INSTITUTO TECNOLOGICOSUPERIOR

DE POZA RICA

INGENIERIA ELECTRONICA

NOMBRE DE LA MATERIA:

INSTRUMENTACION INDUSTRIAL

UNIDAD:1

PRACTICA 1

ALUMNOS

ALVAREZ FLORES KEVIN F.CAZARES GUERRERO LENIN A.LIAHUT GONZALEZ JOHANA G.RODRIGUEZ REYES MARIELY M.OLARTE JERONIMO SARA Y.

CATEDRATICO

JOSE LUIS JAIMES MALDONADO

NUMERO DE CONTROL

116P0700116P0742116P0730116P1225106P1237

SEMESTRE

8

PERIODO

Periodo Febreo - Julio 2013

Poza Rica, Veracruz, 14 de abril de 2015

Indice

1. Introduccion 3

2. Desarrollo 42.1. Objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2. Descripcion de los componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.3. Material utilizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.4. Realizacion del circuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3. Conclusion 8

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Instrumentacion Industrial

EQUIPO 3*

14 de abril de 2015

1. Introduccion

Los sensores han sido de gran ayuda para los usuarios ya que son una herramienta electronica a o instrumentoselectronico mas usado para realizar tareas, actividades o trabajos que faciliten las mediciones.Estos sensores. Hoy en da el trabajo que desempena favorece mucho a las industrias y empresas las cuales deseanun mejoramiento en sus maquinas as como su produccion.El sensor infrarrojo es uno de los mas utilizados en el mundo, los podemos encontrar en diversos proyectos desem-penando variedad de funciones, barrera, interrupcion o aproximacion por mencionar las mas importantes, de igualforma existen en el mercado diferentes presentaciones o empaquetados, dependiendo del proyecto a construir y quecon suerte los veremos mas adelante.Para esta nueva entrega hemos decidido empezar con mostrarles la construccion mas basica de este tipo de senso-res, en ocasiones nos complicamos un poco la vida tratando de conseguir un modelo especifico para agregar unafuncionalidad de lo mas sencilla a nuestro proyecto, debemos saber que nunca esta de mas la simplicidad.

Figura 1: Presentacion de los infrarrojos y los fototransistores.

En la imagen vemos algunas de las presentaciones en las que podemos encontrar los diodos infrarrojos (emisor)y los fototransistores (receptor), estos elementos son las piezas clave en un sensor infrarrojo y siempre las encontra-remos independientemente de la presentacion, si se dan cuenta son muy parecidos a un led comun, algunos emisoreslos encontramos transparentes o con un ligero color en purpura y los receptores en trasparentes o negros, estosultimos por un filtro UV que les permite trabajar mejor incluso expuesto a la luz solar.

*Periodo Febreo - Julio 2013

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2. Desarrollo

2.1. Objetivo

El objetivo de esta practica es realizar un detector de paso por medio de un sensor infrarrojo y un fototransistory probar con ellos que tan precisa sera nuestra senal de salida, tambien se observara la sensibilidad y el error denuestro instrumento de medicion.

2.2. Descripcion de los componentes

Sensor infrarrojo

El sensor es un dispositivo electronico/mecanico/qumico que mapea un atributo ambiental resultando una medidacuantizada, normalmente un nivel de tension electrica.Particularmente, el sensor infrarrojo es un dispositivo electronico capaz de medir la radiacion electromagneticainfrarroja de los cuerpos en su campo de vision. Todos los cuerpos reflejan una cierta cantidad de radiacion, estaresulta invisible para nuestros ojos pero no para estos aparatos electronicos,ya que se encuentran en el rango delespectro justo por debajo de la luz visible.

Figura 2: Representacion de un sensor infrarrojo.

Principio de Funcionamiento

Los rayos infrarrojos(IR) entran dentro del fototransistor donde encontramos un material piroelectrico, naturalo artificial, normalmente formando una lamina delgada dentro delnitrato de galio [Ga(NO3)3], nitrato de Cesio(CsNO3), derivados de la fenilpirazina, y ftalocianina de cobalto. Normalmente estan integrados en diversas con-figuraciones(1,2,4pxels de material piroelectrico). En el caso de parejas se acostumbra a dar polaridades opuestaspara trabajar con un amplificador diferencial, provocando la auto-cancelacion de los incrementos de energa de IRy el desacoplamiento del equipo.

Sensores pasivos

Estan formados unicamente por el fototransistor con el cometido de medir las radiaciones provenientes de losobjetos.

Sensores activos

Se basan en la combinacion de un emisor y un receptor proximos entre ellos, normalmente forman parte de unmismo circuito integrado. El emisor es un diodo LED infrarrojo (IRED) y el componente receptor el fototransistor.

Sensores reflexivos[editar] Este tipo de sensor presenta una cara frontal en la que encontramos tanto al LEDcomo al fototransistor. Debido a esta configuracion elsistema tiene que medir la radiacion proveniente del reflejo dela luz emitida por el LED. Se tiene que tener presente que esta configuracion es sensible a la luz del ambiente per-judicando las medidas, pueden dar lugar aerrores, es necesario la incorporacion de circuitos de filtrado en terminosde longitud de onda, as pues sera importante que trabajen en ambientes de luz controlada. Otro aspecto a teneren cuenta es el coeficiente de reflectividad del objeto, el funcionamiento del sensorsera diferente segun el tipo de

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superficie.

Ya que no podremos ver a simple vista si nuestro emisor esta funcionando (al polarizarlo), tendremos que com-probarlo utilizando alguna camara de fotografa o video digital, como la de nuestro celular.

