ayuda con calculo de capacitores

[aspc]

hola que tal, tengo una pregunta, espero que puedan ayudarme con esto, estoy haciendo un miniproyecto, se trata de realizar una linterna que encienda las luces 5 segundos, 15 segundos y 30 segundos, mi duda es con respecto al calculo de los capacitores, tengo pensado cargarlos con 12v DC y utilizar una resistencia de 1k, yo se que aplicando la ecuacion T=R*C las capacitancias respectivas serian
1mF , 3mF y 5 mF, lo he probado en un simulador de circuitos pero no logro tener los tiempos exactos y tambien tengo duda acerca de cuando lo haga fisicamente, lo que devo tener en cuenta para no quemar los leds y que se enciendan en los 3 tiempos que quiero.

espero la respuesta, gracias
saludos!

[Menta]

Hola amigo, bienvenido por el foro...
En cuanto a tu pregunta en efecto R*C es la constante de tiempo e indica el tiempo en segundos en el que el capacitor responde a una función escalón "A" hasta el 63% de su valor final
Saludos según una ley exponencial A* e^-t/RC para descarga y A* (1-e^-t/RC) para la carga.
Respecto a tu proyecto, qué clase de electrónica vas a usar? por lo poco que se puede leer entiendo que quieres hacer algo con elementos pasivos solamente, es decir que no habrá ningún micro involucrado... si esto es así, debes saber que los tiempos nunca van a resultar muy exactos...
la carga y descarga de un capacitor en un circuito RC sigue una ley exponencial, como te lo expliqué más arriba, te recomiendo que busques eso en la web que vas a encontrar info mucho más clara que la explicación mía, lo importante es que no vas a pasar de un nivel de tensión máximo a 0 o viceverza, en forma instantanea, sino que es gradual...
si eso no es conveniente, puedes digitalizar esa "señal" exponencial con una compuerta lógica, es decir un integrado, comunmente se usan compuertas smith trigger, pero eso depende del objetivo real de tu proyecto. Si comentas más detalles al respecto seguro te podremos ayudar, es decir cuál es la finalidad del mismo, si es para un uso especial o importante, para un trabajo del colegio o facultad o por simple hobby, hablas de las luces, bueno, cuántas son? que tipo de luces son? con qué piensas comandar la linterna? pulsador? llave tipo switch, etc...

Saludos

[aspc]

Gracias por darme la bienvenida!, bueno en realidad es un proyecto de Electicidad 1, el objetivo es hacer una linterna de tres tiempos, tengo pensado usar 3 leds de alto rendimiento unos de luz blanca, y los tengo que encender 5seg 15seg y 30seg, solo usando capacitores y resistencias, nada de micros, es un proyecto basico, y pues tengo duda con el calculo de capacitores, estuve provando en un simulador pero no estuve muy convencido de lso resultados, yo creo que como en la teoriaes diferente, cuando lo quiera aplicar a la practica tengo q tener en cuenta el voltaje que reciben los leds despues de cargar el capacitor,y que por lo menos duren un aproximado de tiempo, yo se que tiempos exactos no podre tener, si puedes ayudarme con todos estos factores gracias!

saludos!

[Menta]

me sigue sin quedar claro como pensas disponer los elementos para el circuito... o es que tenés que seguir un esquema o lo tenés que hacer como se te ocurra que prenda distintos tiempos... con el tema de las llaves podés usar 3 llaves una para cada capacitor... es decir son 3 circuitos iguales, pero separados con la diferencia de valores y por ende de tiempos de encendido, no?

[aspc]

tengo que hacerlo como se me ocurra, la unica especificacion del proyecto es que los leds enciendan 5seg 15seg y 30seg, utilizando solo resistencias, capacitores, bateria, witches, es un circuito basico para oder lograr esto.

