Introducción Teórica:
Los amplificadores operacionales pueden ser utilizados para comparar dos señales y determinar cual de ellas es mayor, una pequeña diferencia entre una señal y la otra provoca que a la salida del amplificador se tenga un voltaje máximo ya sea positivo (+Sat) o negativo (-Sat), esto es debido a que se trabaja en lazo abierto (sin retroalimentación) por lo que existe una ganancia máxima.
La ganancia real de un amplificador operacional es de 200,000 o más, el voltaje de salida es igual a:
Vsal = AOL (V1 – V2)
Donde:
- Vsal = tensión de salida
- AOL = ganancia de amplificador operacional en lazo abierto (200,000 o más)
- V1 y V2 = tensiones de entrada
Vsal no puede exceder el voltaje de saturación del amplificador operacional, ya sea este negativo o positivo.
El voltaje de saturación es de aproximadamente 2v menos que las fuentes de alimentación del amplificador operacional (+V y -V )
Comparador No inversor:
En esta configuración el voltaje que se tendrá como referencia (que puede ser negativo o positivo) debe estar conectado a la entrada inversora del amplificador operacional y la señal a comparar en la entrada no inversora, tal como se muestra en la figura
*Si el voltaje a comparar (Vc) es mayor que el de referencia (VRef) a la salida se tendrá un voltaje de saturación positivo (+Vsat)
*Si el voltaje a comparar (Vc) es menor que el de referencia (VRef) a la salida se tendrá un voltaje de saturación negativo (-Vsat)
Comparador Inversor
En esta configuración el voltaje que se tendrá como referencia (que puede ser negativo o positivo) debe estar conectado a la entrada no inversora del amplificador operacional y la señal a comparar en la entrada inversora, tal como se muestra en la figura:
*Si el voltaje a comparar (Vc) es mayor que el de referencia (VRef) a la salida se tendrá un voltaje de saturación negativo (-Vsat).
*Si el voltaje a comparar (Vc) es menor que el de referencia (VRef) a la salida se tendrá un voltaje de saturación positivo (+Vsat).
Schmitt trigger
Un Schmitt trigger es un tipo especial de circuito comparador.
Este cambia su estado de salida cuando la tensión en su entrada sobrepasa un determinado nivel; la salida no vuelve a cambiar cuando la entrada baja de ese voltaje, sino que el nivel de tensión para el cambio es otro distinto, más bajo que el primero. A este efecto se conoce como ciclo de histéresis. Ésta es la principal diferencia con un comparador normal, que es un simple amplificador operacional sin realimentación, y que su salida depende únicamente de la entrada mayor.
Una ves entendida la teoría podemos empezar a hacer el Trabajo practico
Se nos pide que con un Amplificador Operacional a lazo abierto armemos un Sistema de control On-Off.
Primero debemos armar el siguiente circuito:
Como sensor de luz vamos a utilizar un LDR que junto con una resistencia con la cual arman un divisor de tensión y de esta forma conseguimos una señal variable según varía la luz que detecta el LDR.
Para comprender como funciona la LDR les vamos a mostrar un vídeo echo por un compañero:
En el trabajo se nos pide oscurece completamente el sensor de luz y verificar que la señal de salida cambia de estado al variar la referencia.
Al tapar (oscurecer) el LDR se enciende la luz y al destaparlo se apaga la luz.
tal como se muestra en el siguiente vídeo:
Una ves comprendido el funcionamiento del circuito se nos pide acercar la lámpara al sensor hasta observar un cambio en el comportamiento del sistema.
El sistema se vuelve inestable,lo que le pasa al circuito en un inicio el sensor esta oscurecido, 1 tiempo después se prende la luz y lo capta el sensor y así constantemente.Un compañero realizo un vídeo demostrándolo:
