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4ª forros.qxd:Maquetación 1 15/10/13 10:37 Página 1 CLub SAbEr ELECtrónICA nº 179 1 Proyectos de Electrónica con Circuitos Impresos Este es el primer tomo de la segunda serie de 5 volúmenes con Proyectos Electrónicos Completos. El objetivo es incluir en cada tomo una serie de circuitos que Ud. podrá simular en Livewire y modificar el circuito impreso sugerido en PCB Wizard. Con cada libro le brindamos la posibilidad de descargar CDs con proyectos (inclui- dos los contenidos en cada texto) con todos los archivos necesarios para que el lector pueda “estudiar” y practicar; encontrará archivos “.lvw” y “.pcb”, imágenes de circuitos e impresos en alta resolución, guías de simulación y hasta videos de montajes de algu- nos de estos proyectos. Los circuitos fueron tomados de proyectos ya publicados en saber Electrónica a los que hemos estudiado y simulado para esta serie. Fueron divididos en diferentes catego- rías; en este caso, encontrará en la obra cuatro capítulos: Circuitos con Luces Proyectos para Alarmas Proyectos de Instrumentación Proyectos para el Automóvil Sin embargo, el CD contiene otras categorías tales como: audio, digitales, ecología, electromedicina, automatismos, RF, radiocontrol, etc. Creemos que con estos 5 textos y sus CDs estamos llenando un vacío que aún tení- amos luego de 25 años de edición ininterrumpida, es decir, creamos una obra que le ser- virá tanto al aficionado como al profesional. A los primeros porque contarán con un banco de datos de más de 1250 circuitos comentados con sus circuitos impresos y a los últi- mos porque en cada caso se desarrolla el marco teórico, los parámetros de diseño, la simulación y las posibles mejoras a realizar. Es por este motivo que en esta primera entrega el lector tiene la posibilidad de descargar un Curso de Electrónica Aplicada, destinado a los que ya saben electrónica y quieren perfeccionarse en el diseño y la simu- lación de circuitos. La segunda entrega de esta serie de Proyectos Completos está actualmente en desarrollo y creemos que será publicada en la Colección Club Saber Electrónica en un par de meses. ¡Hasta el mes próximo! INg. HoRACIo DANIEL VALLEJo SoBRE LoS 2 CDS y SU DESCARgA Ud. podrá descargar de nuestra web el CD: “Curso Electrónica Aplicada” y 1 VCD “250 Proyectos Completos de Electrónica” que contienen Cursos, Videos, Tutoriales, Proyectos, etc. Todos los CDs son productos multimedia completos con un costo de mercado equivalente a 8 dólares americanos cada uno y Ud. los puede descargar GRATIS con su número de serie por ser comprador de este libro. Para realizar la descarga deberá ingresar a nuestra web: www.webelectro- nica.com.mx, tendrá que hacer clic en el ícono password e ingresar la clave “PCE- CLUB90”. Tenga este texto cerca suyo ya que se le hará una pregunta aleatoria sobre el contenido para que pueda iniciar la descarga. Editorial Del Editor al Lector N º 1 7 9 Di rec tor de la Colección Club Saber Electrónica Ing. Ho ra cio D. Va lle jo Jefe de Redacción Luis Horacio Rodriguez Club Saber Electrónica es una publicación de Saber Internacional SA de CV de Méx- ico y Editorial Quark SRL de Argentina Editor Responsable en Argentina y México: Ing. Horacio D. Vallejo Administración México: Patricia Rivero Rivero Comercio Exterior México: Margarita Rivero Rivero Director Club Saber Electrónica: Federico Vallejo Responsable de Atención al Lector: Alejandro A. Vallejo Coordinador Internacional Luis Alberto Castro Regalado Publicidad Argentina: 4206-1742 México: 5839-5277 Internet: www.webelectronica.com.ar Web Manager: Pablo Ábalos Club Sa ber Elec tró ni ca. Fe cha de pu bli ca ción: octubre 2020. Pu bli ca ción men sual edi ta da y pu bli ca da por Edi - to rial Quark, He rre ra 761 (1295) Ca pi tal Fe de ral, Ar gen - ti na (005411-43018804), en con jun to con Sa ber In ter na cio nal SA de CV, Av. Moc te zu ma Nº 2, Col. Sta. Ague da, Eca te pec de Mo re los, Mé xi co (005255- 58395277), con Cer ti fi ca do de Li ci tud del tí tu lo (en trá mi - te). Dis tri bu ción en Mé xi co: REI SA de CV. Dis tri bu ción en Ar gen ti na: Ca pi tal: Car los Can ce lla ro e Hi jos SH, Gu ten berg 3258 - Cap. 4301-4942 - In te rior: DISA – Dis - tri bu ción en Uru guay: Ro de sol SA Ciu da de la 1416 – Mon te vi deo, 901-1184 – La Edi to rial no se res pon sa bi li - za por el con te ni do de las no tas fir ma das. To dos los pro - duc tos o mar cas que se men cio nan son a los efec tos de pres tar un ser vi cio al lec tor, y no en tra ñan res pon sa bi li - dad de nues tra par te. Es