[Menta]

Para variar la constante de tiempo podés variar R o C, pero lo que tenés constante es el voltaje al que se va a cargar el capacitor (12 voltios) y si varias R el rango de variación para lograr constantes de tiempo de 5 y 30 segundos implican dos valores de R donde uno es 6 veces mayor que el otro, lo que implica a su vez que el led encenderá con mucha intensidad para el menor valor de R  y con poca o nula intensidad para la R mayor... veamoslo más en detalle:



Tenés C cargado con 12v y lo conectas a la R y el led en serie... suponiendo que el led bien encendido consume 20mA @2V en la R al momento de conectar C deben caer 10v y circular por ella la misma I que en el led, pues estan en serie, entonces 10v/0.020A = 500 ohm (por ley de ohms)
y vamos a suponer que por casualidad escogiste un valor de C para la prueba tal que el led permanece 5 seg. encendido y luego se apaga... eureka! tenés resuelto 1 de 3 tiempos, pero para lograr mantener el led 30 seg. (6 veces más tiempo) necesitarías tener una R de unos 500*6=3000 ohms aproximadamente.
ahora veamos qué pasa al conectar el C cargado a 12v, otra vez queremos que caigan 2 en el led quedando 10v en la R de 3000 ohms, lo que implica que por ella circularán I=V/R = 10/3000 = 3mA
Esta I que atraviesa la R es la misma que pasa por el led...
Conclusión: un led que enciende bien con 20mA cuando recibe sólo 3 no encenderá... por lo tanto variar R no es conveniente. Lo que se debe hacer es variar C

Te cuento que es lo que yo haría:

buscá un capacitor grande o varios en paralelo, para formar unos 10mF, cargalo con una fuente de 12V lo más exactos posibles a través de una R de 330 ohms (1/2W), te va a demorar en cargarse (t=RC=220*0.010=3.3seg) unas 5 veces ese tiempo: no menos de 15 seg. saco el capacitor y lo conecto al LED con una R=470 en serie al tiempo que cronometro el tiempo que el led permanece encendido.
Listo, ya tengo los datos para calcular los 3 valores de capacidad que necesito.

Voy a suponer los resultados:
mediste 10 segundos con un capacitor de 10mF...
por regla de 3...
para 5 seg. necesitarías C=5mF
para 15 seg. necesitarías C=15mF
para 30 seg. necesitarías C=30mF
En la práctica te van a dar valores no comerciales que deberás aproximar con varios elementos conectandolos en serie.



NOTA: si no dispones de capacitores tan grandes, puedes usar un led de menor intensidad que consume menos lo que te va a permitir subir un poco el valor de R en serie (de 470 a 1k por ejemplo) y los valores de C te van a dar considerablemente más bajos.

[aspc]

Te agradezco mucho por tu ayuda, ahora si depues de la teoria procedo a armar el circuito, te contare que resultados obtuve cuando finaliza.

saludos!

[aspc]

otra pregunta, q simulador usas, es q el q tengo no me fuciona

[Menta]

Yo uso el ISIS de PROTEUS 7.2 SP6... aunque la última versión creo que es la 7.6 SP4

de la página oficial puedes descargar una versión demo: www.labcenter.co.uk

acá en el foro encontrarás un subforo respecto a este software ISIS

[aspc]

amigo tengo un problema, pregunte en la tienda de electronica pero el capacitor mas grande que tienen es de 680uF a 16v, e estado probando con distintos valores y resistencias pero no allo forma de mantener encendidos 3 leds en el simulador, que puedo hacer

gracias!

[Menta]

bueno, el voltaje esta bien    preguntá en otro lado yo tengo uno de un flash de cámara de foto antigua, pero no tengo el valor, ya voy a ver como lo mido y tengo uno de 4700uF y uno de 1000uF que es relativamente pequeño en tamaño (24mm de altura) todos electrolíticos...
Me parece que tenés que comprar los más grandes que consigas y después probá con leds comunes...
planteale este dilema a tu profesor, yo creo que no debería importar si la luz es potente o no... no hace a la finalidad del trabajo...
Y respecto al simulador, yo probaría con los circuitos que te pasé, en la vida real, sólo así verás el efecto de carga del diodo y tendrás los tiempos reales... al final podrás calcular la I y el consumo del led para justificar los tiemps de demora...
Una corrección respecto al último circuito puede ser ir agregando capacitores con las llaves en lugar de conmutar entre uno u otro...