FOTODIODO O FOTOTRANSISTOR

Este dispositivo se diferencia de un transistor comun por que su base ha sido sustituida por un cristal foto-sensible que regula el flujo de corriente colector ? emisor de acuerdo a la luz incidente sobre el (en nuestro caso luzinfrarroja).

Figura 3: Representacion de un Fototransistor.

El fototransistor, aunque con la apariencia de un LED comun, debe conectarse con la patilla larga a masa y lacorta a voltaje.Bueno, con los terminos basicos aclarados, veamos el esquema del emisor y el receptor:

Figura 4: Representacion de un sensor infrarrojo.

El fototransistor es un poco mas complicado que quedara mas que instalarlo de un modo o de otro esperando

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a que funcion, si tienen el modelo la hoja de datos servira de mucho.

2.3. Material utilizado

Tarjeta arduino uno

Resistencias

Diodos N4007

Fototransistor

Infrarrojo

Compuerta NOT

Relevador

Socket

Foco

2.4. Realizacion del circuito

*Primer paso:Se realizo el circuito del detector de paso en protoboard, para poder comprobar su adecuado funcionamiento.

Figura 5: circuito en protoboard.

*Segundo Paso:Se realizo el programa en Arduino ya que neustro detector de paos iba a hacer controlado por esta tarjeta.

El codigo es simple, solo leemos la variacion de la lectura y la comparamos con un valor definido, dependien-do de para que se este usando podemos hacer una cosa cuando la lectura esta por debajo de nuestro valor definidou otra cuando esta sobre el, para el ejemplo solo encenderemos/apagaremos un LED.En el Vine vemos el sensor funcionando en dos modos, barrera, que es la mas comun y reflectivo, este ultimo esinteresante ya que puede extenderse a varias funcionalidades como sensor de aproximacion o de color por ejemplo,incluso podramos decir que es el principio para un robot seguidor de linea.

El programa quedo de la siguiente manera, deacuerdo a las especificaciones que nosotros quisimos que realiza-ra:

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const int analogInPin = A1; // Pin analogico 1 para la lectura del Fototransistor

const int OutPin = 13; // Pin para el led indicador

int sensorValue = 0; // Inicializamos el valor del sensor

void setup() {

// Inicializamos la comunicacion serial a 9600 bps:

Serial.begin(9600);

pinMode(OutPin, OUTPUT);

}

void loop() {

// leemos el pin para y asignamos el valor a la variable.

sensorValue = analogRead(analogInPin);

// Si el valor obtenido es mayor a 900 se activa el LED

if(sensorValue > 900)

{

digitalWrite(OutPin, HIGH);

}

else

{

digitalWrite(OutPin, LOW);

}

// Imprimimos el valor en el monitor.

Serial.print("sensor = " );

Serial.println(sensorValue);

delay(100);

}

Se prosiguio a ver que es lo que nos arrojaba nuestro programa de arduino para ver su adecuado funcionamiento,de acuerdo a lo que notros queramos que realizara.

Figura: Muestra cuando nuestro sensor tienela senal obstruida.

Figura: Muestra cuando nuestro sensorno tiene la senal obstruida.

En las imagenes anteriores se muestran los resultados cuando nuestro sensor no detecta nada nos va mandarun cero, es decir este va a estar en 0 volts y cuando nos manda un 1 esta en 5 volts.

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*Tercer paso:Se probo todo el circuito completo tanto la parte del emisor como la del receptor para poder corrovorar el funcio-namiento adecuado de nuestro programa de arduino y hacer que cuando detecte algo se haga el cambio con el fococomo se preseta en las siguientes ilustraciones:

Figura 6: Circuito completo en protoboard.

*Cuarto paso:Al ver que nuestro circuito funcionaba exitosamente, se prosiguio a realizarlo en placa, para que este tuviera unamejor presentacion y no presentara ninguna falla, ya que el protoboard llega a tener algun margen de error y nonos permite realizar un manejo adecuado de nuestro circuito.

Pimero se hizo la simulacion y la placa en Multisim.Despues se paso a una placa. y este sera nuestro resultado final.

3. Conclusion

Lo que se puede concluir es que mediante la realizacion de un circuito relativamente sencillo se pudo hacer laaplicacion de un sensor detector de paso, que podra tener muchas aplicaciones, el funcionamiento de este va a estarva basado en un programa de arduino, es decir, por medio de este vamos a controlar nuestro detector y respecto alo que vamos a querer que este realice, es el funcionamiento que va a tener.Una cosa muy importante es que una caracterstica importante y que demos de tomar en cuenta y por la cual serealizo la practica anterior es, para comprobar y poner en practica la sensibilidad de nuestros sensores, y respectoa lo que nos dio como resultado en nuestra practica puedo concluir que nuestro sensor es sensible, por que este aldetectar una obstruccion de senal rapidamente hace el cambio, tambien, nuestro sensor de infarrojos y fotodiodostiene una distancia de operacion de 8 cm aproximadamente. Por lo que nos dice que no tiene una buena distanciade operacion, pero esto se podra mejorar anadiendo mas componentes a nuestro circuito.

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Referencias

[1] http://platea.cnice.mecd.es/ msanch2/tecnoweb/tecnoweb.htm

[2] Microsoft Word - IR333-A.doc

[3] Arduino UNO

[4] Multisim

[5] PCB Wizard

Indice de figuras

1. Presentacion de los infrarrojos y los fototransistores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32. Representacion de un sensor infrarrojo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43. Representacion de un Fototransistor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54. Representacion de un sensor infrarrojo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55. circuito en protoboard. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66. Circuito completo en protoboard. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

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