Ecualizador,Control de Vol,Vumetro

August 22, 2017 | Author: Jonathan Recalde | Category: Electronics, Transistor, Operational Amplifier, Electrical Network, Integrated Circuit
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PROYECTO TRANSVERSAL DE TERCER SEMESTRE EN EL PERIODO 2009-3 AMPLIFICACIÓN DE AUDIO CON ECUALIZADOR CONTROL DE VOLUMEN DIGITAL Y VUMETRO Este es un proyecto que pretende fortalecer las habilidades y destrezas básicas de los estudiantes de tercer semestre de Tecnología Electrónica y contribuir en la apropiación y cimentación de los conocimientos y contextualización del conocimiento previamente adquirido, así como incentivar la exploración de nuevos conocimientos extraclase para solucionar problemas tecnológicos, facilitando el proceso de aprendizaje en las asignaturas técnicas del semestre: Electrónica I, Circuitos Digitales I y Circuitos Eléctricos II y abordando conocimiento altamente significativo y pertinente. OBJETIVOS 1. Enfrentarse a problemas de un buen nivel de complejidad poniendo a prueba los reales ascensos en el proceso cognitivo del estudiante 2. Contribuir con el desarrollo de las habilidades y destrezas básicas en los estudiantes de Tecnología Electrónica del semestre. 3. Fortalecer la vinculación de la teoría con la práctica mediante la contextualización del conocimiento en un proyecto final 4. Fortalecer el conocimiento interdisciplinario mediante la interacción con demás áreas del saber. En términos mínimos el conocimiento, presente y por desarrollar es: Línea de circuitos digitales: Introducción a la Electrónica

Digitales I Transversado por PLDs y VHDL 1. Álgebra de Boole y Sistemas Numéricos 2. Sistemas lógicos 3. Sistemas Combinacionales 4. Introducción al Sistema Secuencial 5. Sistema Secuencial 6. Máquinas de Estado Línea de circuitos eléctricos y electrónica Introducción a la Electrónica. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Métodos y Historia, actualidad y tendencias de la electrónica. NTC1000. (Notación, conversiones y unidades). Conceptos (corriente, voltaje, potencia, energía, ctos, ley coulumb) “con demostraciones” Presentación informe técnico. (norma IEEE) Seminario permanente (Visión Electrónica) Manejo y características de los instrumentos. Componentes Electrónicos lineales (enfatizar en resistencia, bobina, condensadores) Leyes básicas de los circuitos Eléctricos. Componentes Electrónicos NO lineales (enfatizar diodos, transistores, tiristores). Fuente de voltaje. Características de las señales básicas. Software de simulación.

13. Fabricación de Circuitos Impresos fabricación de circuitos impresos. Software de diseño para PCB. Ensamblaje. Soldadura. Circuitos I 1. Circuitos Resistivos (Ohm y Kirchoff) 2. Métodos de Solución (Mallas, Nodos (Modelo del amplificador Operacional)) 3. Teoremas de Solución (Superposición Thevenin, Norton, Miller) 4. Máxima Transferencia de Potencia 5. Amplificadores operacionales 6. Elementos Almacenadores de Energía Circuitos II 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Fasores Teoremas de Señales Respuesta en el tiempo Métodos de Solución (Mallas, Nodos (Modelo del amplificador Operacional)) Teoremas de Solución (Superposición Thevenin, Norton, Miller) Potencia en AC Máxima transferencia de potencia Respuestas en frecuencia de circuitos eléctricos Diagramas de Bode Resonancia de circuitos eléctricos Filtros en circuitos eléctricos Introducción a los circuitos polifásicos

Electrónica I 1. Dispositivos no lineales (Circuitos de corte y limitación. Circuitos Rectificadores. Circuitos de fuente de alimentación primaria. Circuitos rectificadores de precisión) 2. teoría de semiconductores, principio de funcionamiento del diodo. 3. Dispositivos de tres terminales (Transistores de efecto de campo. Transistor de unión bipolar.) 4. Circuitos básicos con dispositivos de tres terminales 5. Polarización 6. Modelo de pequeña señal 7. Amplificación analógica Las destrezas y habilidades a desarrollar son: a. Capacidades generales o básicas: La resolución de problemas, La capacidad comunicativa El trabajo en equipo, El desarrollo del pensamiento crítico y analítico, El impulso de pensamiento lógico – espacial, El desarrollo de la creatividad y el trabajo en diseño, La capacidad para entender el contexto social y, La valoración del trabajo productivo. b. Valoración y desarrollo de las siguientes capacidades Profesionales:

Enfrentarse con éxito a problemas medianamente estructurados en el campo de la electrónica con aplicaciones concretas de electrónica digital, los circuitos eléctricos básicos y de electrónica básica. - Capacidad comunicativa haciendo uso de planos, esquemas, circuitos para expresar por medios escritos, verbales y multimediales la interpretación de su pensamiento en el área de la electrónica. - Desarrollo del trabajo en equipo, contribuyendo a formalizar una adecuada distribución del trabajo con una adecuada labor de control en las tareas propias de un trabajo en el área de la electrónica. - Capacidad para valorar su trabajo y el de sus compañeros con base en el trabajo social involucrado en cada momento de proyecto. - Diseño de dispositivos digitales y análogos en la solución de problemas electrónicos y en el ensamble de proyectos electrónicos. c. Valoración y desarrollo de las siguientes capacidades Cognitivas: - Diseño y análisis de circuitos (sistemas) combinacionales y/o secuenciales con diferentes componentes (discretos, decodificadores, memorias, PLDs) - Diseño y prueba de filtros de pequeña señal. - Elaboración y acabado de prototipos con base en las normas pertinentes d. Valoración y desarrollo de las siguientes capacidades Contextuales: - Ubicar las áreas cognitivas del semestre dentro del espectro del papel del Ingeniero práctico y el Ingeniero que requiere el país y el D.C. - Ubicar el desarrollo de la electrónica digital, la electrónica dentro del desarrollo mundial de estas áreas. - Identificar, apropiar, usar Tecnologías dispuestas en el mercado para usuario final analizando sus potencialidades ene l desarrollo de producción de fuerzas productivas para el desarrollo del país. -

DESCRIPCION GENERAL DEL PROBLEMA El proyecto consiste en diseñar un dispositivo que amplifica una señal de audio de un equipo 1 portátil (walkman, discman, grabadora, radio, etc.) con control y medición de volumen digital y con su correspondiente ecualizador. A continuación se muestra el diagrama de bloques del dispositivo a diseñar:

ECUALIZADOR

CONTROL DE VOLUMEN

AMP

VUMETRO

Ilustración 1: Diagrama esquemático del amplificador con vúmetro y ecualizador Las especificaciones de cada bloque son: a. Ecualizador: Es la etapa que toma la señal del amplificador y la procesa modificando el contenido en frecuencias de dicha señal. Para ello, cambia las amplitudes de sus coeficientes, lo que se traduce en diferentes volúmenes para cada frecuencia. Con esto se puede variar de forma independiente la intensidad de los tonos básicos. Los ecualizadores profesionales suelen tener, al menos, 10 bandas. Atacando generalmente, las bandas de frecuencias de; 31, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 y 16 000 Hz. Se tratará de un ecualizador analógico (PASIVO O ACTIVO) que tenga en cuenta las condiciones del control de volumen. Se trabajará con transistores, lo más discreto posible. De trabajar algún CI deberá desglosarse y simularse en un paquete para tal fin. En todo caso la concepción de filtrado y de amplificación se hará en lo fundamental con transistores y elementos pasivos. 1

