Disyuntor electrónico:esquema y funcionamiento

Disyuntor electrónico:diagrama de circuito, funcionamiento y aplicaciones

Los dispositivos de CA que usamos en nuestros hogares generalmente tienen un límite para manejar la corriente y el voltaje. Estos umbrales de voltaje y corriente se denominan clasificación del dispositivo y son las medidas proporcionadas por los fabricantes en el rango en el que el dispositivo funcionará correctamente. No solo son la tensión y la corriente nominales necesarias para las condiciones de funcionamiento más óptimas, sino que también son las medidas por encima de las cuales el dispositivo puede dañarse. El dispositivo defectuoso a veces daña otros dispositivos que están conectados a la misma red.

Estos problemas ocurren debido a las fluctuaciones en el voltaje que obtenemos de nuestra red eléctrica y generalmente son inevitables. Estas sobretensiones son responsables de dañar muchos dispositivos electrónicos que van desde pequeños electrodomésticos en nuestros hogares hasta grandes máquinas industriales de alto rendimiento. El artículo trata sobre cómo hacer un disyuntor electrónico que usaría su circuito para salvar nuestros dispositivos de picos repentinos de voltaje y desconecta la carga de la red.

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Diagrama de circuito del disyuntor electrónico

A continuación se muestra un diagrama esquemático del circuito:

Componentes Requeridos para Electronic CB

1. Amplificador operacional LM358
2. Regulador 7805 =+5V
3. Relé =5V
4. BC547 IC =2 números
5. Transformador reductor =12V
6. Potenciómetro variable =10kΩ
7. Puente de diodos
8. Resistores =1kΩ, 2kΩ, 2,2kΩ, 5,1kΩ y 10kΩ
9. Condensadores =0,1 μF, 10 μF y 100 μF

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LM358

El IC LM358 es un IC de amplificador operacional. Es un IC de amplificador operacional de doble canal de baja potencia. Tiene dos amplificadores operacionales de alta ganancia, independientes y con compensación de frecuencia interna. Está hecho para que funcione con una sola fuente de alimentación y pueda operar en una amplia gama de voltajes. Hay muchas aplicaciones de este IC que incluyen el bloque de ganancia de CC, los amplificadores de transductores y los circuitos Op-Amp convencionales. Este IC tiene un paquete de ocho pines.

El pin out se muestra en la siguiente figura.

La estructura interna del IC se muestra en la figura anterior. El IC, como se discutió anteriormente, tiene dos amplificadores operacionales independientes. Los terminales 1 y 7 son los terminales de salida del Op-Amp. Los terminales 3 y 5 son los terminales no inversores mientras que los terminales 2 y 6 son los terminales inversores. Están los terminales de tierra y VCC normalmente presentes en 4 y 8 respectivamente.

Este IC, además de ser económico y de fácil acceso, tiene algunas características más redentoras que se acercan más al lado electrónico. Algunas de las características de las que se enumeran a continuación.

1. Su principal punto de venta, los dos amplificadores operacionales tienen compensación de frecuencia interna
2. El rango de la fuente de alimentación única es de 3-32 V.
3. El rango de la fuente de alimentación dual es de -16 a -1,5 V o de 1,5 V a 16 V.
4. La ganancia de voltaje es de 100 dB y el ancho de banda es de 1 MHz.
5. El consumo de corriente de suministro al IC es muy bajo. Generalmente está en el rango de 500 µA.
6. Hay un pequeño voltaje de compensación en la entrada, que generalmente es de unos 2 mV.
7. El voltaje de modo común obtenido del IC contiene el potencial de tierra.
8. El voltaje de entrada diferencial y el voltaje de la fuente de alimentación proporcionado al IC son comparables.

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IC regulador 7805

Los circuitos que tienen fuentes de voltaje en ellos pueden tener fluctuaciones que resulten en que no proporcionen salidas de voltaje fijo. Uno de los circuitos integrados populares para este propósito es el circuito integrado regulador 7805, que es un miembro de los reguladores de voltaje lineales fijos que se utilizan para mantener tales fluctuaciones. Hay muchas aplicaciones en las que se utiliza el 7805 y las principales son:

1. Regulador de salida fija
2. Regulador positivo en negativo
3. Regulador de salida ajustable
4. Regulador de corriente
5. Regulador de voltaje de CC ajustable
6. Doble suministro regulado
7. Circuito de protección contra inversión de polaridad de salida
8. Circuito de proyección de polarización inversa

IC regulador de voltaje LM 7805
Número de PIN	Nombre de marcador	Propósito
1	Entrada	Aplique un voltaje no regulado para obtener una salida regulada
2	Tierra	Conectado a tierra
3	Salida	La salida es una señal de voltaje regulada

Cuando se le da un voltaje de entrada de 7,2 V, el IC logrará su máxima eficiencia.

En el regulador de voltaje IC 7805, se gasta mucha energía en forma de calor. La diferencia en el valor del voltaje de entrada y el voltaje de salida viene como calor. Entonces, si la diferencia entre el voltaje de entrada y el voltaje de salida es alta, habrá más generación de calor. El orificio en el transistor es para conectar un disipador de calor con él. Por lo tanto, este IC también proporciona una disposición para un disipador de calor.

