Abr 302017

 
Símbolos diodo Zener

Símbolos diodo Zener

El diodo Zener también llamado diodo de ruptura o avalancha, es un diodo que se polariza inversamente, pero que está especialmente diseñados para tener un bajo voltaje de ruptura  que se aprovecha para obtener una tensión constante de referencia. El diodo Zener es el más simple de los reguladores de voltaje siendo el componente principal de otros reguladores mas complejos.

Aquí se puede consultar los de uso mas generalizado, tabla de valores normalizados para diodos Zener.

El punto en el que un diodo Zener se rompe o conduce se denomina voltaje Zener y lo nombraremos en las gráficas con las iniciales Vz.

Cuando se polariza directamente, se comporta como un diodo de señal normal que pasa la corriente nominal, pero tan pronto como una tensión inversa aplicada a través del diodo zener excede la tensión nominal del dispositivo, se alcanza la tensión de ruptura del diodo, llamada también de avalancha que hace que una corriente comience a fluir a través del diodo para limitar este aumento de voltaje.

 

Gráfica funcionamiento diodo Zener

Gráfica funcionamiento diodo Zener

 

 

Diodo Zener encapsulado en cristal

Zener encapsulado en cristal

Si por ejemplo, tenemos un Zener de 5,1V y le aplicamos tensión en sus bornes poco a poco cuando estemos cerca de 5,1V el diodo empezara a conducir para que la tensión no suba mas.

La corriente que fluye ahora a través del diodo zener veremos que aumenta drásticamente hasta el valor máximo que puede soportar (que normalmente en los circuitos está limitado por una resistencia en serie) y una vez alcanzada esta corriente de saturación inversa permanece constante en una amplia gama de voltajes aplicados. El voltaje en el que la tensión a través del diodo zener se estabiliza se denomina “voltaje zener”, este voltaje puede oscilar según el modelo entre 2,7V y hasta 200V y podemos encontrar potencias de hasta 50W para aplicaciones muy especificas.

Cálculo de implementación del diodo Zener

Explicación diodo Zener

Explicación diodo Zener

Nomenclatura símbolos circuito:

  • RS  = Resistencia serie o de drenaje.
  • VA  = Fuente de tensión no regulada.
  • VS  = Caida de tensión en Rs
  • VZ  = Tensión en Zener.
  • VL  = Tensión en carga.
  • IS   = Intensidad que circula por la resistencia serie.
  • IL   = Intensidad que circula por la resistencia de carga.
  • IZ   = Intensidad que circula por el diodo Zener.
Ejercicio

Tenemos una carga de 10 Ohmios que tenemos que alimentarla a una tensión de 12V a partir de una tensión de entrada de 15V calcular la resistencia de drenaje y las potencias si utilizamos un Zener de 12V .

Si miramos la tabla anterior de Zeners normalizados y escogemos por ejemplo, uno de 12V y 1W con estos dos datos podemos obtener la intensidad máxima que soportara.

...Recordando la Ley de Ohm

P = V x I

I = P / V

En nuestro caso Izmáx = PZ / VZ = 1 / 12 = 0,083 A.

Ahora sabiendo este dato ya sabemos que si no queremos destruir el diodo no sobrepasaremos esta intensidad, para hacer esto utilizaremos una resistencia  Rs en serie que suele llamarse de drenaje, esta  sera la encargada de limitar la corriente que va a circular por el diodo.

Asumimos que para calcular la resistencia de drenaje escogemos una corriente de zener del 10% de la corriente máxima y la carga en la salida es constante.

Si disponemos de una VA, fuente de tensión no regulada de 15V.

Para hacer el calculo de la resistencia de drenaje haremos las siguientes operaciones:

RS = (VA – VZ) / (IL + IZ); en nuestro caso:

VA =15V

VZ = 12V

VS = VA – VZ = 15 – 12 = 3V

IL = VZ / RL = 12 / 10 = 1,2A

IZ = IL / 10 = 1,2 / 10 = 0,12A (el 10%)

IS = IL – IZ = 1,2 + 0,12 = 1.32A

Solo nos queda operar con los valores obtenidos:

RS = 3 / 1,08 = 2,272Ω.

El valor normalizado de la resistencia mas próximo a 2,272Ω que se comercializa es de 2,2Ω ó 2,7Ω, escogeremos el primero para garantizar la intensidad mínima que hemos escogido para el Zener, si recalculamos el circuito con este valor:

IS = VS / RS = 3 / 2,2 =1,363A

IZ = IS – IL = 1,363 – 1,2 = 0,163A

La potencia Zener la calculamos:

PZ = VZ * IZ = 12 * 0,163 = 1,956W

La potencia de la resistencia:

PR = VS * IS = 3 * 1,363 = 4,089W

Al acabar los cálculos redondearemos los valores obtenidos, como la resistencia supera los 4W escogeremos una de 5W y para el Zener que esta rozando los 2W uno de 5W que nos garantizara que el circuito sea mas fiable frente a una eventual subida de tensión de la entrada o un cambio en la intensidad de la carga.

Si se nos hubiera dado el caso que la intensidad de la carga fuera variable, entonces haríamos los cálculos para la intensidad mínima y máxima.



Abr 232017

 
Circuito TTL 74393

Circuito TTL 74393

El circuito integrado 74393 o subfamilia (74LS393, 74F393, 74S393, 74HCT393,..) es un circuito integrado que nos permite hacer contajes en modulo 16 (0..15) y su frecuencia máxima de utilización es de 30 MHz.

En su interior dispone de dos contadores asíncronos independientes.

La alimentación de este circuito es la tradicional de la gran mayoría de la familia TTL,  pin 7 GND y pin 14 +5V.

Lo podemos encontrar en encapsulados SMD o DIP.

Si queremos realizar cuentas en formato decimal u otros módulos podemos recurrir al contador 7490 ó 7493 que nos proporciona mas flexibilidad a la hora de trabajar con ellos.

 

Las señales de control son:

  • CLK activa en los flancos de bajada de la señal de reloj.
  • RST borra los 4 flip-flop internos.

En la tabla de la verdad se puede observar la evolución de las salidas a cada pulso en la entrada de CLK el cambio en los flip flops del contador solo se produce en el flanco de bajada de la señal.

Tabla de la verdad del contador 74393
INPUTOUTPUT
RSTCLKQ3Q2Q1Q0
HXLLLL
L0LLLL
L1LLLH
L2LLHL
L3LLHH
L4LHLL
L5LHLH
L6LHHL
L7LHHH
L8HLLL
L9HLLH
L10HLHL
L11HLHH
L12HHLL
L13HHLH
L14HHHL
L15HHHH

CLK es activo en la transición de nivel alto a bajo.

Aquí podemos ver como uniendo los dos contadores que contiene el circuito 74393 podemos hacer contajes de 0 a 255 (8 bits).
Circuito TTL contador 74393 configurado a 8 bits

Circuito TTL contador 74393 configurado a 8 bits



Abr 212017

 

En este vídeo de Electronik Scream nos enseñan como se realiza la instalación del entorno de programación de Arduino y como configurarlo para empezar rápidamente, en siguientes vídeos se nos enseña todo lo necesario para manejar con soltura esta plataforma.

Los contenidos que se enseñan son:

  • Uso de puertos.
  • Clases de variables y tipos de datos a utilizar en los programas.
  • Entradas digitales.
  • Salidas digitales.