Vumetro. Nombre técnico dado para el instrumento que mide el volumen

b. Control de Volumen: Circuito que controla el volumen de la señal de audio a través de dos teclas o pulsadores, uno para subir el volumen y otra para bajarlo. El circuito debe memorizar el volumen en que quedo la señal, si se apaga el dispositivo total o se cae la alimentación, la solución la da cada grupo según su criterio - Funcionamiento de 5 a 12 voltios - Corriente máxima a consumir 50 mA - Con por lo menos 16 niveles de amplificación desde mudo hasta el máximo volumen. - El volumen se sube o baja pulsando la tecla correspondiente hasta por medio segundo. De mantenerse pulsadas las dos teclas no debe ocurrir nada (volumen se mantiene), de mantener pulsada permanentemente una de las dos teclas (más de medio segundo) el volumen sigue aumentando o disminuyendo según el caso, antes de 10 segundos debe llegar a mudo o al máximo volumen según el caso. - La etapa debe desarrollarse lo más discreto posible (De conseguir un CI que realice las tareas de la etapa debe desglosarse en sus subetapas e implementarlas (incluyendo en los informes correspondientes tal hecho), no se puede usar microcontroladores. Ver: http://www.pablin.com.ar/electron/circuito/audio/digipot1/ c. Amplificador de Audio. Esta etapa recibe la señal del audio de la etapa anterior. Podrán apropiar planos a proveer por sus docentes o de revistas de electrónica. No hay restricciones, para este semestre. Tan solo interesa que garantice la suficiente potencia para que la señal pueda ser trabajada en las siguiente etapa d. Vúmetro: Es la etapa que mostrara mediante un juego de LEDs el nivel de volumen controlado en la etapa previa - Funcionamiento de 5 a 12 voltios - De 7, 9, 12, 13 o 14 led`s o si quiere más de 16 led`s. - Limitador de corriente que proteja el vumetro - En discreto o si se consigue el integrado desglosar su funcionamiento y simularlo en cualquier software, ver p.e: Para cinco leds http://www.pablin.com.ar/electron/circuito/audio/vumetro/, http://users.otenet.gr/~athsam/vu_meter_5_UAA180.htm. Para 12 led`s http://www.pablin.com.ar/electron/circuito/audio/vumetro2/. Para 10: http://garaje.ya.com/celectronicos/esquemas/vumetro.htm o http://cnke.tripod.cl/sitebuildercontent/sitebuilderpictures/esquemavumetro.jpg EVALUACIÓN Y PRESENTACIÓN DE INFORMES El proyecto transversal será evaluado en tres instancias durante el semestre por los respectivos docentes de las asignaturas vinculadas al mismo. Con el compromiso de unificar criterios y parámetros de evaluación de los informes entregados por cada uno de los grupos; a continuación se describen cada uno de los ítems a desarrollar para cada uno de los informes de cada entrega que serán suministrados a todos los docentes de tercer semestre. Adicionalmente, el proceso de calificación de cada una de las entregas se realizara al interior de cada asignatura con el respectivo profesor. a. Primera Entrega. La fecha establecida para la primera entrega se encuentra delimitada entre los días 14 al 19 de septiembre. Informe - Se debe desarrollar un breve marco teórico con el cual se fundamenta el diseño previo del proyecto transversal con las respectivas referencias bibliográficas (puede no ser el definitivo). - Se debe presentar un diagrama de bloques del sistema mucho mas completo que describa cada uno de los sistemas del proyecto transversal. - Presentación de los diseños preliminares de todos los sistemas que componen el proyecto transversal.

-

Presentación de cálculos teóricos (estimativos) de circuitos electrónicos y procesos de simulación de circuitos. Presentación de esquemas electrónicos de los circuitos diseñados. Presentación preliminar de la carcaza del proyecto.

Entrega. - Diseño preliminar del bloque de ecualización y control de volumen. - Se debe entregar el plano del amplificador a utilizar - Se debe entregar el diseño preliminar del bloque de salida con vúmetro montado en protoboard. b. Segunda Entrega. La fecha de establecida para la segunda entrega se encuentra delimitada entre los días 19 al 24 de octubre Informe - Se debe presentar el diseño electrónico completo y definitivo. - Se debe presentar los circuitos esquemáticos que deberán contemplar la presentación de los circuitos y simulaciones correspondientes. - Se debe presentar un estudio preliminar de costos del sistema. - Se debe presentar información de actualización de sistemas que se hayan cambiado del primer informe. - Se debe presentar un bosquejo del manual de usuario a desarrollar. - Se debe presentar el diseño final de la carcaza e implementada. Entrega. - Bloque de ecualización con filtrado de por lo menos 5 de las bandas a utilizar - Bloque de control de volumen - Preliminar de el vúmetro (planos) . c. Entrega Final. La fecha establecida para la entrega final se encuentra delimitada entre los días 26 y 27 de noviembre. Informe - Se debe presentar los esquemas finales implementados - Se debe presentar el diseño físico del proyecto en su versión final (debidamente cableado, con circuitos impresos diseñados y carcasa) - Se debe presentar información de actualización de sistemas que se hayan cambiado de los informes anteriores. - Se debe presentar el estudio de costos definitivos del proyecto - Se debe presentar los resultados definitivos para el desarrollo del proyecto - Se debe presentar las conclusiones finales del proyecto transversal - Se debe presentar el manual de usuario definitivo - La entrega del informe final será entre 17 y 20 de noviembre en clase con el respectivo profesor de cada materia. Entrega. Esta entrega se caracteriza por la presentación definitiva del proyecto transversal y todos los sistemas en circuito impreso debidamente cableado y ubicado dentro de una carcasa. REGLAS DEL PROYECTO TRANSVERSAL De orden técnico 1. Cada etapa deberá ser montada por lo menos en circuitos claramente definidos. 2. cada bloque debe estar claramente diseñado y cada elemento utilizado debe ser justificado.

