Ahora que hemos visto los componentes por separado, vamos a analizar el funcionamiento del circuito en conjunto.
Verás que una vez que hemos analizado los elementos que lo componen, es realmente fácil asociarlos.
Esto sirve para cualquier tipo de placa, y la única complicación está en el número de componentes, y en ver cómo están conectados entre sí.
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Todas las clases de este curso:
Ingeniería inversa de regulador #1 – Introducción
Ingeniería inversa de regulador #2 – Microcontrolador
Ingeniería inversa de regulador #3 – Sensor de temperatura
Ingeniería inversa de regulador #4 – Regulador de tensión
Ingeniería inversa de regulador #5 – Transistor
Ingeniería inversa de regulador #6 – Relé
Ingeniería inversa de regulador #7 – Funcionamiento del circuito
Ingeniería inversa de regulador #8 – Funciones
Hola,
detallo lo que yo veo desde mi punto de vista de diseño en este circuito tan simple (por si puedo añadir algo más a lo dicho), si me equivoco en algo corregidme.
La NTC como se h dicho forma un divisor resistivo con R2, en función del valor de la temperatura en el punto medio entre la NTC y R2 habrá más o menos tensión. C1 va en paralelo con R2, y su función es la de formar un filtro paso bajo con la propia resistencia de la NTC. Con este pequeño filtro evitamos el ruido que se pueda coger en los cables de la NTC y le damos una tensión analógica más limpia al convertidor analógico digital del microcontrolador, que es el que convierte el valor de tensión analógico a uno digital comprensible por el micro. Si no ponemos C1 nos podemos encontrar una lectura del valor de la NTC con más ruido (que los valores ocilen unos mili voltios en cada medida).
D2 es el dido de protección de inversión de poralidad como se ha dicho, pero es muy común encontrar un Mosfet de tipo P en lugar de este diodo en muchos circuitos, ya que el Mosfet hace la misma función que este diodo de proteger la inversión de polaridad pero disminuyendo la potencia que cae en él, en este caso da igual porque el regulador es disipativos, pero si en muchos diseños encontramos un mosfet de tipo P de enriquecimiento justo a la entrada, es muy probable que ese mosfet funcione como elemento de protección de polaridad, haciendo la misma función que haría un diodo pero si su caída de potencia.
Los pulsadores van conectados directamente a los pines del microcontrolador, estos pines del microcontrolador tendrán una resistencia de pull-up o pull-down interna en el microcontrolador, es decir el pin de microcontrolador lee un valor de tensión de 5V ó 0V, y cuando pulsamos el pulsador llevamos el valor de ese pin justo al contrario, para que el microcontrolador detecte que ha habido pulsación. Es muy común encontrar junto a los pulsadores o al pin al que van, un par de condensadores y resistencias, que se usan para evitar los rebotes mecánicos del propio pulsador, por lo que si vemos esos componentes cerca de los pulsadores solo saber que son un pequeño filtro por hardware para evitar los propios rebotes mecánicos de los pulsadores, que pueden provocar que el micro vea una pulsación como varios pulsos cada vez lo pulsamos. En este caso no los lleva, ya que le puede dar igual leer una pulsación como varios pulsos, o porque el filtrado de esos rebotes lo hace mediante el firmware.
Una cosa importante, es el LDO (regulador de tensión de 5V) y sus condensadores, en especial C7. Muchos LDO necesitan que el condensador de salida (C7 en este caso) tengan una ESR determinada, esta ESR tiene que ser MAYOR de un valor determinado, ya que el propio LDO usa esa ESR del condensador como realimentación de la salida para proporcionar los 5V. Si sustituimos ese condensador por otro con una ESR fuera de las especificaciones, la salida del LDO tendrá un rizado por lo general alto, varias decenas de mV, que es este caso haría que el microcontrolador tuviera ruido en su alimentación y por tanto podría tener un pequeño error en la lectura de la NTC. Por lo que cuando hay que sustituir condensadores de cualquier regulador de tensión, hay que mirar en el datasheet del regulador las especificaciones de los condensadores.
Las salidas de los microcontroladores por lo general son capaces de dar solo unos pocos mA de corriente, por lo que siempre que alimenten a un elemento que necesita corriente o trabaje a una tesión mayor de la del microcontrolador, es habitual encontrar un transistor o IC de drivers para proporcionar esa corriente o hacer esa adaptación de tensiones.
Por último el diodo de protección que va en antiparalelo de la bobina, su función es proteger al transistor de la conmutación de la bobina cuando el relé se abre, se desconecta y deja de conducir.
Si encendemos el transistor por la bobina empieza a pasar una corriente, la bobina almacena esa corriente en forma de campo magnético, y de igual forma que el condensador se opone a los cambios de tensión entre sus bornes liberando o absorbiendo una intensidad cuando esto ocurre, la bobina se opone a los cambios de corriente a través de ella generando una tensión entre sus bornes cuando la intensidad cambia.
Es decir si por la bobina está pasando corriente y cerramos el transistor, la bobina se opone a ese cambio brusco de corriente, generando entre sus bornes una tensión muy alta, con el diodo proporcionamos un camino para que siga pasando corriente por la bobina cuando el transistor se cierra, y la bobina pueda descargar su campo magnético a través del diodo. Si no ponemos el diodo, el transistor se acabará rompiendo.
*, con el diodo proporcionamos un camino para que siga pasando corriente por la bobina cuando el transistor se cierra (y evitamos ese pico de tensión que se crearía en la bobina, por no haber camino para que siguiese pasando la intensidad por la bobina y esta se descargue al cerrar el transistor)