Controlador del tipo (ON-OFF) con y sin Histéresis

26/08/2016

Alumnos:    Dino César Campos Tierrblanca.

                          Ernesto Heriberto Camarillo Rodriguez.

Introducción:

Sistema de control de lazo abierto:  “Los sistemas en los cuales la salida no tiene efecto sobre la acción de control se denominan sistemas de control en lazo abierto. En otras palabras, en un sistema de control en lazo abierto no se mide la salida ni se realimenta para compararla con la entrada. Un ejemplo práctico es una lavadora. El remojo, el lavado y el centrifugado en la lavadora operan con una base de tiempo. La máquina no mide la señal de salida, que es la limpieza de la ropa.”

Sistema Basico de Control ON-OFF: El controlador ON-OFF, solo puede tener en  dos valores asi como los  dos estados de un interruptor. El controlador no puede  producir un valor exacto en la variable controlada para un valor de referencia dado, pues el controlador tiene una continua desviación del valor de referencia. “La acción del controlador de dos posiciones tiene un simple mecanismo de construcción, por esa razón este tipo de controladores es de los de más amplio uso. Los controladores mecánicos de dos posiciones normalmente posee algo de histéresis, por el contrario los controladores electrónicos usualmente funcionan sin histéresis. La histéresis está definida como la diferencia entre los tiempos de apagado y encendido del controlador.”

Materiales:

• Caja de Laboratorio
• Fuente DC
• Clavija Foco con socket
• Relevador RAS-0910
• Resistencias (2 de 10 ohms y  1 de 270 ohms)
• LM311
• Fotorresistencia
• Multímetro

Objetivos:

• Entender el comportamiento de un controlador tipo ON-OFF.
• Aplicar el concepto de histéresis en el controlador.

Procedimientos:

1. Caracterización de la foto-resistencia. Hacer una tabla de: Iluminación vs. Resistencia. Para este paso tabulamos como nos indica la practica, tuvimos algunos problemas con el concepto de iluminacion ya que entedimos que mediamos distancia, despues de la aclacion con el profesor comprendimos que teniamos que colocar el LED del celula mas lejos, por lo que seleccionamos mediad arbiatrarias para la luminocidad, Para obtener mejores valores hicimos 3 mediciones para despues promediarlas y tomar una con mejores resultados acotinuacion se muestra la tabulacion con su respectiva grafica. Figura 1

[pic 1]

[pic 2]

Figura 1.

1. Determinar el valor de la resistencia R1 en función del rango dinámico de la fotorresistencia, para lograr que el voltaje observado en el divisor de voltaje R1 y R4 excursione por debajo y por arriba de 6V de acuerdo a la cantidad de luz que le llegue a la Fotorresistencia. Pista: Obstruya un poco la luz de la fotorresistencia y mida la resistencia que presente haga la resistencia R1 igual a este valor. Agregue a

la tabla del punto 1 una columna donde se reporten los voltajes vistos en el divisor de voltaje entre R1 y R4. A partir de los valores de resistencia encontramos el valor de R1 con la siguiente ecuación.

[pic 3]

 [pic 4][pic 5]

 [pic 6][pic 7]

De este  valor partimos para seleccionar una resistencia comercial de 270 ohms.

[pic 8]

1. Mida el voltaje en el divisor de voltaje formado por las resistencias R2 y R3. El valor del voltaje de R3 es de 6.043 volts.

1. Arme la red de la figura 1.

1. Una vez conectado el LM311, vuelva a medir el voltaje en el divisor de voltaje entre las resistencias R1 y R4, para los mismos niveles de iluminación que en el punto 2. Agregue una columna a la tabla del punto 2.

[pic 9]

1. Mida el voltaje en el divisor de voltaje formado por las resistencias R2 y R3, ¿nota alguna diferencia con el voltaje medido en el punto 3?

           El valor del divisor es de 6.03V se conservó debido a la impedancia  del circuito        LM311.

1. Conecte a la salida N.O. del relevador una carga formada por un foco. Evite que la luz producida por el foco sea recibida por la fotorresistencia. Observe el funcionamiento de la red armada cuando bloquee la luz ambiente a la fotorresistencia

 Al bloquear la luz que hay en el ambiente, el foco se enciende, al dejar pasar la luz sobre la fotorresistencia el foco se  apaga, hay algunos ruidos que genera el relé.

1. Obstruya gradualmente la luz ambiente que le llega a la fotorresistencia. ¿A qué voltaje en el divisor R1 y R4 se enciende el foco? Se enciende en un valor de 6.153.

1. Gradualmente vuelva a permitir el paso de la luz ambiente a la fotorresistencia. ¿A qué voltaje en el divisor R1 y R4 se apaga el foco? El valor de 6.038V.

Sistema de control de lazo abierto con histéresis.

[pic 10]

1. Determine los valores de R5 y R6 para abrir una ventana de histéresis de 2 Volts, a partir de este: VHISTERESIS, calculamos n, y con esta y Vref determinamos: V central 6.5  V, VUT 7.5 V y VLT 5.5 V.

De terminamos a la resistencia de R5= 10kΩ, y como R5=NR y n=12, por conclusión tenemos que R6= 120KΩ

Elegimos los 2 voltes por que es muy grande la ventana.

1. Obstruya gradualmente la luz ambiente que le llega a la fotorresistencia. Reporte los voltajes observados en el divisor de voltaje R1 y R4 para diferentes iluminaciones antes de conectar el divisor de voltaje formado por R1 y R4 al comparador de voltaje no inversor con histéresis a través del punto A.

[pic 11]

1. Mida el voltaje en el divisor de voltaje formado por las resistencias R2 y R3 antes de conectar este divisor a través del punto B al comparador de voltaje no inversor con histéresis.

El voltaje de este divisor  es  de 6.03 V.

1. Conecte el divisor de voltaje formado por R1 y R4 a través del punto A al comparador de voltaje no inversor con histéresis.
2. Vuelva a medir el voltaje en el divisor de voltaje entre las resistencias R1 y R4, para los mismos niveles de iluminación que en el punto 2. Agregue una columna a la tabla del punto 2. ¿Existe alguna afectación en los voltajes medidos para las iluminaciones del punto 2?, si es así ¿A qué se deben las diferencias?

Por la impedancia entre las terminales, por una corriente y por ende la resistencias cambian.

...