3.4.2 DETECTOR DE CRUZE POR CERO La mayoría de los circuitos electrónicos operan con doble polaridad, el detector de cruce por cero (sensar) cuando se produce el cambio de polaridad. Algo un poco más difícil es detectar el (cruce por cero) de una señal electrónica de una sola polaridad, en este caso se debe encontrar la componente que continua la cual dará el nivel de cero, y luego el circuito operará con tal nivel para (sensar) cuando la señal está por encima o por debajo de tal nivel Algo aún más difícil es cuando la señal no posee (nivel de continua) porque se lo ha filtrado. En tal caso el circuito deberá trabajar por promedios, integrando la señal y luego determinar el punto de cruce para determinar cuando la señal está por debajo del nivel promedio y cuando está por arriba de tal nivel. nivel . Los detectores de cruce por cero se utilizan para detectar los tipos de señales, o diferentes significados de señales. Algo muy simple sería considerar una señal que en su parte positiva indicará un uno lógico y en su parte negativa un cero lógico. El detector de cruce por cero es parte del circuito de detección por nivel para determinar si se ha recibido un uno o un cero. Con señales analógicas los detectores de cruce por cero operan con formas de ondas mucho más variantes que las del caso digital, se pueden utilizar para determinar el tipo de la forma de onda, el nivel promedio de la señal, ayudar a integrar o diferenciar señales, etc. Toda aquella función matemática a aplicar aplicar a la señal que requiera determinar determinar el nivel de cero de tal señal. Un amplificador operacional puede ser utilizado para determinar cuál de dos señales señales en sus entradas es mayor. Basta con que una de estas e stas señales sea ligeramente mayor para que cause que la salida del amplificador operacional sea máxima, ya sea positiva (+Vsat) o negativa (-Vsat).Esto se debe a que el operacional se utiliza en lazo abierto (tiene ganancia máxima).La ganancia real de un amplificador operacional es de 200,000 o más y la fórmula de la señal de salida es: Vout = AOL (V1 – V2)
Dónde: - Vout = tensión de salida - AOL = ganancia de amplificador operacional en lazo abierto (200,000 o más) - V1 y V2 = tensiones de entrada (las que se comparan).
su objeto es Verificar el funcionamiento del detector de cruce por cero, discutir sobre las diferentes aplicaciones que se pueden dar en el área de la instrumentación.
UN DETECTOR DE CRUCE POR CERO NO INVERSOR. En la siguiente figura, se muestra el circuito de detección de cruce por cero no inversor. XSC1
Ext Trig + _ B
A +
0
_
+
_
U1 0
2 R1 COMPARATOR_VIRTUAL
1kΩ
0 1 XFG1
El voltaje de la entrada no inversora se compara con el voltaje de referencia en la entrada inversora (en este caso, está conectada a tierra ó 0 volts), cuando el voltaje en la entrada es más positivo que 0V, el voltaje de salida será igual al voltaje de saturación del amplificador operacional, esto es un poco menor que el voltaje de polarización V CC.
Cuando el voltaje en la entrada es más negativo que el voltaje de referencia, entonces el voltaje de salida será igual al voltaje de saturación negativo –VSAT. De la misma forma, cuando el voltaje de entrada es mayor que el voltaje de referncia, el voltaje de salida +Vsat. Esto se puede apreciar con mayor claridad en la siguiente gráfica.
En la figura, se muestra la señal de salida que se obtiene cuando se aplica una señal triangular de 100 Hz. Como se puede observar, durante el ciclo positivo de la señal de entrada V i, la señal de salida Vo será igual al voltaje de saturación positivo V SAT; por otra parte, cuando el la señal de entrada se encuentra en su ciclo negativo, el voltaje de salida V o será igual al voltaje de saturación negativo -VSAT del amplificador operacional. Detector de cruce por cero inversor Ahora se procede con el detector inversor de la siguiente figura. XSC1
Tektronix
P
1 2 3 4
T
G
U1
0
2 R1 COMPARATOR_VIRTUAL
1kΩ
0 1 XFG1
0
En el detector de cruce por cero inversores, el voltaje de salida será –VSAT cuando el voltaje de entrada es más positivo que el voltaje de referencia (0V) y cuando el voltaje de entrada es más negativo que el voltaje de referencia, la salida será Vsat. De la misma manera se puede, apreciar con mayor claridad en la figura siguiente.
Se observa que la señal de salida V o se encuentra invertida a la señal de entrada, debido a que la configuración del circuito es inversora. Asimismo, se puede ver que durante el ciclo positivo de la señal de entrada V i, el voltaje de la señal de salida será -V SAT y, cuando la señal de entrada se encuentra en su ciclo negativo, la señal de salida será V SAT.
3.4.3 MICROCONTROLADOR Y MICROPROCESADOR
¿Qué ES UN MICROCONTROLADOR?
Un microcontrolador es un circuito integrado que nos ofrece las posibilidades de un pequeño computador. En su interior encontramos un procesador, memoria, y varios periféricos. El secreto de los microcontroladores lo encontramos en su tamaño, su precio y su diversidad y su tamaño se reduce a unos pocos centímetros cuadrados. La limitación en la aplicación de los microcontroladores a un desarrollo de ingeniería tiene su límite en la imaginación del desarrollador. Con los diversos modelos disponibles podemos afrontar multitud de diseños distintos desde los más simples hasta los más complejos. Por nombrar varios ejemplos de aplicaciones, tenemos mandos a distancia, termómetros digitales, controles de acceso por puertas de seguridad, los sistemas ABS o EPS de los coches, control y sensoria de maquinaria, domótica del hogar, microrobótica, monederos electrónicos … De seguir pensando duplicaríamos la lista con poco esfuerzo, pero con esto
tenemos una idea del uso actual de los microcontroladores. Realmente la dificultad no está en usar un microcontrolador para afrontar un proyecto hardware, sino en elegir el fabricante y el modelo adecuado para la aplicación.
¿QUE ES UN PIC? El PIC es un controlador de interfaz periférico por sus siglas en inglés, por medio del cual se pueden automatizar ciertas "cosas electrónicas" por la teoría de microcontroladores. El PIC es un Microcontrolador de la compañía Microchip que vienen en diferentes familias PIC8, PIC16, PIC32 y en diferentes encapsulados, (el 8, 16 y 32 se refiere al número de bits que es capaz de manejar es bastante razonable pensar que mientras más bits maneja mascaro es y mientras más funciones tenga más aumenta su precio), y de arquitectura Harvard, este se compone de puertos, unidad aritmética lógica, contadores de programa, temporizadores e interrupciones, memoria de programa y memoria de datos, memoria EEPROM, bancos de datos, conversor análogo digital, etc. Que son esenciales para su programación para la automatización de procesos eléctricos y mecánicos, como el simple encendido de un bombillo, el encendido de un motor trifásico, el muestreo de una señal de datos, controlar LCD's, display matriciales, etc., un sin fin de cosas que tienen aplicaciones hoy en día que los puedes encontrar desde tu mouse, tu celular, tu horno de microondas, tu televisión, videocasetera, ordenador, reproductor de música, auto estéreo, etc., solo por nombrar los más comunes, y este solo es el PIC así como él ex iste el COP8, ATMEL, solo por nombrar los más comunes. ¿QUE ES UN MICROPROCESADOR?
Un microprocesador, también conocido como procesador, micro, chip o mic rochip, es un circuito lógico que responde y procesa las operaciones lógicas y aritméticas que hacen funcionar a nuestras computadoras. En definitiva, es su cerebro. Pero un procesador no actúa por propia iniciativa, recibe con stantemente órdenes de múltiples procedencias. Cuando encendemos nuestra computadora, lo primero que hace el micro es cumplir con las instrucciones de la BIOS (Basic input/output system), que forma parte de la memoria de la computadora. Una vez funcionando, además de la BIOS, será el sistema operativo y los programas instalados los que seguirán haciéndose obedecer por el microprocesador. Pese a que los microprocesadores siempre nos hacen pensar en ordenadores, lo ci erto es que están disponibles en multitud de 'cacharros' que nos rodean habitualmente, como cámaras de fotografía o vídeo, coches, teléfonos móviles... No obstante, es cierto que aquellos que se emplean en las computadoras son los más potentes y complejos. ¿Qué ES UN DSP?
Un procesador de señal digital (DSP) es un tipo de microprocesador (increíblemente rápido y poderoso). Un DSP es único porque realiza el procesamiento de datos en tiempo real. Esta capacidad de operación en tiempo real hace de un DSP la opción perfecta para aplicaciones en las que no vamos a tolerar retrasos. Básicamente un DSP adquiere una señal digital y la procesa para mejorar la misma. La mejora puede ser un sonido más claro, imagen más nítida o datos más rápidos.