Download Medir Curva Característica de Diodo Semiconductor utilizando

FISI 3143: Laboratorio de Electrónica I
Departamento de Física y Electrónica
Universidad de Puerto Rico en Humacao
2014-2015
Práctica 9: Medir curva característica de componentes electrónicos utilizando
LabVIEW
Objetivo:
Desarrollar programa (VI) para obtener curva característica de resistor y diodo
semiconductor utilizando LabVIEW.
Referencias:
1. Notas y enlaces en página del curso (http://mate.uprh.edu/~iramos/teel2032.html).
1. Introducción: La teoría sobre el funcionamiento de los circuitos que construiremos en
este laboratorio ya fue discutida en laboratorios o cursos anteriores. En este laboratorio
exploraremos el uso del programa LabVIEW para automatizar las medidas de corriente y
voltaje y trazar las curvas características, Corriente (I) versus Voltaje (V), para tres
componentes distintos, resistor, capacitor y diodo semiconductor.
La figura 1 muestra un circuito básico que puede
utilizarse para trazar la curva característica del
componente. Para obtener los datos se incrementa el
voltaje en la fuente y para cada voltaje se mide el el
voltaje y corriente en el componente. Si no es posible
medir corriente eléctrica, se puede medir el voltaje en
RL y calcular la corriente utilizando la Ley de Ohm.
Para obtener la curva característica utilizando
LabVIEW debemos comenzar por activar los subVIs
que controlan el multímetro digital y el Power Supply.
El Power Supply se utilizará para proveer el voltaje de
entrada y el multímetro digital para medir voltaje en el resistor.
Práctica 1: Sub VIs para controlar Multímetro Digital y Power Supply
1. Multímetro Digital: En el laboratorio anterior se desarrolló un VI para controlar el
multímetro digital y se verificó que podía utilizarse para hacer medidas de
resistencia y voltaje. El VI se guardó en el archivo DMM34401.vi. La configuración
que se hizo fue básica y en éste y otros laboratorios será necesario modificar el VI
para poder realizar operaciones más complejas. Abra su archivo DMM34401A.vi y
asegúrese que tiene los siguientes elementos: debe permitir al usuario seleccionar el
tipo de medida que desea (Corriente, Voltaje, etc) y los terminales a los que se
conectará el componente. Además debe mostrar el resultado de la medida. La
dirección del instrumento debe fijarse con una constante o pedirle al usuario que
la entre. Verifique nuevamente que su VI funciona y conviértalo en un subVIs
activando las entradas y salidas de información en el Icono-Conector como
estudiamos en el laboratorio anterior.
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Práctica 1 (cont): Sub VIs para controlar Multímetro Digital y Power Supply
2. Power Supply: Configure el VI del Power Supply y guárdelo con el nombre
PS3631A.vi. Su VI debe tener los siguientes elementos: permitir al usuario
seleccionar el tipo de salida que desea (voltaje, etc) y los terminales. Además debe
mostrar el valor seleccionado. En el caso de la dirección del instrumento debe
fijarla con una constante o pedirle al usuario que la entre. Verifique que puede
controlar el power supply con el VI antes de proseguir. Convierta PS3631A.vi
activando el Icono-Conector.
Práctica 2: Medidas de corriente y voltaje en componente
1. Construya el circuito en la figura 1, utilizando un resistor de salida (RL) de 1kΩ y
cualquier resistor en lugar del componente.
•
Panel Frontal: Inserte controles en el Panel Frontal para que el o la usuaria
pueda 1) seleccionar el valor del componente (en este caso resistencia) y 2)
seleccionar el voltaje que suplirá el Power Supply. Inserte indicadores que
muestre los siguientes resultados: voltaje y corriente en el componente.
•
Diagrama de Bloque: Inserte los subVis PS3631A.vi y DMM34401A.vi y
complete su programa para que mida el voltaje através de RL, calcule y muestre
la corriente en el circuito. Programe el multímetro digital para medir voltaje.
Utilizando las operaciones aritméticas en la paleta de herramientas (resta y
división), utilice el voltaje en el Power Supply, la medida de voltaje en el
multímetro digital, y el valor de las resistencias para calcular la corriente en el
circuito. Conecte los componentes utilizando la herramienta de alambrado. Esta
es la parte crítica del programa, asegúrase que los datos que llegan desde el
panel frontal se procesen correctamente y que los resultados regresen al Panel
Frontal para mostrarse al o a la usuario(a).Guarde su VI con el nombre,
corriente-voltaje.vi. Conecte el multímetro digital através RL y verique el
funcionamiento de su programa. Muestre los resultados a la profesora.
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Práctica 3: Medidas Múltiples
1. En esta práctica se desarrollarán medidas múltiples de corriente y voltaje y se
mostrará la curva característica en una gráfica. En resumen, debemos añadir un
ciclo de repetición al VI corriente-voltaje.vi. Para esta parte puede modificar el VI
anterior o convertirlo a subVI e insertarlo en un programa nuevo.
2. Ciclo: Para poder desarrollar medidas múltiples debemos añadir un ciclo de
repetición a su programa. La figura 2 muestra un modelo de algorítmo para su
programa utilizando un Ciclo While. Puede repasar la forma de trabajar con ciclos
en el ejercicio Loops del laboratorio anterior. La parte en azul representa su
programa corriente-voltaje.vi.
3. VI: Asegúrese que el Panel Frontal tiene toda la información que el o la usuaria
debe insertar para obtener la curva característica: Voltajes inicial y final,
Resistencia, etc). Debe también incluir los resultados que se mostrarán al ejecutarse
el VI (Medidas instantáneas, gráfica, etc). En la figura 2, se utiliza la gráfica
Waveform Chart para recopilar los datos. De necesitar ayuda para el flujo de
información hacia la gráfica, repase el Módulo Charts. Sugerencia: Utilice
indicadores temporeros (que se removerán al final) para ver si las distintas partes
del programa están funcionando.
4. Conecte los instrumentos al circuito que construyó en la Práctica 2. Ejecute su
programa y verifique su funcionamiento. Muestre su programa funcionando a la
profesora. De lo contrario no se acreditará.
Práctica 4: Curva Característica del Diodo Semiconductor
1. Sustituya el resistor por un diodo semiconductor y ejecute el programa. Muestre los
resultados a la profesora.
2. Nota: Tome en cuenta que si aplica voltajes menores al voltaje de barrera del diodo,
su circuito podría tener medidas negativas.
Informe:
1. Incluya Imágenes de Paneles Frontales, Diagramas de Bloque, SubVIs y Help.
Discusión del proceso y resultados de los resultados. Puede insertar la información
que tradicionalmente se incluye en el informe de laboratorio (objetivo, etc) en el
Help de su VI (Help: File/VI Properties/Documentation).
2. Todos los componentes del programa deben estar identificados de forma clara. Las
medidas deben tener sus unidades correspondientes.
3. El panel frontal debe tener información suficiente para que una persona que no
sepa programar en labVIEW pueda ejecutarlo y entender de que se trata. Imagine
que su programa se va a utilizar en otro curso de electrónica donde los estudiantes
no aprendieron LabVIEW. ¿Podrían hacer el experimento?
4. El panel frontal debe tener una apariencia organizada y fácil de leer. Utilice las
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herramientas en la paleta de herramientas para alinear, identificar y colorear su
panel frontal.
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