Control Temperatura Para Cautin 112

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Control Temperatura Para Cautin 112

  1. 1. CONTROL DE TEMPERATURA PARA CAUTIN Oscar Montoya Figueroa Introducción De todos es conocido que muchos de los circui- tos electrónicos que se soldan tienen un limite En este artículo presentamos de resistencia a la temperatura; cuando ésta es rebasada, se producen en el circuito daños in- un circuito práctico que, ternos que provocan la mala operación del sis- mediante un control tema en donde está colocado. Un cautín con con- electrónico ajustable, permite trol de temperatura es caro; pero si ya tiene us- ted un cautín sencillo, sólo tiene que agregar el regular de 30 a 50 watts la circuito que enseguida describiremos para ha- temperatura de un cautín; las cerse de una herramienta profesional. piezas para armarlo se pueden Teoría de operación del Triac conseguir fácilmente en el mercado. Hemos elegido un La regulación de temperatura se logra mediante control de temperatura, puesto el control de la cantidad de corriente eléctrica que es aplicada al elemento calefactor; a mayor que esta herramienta es muy intensidad de corriente, mayor temperatura al- necesaria para el técnico en canzará el dispositivo. Dado que un cautín se servicio electrónico y el alimenta de corriente alterna, debemos utilizar un Triac como elemento de control de la corrien- estudiante. te eléctrica. Recordemos que un Triac es un dispositivo semiconductor de tres terminales bidireccional; es decir, puede conducir la corriente eléctrica en 74 ELECTR ONIC A y servicio
  2. 2. Figura 1 Polarización de un Triac con un voltaje Símbolo esquemático de un Triac de corriente directa MT1 G MT2 + Vcc - G MT1 MT2 Figura 3 Rc ambos sentidos. Su símbolo electrónico se muestra en la figura 1. Disparo de un Triac con polarización de Las terminales de este dispositivo se descri- voltaje de corriente directa ben como MT1 (que corresponde a la terminal principal 1), MT2 (que corresponde a la terminal G principal 2), y G (que corresponde a la terminal MT2 compuerta). En la figura 2 vemos dos Triacs típi- + + - Vcc cos. - MT1 El Triac en polarización de corriente directa Rc Figura 4 Para polarizar un Triac con voltaje de corriente directa, sólo se conecta el voltaje de la fuente a las terminales MT1 y MT2. Al aplicar el voltaje corte (no-conducción) al estado de saturación de corriente directa al Triac, éste se comporta (conducción). Este voltaje es generado por un como un interruptor abierto (corte) y entonces pulso positivo, tomando como referencia nega- impide que la corriente lo atraviese. En la figura tiva la terminal principal que se encuentre pola- 3 se observa un Triac con polarización de co- rizada negativamente. rriente directa. En la figura 4 vemos cómo se pone en con- Cuando un Triac es polarizado con voltaje de ducción al Triac aplicando un pulso positivo a la corriente directa, basta un pulso de disparo en terminal G con respecto a la terminal MT1. su terminal G para hacer que pase del estado de El Triac se mantiene en estado de conducción en tanto el voltaje de polarización no sea cero o no se cortocircuiten sus terminales principales, tal como se indica en la figura 5. Triac en encapsulado Triac en encapsulado para 4 amperes para 8 amperes Figura 5 A B Puesta a corte de un Triac, utilizando un interruptor SW 1 G MT1 + MT2 - MT 1 MT1 MT 2 MT 2 G Figura 2 G Rc ELECTR ONIC A y servicio 75
  3. 3. Variaciones de voltaje en una señal de corriente alterna Figura 8 +V Máximo positivo Circuito de polarización para el triac en C.A. R1 G t MT2 Cero volts MT1 R2 -V Cero volts Máximo negativo Figura 6 Rc El Triac en polarización de corriente alterna corriente alterna, necesitamos aplicar un pulso El voltaje de corriente alterna se mantiene cam- de disparo al inicio de cada uno de los semiciclos biando continuamente de polaridad; inicia en de la misma (figura 7). cero y, antes de retornar a este valor, atraviesa por una etapa intermedia en la que se incrementa Control de fase hasta alcanzar un valor pico positivo máximo; La forma más sencilla de disparar un Triac cuan- después cambia de polaridad con el aumento de do está polarizado con voltaje de corriente al- su valor de voltaje inverso, hasta alcanzar un terna, consiste en tomar una parte de este últi- valor pico máximo negativo; finalmente su va- mo y aplicarla a la terminal compuerta G del Triac lor de voltaje negativo se reduce, hasta que re- (figura 8). torna al valor de cero; así se reinicia el proceso Ahora bien, para hacer que el Triac controle de manera indefinida (figura 6). la cantidad de corriente que lo atraviesa, se uti- Cuando el Triac se polariza con un voltaje de liza un método conocido como «control de fase» corriente alterna, la polaridad que se aplica en (figura 9). Durante la primera porción de cada las terminales principales cambia y pasa por cero medio ciclo de la onda de corriente alterna, se volts continuamente; de modo que aunque se mantiene al Triac abierto, lo que evita el flujo de aplique un pulso de disparo a la terminal com- corriente a través de la carga; pero en un valor puerta G, el Triac sólo conducirá durante un de ángulo “a” específico, el Triac se pone en con semiciclo de la señal de corriente alterna. Para lograr entonces que el Triac se mantenga con- duciendo durante ambos ciclos de la onda de Control de fase de una señal de C.A Circuito de polarización en C.A. Figura 7 Porción de voltaje aplicado a la carga Rc Fuente a MT1 de C.A. G a MT2 Circuito de disparo Figura 9 76 ELECTR ONIC A y servicio
