PRÁCTICAS DE ELECTRÓNICA ANALÓGICA. 07/05/2015 IEME

Protoboard Metrología y Normalización

Mediciones eléctricas (Metrología y normalización)

IEME :JORGE ALBERTO ZEPETA ELIZONDO

La placa de montajes protoboard

La placa protoboard (prototipe board) se utiliza para realizar montajes de circuitos de manera

rápida, sencilla y no permanente (los componentes se pueden insertar y extraer fácilmente).

Presenta un aspecto similar al siguiente:

Las patitas de conexión de los componentes se insertan en las ranuras de la placa protoboard, las ranuras están conectadas eléctricamente (cortocircuitadas) como se indican en la siguiente figura:

Ejemplos de montaje: Montaje correcto: dos resistencias en serie.

Montaje correcto: tres resistencias en paralelo.

Montaje incorrecto: esta resistencia está cortocircuitada.

Medida de la tensión (Voltaje) en bornes de un resistor:

1) Para medir la tensión CD en bornes de un elemento, se utiliza el Multimetrometro.

Las puntas del Multimetrometro.se colocan en paralelo al elemento cuya tensión se quiere .Si la medida sale negativa, se conectan las puntas al revés.

La punta roja a V+ se conecta a la clavija de Voltios (V-Ω) del Multimetrometro, y la punta negra a V- se conecta a la entrada común (COM) del Multimetrometro.

Se sitúa el selector (rueda) en la zona de medida de voltaje en continua, en el rango adecuado al voltaje a medir. Si aparece un «1» en el display es que hay sobrecarga, hay que subir la escala.

Practica la medida de tensiones: (Practica 2)

Toma dos resistores y obtén sus resistencias a partir del código de colores (procura que sean de similar valor):

R1 = R2 =

Montaje serie: Monta los resistores en la placa protoboard en serie, y aliméntalos con una tensión de 5V.

Mide la tensión en bornes de ambos resistores con el multimetro.

V1 = V2 =

¿Qué observas en las tensiones de los elementos en serie? Montaje paralelo: A continuación, monta los resistores en la placa protoboard en paralelo, y aliméntalos a

5 V.

Mide la tensión en bornes de ambos resistores con el multimetro. V1 = V2 = ¿Qué observas en las tensiones de los elementos en paralelo? Visto bueno del Docente:

BIEN

MAL

Firma profesor:

Medida de la resistencia de un resistor:

Para medir la resistencia de un elemento se utiliza el Multimetro:

Las Puntas del Multimetro se colocan en paralelo con el elemento cuya resistencia se desea medir. Es muy importante que el elemento no esté conectado a ninguna alimentación (pila, fuente de alimentación, etc.). La resistencia de los componentes se mide desconectando dichos componentes del circuito.

La Punta a V+ se conecta a la clavija de Ohmios (V-Ω) del Multimetro, y la Punta a V- se conecta a la entrada común (COM) del Multimetro.

Se sitúa el selector (rueda) en la zona de medida de resistencias, en el rango adecuado a la resistencia a medir. Si aparece un «1» en el display es que hay sobrecarga, hay que subir la escala.

Medida de la resistencia de un resistor:

Practica la medida de resistencias: (Practica 2)

Practica la medida de resistencias: Toma un LED, un diodo rectificador, un condensador y un relé y mide la resistencia que presentan: R (LED) = R (diodo) = R (condensador) = R (relé) =

Toma dos resistores del taller y obtén su resistencias a partir del código de colores (procura que sean de similar valor): R1 = R2 =

Mide la resistencia de esos dos resistores con el Multimetro R1 = R2 = El valor de resistencia medido con el multimetro debe estar dentro del margen de resistencias indicado por el

código de colores. Comprueba que es así.

Montaje serie: Monta los resistores en la placa protoboard en serie.

Mide con el multimetro la resistencia total de la agrupación serie de R1 y R2.

R t serie =

Comprueba que el resultado coincide con el valor teórico esperado: R t serie = R1 + R2 =

Montaje paralelo: (Practica 2) A continuación, monta los resistores en la placa protoboard en paralelo.

Mide con el multimetro la resistencia total de la agrupación en paralelo de R1 y R2. R t paralelo =

Comprueba que el resultado coincide con el valor teórico esperado:

R t paralelo = (1 / R1) + (1 / R2) = (R1) (R2) / (R1 + R2)

Visto bueno del Docente:

Cálculo de la intensidad. Ley de Ohm. (Practica 2) Practiquemos la Ley de Ohm. Para ello vamos a calcular el valor de intensidad de corriente que circula por un resistor, mediante la medida de la tensión y resistencia en el resistor. Toma un resistor cualquiera. Conecta la resistencia a una alimentación de 5 V.