En este caso puse uno de 4700uF que creo tendrías que poder conseguir unos 6 capacitores...
Las 2 llaves de abajo sirven para tener conectado 1, 3 o 6 capacitores... si cada uno representa 5 segundos entonces lográs los retardos que necesitas (5, 15 y 30 seg)
la resistencia de arriba la reemplace por un potenciómetro de ese modo con las 2 llaves abiertas, es decir sólo un capacitor conectado. Lo cargas... conmutás y ves cuanto demora... ajustás el potenciómetro para lograr los 5 segundos exactos y listo!
Me olvidé de poner una resistencia de 200 ohms en serie con el potenciómetro, ya que si por error lo ponés en cero vas a quemar el led. Y tiene que ser un led común.

[aitorsp]

hola que tal, tengo una pregunta, espero que puedan ayudarme con esto, estoy haciendo un miniproyecto, se trata de realizar una linterna que encienda las luces 5 segundos, 15 segundos y 30 segundos, mi duda es con respecto al calculo de los capacitores, tengo pensado cargarlos con 12v DC y utilizar una resistencia de 1k, yo se que aplicando la ecuacion T=R*C las capacitancias respectivas serian
1mF , 3mF y 5 mF, lo he probado en un simulador de circuitos pero no logro tener los tiempos exactos y tambien tengo duda acerca de cuando lo haga fisicamente, lo que devo tener en cuenta para no quemar los leds y que se enciendan en los 3 tiempos que quiero.

espero la respuesta, gracias
saludos!

Hola:

Una aclaracion:

La famosa formula T=R*C SOLO es válida en un circuito con una resistencia y un condensador en serie.si tu circuito involucra mas de una resistencia en otro tipo de configuracion,la formula ya no sirve. Habria que rehacer los calculos. Lo digo porque un diodo LED tambien tiene resistencia.Otro tema es que sea despreciable... pero existe.

Un saludo

aitor

[Menta]

Hola:

Una aclaracion:

La famosa formula T=R*C SOLO es válida en un circuito con una resistencia y un condensador en serie.si tu circuito involucra mas de una resistencia en otro tipo de configuracion,la formula ya no sirve. Habria que rehacer los calculos. Lo digo porque un diodo LED tambien tiene resistencia.Otro tema es que sea despreciable... pero existe.

Un saludo

aitor

tienes toda la razón aitor.. por eso propongo un circuito como el último que mostré, ya que en él siempre se conmutan 12v sobre la misma R en serie y el led, de modo que el consumo del led es siempre el mismo (en rigor, sigue la misma variación) y lo único que va a ir cambiando es la carga de los capacitores. Así se puede "aproximar el valor resistivo del led" (sólo para esta condición de funcionamiento!).
Así después de lograr los retardos deseados, lo ideal sería usar un osciloscopio y determinar el tiempo RC midiendo una caida del 36% del valor de tensión, es decir el paso de 12v a 7.68v (o mejor aún, medir la caída sólo sobre el led, debería dar el mismo tiempo) y con ese tiempo se calcula en forma inversa el valor Rtotal = tiempo medido / Capacidad... entonses Rled = Rtotal - R. Aunque sería siempre una aproximación.
Conviene medirlo, ya que no creo que sea despreciable y de alguna manera deberá justificar los resultados no?
Con la relación de este tiempo medido y el tiempo de apagado real del led puede expresarse cuantos τ(tau) =RC se necesitan para apagar el led, punto en el que se alcanza la tensión mínima en la que el led emite luz perceptible.

[aspc]

muhchachos gracias por su ayuda, tendre en cuenta todo esto para la fabricacion de mi circuito.

[fuente]

También tienes que tener en cuenta que estos condensadores (o capacitores)  tienen unas tolerancias muy grandes, que rondan entre el 20 y el 50%.