Protect

Se diseña un circuito que sea capaz de proteger un electrodoméstico (se escoge para un TV) de los altos niveles de energía y de las descargas eléctricas.

JUSTIFICACIÓN

El fluido eléctrico en muchos municipios que se encuentran fuera del Sistema Interconectado Nacional - SIN, municipios y poblaciones donde la energía eléctrica se genera con plantas de combustión interna o pequeñas centrales hidroeléctricas en ocasiones presentan fluctuaciones en el nivel de tensión los cuales son imperceptibles para el humano pero dañinas para algunos electrodomésticos, el nivel de tensión en una vivienda es de 115V pero con mucha frecuencia se altera de manera impredecible lo que ocasiona daño severo en los equipos del hogar.

Aunque no siempre el nivel se eleva de manera repentina, hay ocasiones en que este se ausenta y cuando retorna lo hace con un valor elevado.

Hoy en día la mayoría de electrodomésticos soportan un rango amplio de tensión, este puede ir desde los 90V hasta los 240Vac, sin embargo existen otros cuyo valor nominal para un funcionamiento normal es de 115V, estos son propensos a dañarse cuando en un cambio repentino del nivel de voltaje supere los 115 V.

Otro problema que aunque no depende del humano pero que también hace estragos en los electrodomésticos son las descargas eléctricas producidas por rayos.

Ejemplo:

Sea un usuario que desde su cama programó su TV para que se apague al cabo de T tiempo, una vez se cumplió el tiempo se pagó su TV, pero no se desconectó el cable de alimentación ni el de la antena, en la noche mientras dormía se desencadenó una tormenta que indujo una corriente que por el cable de la antena se introdujo en el TV y produjo un corto circuito que terminó por dañar el aparato receptor de Televisión. Al día siguiente el usuario intentó encender el TV pero este no respondió y se vio obligado a llamar al técnico para su revisión y posterior reparación que en muchos casos suele ser costosa.

Por tales razones se construye un circuito que protege al electrodoméstico de los altos niveles de tensión y de las descargas eléctricas. El circuito evita que el usuario tenga que darse a la tarea de desconectar los cables de alimentación todas las noches o momentos en los que va a salir de su casa, de esta manera el usuario se acuesta tranquilo sin tener que preocuparse por nada. LA TECNOLOGÍA HACE LA VIDA DEL HOMBRE MÁS AGRADABLE.

Descripción y funcionamiento del circuito

El circuito al que se ha denominado PROTECT poseerá en la parte posterior un cable de alimentación para conectarse a la red de energía, una terminal para conectar el cable coaxial de la antena (de aire o televisión por cable), un toma corriente para conectar el electrodoméstico y una terminal para conectar un trozo de cable coaxial que pase la señal al TV.

En la parte frontal poseerá el botón de encender / apagar (ON/OFF) y tres (3) LEDs indicadores de estado ALTO VOLTAJE (rojo), VOLTAJE NORMAL (verde) y STAND BY (amarillo). Se anexará en los próximos modelos un led indicador de nivel de voltaje BAJO.

Al conectar el circuito a la red de pública se deben encender los LEDs verde y amarillo indicando que el nivel de voltaje es normal, en caso contrario se enciende el rojo que indica que el nivel de voltaje no es normal es decir, está alterado y puede causar daños al electrodoméstico.

Si la situación es normal (LEDs verde y amarillo encendidos), el usuario puede presionar el botón de encender (ON/OFF) para permitir el paso de la corriente eléctrica al electrodoméstico y la señal de televisión a través del cable coaxial.

Si el electrodoméstico está encendido y se presenta un aumento excesivo en el nivel de tensión, por un periodo de tiempo suficiente como para causar daño, el circuito de control actúa dejando al equipo sin ninguna conexión externa y de inmediato se enciende el led rojo indicador de alta tensión.

Cuando está encendido el LED rojo el circuito de control hace caso omiso a la orden de encender generada por el usuario, esto lo hace con el objetivo de proteger al electrodoméstico. Inmediatamente se normaliza el nivel de tensión, el circuito protector da paso a las ordenes posteriores del usuario.

