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Universidad Nacional Autnoma de Mxico

Facultad de Ingeniera

Ingeniera en Telecomunicaciones

Laboratorio de Receptores

Integrantes de Brigada:

Gmez Cruz Alejandro

Hernndez Rodrguez Celina Prez Anguiano Xadia Catalina

Grupo de laboratorio: 3

Prctica 6. Recepcin de voz por infrarrojo.

Profesor: Mozo Ramos Edgar Senobio

Fecha de Entrega: 15/Octubre/2013

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Introduccin Para ser transmitido un mensaje, se requiere de un sistema de comunicacin que permita que la

informacin sea transferida, a travs del espacio y el tiempo, desde un punto llamado fuente hasta

otro punto de destino, mediante un cable como en el caso de un telfono o por ondas como en el

caso de las radios.

Un sistema de comunicacin consta de tres componentes esenciales: transmisor, canal de

transmisin y el receptor.

El mensaje original, producido por la fuente, no es elctrico. Debe ser convertido en seales

elctricas a travs de un transductor de entrada. En el destino, otro transductor de salida cumple

la funcin de transformar nuevamente la seal para que llegue al receptor del modo en el que fue

emitido el mensaje.

Los mensajes se transmiten a travs de un canal. El ancho de banda del canal, determina el

espectro de frecuencias, categoras y volumen de la informacin que el canal puede acomodar en

un tiempo determinado. Al aumentar la frecuencia, aumenta la capacidad para contener la

informacin, o sea que, para transmitir mucha informacin en poco tiempo, se requieren seales

de banda ancha.

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Objetivos El alumno repasar los conceptos bsicos del diagrama de bloques de un sistema de

comunicaciones. Identificar estos bloques en esta prctica.

Equipo

Generador de funciones

Osciloscopio

Fuentes de voltaje en DC

Cables de conexin

Material VARIOS:

o 2 circuitos integrados -------TL082

o 1 circuito integrado----------LM386

o 2 transistores------------------2N2222

o 1 Diodo emisor de luz (led) infrarrojo, azul transparente-------IR383_____STEREN

o 1 Fototransistor (receptor) ---------------------------------------PT1302B/C2__STEREN

o 1 micrfono (de telfono)

o 1 bocina (de telfono)

RESISTENCIAS:

o 1----10

o 1----220

o 1----470

o 3----1 K

o 1----4.7 K

o 3----10 K

o 2----100 K

Potencimetro de 25 K

Potencimetro de 20 K o 25 K

Potencimetro de 50 K

CAPACITORES:

o 3----0.1 f

o 1----10 f

o 1----200 f

o 1----220 f

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Desarrollo 1. Lo primero que se realiz, fue el armado de los circuitos de la figura 1. Ambos circuitos

fueron impresos en dos placas fenlicas y se soldaron los componentes durante la clase

de laboratorio.

Figura 1. Circuito transmisor y receptor.

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Elaboracin del Circuito Impreso.

Para la construccin del circuito transmisor y del circuito receptor por infrarrojo, se comenz

disendolos mediante el software de paquetera PCB WIZARD. Se utilizaron las plantillas para

resistencias, capacitores cermicos, capacitores electrolticos, LED infrarrojo, fototransistor con

filtro de luz de da, transistor 2N2222 y circuitos integrados, mientras que para los

potencimetros, las terminales de la seal de entrada, las terminales de la seal de salida y los

bornes para la fuente de voltaje se crearon nodos de cobre con las dimensiones adecuadas para

dichos elementos.

Los circuitos diseados se muestran a continuacin en las distintas visualizaciones que permite el

programa PCB WIZARD, adems de que se incluyen las imgenes correspondientes de los

circuitos implementados fsicamente.

Figura 2. Circuito Transmisor Diseado en Visualizacin Normal.

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Figura 3. Circuito Transmisor Diseado en Visualizacin Artwork (utilizado para la placa

fenlica).

Figura 4. Circuito Transmisor Diseado en Visualizacin de Prototipo Real.

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Figura 5. Circuito Transmisor Implementado Vista Superior.

Figura 6. Circuito Transmisor Implementado Vista Inferior.

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Figura 7. Circuito Receptor Diseado en Visualizacin Normal.

Figura 8. Circuito Receptor Diseado en Visualizacin Artwork (utilizado para la placa

fenlica).

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Figura 9. Circuito Receptor Diseado en Visualizacin de Prototipo Real.

Figura 10. Circuito Receptor Implementado Vista Superior.

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Figura 11. Circuito Receptor Implementado Vista Inferior.

Una vez que se disearon los circuitos, stos se imprimieron en papel couche con tinta a lser,

para despus emplear la tcnica de planchado y fijar as las pistas (de tinta) en las placas fenlicas

correspondientes a cada circuito. Cabe resaltar que ambos circuitos se implementaron en placas

de cobre de 10 x 15 cm.

