Proyectos ELO109
·
P1:
Control de temperatura de un recipiente de agua.
Consiste en diseñar un sistema
que permita adecuar la señal del transductor de temperatura (Pt-100) de un recipiente de agua equipado con un
calefactor, comparar con una señal de referencia y activar o no el calefactor
para lograr mantener la temperatura del recipiente dentro de dos valores. El
valor de la temperatura deberá ser registrado en un computador para lo cual se
ocupará un módulo de adquisición. El
sistema debe contar con una alarma audible para indicación fuera de rango, con
una frecuencia para indicar que la variable está por sobre el nivel máximo, y
otra frecuencia para indicar que la variable está por debajo del nivel mínimo.
Las alarmas deben generarse utilizando un oscilador sinusoidal Puente de Wien. La salida de audio debe se amplificada por un
amplificador clase B 1 watt. Y accionada durante 2 seg cada 10 seg. También se debe mostrar el valor de
temperatura en un visor digital de dos dígitos y tener una salida de corriente
análoga de
·
P2:
Control de nivel de un estanque de agua. (Control por histéresis on/off).
Consiste en diseñar un sistema
que permita adecuar la señal del transductor de nivel de un estanque de agua,
comparar con una señal de referencia y activar o no la bomba propulsora de agua
para llenar el estanque, el cual tiene un consumo o pérdida de agua que se
ajusta manualmente. El valor del nivel del estanque deberá ser registrado en un
computador para lo cual se ocupará un módulo
de adquisición. El sistema debe contar con una alarma audible para
indicación fuera de rango, con una frecuencia para indicar que la variable está
por sobre el nivel máximo, y otra frecuencia para indicar que la variable está
por debajo del nivel mínimo. Las alarmas deben generarse utilizando un
oscilador sinusoidal Puente de Wien. La salida de
audio debe se amplificada por un amplificador clase B de 1 watt
y accionada cada 10 seg durante 2 seg. También se
debe mostrar el valor de nivel del estanque en un visor digital de dos dígitos
y tener una salida de corriente análoga de
·
P3:
Obtención de la característica de descarga de un estanque de agua.
Consiste en diseñar un sistema
que permita obtener (en forma manual-automática) una gráfica del comportamiento
del nivel de un estanque. Con este gráfico se debe determinar el caudal
de salida para una determinada apertura de la válvula de desagüe. Con las
mediciones obtenidas se deberá desarrollar un modelo matemático que permita
realizar una simulación del proceso de desagüe del estanque para diferentes
niveles, permitiendo además determinar (por simulación) el tiempo de desagüe
para una apertura determinada.
El sistema a desarrollar debe
adecuar la señal del transductor de nivel de un estanque de agua, comparar con
una señal de referencia y activar la bomba propulsora de agua (al accionar un
botón de inicio) para llenar en forma automática el estanque hasta un nivel
determinado previamente, deteniéndose la bomba. Esto es indicado con un led verde que parpadea a 10 [Hz],
y una alarma audible senoidal de 1000 [Hz], apagándose al cabo de 20 [s] o cuando se accione
una válvula manual de desagüe. Al producirse el vaciado del estanque se debe
activar un adquisidor de datos (modulo de
adquisición) el cual irá registrando en un computador el nivel del agua. Al
llegar a un nivel mínimo prefijado, se deberá indicar con un led rojo parpadeante a 10 [Hz] y
una señal audible senoidal de 100 [Hz], durante 20 [s] o si se cierra la vávula de desagüe. Se puede reiniciar el proceso apretando
el botón de inicio.
Los valores obtenidos en cada
señalización permitirán obtener (en forma manual-automática) una gráfica del
comportamiento del nivel del estanque en función del tiempo. La salida de audio debe se amplificada por un
amplificador clase B.
·
P4:
Control de presión de un compresor. (control por histéresis on/off).
El compresor está constituido por
una bomba, que genera un almacenamiento de aire comprimido en un pequeño
estanque, una salida de aire ajustable manualmente y una válvula de salida
controlada por un solenoide. El proyecto consiste en construir un sistema que
permita el inflado automático de globos
El sistema debe cumplir con los
siguiente requisitos: adecuar la señal del transductor de presión del
compresor, comparar con una señal de referencia y activar la bomba del
compresor (al presionar un botón de inicio) hasta un valor ajustable
previamente, deteniéndose la bomba en ese valor. Esto es indicado con un led verde que parpadea a 10 [Hz]
durante 20 [s]. A la salida de la válvula controlada se conecta un globo de
goma, el cual deberá ser inflado al activar un botón que permite abrir dicha
válvula hasta lograr el inflado máximo requerido. Luego, se cierra,
indicando que se ha logrado un inflado correcto mediante el mismo led y además con una señal de audio senoidal
de 1[kHz] con ajuste de volumen, durante 20 [s].