Con el multimetro, mide la resistencia del resistor, y la tensión en el resistor:

V = R =

Aplica la Ley de Ohm para calcular la intensidad de corriente circulante por el resistor: I (A) =

Continuemos calculando intensidades de corriente: Toma dos resistores (R1 y R2) y móntalos en paralelo. Conéctalos a una alimentación de 5 V. Con el multimetro, mide la resistencia de cada resistor, y la tensión en cada resistor:

V1 = R1 = V2 = R2 =

Aplica la Ley de Ohm para calcular la intensidad de corriente circulante por cada resistor: I1 (A) = I2 (A) =

BIEN

MAL

Firma profesor:

Código de colores de los resistores.(Practica 1) Toma 12 resistores cualesquiera del salón de clases intercambiándolos con tus compañeros de clase

Anota las bandas de colores de cada resistor: R1: _____________ _______________ ________________ ________________ R2: : _____________ _______________ ________________ ________________ R3: : _____________ _______________ ________________ ________________ R4: : _____________ _______________ ________________ ________________ R5: : _____________ _______________ ________________ ________________ R6: : _____________ _______________ ________________ ________________ R7: : _____________ _______________ ________________ ________________ R8: : _____________ _______________ ________________ ________________ R9: : _____________ _______________ ________________ ________________ R10: :_____________ _______________ ________________ ________________ R11: :_____________ _______________ ________________ ________________ R12: :_____________ _______________ ________________ ________________

Calcula el valor teórico de cada resistor, incluida su tolerancia:

R1 = _______________ +- _________________ %

R2 = _______________ +- _________________ %

R3 = _______________ +- _________________ %

R4 = _______________ +- _________________ %

R5= _______________ +- _________________ %

R6 = _______________ +- _________________ %

R7 = _______________ +- _________________ %

R8 = _______________ +- _________________ %

R9 = _______________ +- _________________ %

R10 = _______________ +- _________________ %

R11 = _______________ +- _________________ %

R12 = _______________ +- _________________ %

Toma el valor teórico de las resistencias R1,R5.R7.R11 y súmale y réstale la tolerancia. Obtendrás el rango de valores posibles para cada resistor. Completa la siguiente tabla:

Resistor

Resistencia teórica

Tolerancia Resistencia MAX. (Teórica + tolerancia)

Resistencia MIN. (Teórica - tolerancia)

Mide la resistencia real que presenta cada resistor (utiliza el multimetro). La resistencia real debe estar dentro del margen [R teórica – tolerancia, R teórica + tolerancia]. R1 ( real) = R2 ( real) = R3 ( real) = R4 ( real) = R5 ( real) = R6 ( real) = R7 ( real) = R8 ( real) = R9 ( real) = R10 ( real) = R11 ( real) = R12 ( real) =

Montaje de resistores en placa protoboard. (Practica 3)

Realiza los montajes de los siguientes circuitos en placa Protoboard:

Circuito serie (toma 3 resistencias cualesquiera):

Circuito paralelo:

Protección de un LED:

BIEN MAL Firma profesor:

BIEN MAL Firma profesor:

BIEN MAL Firma profesor:

Divisor de tensión (las dos resistencias deben ser iguales):

Mide con el Multimetro la tensión en bornes de ambos resistores, y comprueba que la tensión del la fuente de voltaje (5 V)

se divide entre los dos resistores:

V1 = V2 =

Control de la corriente:

Potenciómetros. Resistores variables y dependientes (Practica 4)

Estudio de la resistencia variable del potenciómetro.

Toma 2 potenciómetros distintos y cambiando la posición del cursor, mide el nivel mínimo, medio y máximo de

resistencia que ofrecen mediante el Multimetro:

BIEN MAL Firma profesor:

BIEN MAL Firma profesor:

BIEN MAL Firma profesor:

Control de iluminación Monta el siguiente circuito en la protoboard, y comprueba que puedes controlar el nivel de iluminación del

LED modificando la resistencia del potenciómetro.

Control de iluminación.

Monta el siguiente circuito en el software asignado por el maestro , y observa que conforme

aumenta la iluminación en un LED, disminuye en el otro LED.

Potenciómetro

Resistencia máxima

Resistencia media Resistencia mínima

Potenciómetro 1

Potenciómetro 2

BIEN MAL Firma profesor:

BIEN MAL Firma profesor:

Fotoresistores. Estudio del comportamiento del fotoresistor: Toma un LDR.

