento es mejor ya que a veces en la protos puede originarse ruido por lo que al acercar la alimentación disminuimos este.Conclusiones La practica fue interesante ya que entre más nos equivocábamos y rediseñamos.