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Transistor BC547

BC547 es un transistor de unión bipolar NPN. Se utiliza sobre todo para fines de conmutación, así como para procesos de amplificación. La menor cantidad de corriente en la base se utiliza para controlar también la mayor cantidad de corriente en el colector y el emisor. Sus aplicaciones básicas son conmutación y amplificación. A continuación se muestra el pinout del transistor BC547:

El funcionamiento del transistor es sencillo. Cuando el voltaje de entrada se aplica en sus terminales, una cierta cantidad de corriente comienza a fluir desde la base al emisor y controla la corriente en el colector. El voltaje entre la base y el emisor es negativo en el emisor y positivo en la terminal de la base por su construcción NPN.

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Retransmisión

Un relé es un interruptor operado eléctrica, electromagnética o electrónicamente. El interruptor puede tener cualquier número de contactos en múltiples formas de contacto, como contactos de apertura, contactos de apertura o una combinación de estos dos. Los relés se utilizan para controlar un circuito mediante una señal independiente de baja potencia, o cuando varios circuitos deben ser controlados por una señal. La forma tradicional de los relés utiliza un electroimán para cerrar o abrir los contactos, pero se han inventado otros principios operativos, como los relés de estado sólido que utilizan propiedades de semiconductores para el control sin depender de piezas móviles. A continuación se proporciona el pinout de un relé de 5V que se utiliza en la construcción del circuito.

Relé de 5 V
Número de PIN	Nombre de marcador	Descripción
1	Extremo de la bobina 1	Usado para activar el relé
2	extremo de la bobina 2	Usado para activar el relé
3	Común(COM)	Conectado a un extremo de la carga
4	Normalmente cerrado (NC)	Si el otro extremo está conectado a este terminal, la carga permanece conectada antes del disparo
5	Normalmente abierto(NO)	Si el otro extremo está conectado a este terminal, la carga permanece desconectada antes del disparo

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Funcionamiento del disyuntor electrónico

Conecte los componentes correctamente de acuerdo con el diagrama del circuito anterior. El diagrama del circuito que se muestra arriba tiene tres partes. Las tres partes deben conectarse para formar un solo gran circuito. Las tres partes son

• Módulo de potencia
• Módulo de amplificador operacional
• Módulo de relé

Los tres módulos del circuito se analizarán brevemente en la próxima sección del informe.

Módulo de potencia

El Op-Amp en este circuito es el controlador para el disyuntor de nuestro proyecto. Este Op-Amp requiere una fuente de alimentación regulada de 5V. Ejecutaremos este circuito fuera de nuestra red eléctrica que tiene un voltaje de CA de aproximadamente 220V. Primero, para alimentar el amplificador operacional, debemos reducir el voltaje disponible para nosotros desde la red eléctrica.

Para esto usamos un transformador reductor, en nuestro caso usamos un transformador que nos da un voltaje reductor de 12V. Esta tensión AV de 12 V que se obtiene del transformador se rectifica luego mediante un circuito rectificador realizado mediante un puente de diodos. Esto rectifica el voltaje de CA a voltaje de CC.

La salida de esta rectificación ahora nos dará un voltaje de aproximadamente 12 V CC. Esta CC de 12 V se regula con nuestro CI regulador de voltaje LM7805. Podemos mapear el voltaje de salida del módulo de potencia entre 0 y 5 V usando un divisor de potencial con una resistencia variable y una resistencia. Al cambiar el voltaje del potenciómetro, podemos obtener diferentes voltajes. También puede usar el circuito convertidor de 12 V a 5 V.

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Módulo de amplificador operacional

El módulo Op-Amp es la parte principal del circuito, y aquí es donde tiene lugar la comparación de voltajes. Debido a que el disyuntor que estamos fabricando brinda protección contra sobretensiones tanto altas como bajas, debemos tener en cuenta ambos casos. Ambos casos tienen su circuito individual y se conectan al circuito principal en la conexión etiquetada.

El Op-Amp en el circuito se usa en modo diferencial. Y de todas las aplicaciones de un Op-Amp, hemos usado el Op-Amp en este circuito como comparador de voltaje. Este comparador dará una salida alta o baja después de comparar los voltajes en dos de sus terminales. Podemos establecer los voltajes de umbral tanto para el límite inferior como para el límite superior mediante redes de resistencia.

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Módulo de retransmisión

Ahora que le hemos dado la fuente de alimentación adecuada al circuito del amplificador operacional y los amplificadores operacionales están hechos para funcionar de la forma en que se supone que deben hacerlo, ahora tenemos que pensar en el funcionamiento del circuito después de una detección de sobrevoltaje alto o bajo identificado por el disyuntor electrónico .

La subida de tensión se obtiene del módulo Op-Amp del circuito, que se analiza anteriormente. Según la salida de amplificadores operacionales obtenida del módulo de amplificadores operacionales, se activará el relé. Cuando ambas salidas de los amplificadores operacionales son altas, solo entonces se activará el relé y la carga de CA se conectará directamente a la red eléctrica. Hay una resistencia adicional de 1k ohm que se usa para limitar la corriente.

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