Introduccion Teorica:Comparadores analogicos a lazo abierto
Si no existe realimentación la salida del A. O. será la resta de sus dos entradas multiplicada por un factor. Este factor suele ser del orden de 100.000 (que se considerará infinito en calculos con el componente ideal). Por lo tanto si la diferencia entre las dos tensiones es de 1V la salida debería ser 100.000V. Debido a la limitación que supone no poder entregar más tensión de la que hay en la alimentación, el A. O. estará saturado si se da este caso. Si la tensión más alta es la aplicada a la patilla + la salida será la que corresponde a la alimentación VS+, mientras que si la tensión más alta es la del pin - la salida será la alimentación VS.Un comparador es un circuito electrónico, ya sea analógico o digital, capaz de comparar una señal de entrada con un determinado valor, variando su salida según el resultado.Como todo amplificador operacional, un comparador estará alimentado por dos fuentes de corriente contínua (+Vcc, -Vcc). El comparador hace que, si la tensión de entrada en el borne positivo es mayor que la tensión conectada al borne negativo (en el dibujo, V2), la salida será igual a +Vcc. En caso contrario, la salida tendrá una tensión -Vcc.
Funcionamiento del comparador
En este circuito, estamos alimentando el amplificador operacional (A.O.) con dos tensiones +Vcc = 15V y -Vcc = -15 V. Conectamos la patilla V+ del A.O. a masa (tierra) para que sirva como tensión de referencia, en este caso 0 V. A la entrada V- del A.O. hemos conectado una fuente de tensión (Vi) variable en el tiempo, en este caso es una tensión sinusoidal.
A la salida (Vo) del A.O. puede haber únicamente dos niveles de tensión que son en nuestro caso 15 ó -15 V (considerando el A.O. como ideal, si fuese real las tensiones de salida serían algo menores).
- Cuando la tensión sinusoidal Vi toma valores positivos, el A.O. se satura a negativo, esto significa que como la tensión es mayor en la entrada V- que en la entrada V+, el A.O. entrega a su salida una tensión negativa de -15 V.
Comparador digital
Reciben esta denominación los sistemas combinacionales que indican si dos datos de 'N' bits son iguales y en el caso que esto no ocurra cuál de ellos es mayor. En el mercado se encuentran, generalmente, como circuito integrados para datos de 4 u 8 bits y entradas que facilitan la conexión en cascada para trabajar con más bits. En la imagen1, se puede observar el esquema de 4 bits. Posee dos tipos de entradas: las de comparación (A0...A3 y B0...B3) y las de expansión (<,=, y >) para la conexión en cascada. La función que realiza el comparador anterior se puede observar en la tabla de verdad que aparece en la imagen3. Se puede observar que las entradas de expansión sólo afectan a las salidas cuando los datos en las entradas A y B son iguales.En algunos casos es necesario realizar comparaciones entre entradas que tienen un número de bits mayor que el permitido por el integrado, en estos casos se realiza la conexión de varios integrados en cascada. En la figura2 se muestra un comparador de 8 bits
Comparador de 4 bits, CI 7485
Comparador de 8 bits realizado con el CI 7485
Desarrollo de la pràctica:
Materiales necesarios para el armado del circuito:
- 1 circuito integrado LM324
- 2 resistencias de 1K
- 1 LDR
- 1 potenciómetro de 5K- 1 potenciómetro de 1K
- 1 diodo 1N4007
- 1 transistor BC337- 1 relé de 12V
- 1 lamparita
1)Armar el siguiente circuito:
2)Oscurece completamente el sensor de luz y verificar que la señal de salida cambia al variar la referencia
Cuando tapamos al sensor de tal forma que no reciba luz,la lampara se encendia al no llegar la suficiente luz al sensor.
3)Acerca la lampara al sensor hasta obtener un cambio en el comportamiento del sistema.
Describe el nuevo comportamiento del sistema.
Cuando acercamos la lampara al sensor,èsta se encendio. Esto ocurriò porque el sensor recibiò la suficiente la luz para apagarse.
4) Responde el siguiente cuestionario:
a) ¿El sistema es inestable? En caso de no serlo como explicarias esta inestabilidad?
Este sistema es inestable, por la variación constante de luz.
b)¿La inestabilidad es periodica?
No es periodica porque depende de la variación de luz, es decir, si se mantiene el circuito con luz estable pasaria a mantenerse estable.
c) Teniendo en cuenta esta experiencia, ¿usarías el circuito ensayado para hacer un control de luz crepuscular?
Si. Una utilidad podria ser para alumbrar exteriores, ya que en un tiempo el circuito recibiria la suficiente luz como para mantener la lampara apagada,en cambio cuando oscurece,se encenderia.
5) Modifica el circuito anterior de la siguiente manera:
6) Oscurece completamente el sensor, varía la tensión de referencia y grafica la curva de histéresis.
En este caso ya el circuito no depende de la luz que reciba el sensor, sino del potenciometro de control
7)Repite el punto 3 y 4
3)Ya no presenta cambios porque es un sistema estable, solo depende del potenciometro
4)
a)Este circuito es mas estable ya que sòlo depende del potenciometro de control.
b)Ya dejò de ser inestable. Es estable continuamente.
c)No seria muy conveniente, pues teniendo en cuenta el ejemplo dado no serviria ya que al no depender de la luz que reciba el sensor estaria o encendido o apagado continuamente.
CONCLUSIONES:Hemos comprendido el funcionamiento del comparador como del sensor LDR.
En este caso nos dejò mas en claro el funcionamiento del LDR, ya que se puede utilizar en un circuito estable como inestable.