  4. 4. Figura 10 Circuito esquemático de control de potencia Contacto Circuito básico de control de fase para un Triac P1 SW 1 Rc Fuente RT R1 D1 MT1 de C.A. D T1 MT2 C1 CT Clavija Figura 11 ducción y, por lo tanto, permite el paso de la co- rriente eléctrica a través de la carga. Variando el valor del ángulo “a”, se modifica Puesto que el Triac y el Diac son dispositivos el tiempo en que el Triac permanece apagado y de disparo bilateral, no importa la polaridad de encendido; de esta manera se controla la corrien- la onda de corriente alterna; en ambos sentidos te aplicada a la carga. Para un ángulo grande de se produce el mismo efecto. Los valores de RT y “a”, menor será el tiempo que permanezca en- CT determinan el ángulo de fase con que el Triac cendido el Triac y, en consecuencia, la corriente se dispara, en ambos medios ciclos de la onda total aplicada a la carga será menor; y cuando el de corriente alterna. valor del ángulo “a” disminuye, el Triac se man- tiene más tiempo encendido, provocando así que El Triac como control de temperatura por la carga circule una mayor cantidad de co- para cautín rriente total (ver nuevamente la figura 9). En la figura 10 podemos ver el circuito básico Es momento de construir el circuito de control para el control de fase de un Triac. En este caso, de corriente por fase, utilizando dispositivos dis- el Triac actúa como un interruptor electrónico cretos comerciales. que conduce la corriente eléctrica cuando se aplica una pequeña corriente de disparo en su terminal de compuerta. El Triac se apaga auto- Figura 12 máticamente cuando la corriente que lo atraviesa A Lado soldadura pasa por cero. En dicho circuito el capacitor CT se carga durante cada medio ciclo de la onda de corriente alterna, cuando la corriente circula a través del potenciómetro RT y la carga Rc. El hecho de que la carga se encuentre conec- tada en serie con RT, se considera para que el valor de éste sea varias veces más grande que la resistencia de la carga. La carga acumulada en el capacitor CT se li- B Lado componentes bera, cuando el voltaje almacenado en éste al- Triac canza el valor de ruptura del Diac D (disparador MT1 C1 bilateral). Esta energía produce un pulso de co- MT2 D1 rriente a través del Diac D, haciendo que se dis- G pare el Triac por el pulso en la compuerta G. R1 SW 1 P1 ELECTR ONIC A y servicio 77
  5. 5. Figura 13 C1 MT1 MT2 SW1 G D1 P1 R1 P1 Material El Triac que se emplea en este circuito ha sido 1 Triac 2N6071A o su equivalente ECG5603 diseñado para manejar corrientes de hasta 4 1 Diac DC34 o cualquier otro con voltaje de rup- amperes; por eso recomendamos utilizarlo con tura aproximado de 35 volts (D1) cautines de 30 a 50 watts máximo. Si se observa 1 Resistor 120 ohms a 1/2 watt (R1) calentamiento en el Triac, lo aconsejable es uti- 1 Capacitor cerámico de 104K a 250volts (0.1pfd) lizar un disipador de aluminio. (C1) En la figura 12A, apreciamos el diagrama del 1 Potenciómetro lineal de 200 Kilohms con swit- circuito impreso por su lado de soldadura. Por ch (P1) su parte, el circuito de control de temperatura 1 Clavija puede realizarse fácilmente mediante la técnica 1 Contacto eléctrico de plumón; utilice éste para copiar el dibujo so- 2 Metros de cable número 22 bre la tablilla de impreso del lado del cobre. Lue- 1 Placa para circuito impreso de 5x5 cm go, al dibujar las pistas anchas evite que éstas 1 Plumón de tinta permanente queden juntas. 1 Broca de 1mm Sumerja la placa en una solución de cloruro 250 ml de solución de cloruro férrico férrico, a fin de que se desprenda el cobre de las partes no cubiertas por el plumón. Por último, Procedimiento enjuague bien con abundante agua. La asignación de terminales para el Triac Para efectuar las perforaciones en los puntos 2N6071A, se especifica en la figura 2A. de soldadura, utilice la broca de 1 mm. En la fi- El circuito de control que ensamblaremos se gura 12B tenemos el diagrama visto desde su muestra en la figura 11; observe que el circuito lado de componentes. Asegúrese de insertar co- se alimenta a través de una clavija que va co- rrectamente el Triac en las perforaciones, ya que nectada a la red comercial de alimentación de de lo contrario el dispositivo puede sufrir daños corriente alterna de 127 volts; también se ha permanentes. adaptado un contacto eléctrico, en el que debe Finalmente, en la figura 13 se muestra el dia- conectarse la clavija del cautín a controlar. Con grama pictórico del circuito completo para el el interruptor SW1, que incluye el mismo poten- control de temperatura del cautín. ciómetro P1, se puede encender y apagar el Tenga mucho cuidado cuando realice las co- cautín. Si se manipula el control deslizable del nexiones; sólo hasta que se tenga absoluta cer- potenciómetro P1, puede controlarse la corrien- teza de que éstas son correctas y de que se en- te aplicada al cautín (y por ende, la temperatura cuentran perfectamente aisladas, el circuito po- del elemento calefactor). drá ser probado. 78 ELECTR ONIC A y servicio

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