Este documento presenta un proyecto de control de velocidad de motores de corriente directa mediante un circuito con un temporizador 555. Se explican los componentes electrónicos utilizados como diodos rectificadores, MOSFET y el temporizador 555. Luego, se detallan los pasos experimentales seguidos, que incluyeron diseñar el circuito en simulador, probarlo en protoboard, fabricar la placa de circuito impreso y comprobar su funcionamiento. Finalmente, se concluye que el proyecto fue viable técnica y económic

1. Colegio vocacional Monseñor Sanabria
Electrotecnia
Control de maquinas eléctricas
Informe final del proyecto
Sistema de control de velocidad de motores de
corriente directa
Alonso Retana Corrales
Sección 5-10

2. Introducción
A continuación se presenta una revisión del proceso necesario para
cumplir con los objetivos del proyecto, además de fotos y
evidencias de su realización. También se adjunta un resumen de
los conocimientos teóricos requeridos para la realización del
mismo.
Justificación
La realización de este proyecto es de vital importancia para los
estudiantes ya que después de hacerlo, obtienen un enfoque más
práctico de la teoría vista en clase sobre los componentes
electrónicos que se utilizaron y les permite aplicar y comprobar sus
utilidades y usos.
La electrónica es una de las áreas más importantes en el programa
del año en curso ya que con ayuda de esta, los estudiantes pueden
fabricar sus propios dispositivos electrónicos y esto a su vez, es
provechoso no solo por el producto final, que facilita muchas
prácticas, sino por todo el proceso de fabricación, que les brinda
entre muchas otras cosas, experiencia en la detección de fallas de
circuitos electrónicos. Conocer más a fondo sobre los componentes
electrónicos es fundamental para lograrlo. Solo con esta clase de
pruebas prácticas se logra alcanzar un verdadero nivel de
comprensión sobre el funcionamiento, las aplicaciones, ventajas y
desventajas de los mismos.

3. Marco teórico
Diodo rectificador
Características:
Es un dispositivo semiconductor formado por dos materiales uno tipo “N” y
uno tipo “P” que van a ser el cátodo y el ánodo respectivamente. Cuando a
este se le aplica un voltaje en polarización directa, mayor a 0.7V, deja pasar la
corriente con una resistencia muy pequeña, idealmente nula y en
polarización inversa funciona como un interruptor abierto, idealmente con
una corriente nula, esto siempre y cuando no sobrepase el voltaje de ruptura
lo que dañaría el dispositivo y permitiría el paso de corriente
Transistor de efecto de campo MOSFET
Los transistores de efecto de campo se
denominan así porque durante su
funcionamiento la señal de entrada crea
un campo eléctrico que controla el paso
de la corriente a través del dispositivo.
Estos transistores también son llamados
unipolares.
La composición del MOSFET consiste en una estructura MOS (Metal-óxido-semiconductor)
en la cual el electrodo metálico superior (Gate) depositado
sobre la capa aislante actúa como terminal de puerta del transistor. Existen
además dos regiones pequeñas dopadas fuertemente con impurezas

4. donadoras (tipo N) en la superficie, situadas a cada lado de la puerta. Sobre
cada una de estas regiones tipo N se deposita un electrodo metálico
formando los contactos de fuente y drenaje.
Cando el voltaje aplicado a la compuerta es cero, las dos regiones tipo N de
fuente y drenador, forman con el resto del semiconductor tipo P, uniones P-N
conectadas en oposición por lo que el paso de corriente es casi nulo.
Cuando se le aplica un voltaje positivo lo suficientemente grande a la
compuerta (mayor a 1 voltio, voltaje umbral), se obtiene una condición de
inversión fuerte en la interfase del semiconductor con el óxido. Viéndolo de
una manera más sencilla, cuando se aplica un voltaje de drenaje, al hacer
más positiva la tensión aplicada al electrodo de compuerta, la corriente de
drenaje se hace más elevada ya que el canal es cada vez más ancho y por
tanto el número de portadores más elevado. En estos dispositivos, al ser el
canal conductor de tipo P, el potencial de puerta tiene que ser negativo.
igualmente, la tensión de drenaje debe ser negativa en este caso.