Con el multimetro, mide la resistencia que presenta un LDR, bajo diferentes condiciones de iluminación: Resistencia LDR a plena luz Resistencia LDR en sombra Resistencia LDR a oscuras

Notas: − A plena luz: sol directo o iluminación directa de una foco, linterna o cell.

− En sombra: impidiendo que la luz incida de forma directa sobre el LDR (a la sombra).

− A oscuras: tapando completamente el LDR con la mano, sin tocarlo.

Termistores. Estudio del comportamiento del termistor: Toma un termistor.

Con el multimetro, mide la resistencia que presenta el termistor, bajo diferentes temperaturas: Termistor a temperatura ambiente

Termistor con aumento de temperatura

Notas: − A temperatura ambiente: el termistor al aire

− Aumento de temperatura: poner el dedo encima del componente.

A la vista de los resultados, el termistor utilizado, ¿es un NTC o un PTC? Marca la opción correcta:

NTC PTC

Diodo. (Practica 5)

Diodo rectificador. Monta los siguientes circuitos para comprobar el funcionamiento del diodo rectificador.

Fíjate en la posición de las patillas para montar el circuito de forma correcta.

BIEN MAL Firma profesor:

BIEN MAL Firma profesor:

Mide la tensión a la que trabaja el diodo LED y la corriente circulante, en ambos casos:

Vd (circuito 1) = I (circuito 1) = Vd (circuito 2) = I (circuito 2) =

Explica los resultados que observas.

Diodo LED. Monta los siguientes circuitos para comprobar el funcionamiento del diodo LED. Fíjate en la posición de las patitas para montar el circuito de forma correcta.

Mide la tensión a la que trabaja el diodo LED y la corriente circulante, en ambos casos:

Vd (circuito 1) = I (circuito 1) = Vd (circuito 2) = I (circuito 2) =

Explica los resultados que observas.

BIEN MAL Firma profesor:

BIEN MAL Firma profesor:

Funcionamiento básico del transistor. (Practica 6)

Circuito básico del transistor:

Monta el siguiente circuito en la placa protoboard.

Para identificar las patitas del transistor, fíjate bien en la imagen a continuación.

Explica el funcionamiento del circuito, centrándote en el papel que juega el transistor:

Circuito básico del transistor (2):

a) Monta el siguiente circuito en la placa protoboard.

Explica el funcionamiento del circuito, centrándote en el papel que juega el transistor:

BIEN MAL

Firma profesor:

Circuito básico del transistor (3): Monta el siguiente circuito en la placa protoboard:

¿Qué ocurre cuando aumenta la resistencia del potenciómetro?

Circuito básico del transistor (4):

Monta el siguiente circuito en la placa protoboard:

a) ¿Qué ocurre cuando aumenta la resistencia del potenciómetro?

b) ¿En qué se diferencia este circuito del circuito anterior ?

BIEN MAL Firma profesor:

Detector de Oscuridad

Monta en placa protoboard un circuito capaz de encender un LED cuando detecta condiciones de

oscuridad (interruptor crepuscular):

Notas:

La tensión de alimentación dependerá de la tensión de funcionamiento del relé. Para un relé de 5 V se requieren 5 V de alimentación.

La resistencia de seguridad de 100Ω es necesaria para proteger el circuito en caso de que el potenciómetro tome el valor mínimo (0 Ω).

Recordar que el relé tiene 5 contactos: dos de conexión a la bobina, común (COM), normalmente cerrado (NC) y normalmente abierto (NA).

La resistencia de 220Ω se usa para proteger al LED.

El potenciómetro se usa para ajustar las condiciones de oscuridad que disparan el circuito.

Comprueba el funcionamiento del circuito:

Cubre el LDR con la mano hasta dejarlo completamente a oscuras. El diodo LED se debe encender.

Destapa el LDR para que le incida luz. El diodo LED ha de apagarse.

Llama al profesor para que verifique que el circuito funciona correctamente.

BIEN MAL

Detector de temperatura.

Monta en placa protoboard un circuito que active un motor cuando detecta una elevada

temperatura:

Notas: La tensión de alimentación dependerá de la tensión de funcionamiento del relé y de la

tención de funcionamiento del motor. La alimentación debe ser la adecuada para permitir el funcionamiento del relé y el motor.

El potenciómetro se usa para ajustar las condiciones de temperatura que disparan el circuito.

Comprueba el funcionamiento del circuito:

Aumenta la temperatura en el termistor (cúbrelo con la mano, acércale un mechero, etc.). El motor se debe activar.

Disminuye la temperatura del termistor (déjalo a temperatura ambiente, saca el circuito al exterior, etc.). El motor estará desactivado.

