Última modificación:
2005-02-23
2005-02-23
El objetivo principal del desarrollo de una placa se basa en la necesidad de acondicionar las señales que
se obtienen de los sensores de temperatura con el fin de ajustar el rango de las señales producidas a un rango
válido de entrada de los conversores analógico-digitales con el fin de aprovechar todo el rango disponible.
El otro objetivo es el de construir una etapa de potencia necesaria para alimentar y controlar la célula peltier.
Por tanto se han diseñado dos etapas:
Para la construcción de las etapas de acondicionamiento de los sensores de temperatura empleados (LM35) se han empleado un conjunto de amplificadores operacionales con las siguientes funcionalidades:
El motivo de dicha etapa se fundamenta en la no destrucción de la señal y el ajuste del valor de la misma al rango elegido.
Por ello se emplea un seguidor de tensión a la salida del sensor con lo que se consigue una baja impedancia a la salida del mismo.
La salida de este seguidor pasa a la entrada positiva del siguiente operacional empleado para la amplificación no inversora, y la salida de este
último pasa al substractor donde ajustamos el offset de la señal de acuerdo al rango establecido.
Se ha optado por un rango entre -25°C y 100°C , por lo que eligiendo un rango en el conversor AD de [-5,5] V
con una resolución de 12 bits , lo que implica valores entre 0 y 4095 a la salida del conversor AD.
Si tenemos en cuenta que el sensor empleado se encuentra calibrado en °C y suponemos un comportamiento lineal de la señal generadoa, con una variación de 10mV
por grado, tenemos valores entre -0.250 mV y 1 V a la salida del sensor y queremos ajustarlos a un rango entre [-5,5] V por lo que necesitamos
una ganancia de 8 y un offset de -3 V.
Se ha optado por emplear ganancia variable para poder variar las condiciones inicialmente supuestas y para poder calibrar la etapa,
para ello se emplean potenciómetros.
Se emplea alimentación de una fuente simétrica ya que es necesario generar tensiones negativas.
Esquema:
La etapa de potencia de la célula se basa en dos L165 (Amplificadores Operacionales de potencia).
Estos nos permiten hasta 3A aunque sólo se va a emplear entre 1 A y 1.5 A para alimentar la célula.
Esta etapa se alimenta con +15 V.
El esquema empleado se extrae del datasheet del L165 con modificaciones oportunas.
Esquema:
Debido a que se van a emplear un ventilador y un calentador en el modelo se emplean dos transistores BD137.
Estos dos elementos se controlan mediante PWM, no siendo así en el caso de la célula ya que aunque es una técnica válida, degradaría
la célula.
Esquemas:
Esquema ventilador
Esquema Resistencia
Este diseño ha sido generado con la herramienta gEDA.
Este diseño ha sido generado con la herramienta gEDA.