5. Temporizador 555
El dispositivo 555 es un circuito integrado muy estable cuya función
primordial es la de producir pulsos de temporización con una gran precisión y
que, además, puede funcionar como oscilador. El 555 puede ser utilizado
para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito
integrado flip-flop. Sus derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de
sincronización en un solo paquete.
1 - Tierra o masa
2 - Disparo: Es en esta patilla, donde se establece el inicio del tiempo de
retardo, si el 555 es configurado como monostable. Este proceso
de disparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3
del voltaje de alimentación.
Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho
tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a
alto otra vez.
3 - Salida: Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador 555,
ya sea que esté conectado como monostable, astable u otro.
Cuando la salida es alta, el voltaje de salida es el voltaje de aplicación (Vcc)
menos 1.7 Voltios. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la
ayuda de la patilla # 4 (reset)
4 - Reset: Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de
salida # 3 a nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que
conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee"

6. 5 - Control de voltaje: Cuando el temporizador 555 se utiliza en el
modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi
desde Vcc (en la práctica como Vcc-1 voltio) hasta casi 0 V (en la práctica
aprox. 2 Voltios).
Así es posible modificar los tiempos en que la patilla # 3 está en alto o en
bajo independiente del diseño (establecido por las resistencias y
condensadores conectados externamente al 555).
El voltaje aplicado a la patilla # 5 puede variar entre un 45% y un 90 % de Vcc
en la configuración monostable.
Cuando se utiliza la configuración astable, el voltaje puede variar desde 1.7
voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje en esta patilla en la configuración
astable causará la frecuencia original del astable sea modulada en frecuencia
(FM). Si esta patilla no se utiliza, se recomienda ponerle un condensador de
0.01uF para evitar las interferencias
6 - Umbral: Es una entrada a un comparador interno que tiene el555 y se
utiliza para poner la salida (Pin # 3) a nivel bajo
7 - Descarga: Utilizado para descargar con efectividad
el condensador externo utilizado por el temporizador para su
funcionamiento.
8 - V+: También llamado Vcc, es el pin donde se conecta el voltaje de
alimentación que va de 4.5 voltios hasta 16 voltios (máximo). Hay versiones
militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios
Configuración astable Este tipo de funcionamiento
se caracteriza por una salida con forma de onda
cuadrada (o rectangular) continua de ancho
predefinido por el diseñador del circuito. El
esquema de conexión es el que se muestra. La
señal de salida tiene un nivel alto por un tiempo t1
y un nivel bajo por un tiempo t2. La duración de
estos tiempos depende de los valores de R1, R2 y C

7. Datos experimentales
Primero se diseña un circuito y se prueba en un simulador, utilizando los
componentes deseados.
Una vez comprobada su funcionalidad se realiza una prueba en físico
utilizando una protoboard. Hecho esto y después de ajustar y verificar
valores de capacitores y resistores, se procede a realizar el circuito impreso
en digital. Se voltea en espejo el circuito impreso para que a la hora de
voltear la placa, no se inviertan los componentes.

8. Se imprimen las pistas del circuito y se pasan a una placa para montaje de
circuito impreso (limpiada previamente), utilizando un marcador
permanente. Una vez que se dibujan las pistas en la placa, esta se sumerge
en una mezcla de agua oxigenada y ácido muriático para que desgaste el
cobre excedente, de esta manera obtenemos las pistas del circuito.
Después de remover el marcador se procede a perforar la placa, de manera
que queden agujeros del tamaño justo de las patillas de los componentes.
Estos, una vez ubicados se sueldan en su respectivo lugar de manera que
hagan contacto con la pista del circuito. Se conecta a la alimentación y se
verifica su funcionamiento.

9. Conclusión
Después de la realización del proyecto comprobamos su viabilidad ya que el
costo final no fue muy elevado. Comprar un dispositivo de este tipo hubiera
aumentado el costo considerablemente.
Además de la reducción de costos, el estudiante amplia sus conocimientos ya
que el proceso de investigación necesario para realizar este, implica
informarse sobre el funcionamiento y conexión de cada uno de los
componentes, aparte de su composición interna y principio de operación.
El proceso de montar un circuito en una placa para circuito impreso les
brinda experiencia a los estudiantes sobre la detección de fallas de circuitos
electrónicos
Al finalizar este proyecto se obtuvo un regulador de velocidad para motores
de corriente directa completamente funcional. Por la configuración que se
utilizó para conectar el 555, basta con cambiar el valor de uno de los
capacitores para aumentar o disminuir el punto mínimo de revoluciones del
motor.

10. Bibliografía
http://www.unicrom.com/tut_555.asp electrónica Unicrom
http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_555 wikipedia, circuito integrado 555
http://www.icmm.csic.es/fis/gente/josemaria_albella/electronica/8%20Transistores%20d
e%20Efecto%20Campo.pdf “fundamentos de electrónica física y microelectrónica”
capítulo VII