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United Ivory Time Machine
Properties
Properties describe core aspects of the project.
Pricing & Availability
Distributor | Qty 1 |
|---|---|
Digi-Key | $1.79–$4.07 |
LCSC | $1.41–$2.80 |
Mouser | $3.89–$4.12 |
Controls
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harry1010
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Regulador de Voltaje LDO (Low Dropout Regulator): Un LDO que pueda regular la salida a 9.1V. Si no encuentras un LDO directamente a 9.1V, puedes usar un regulador ajustable como el LM317 y configurarlo para obtener los 9.1V.
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Resistencias: Para configurar el LM317 (si se elige esta opción) y para protección y filtrado según sea necesario.
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Condensadores: Para filtrar y estabilizar tanto la entrada como la salida del voltaje, reduciendo así la inestabilidad en la tensión de salida.
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Diodo de protección (opcional): Para proteger al regulador de voltaje contra posibles inversiones de polaridad en la entrada.
Diseño del circuito:harry1010
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- Diodo Zener: Debe tener un voltaje de ruptura de 9.1V. Asegúrate de que pueda manejar la disipación de potencia basada en la corriente máxima que fluye a través del circuito.
- Resistor en serie (R1): Para limitar la corriente a través del diodo Zener y la carga. Su valor se calcula en función de la tensión de entrada, la tensión de salida deseada y la corriente máxima de carga.
Cálculo del resistor (R1):- Resistor R1: Conecta la entrada del circuito (donde aplica los 12V) a un extremo de R1.
- Diodo Zener: Conecta el ánodo del diodo Zener al otro extremo de R1 y el cátodo a la salida de 9.1V. Asegúrate de conectar el cátodo (lado marcado o con la línea) hacia la salida para que esté en polarización inversa.
- Carga: Conéctala entre la salida de 9.1V (cátodo del diodo Zener) y la tierra.
Conexiones sugeridas:harry1010
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Seleccionamos un transistor NPN (cualquiera disponible en el inventario).
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Suponiendo una ganancia mínima de corriente ($ \text{hFE} $) del transistor de 100 (un valor típico para pequeñas señales), podemos determinar la corriente de colector ($ \text{Ic} $) que el transistor necesita para amplificar una base ($ \text{Ib} $) de 50 µA.
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Calculamos la resistencia de base ($ \text{Rb} $) necesaria para limitar la corriente de base a 50 µA, dada la corriente de entrada máxima:
Rb=IbVoltaje de fuente−Vbe
Donde $ \text{Vbe} $ es el voltaje base-emisor, típicamente 0.7V.
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Para ajustar exactamente la corriente de colector a los valores deseados, podríamos necesitar implementar un divisor de voltaje en la base o ajustar el valor de la resistencia en serie con el colector.
Conexión con el ACS712:harry1010
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- Transistor: 2N3904, con $\text{hFE}$ (ganancia de corriente en modo común) mínima de aproximadamente 100.
- Sensor de Corriente: ACS712 de 20 mA.
- Fuente de Alimentación: 18V.
Pasos para el Diseño del Amplificador:-
Determinación de la Corriente de la Base ($\text{Ib}$):
Dado que la corriente de entrada máxima es 50µA, esta será la corriente de base $\text{Ib}$ que necesitamos permitir a través del transistor.
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Establecimiento de la Corriente de Colector ($\text{Ic}$):
Queremos amplificar esta señal para que el ACS712 pueda detectarla fácilmente. Vamos a establecer una corriente de salida de $5 , \text{mA}$ para el ejemplo práctico.
Dado el $\text{hFE}$ mínimo de 100, asegurémonos de que hay suficiente margen:
Ic=hFE×Ib=100×50μA=5mA
Este cálculo indica que con un $\text{Ib}$ de 50µA, el 2N3904 puede teóricamente manejar una $\text{Ic}$ de hasta 5mA, lo cual es adecuado para nuestro propósito.
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Diseño del Circuito:
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Resistencia de la Base ($R_{B}$): Para controlar $\text{Ib}$, utilizamos una resistencia $R_{B}$. Calculamos $R_{B}$ basado en la fuente de alimentación y el voltaje base-emisor ($V_{BE}$):
RB=IBVin−VBE
Suponiendo $V_{BE}$ típicamente en 0.7V para el 2N3904:
RB=50μA18V−0.7V=50μA17.3V=346kΩ
Selecciona el valor comercial más cercano para $R_{B}$, por ejemplo, 330kΩ o 360kΩ según disponibilidad.
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Resistencia del Colector ($R_{C}$): Para obtener una caída de voltaje significativa en el colector que refleja la corriente amplificada, seleccionamos $R_{C}$ que acomode la corriente de salida deseada y la caída de voltaje en el colector.
La caída de voltaje en $R_{C}$, asumiendo que queremos al menos unos 2V a 5V sobre el colector para asegurar una operación estable y permitir la detección por el ACS712:
RC=ICVCC−VCE(sat)−VSensor
Si asumimos $V_{CE(sat)} \approx 0.2V$ para saturación y $V_{Sensor}$ como el margen de voltaje que queremos mantener en el sensor, y queriendo mantener al menos 2V en el colector:
RC=5mA18V−2V=3.2kΩ
Selecciona un valor comercial cercano para $R_{C}$, en este caso, 3.3kΩ.
Conexiones Sugeridas:- Fuente de alimentación de 18V a la colectora de 2N3904 a través de la resistencia $R_{C}$ de 3.3kΩ.
- Salida (conexión entre $R_{C}$ y 2N3904) al sensor ACS712.
- Entrada de señal (corriente del reloj) a la base de 2N3904 a través de la resistencia $R_{B}$ de 330kΩ o 360kΩ.
- Emiter de 2N3904 conectado a tierra (GND).
Consideraciones Adicionales:harry1010
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Determina la Corriente Amplificada: Primero, identifica cuál es la corriente amplificada que fluye a través del sensor ACS712. Esto dependerá del circuito amplificador que has construido previamente. Por ejemplo, si has amplificado la corriente de 50µA a 5mA como se sugirió, esa es la corriente de entrada al ACS712.
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Usa la Sensibilidad del ACS712: Con la sensibilidad del sensor, puedes calcular la tensión de salida basándote en la corriente que fluye a través de él. Si la sensibilidad es de 100 mV/A y estás enviando 5mA a través del sensor, la tensión de salida sería:
Vout=Corriente de entrada×Sensibilidad
Vout=5mA×100mV/A=0.5V
Conversión de la Salida de Voltaje a Corriente de Salida del Sensor