3. No se podrán utilizar ningún tipo de circuitos integrados a excepción de lo contenido en el documento 4. Para los bloques analógicos se permite trabajar BJT’s, FET’s. 5. La estructura del dispositivo debe ser ergonómica y completamente diseñada. 6. Cualquier integrante del grupo debe estar en capacidad de sustentar cualquier parte del dispositivo. De orden administrativo 1. Los grupos de trabajo serán de mínimo 3 y máximo 4 estudiantes, ÚNICAMENTE. Los estudiantes que solo estén cursando una sola asignatura cumplirán con todos los requisitos aquí expuestos para el proyecto transversal y cumplirán todas las condiciones necesarias para la presentación de su proyecto transversal. 2. No se aceptaran grupos conformados por uno, dos o más de 4 estudiantes, por ningún motivo. 3. Si algún grupo se disuelve y se da recomposición con otros grupos se harán los descuentos respectivos (ningún grupo podrá una vez registrado tener variaciones, de lo contrario se reducirá la nota a la mitad en cada corte). 4. Todo material y documento generado durante la realización del proyecto transversal, deberá ser marcado en todos sus componentes con el nombre de TODOS los integrantes y el nombre del grupo. 5. Los informes deben presentarse en formato IEEE, impreso a doble cara, y deben estar especificados el nombre de TODOS los integrantes y el NOMBRE del grupo. 6. Los informes presentados en las diferentes materias deben ser iguales y contener exactamente la misma información. 7. Los grupos conformados se inscribirán del 14 al 19 de agosto de 2008, por medio de formato electrónico ubicado en el servidor del proyecto curricular: www.udistrital.edu.co/comunidad/dependencias/labtronica 8. La primera y segunda entrega se realizara a cada profesor de las asignaturas por separado. En todo caso se computarán las notas de los profesores de transversal para obtener una sola en cada corte, para todos los docentes. 9. La última entrega del proyecto se hará en sesión pública y dicha nota será el resultado de la evaluación del pleno de profesores del proyecto transversal. 10. Esta última entrega tendrá una duración de 20 minutos por grupo, de los cuales los integrantes deben estar al pendiente en el momento que empiece a transcurrir el tiempo que les es asignado, es decir, los profesores en ningún momento les avisaran cuando deben empezar su presentación. 11. Se debe tener en cuenta que en el momento de transcurridos los 20 minutos los estudiantes serán avisados y deben desalojar el recinto para dar paso oportuno al siguiente grupo. Valoraciones - La nota del Proyecto será por lo menos el 25% del total de la nota del curso. - La tercera entrega tendrá un peso específico superior a las dos entregas anteriores. Los

ítems que se evaluarán en dicha entrega y su ponderación son: o o o o o o o

-

Funcionamiento 25% (valoración conjunta) Sustentación 25% (valoración individual) Aplicación de conocimientos 20% (valoración conjunta) Articulo final 15% (valoración conjunta) Presentación personal y puntualidad 5% (valoración individual) Presentación del proyecto y creatividad 5% (valoración conjunta) Lenguaje utilizado 5% (valoración individual)

El docente de cada área puede convenir con sus estudiantes puntos de bonificación por entrega completa antes de la semana tecnológica o por la implementación de tópicos adicionales de cada curso.

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