Circuito Esquemático

El circuito Integrado principal es un PIC16C84 pero con muy pocos cambios se puede utilizar el PIC16F628A dado que el primero ya está un poco descontinuado.

El programa almacenado en el microcontrolador PIC16C84

; PROTECT

; Este programa verifica el estado de la red de 110V y determina si se ; acciona salida de tensión y conmutación de la antena (para el caso de ; un TV) hacia el electrodoméstico conectado al sistema.

; Por: Miller Cambindo Montaño

; Diciembre 22 de 2003

LIST P=16c84

status equ 3

cero equ 2 ; RA0: entrada del comparador

portb equ 6 ; RA1: Habilitador de AC (110V)

porta equ 5 ; RA2: Habilitador de ANTENA

trisa equ h'85'

trisb equ h'86' ; RB4: led de Stand By

trisb equ h'86' ; RB5: tecla POWER (ON/OFF)

rp0 equ 5 ; RB6: Led Indicador de Tensión normal

temp1 equ 8 ; RB7: Led Indicador de Tensión alta

temp2 equ 9

temp3 equ .10

conta equ .11

ORG 00

GOTO main

ORG .05

delay movlw .50 ;retardo

movwf temp1

uno movlw .80

movwf temp2

dos movlw .50

movwf temp3

tres decfsz temp3,1

goto tres

decfsz temp2,1

goto dos

decfsz temp1,1

goto uno

retlw 0

BLINK bcf portb,6 ; esta rutina enciende y apaga el led de

call delay ; Tensión NORMAL tres (3) veces luego de

nop ; presionar la tecla POWER y verificar que

call delay ; el voltaje es normal.

nop

bsf portb,6

call delay

nop

bcf portb,6

call delay

nop

call delay

nop

bsf portb,6

call delay

bcf portb,6

call delay

bsf portb,6

retlw 0

main bsf status,rp0 ;habilita la página cero

movlw b'00011' ;configura puerto A como entrada/salida

movwf trisa ;se utilizan los tres bits menos significativos

movlw 0 ;configura puerto B como salida

movwf trisb ;se utilizan los cuatro bits m s significativos

bcf status,rp0

clrf porta ;limpia puertos A y B

clrf portb ;

clrf conta ;variable que controla el encendido y apagado del

;equipo "0" Encender, "1" Apagar

call delay

nop

call delay

;Al energizar el circuito, este verifica el estado

btfsc porta,0 ;de la salida del comparador "0" Tensión NORMAL

goto ALTOV ;"1" Tensión ALTA

bsf portb,6 ;En caso de que esta está‚ Normal lo indica mediante

bsf portb,4 ;el led conectado en RA2 (bit 2 del puerto A)

;Rutina de encendido:

POWER btfss portb,5 ;Est presionada la tecla POWER ?

goto ALTOV ;Si no, verifique el estado de la tensión

SUELTA btfsc portb,5 ;si se presionó, pregunte si ya la soltó¢

goto SUELTA ;pregunte

btfsc portb,7 ;

goto ALTOV ;

movlw 1 ;carga w con 1 para comparar con el estado

xorwf conta,w ;de la variable "conta"

btfss status,cero ;si es "0"

goto PRENDER ;Prende

goto APAGAR ;si no, Apaga

PRENDER call BLINK

bcf portb,4 ;Apaga led Stand By

bsf porta,1 ;Habilita AC out

bsf porta,2 ;habilita Antena out

incf conta,1

goto ALTOV

APAGAR clrf conta

bcf porta,1 ;Deshabilita AC out

bcf porta,2 ;Deshabilita Antena out

bsf portb,4 ;Enciende led Stand By

goto POWER

ALTOV btfss porta,0

goto NORMAL

call delay

btfss porta,0

goto APAGAR

bcf portb,6 ;Apaga led indicador de tensión normal

bsf portb,7 ;Enciende led indicador de tensión alta

bcf porta,1

bcf porta,2

goto POWER

NORMAL bcf portb,7

bsf portb,6

goto POWER

end

La tarjeta de Circuito Impreso - PCB

Descargue del siguiente vínculo el proyecto completo: Descargar

Aprobado cm2

Proyecto diseñado y montado en su totalidad por:

Miller Cambindo Montaño.

CM2 ELECTRÓNICA