Ya planchados los circuitos, se dispuso a eliminar el cobre innecesario (no cubierto con tinta) con

una solucin compuesta en dos terceras partes de cloruro frrico (FeCl3) y una tercera parte de

agua (H2O). Este proceso se llevo a cabo en 40 minutos para ambas placas.

Una vez que se elimin el cobre innecesario de la placa, se quit la tinta de las pistas tallando

fuertemente con una fibra y jabn de polvo, teniendo precaucin de no daar las pistas de cobre,

para despus enjuagar el circuito con abundante agua.

Finalmente, se perforaron las terminales del circuito utilizando un Mini Drill y brocas de 0.19 mm,

0.38 mm y 0.98 mm de dimetro, detallando las imperfecciones con esmeriles.

Todo lo mencionado con anterioridad se trabaj en casa, pues la brigada decidi slo llevar a cabo

el proceso de soldar elementos en el laboratorio. Dicho proceso se desempeo de manera

organizada pues los tres integrantes del equipo colaboramos para soldar adecuadamente los

distintos elementos que conformaban al circuito transmisor y al circuito receptor.

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2. Una vez terminados los circuitos, se realizaron las conexiones necesarias para hacer una

prueba con el generador de seales, en donde se ingresaron diferentes frecuencias

audibles para el ser humano y as comprobar el correcto funcionamiento del sistema de

comunicacin hecho.

Figura 12. Primer prueba del circuito en donde se escucharon tonos provenientes del generador de

seales.

3. Lo siguiente a realizar fue la conexin de una entrada auxiliar para audio, en donde se

conect un reproductor de msica en vez de la conexin del generador de seales. Se

obtuvieron los siguientes resultados:

Alcance mximo [m] Direccionalidad []

3.5 360

El sistema de comunicaciones poda continuar transmitiendo sin problemas hasta una distancia de

3.5 m. El sistema adems radiaba de forma tal, que se poda continuar con la transmisin a

cualquier ngulo, sin afectar demasiado la calidad de la transferencia del sonido.

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Cuestionario 1. Identifique los diferentes bloques del circuito y explique qu funcin tiene cada uno.

Entrada de la seal. El micrfono sirve como transductor de entrada.

Amplificador Operacional utilizado para amplificar la seal que se quiere transmitir.

Transistor con control de ganancia (se controla el potencimetro). Puede amplificar pequeas

corrientes a tensiones pequeas o medias; por lo tanto, slo puede tratar potencias bajas (no

mayores de medio Watts). Puede trabajar a frecuencias medianamente altas. Por todas esas

razones, es un transistor de uso general, frecuentemente utilizados en aplicaciones de radio por

los constructores aficionados de radios.

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Potencimetro que ajusta la ganancia.

Amplificador operacional, encargado de amplificar la seal recibida.

El LM386 es un circuito integrado que consiste en un amplificador que requiere bajo voltaje, tanto

en la entrada de audio como en la alimentacin. Es frecuentemente usado en amplificadores para

computadoras (parlantes), radios, amplificadores de guitarra, etc.

Salida de la seal. La bocina funciona como transductor de salida.

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2. Cul es la distancia mxima que cubre el diodo transmisor?

En nuestro caso fue de 3.5 m.

3. Cul es el permetro de transmisin del diodo transmisor?

Para nuestro circuito se registr un alcance de 360.

4. Cules son las condiciones de operacin para que el receptor (fototransistor) funcione?

Que no exista ninguna discontinuidad en el circuito ni en las conexiones, que se aplique un voltaje

adecuado para que comience a funcionar (9V), que no se alejen los circuitos ms all de 3.5

metros el uno del otro y ajustar los potencimetros para obtener ganancias que nos permitan

escuchar la transmisin correctamente.

5. Cmo se podra mejorar esta recepcin?

Ajustando los potencimetros y el voltaje aplicado, as como evitar la influencia de la luz

ambiente.

6. Cmo se podra obtener una mayor distancia entre el emisor y el receptor?

Ajustando el voltaje y corriente aplicados al circuito, as como mantener el ngulo de transmisin

lo ms cercano a cero, es decir, que ambos circuitos se encuentren alineados.

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Conclusiones

Gmez Cruz Alejandro

Gracias a esta prctica pude conocer los elementos y dispositivos que conforman a un Sistema de

Transmisin de Audio por Infrarrojo, adems de que aprend a disear, construir e implementar el

Circuito Transmisor por Infrarrojo y el Circuito Receptor por Infrarrojo, ambos en circuito impreso.

Me llam mucho la atencin la funcin de los potencimetros en ambos circuitos pues al variar su

resistencia podamos amplificar y suprimir ruido en la seal de salida, similar a una sintonizacin.

