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Amplificadores Operacionales

Autor: Hugo Victoria
Curso:
9/10 (3 opiniones) |13109 alumnos|Fecha publicación: 13/09/2005
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Capítulo 11:

 Báscula Schmitt

Si la entrada de un comparador contiene ruido, la salida puede ser errática cuando Vin está cerca de la tensión de referencia. Para solucionar esto se recurre a un comparador con báscula Schmitt. El esquema es el siguiente:

Báscula Schmitt

Fíjate que con este esquema la tensión de la entrada + no es siempre la misma, depende de la tensión de salida Vout. Por lo tanto no siempre conmuta para el mismo valor de Vin

Por ejemplo: si Vout y Vin son cero. Estarás de acuerdo conmigo en que en ese momento la tensión de la entrada + es cero.

Si vas aumentando Vin, la tensión en la entrada + irá aumentando también, pero irá por debajo de Vin

Cuando Vin llegue a valer lo que Vref no se producirá la conmutación ya que la tensión en la entrada + es inferior.

Sigues aumentando Vin hasta que llega un momento en el que la tensión de la entrada + supera a la Vref, en ese momento la salida Vout se pone a nivel alto.

Al ponerse la salida a nivel alto súbitamente, la tensión en la entrada + que era inferior a Vin se vuelve mayor que Vin.

Ahora aunque baje ligeramente la Vin el comparador no volverá a conmutar porque ahora la tensión en la entrada + es mayor que Vin.

El valor de Vin que hace que la salida del comparador conmute de 0 a nivel alto (Vsat) viene dado por la expresión:

Vin = Vref * {1 + (R2/R1)}

Y el valor de Vin que hace que la salida del comparador conmute del nivel alto (Vsat) al nivel bajo viene dado por esta otra expresión:

Vin = Vref * {1 + (R2/R1)} - Vsat * (R2/R1)

Aplicación práctica

Puedes encontrar aplicaciones prácticas de este comparador en la sección de circuitos en * Encendido automático con LDR y en ** Termostato para la calefacción

 *Encendido automático con LDR

Este circuito enciende automáticamente una bombilla mediante un relé cuando la luz ambiente resulta escasa. Por ejemplo, si lo instalamos en una farola de un jardín, esta se encenderá al anochecer y apagará al amanecer. Este es el circuito que he diseñado:

Báscula Schmitt

La LDR (light depending resistor) es el sensor que detecta el nivel de luz. En realidad es una resistencia que varía según la cantidad de luz que incide en ella. Cuando recibe luz su resistencia baja. Deberás de tener la precaución de que no le de directamente la luz procedente de la lámpara que quieres controlar ya que esto provocaría un peor funcionamiento del circuito.

El amplificador operacional LM741 funciona como comparador entre la tenión variable que proviene de la rama de la LDR y una tensión de referencia ajustable mediante el potenciómetro 1.

El potenciómetro 1 de 4K7 sirve para ajustar la sensibilidad del circuito, así regulas en que momento se encenderá o apagará la luz.

El potenciómetro 2 de 1M regula el ciclo de histéresis de la báscula schmitt. Este segundo potenciómetro resuelve el problema que se ocasiona al encenderse la luz, ya que es muy probable que algo de luz de la propia lámpara incida sobre la LDR haciendo que se vuelva a apagar y entrando en un ciclo descontrolado de "enciende apaga enciende apaga...". Inicialmente deberás poner el potenciómetro 2 en la posición de máxima resistencia (1M) Ajustándolo después si tienes problemas de este tipo.

Puedes cambiar el diodo 1N4001 por cualquier otro diodo rectificador o de propósito generál.

En la sección "componentes" encontrarás las características de los componentes que intervienen en este circuito.

**Termostato para la calefacción

Con este Circuito podrás mantener tu casa a la temperatura que desees, ahorrando, de esta forma, dinero en calefacción. Mediante el potenciómetro de 10K se puede regular la temperatura entre unos 11ºC y 36ºC. El circuito que he diseñado es el siguiente:

Báscula Schmitt

El LM35 es un sensor de temperatura de tres terminales. Uno para la alimentación, otro va a masa, y otro es la salida que da 10mV por cada grado centígrado, con mucha precisión y respuesta completamente lineal. Hay con varios encapsulados distintos, así que antes de comprar uno consulta su hoja de características que encontrarás en la sección "Componentes". Puedes elegir el encapsulado que mas te guste ;)

A continuación la señal es acondicionada para poder ser comparada posteriormente con la señal de referencia variable mediante el potenciómetro de 10K. Variando este potenciómetro se sube o se baja la temperatura ambiente.

La etapa de salida es mediante un relé de 12V al que podrás conectar una estufa eléctrica (mira que el relé te aguante) o la caldera de calefacción central de tu casa.

Los amplificadores operacionales son un único integrado, el LM324. fíjate que todo el circuito funciona con alimentación sencilla de 15V.

Capítulo anterior - Circuito básico

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