Firma profesor:

Llama al profesor para que verifique que el circuito funciona correctamente.

Temporizador con retardo a la desconexión.

Monta en placa protoboard un circuito que encienda un LED al pulsar un pulsador. El LED

permanecerá encendido unos segundos, y se apagará automáticamente.

Notas:

Al pulsar el pulsador se activa el circuito (enciende el LED), e inicia la carga del

condensador.

Al soltar el pulsador, la descarga del condensador a través del potenciómetro fija el tiempo que el LED permanece encendido.

Si se desea modificar la temporización, sólo hay que variar la resistencia del potenciómetro.

a) Comprueba el funcionamiento del circuito:

Al pulsar 1 vez el pulsador, el LED se enciende y permanece encendido unos segundos. Después se apaga automáticamente.

Para aumentar el tiempo de encendido, hay que………………………………………………………..

Para disminuir el tiempo de encendido, hay que………………………………………………………...

BIEN MAL Firma profesor:

b) Llama al profesor para que verifique que el circuito funciona correctamente.

SOLUCIÓN DE PROBLEMAS. El circuito que has montado no funciona, o funciona de forma incorrecta. Antes de llamar al docente para que te sea él quien solucione el problema, intenta solucionarlo por ti mismo. Comprueba que no has cometido los siguientes errores típicos: 1) Alimentación del circuito. Asegúrate que estás alimentando el circuito, con una pila o una fuente de alimentación. Cerciórate que la pila no está descargada, que la fuente de alimentación está encendida, y que estás llevando la energía del generador al circuito (con cables). Un circuito jamás funcionará sin un generador que le suministre energía eléctrica. 2) Inserciones de componentes y cables en placa protoboard incorrectas. Comprueba que todos los componentes y cables están bien insertados en la placa protoboard. Tanto las patitas de los componentes como el hilo conductor de los cables deben estar bien insertados en sus correspondientes ranuras. 3) Cortocircuitos en placa protoboard. Fíjate de haber conectado correctamente los componentes a la protoboard. Hay filas de

ranuras que en la protoboard están conectadas eléctricamente, podrías estar

cortocircuitando un componente.

Esta resistencia está mal montada (cortocircuitada) Esta resistencia está bien montada (sin

cortocircuitar).

4) Componente con patillas no conectadas.

BIEN MAL Firma profesor:

Los componentes tienen 2, 3 o más patitas de conexión. Asegúrate que has conectado al circuito todas las patitas necesarias del componente. 5) Componentes conectados sin respetar la polaridad. Hay componentes con terminales bien diferenciados (terminales con distinta funcionalidad). Si no has respetado la polaridad del componente no funcionará, y tu circuito tampoco. Componentes con polaridad: zumbador, condensador electrolítico, diodo, transistor, etc. Componentes sin polaridad: resistor, NTC, LDR, condensador, etc.

Un componente conectado sin respetar su polaridad simplemente no funciona.

6) Potenciómetros mal ajustados. En ciertos circuitos el potenciómetro sirve para ajustar el funcionamiento del circuito a las condiciones de operación (luz ambiente, temperatura, etc.). Prueba a variar el valor de resistencia del potenciómetro para ajustar la respuesta del circuito. 7) Conexión de las resistencias variables. Existen dos tipos de resistencias variables: de dos patitas y de tres patitasas de conexión.

Dependiendo de las patitas de conexión que presente el potenciómetro, su conexión al

circuito varía:

Potenciómetro de dos terminales (Entrada y Salida): Se conecta como cualquier resistor.

Potenciómetro de 3 terminales (Entrada, Salida y Cursor): Se conecta el

terminal de entrada y el cursor como salida, o bien se interconectan cursor

y terminal de salida

8) No hay componentes del valor necesario.

Necesitas un resistor de 220Ω pero en el taller no quedan. No pasa nada, toma un resistor de valor similar, pero superior (por ejemplo, toma un resistor de 300 ó 330 Ω). 9) Componente estropeado.

Tal vez uno de los componentes que has utilizado está estropeado. Chequea que

no están quemados, que sus patitas no están sueltas o rotas, prueba que

funcionan con el multimetro, o montándolos en sencillos circuitos de prueba, etc.

Este diodo correctamente montado debería iluminarse. Si no lo hace es porque está estropeado.

10) Circuito mal montado. Puede que simplemente no hayas montado bien el circuito. Revisa el esquema y repasa

las conexiones que has hecho, comprueba que las conexiones entre los componentes son

correctas, que no te has dejado ningún componente del esquema sin conectar, que no

hay cables sueltos, etc