Pienso que lo anterior se debe a que con los potencimetros ajustamos la ganancia de ambos

circuitos, provocando que la seal de salida tenga una mejor amplitud y no presente afectaciones

por el ruido o distorsin.

Tambin pude relacionarme con dos circuitos integrados que jams haba usado, como lo es el

Amplificador Operacional TL082 y el amplificador de audio LM386 los cules, como lo dice su

nombre, se utilizaron para amplificar la seal de audio antes de que sta llegara a la bocina.

Me sorprendi en gran manera que el alcance de nuestro Sistema de Transmisin por Infrarrojo

fuera de 3.5 [m], pues nunca pens que llegara a tanto debido a las prdidas que puede tener la

informacin en el aire (similar a lo que suceda cuando se separaban dos telfonos que estaban

compartiendo datos por infrarrojo, prdida de la informacin), a esta distancia la seal ya tena un

grado de distorsin muy alto y en su mayora era ruido. En cuanto al ngulo de transmisin,

nuestro circuito transmisor radiaba infrarrojos en forma esfrica (similar a una antena isotrpica)

pues aunque el receptor y el transmisor se encontraban en forma opuesta totalmente, la msica

se segua escuchando.

Por ltimo quisiera mencionar que la organizacin y el trabajo de nuestro equipo lograron que la

prctica se llevara a cabo en forma exitosa.

Hernndez Rodrguez Celina Esta prctica es mi favorita hasta ahora, no solo por la emocin de ver que funcionaran a la

primera nuestros circuitos receptores y transmisores por infrarrojo sino por la diferencia q tuvo

sta con todas las dems prcticas. Siempre estamos acostumbrados a trabajar sobre una proto

board y el hecho de alambrar siempre causa problemas pues es ms fcil cometer errores en

nuestras implementaciones.

As mismo, me agrad el hecho de usar ms las manos, soldar, utilizar software de diseo de

circuitos. Siento que fue una prctica mucho ms en equipo, todos colaboramos para que se

desarrollara la prctica de la mejor forma y adecuada posible.

Haciendo a un lado esto, puedo decir que nunca haba tratado con circuitos o elementos

infrarrojos. Es interesante notar que nuestros circuitos tuvieron un alcance muy grande (3.5 m) en

la comunicacin en comparacin a una en infrarrojo tpica de un celular. Aun no entiendo por qu

un celular no tiene un circuito transmisor/receptor infrarrojo de mejor calidad y efectividad.

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Debido a las mltiples reflexiones que se generaron en el laboratorio, al poner una placa de cobre

frente al infrarrojo del transmisor se sigui recibiendo en el receptor la seal de entrada.

Tericamente al poner un conductor perfecto entre la comunicacin se debi anular sta.

Obtuvimos un ngulo de propagacin de 360 en todas las direcciones (como una esfera) y

pudimos observar el comportamiento del control de ganancia (potencimetro del receptor) para

encontrar el punto donde la cancin se escuchaba mejor. Todos los potencimetros fueron

variados para encontrar una mejor resolucin de la seal y obtener un buen resultado en la

comunicacin infrarroja.

Prez Anguiano Xadia Catalina

En esta prctica trabajamos con conceptos relacionados a los sistemas de comunicaciones.

Pudimos recordar bastante informacin til acerca de los elementos bsicos en un transmisor, en

el receptor y en el medio de transmisin para que el sistema en su totalidad pueda funcionar sin

problemas.

El medio de transmisin puede ser un cable, una gua de onda o simplemente el aire. Tambin se

observ que se necesitan de transductores para poder transformar a la seal que se desea

transmitir para poder trabajar con ella, y luego volverla a transformar para que en la recepcin el

mensaje pueda ser entendido. Tambin sabemos que se necesita de amplificar la seal, ya que

sta puede sufrir de atenuaciones mediante su trayecto y que pueden existir etapas de filtracin y

de control de ganancia para que la transmisin pueda darse sin problemas y con la mejor calidad

posible.

En general la prctica me agrad bastante, ya que se invirti tanto tiempo como esfuerzo desde la

realizacin de los circuitos y al final todo funcion perfectamente. Como resultados obtuvimos una

distancia mxima de transmisin de 3.5 m, despus de esta distancia lo que se alcanzaba a percibir

era mayormente ruido junto a la transmisin distorsionada. El permetro de alcance se podra

modelar de forma esfrica, esto se debe, entre otras cosas, a las reflexiones que se dan en el

sistema, las cuales rebotan en las paredes de la habitacin en donde se encuentra el circuito y

regresan de diversas direcciones, dndonos como resultado la impresin de un permetro radial de

transmisin.

Referencias http://sistemascomunic.wordpress.com/sistemas-de-comunicacion/