Cuando la presión, en el compresor, haya llegado a un valor mínimo determinado
previamente, se activará un led rojo y una señal de
audio de 100 [Hz], senoidal,
durante 20 [s]; transcurrido este tiempo, habiendo sacado el globo previamente,
la válvula se abrirá hasta que la presión sea cero, cerrándose nuevamente para
iniciar un nuevo ciclo. El valor de la presión del aire en el estanque debe ser
registrada en un computador, para lo cual se utilizará un modulo de adquisición.
·
P5:
Transmisión de audio a través de un canal óptico por modulación en frecuencia. (Detalle)
El proyecto consiste en adecuar
una señal de audio proveniente de algún dispositivo electrónico como diskman, walkman, etc., modular en frecuencia, con esta
información, una señal portadora y activar un emisor óptico. La señal emitida
es recibida por un sistema receptor, luego se extrae la información e ingresa a
un sistema amplificador de potencia de 2 W
para activar un parlante. Debe producir una señal luminosa si la señal
recibida está dentro del rango adecuado de recepción y una señal de audio
sinusoidal de 1 (watt) cada 10 seg
durante dos seg, si no hay señal recibida.
·
P6:
Visualizador de diagrama fasorial de dos señales senoidales, en un osciloscopio. (Detalle)
Se trata de diseñar un sistema
que efectúe las siguientes acciones: Teniendo dos señales senoidales
desfasadas para visualizar el diagrama fasorial entre
ellas, la señal de referencia (una de ellas), es enviada a un amplificador de
ganancia variable linealmente (controlado por tensión) y a un desfasador en 90º, generando el coseno de la señal; luego,
este coseno también es enviado a un amplificador de ganancia variable
linealmente. Ambas señales son conectadas a los canales X e Y del osciloscopio,
generando con ello (en modo xy) una espiral. Al mismo
tiempo, las dos señales son procesadas para detectar su cruce por cero,
respectivamente. Cada cruce por cero genera un pulso de cierto ancho. Este
pulso activa el eje Z del osciloscopio, de tal forma, que el haz es visible
sólo cuando se produce el cruce por cero, por lo tanto, se generan dos líneas
visibles en la pantalla, desfasadas de acuerdo al ángulo de fase entre las dos
señales. El módulo del respectivo fasor, se determina
inhibiendo el haz cuando la amplitud de la señal es menor que el voltaje de
control de los amplificadores de ganancia variable.
·
P7:
Medidor de distancia ultrasónico.
El proyecto consiste en generar
una señal ultrasónica, amplificarla y transmitir un pulso de determinado ancho,
mediante un transductor de voltaje a sonido. Recibir el eco producido por el
rebote en el objeto, del cual se quiere determinar su distancia de la fuente
sonora. Determinar el tiempo transcurrido desde la emisión hasta la recepción
del eco, para mostrar visualmente, la distancia al objeto. Generar señal de
·
P8:
Medidor de frecuencia cardíaca.
Se trata de medir la frecuencia cardíaca a través de la obtención de la señal de ECG
(electrocardiograma), mediante dos electrodos especiales. La señal requiere ser
amplificada mediante un amplificador de instrumentación, ajustada su valor
continuo y, luego, detectar la onda R para medir su frecuencia. El sistema debe
entregar su valor visualmente (análogo y digital) y mediante una señal de
·
P9: TV en
osciloscopio.
El proyecto consiste en tomar una
señal de video disponible en un reproductor de DVD comercial, acondicionarla a
niveles adecuados para luego separar las señales de sincronismo vertical,
horizontal, y la señal de video. Con la señal de sincronismo vertical se activa
(sincroniza) un generador de diente de sierra para alimentar el eje vertical
del osciloscopio. En forma análoga se procede para el eje horizontal. La señal
de video es amplificada y aplicada al eje Z del osciloscopio. Debe diseñarse además, un amplificador de
potencia de audio para reproducir el audio a un nivel de más de 2 (watt)
·
P10:
Analizador de ondas
El proyecto consiste en obtener
el contenido armónico de señales senoidales,
triangulares y cuadradas, mostrando la amplitud de cada una de sus armónicas en
el osciloscopio. Para esto se hace pasar la señal a analizar por tres filtros pasabanda, cada uno con frecuncia
central diferente. A la salida de cada filtro se detecta su valor máximo. Por
otro lado, se genera el barrido horizontal del osciloscopio mediante una rampa,
la cual se ocupa para conmutar cada una de las salidas de los detectores de
valor máximo, las cuales se muestran en el eje Y del osciloscopio. Se debe
controlar la instensidad del haz de electrones (eje
Z) para que en la pantalla no se visualize el regreso
del haz ("Blanking signal").
Las señales de entrada tendrán una frecuencia fija de 1 [kHz].
·
P11:
Transmisión de audio a través de un canal óptico por PWM (Pulse Width Modulation).
El proyecto consiste en adecuar
una señal de audio proveniente de algún dispositivo electrónico como diskman, walkman, etc., para efectuar la molución en PWM de una señal portadora; con esta señal se
debe activar un emisor óptico. La señal emitida es recibida por un sistema
receptor, luego se extrae la información e ingresa a un sistema amplificador de
potencia de 2 W para activar un
parlante. Debe producir una señal luminosa si la señal recibida está dentro del
rango adecuado de recepción y una señal de audio sinusoidal de 1 (watt) cada 10 seg por dos seg si no hay señal recibida.
La modulación PWM consiste en
comparar la señal de audio (señal modulante) con una señal triangular de mucha
mayor frecuencia (señal portadora). La salida del modulador PWM usado para esta
experiencia será digital, tomando el valor 0 cuando la portadora sea mayor que
la modulante y 1 cuando la portadora sea menor que la modulante.
·
P12:
Sistema electrónico para “karaoke”.
El
proyecto consiste en adquirir la señal estéreo proveniente de algún dispositivo
electrónico como diskman, walkman, etc.,
separar los dos canales, pasar cada uno de ellos por un filtro pasa altos con
frecuencia de corte en 150 [Hz], respectivamente,
generar con las dos salidas la diferencia entre ellas; al mismo tiempo,
por otro lado, sumar los dos canales y filtrar con un filtro pasa bajos con
frecuencia de corte en 150 [Hz]. Además, adecuar la
señal proveniente de un micrófono para luego, realizar la mezcla
de esta señal con la señal proveniente del restador y del filtro pasa
bajos. La salida del mezclador ingresa a un sistema amplificador de potencia
estéreo para activar los parlantes. El sistema debe permitir seleccionar con y
sin efecto karaoke, ajustar el volumen del micrófono,
de las señales de baja frecuencia y de la señal de diferencia.
·
P13:
Fuente de poder regulada ajustable (con “foldback”) (Detalle)
Se trata de diseñar una fuente
regulada, cuya salida se pueda ajustar de
·
P14: Home Theater. (Detalle)
El objetivo del sistema es su aplicación para equipos
con salidas de audio estéreo tradicionales. El efecto “surround”
se logra separando la señal de cada canal estéreo por rangos de frecuencia. De
esta forma, el canal central se obtiene por la suma de los dos canales estéreo,
puesto que la voz viene grabada en ambos canales para lograr la centralización
de ella e igualmente, las señales de bajas frecuencias (graves) vienen en ambos
canales, por lo que ocupando un filtro pasa bajos se obtiene el canal subwoofer. Con filtros pasa altos se separan los canales
izquierdo y derecho, respectivamente, de ambos canales estéreo. La separación
de canales corresponde a la etapa pre-amplificadora,
se requiere incorporar las etapas de potencia. Cada canal posee una etapa de
potencia.
El sistema posee, además, un retardador de la conexión
de parlantes, lo cual evita que al encender el equipo, se produzca la carga de
los condensadores de salida a través de los parlantes, evitando con ello el
“golpe” de encendido. También posee un umbral automático de conexión de señal
para evitar la amplificación de ruido con niveles de señal muy bajos.
·
P15: Detector
de presencia mediante Infrarrojos. (Detalle)
El sistema sensa
la presencia de un cuerpo calórico mediante la detección de la luz infrarroja
emitida por dicho cuerpo. El sensor utilizado es del tipo PIR. La señal
obtenida es filtrada y amplificada mediante un amplificador pasa-banda. Luego
es nuevamente amplificada con un filtro pasa-alto (derivador),
con el objeto de detectar solamente variaciones de la señal sensada,
y no su nivel medio. La salida del filtro pasa alto se compara con un valor de
referencia ajustable (sensibilidad). Al superar el umbral de referencia, se
activa una señal de potencia durante un tiempo ajustable de
· P16: Accionamiento de persianas
para el control de iluminación natural.
El
sistema sensa la iluminación natural a través de una fotorresistencia
o fototransistor amplificando adecuadamente la señal obtenida. Luego se obtiene la diferencia respecto a un
voltaje de referencia (equivalente al nivel de luz deseada) Este error obtenido
permite tomar las siguientes acciones si es mayor de cierto umbral debe
accionar un motor DC, que abra el sistema de persianas, si el valor del error
es menor de cierto valor debe cerrar las persianas. En el caso, de activarse
externamente el encendido artificial de iluminación, ampolletas o tubos, las persianas deben cerrarse. Debe
limitarse el accionamiento del motor tanto cuando se ha llegado al límite de
apertura de las persianas como el cierre. En ambos casos debe indicarse esta
situación por una señal de audio generada por un puente de Wien,
para ambos casos, durante 2 segundos cada 10s tres veces. Potencia de salida de
audio 2W