tá pro hi bi da la re pro duc ción to - tal o par cial del ma te rial con te ni do en es ta re vis ta, así co mo la in dus tria li za ción y/o co mer cia li za ción de los apa - ra tos o ideas que apa re cen en los men cio na dos tex tos, ba jo pe na de san cio nes le ga les, sal vo me dian te au to ri - za ción por es cri to de la Edi to rial. Revista Club Saber Electrónica, ISSN: 1668-6004 250 Proyectos de Electrónica 2 Club Saber Electrónica nº 179 CAPítULo 1: PRoyECtoS CoN LUCES Efectos de Luces TTL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 Barra Luminosa con LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 Luz Nocturna Automática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 Automatismo para Jardín y Riego Sin Transformador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 10 Proyectos de Iluminación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 Atenuador con Potenciómetro para Lámparas Incandescentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 Automático para Luz de Pasillo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 Lámpara de Neón con 9V DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 Circuito para Flash Secundario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 Flash Estroboscópico para Baile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 Intermitente para Carteles de Iluminación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23 Intermitente para LED de Muy Bajo Consumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 Luces Audiorrítmicas de 3 Canales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 Temporizador Microcontrolado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 Secuenciador de 5 Canales y 2 Efectos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 CAPítULo 2: PRoyECtoS PARA ALARMAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 Alarma Temporizada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 Star Trek: Sirena Ululante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34 Alarma de Nivel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 Alarma de Seguridad para Piscinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 Efectos Sonoros para Sistemas de Seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43 CAPítULo 3: INStRUMENtoS ELECtRóNICoS . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 Generador de Señales para Calibración y Pruebas en RF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 Fuente Regulada de 0V a 18V con Control de Cortocircuito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 Indicador de Tensión de RED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 Termómetro Electrónico para Bajas Temperaturas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58 5 Instrumentos para el Taller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 Frecuencímetro Hasta 100MHz con Medidor de Período . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 Punta Lógica TTL de Tres Estados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62 Probador Activo de Semiconductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63 Generador de Funciones de 0Hz a 100kHz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64 Analizador Dinámico para Pruebas en Audio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67 CAPítULo 4: PRoyECtoS PARA EL AUto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69 Cargador Automático de Baterías . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69 Cargador de Baterías Integrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73 Luz de Freno Intermitente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75 Detector de Rotura de Vidrio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79 250 ProyEctos DE ELEctrónica sumario CLUB SABER ELECTRÓNICA 1 250 Proyectos de Electrónica Director Ing. Horacio D. Vallejo Producción José María Nieves (Grupo Quark SRL) Selección y Recopilación de esta Obra: Ing. Horacio Daniel Vallejo hvquark@webelectronica.com.ar SOBRE APORTES DEL CLUB SE, MONOGRAFÍAS Y LA REVISTA SABER ELECTRÓNICA Coordinación: Ing. Federico Prado EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación men- sual SABER ELECTRÓNICA - San Ricardo 2072 (1273) - Capi- tal Federal - Buenos Aires - Argentina - T.E. 4301-8804 Administración y Negocios Teresa C. Jara (Grupo Quark SRL) Patricia Rivero Rivero (SISA SA de CV) Margarita Rivero Rivero (SISA SA de CV) Staff Liliana Teresa Vallejo Mariela Vallejo Diego Vallejo Luis Alberto Castro Regalado (SISA SA de CV) José Luis Paredes Flores (SISA SA de CV) Sistemas: Paula Mariana Vidal Red y Computadoras: Raúl Romero Video y Animaciones: Fernando Fernández Legales: Fernando Flores Contaduría: Fernando Ducach Técnica y Desarrollo de Prototipos: Alfredo Armando Flores Atención al Cliente Alejandro Vallejo ateclien@webelectronica.com.ar Internet: www.webelectronica.com.mx Publicidad: Rafael Morales rafamorales@webelectronica.com.ar Club SE: Grupo Quark SRL luisleguizamon@webelectronica.com.ar Editorial Quark SRL San Ricardo 2072 (1273) - Capital Federal www.webelectronica.com.ar La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan res- ponsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Impresión: Talleres Babieca - México Presentamos el primero de una serie de 5 volúmenes con Proyectos Electrónicos Completos. El objetivo es incluir en cada tomo una serie de circuitos que Ud. podrá simular en Livewire y modificar el circuito impreso sugerido en PCB Wizard. Con cada libro le brindamos la posibilidad de descargar CDs con 250 proyectos (incluidos los contenidos en cada texto) con todos los archivos necesarios para que el lector pueda “estudiar” y practicar; encontrará archivos “.lvw” y “.pcb”, imágenes de circuitos e impresos en alta resolución, guías de simulación y hasta videos de monta- jes de algunos de estos proyectos. Los circuitos fueron tomados de proyectos ya publicados en saber Electrónica a los que hemos estudiado y simulado para esta serie. Fueron divididos en diferentes cate- gorías; en este caso, encontrará en la obra cuatro capítulos: Circuitos con Luces Proyectos para Alarmas Proyectos de Instrumentación Proyectos para el Automóvil Sin embargo, el CD contiene otras categorías tales como: audio, digitales, ecolo- gía, electromedicina, automatismos, RF, radiocontrol, etc. Creemos que con estos 5 textos y sus CDs estamos llenando un vacío que aún tení- amos luego de 25 años de edición ininterrumpida, es decir, creamos una obra que le servirá tanto al aficionado como al profesional. A los primeros porque contarán con un banco de datos de más de 1250 circuitos comentados con sus circuitos impresos y a los últimos porque en cada caso se desarrolla el marco teórico, los parámetros de diseño, la simulación y las posibles mejoras a realizar. Es por este motivo que en esta primera entrega el lector tiene la posibilidad de descargar un Curso de Electrónica Aplicada, destinado a los que ya saben electrónica y quieren perfeccionarse en el diseño y la simulación de circuitos. La segunda entrega de esta serie de Proyectos Completos está actualmente en desarrollo y creemos que será publicada en la Colección Club Saber Electrónica en un par de meses. ¡Hasta el mes próximo! SOBRE LOS 2 CDS Y SU DESCARGA Ud. podrá descargar de nuestra web el CD: “Curso Electrónica Aplicada” y 1 VCD “250 Proyectos Completos de Electrónica” que contienen Cursos, Videos, Tutoriales, Proyectos, etc. Todos los CDs son productos multimedia completos con un costo de mercado equivalente a 8 dólares americanos cada uno y Ud. los puede descargar GRATIS con su número de serie por ser comprador de este libro. Para realizar la descarga deberá ingresar a nuestra web: www.webelectro- nica.com.mx, tendrá que hacer clic en el ícono password e ingresar la clave “PCECLUB90”. Tenga este texto cerca suyo ya que se le hará una pregunta alea- toria sobre el contenido para que pueda iniciar la descarga. Editorial Del Editor al Lector suma edi-1.qxd 8/14/12 1:47 PM Página 1 CAPÍTULO 1: Proyectos con Luces 3 Existen innumerables formas de imple- mentar un circuito lógico de compo- nentes discretos, pero, en versión inte- grada, la tecnología más popular es la TTL (Transistor-Transistor-Logic: lógica transistor-transistor). Esta tecnología uti- liza sólo transistores bipolares en la parte lógica propiamente dicha del cir- cuito digital y de ahí su nombre de lógica transistor-transistor. En base a un circuito integrado TTL 7442 proponemos el armado de una central de efectos lumínicos muy fácil de implementar. INTRODUCCIÓN Esta familia de circuitos integrados requiere un cuidado especial con la tensión de la fuente de alimentación: ésta debe proporcionar 5VCC, per- mitiéndose tolerancias sólo de hasta 0,25V, lo que exige circuitos reguladores de tensión especial- mente concebidos para que la tensión de ali- mentación se sitúe entre los límites de 4,75V y 5,25V exigidos por la tecnología TTL. Además de eso, el consumo es muchísimo mayor que el de los circuitos de tecnología CMOS, mucho más len- tos en la conmutación que sus "primos" TTL. El C.I. 7442, por ejemplo, es de tecnología TTL y se presenta en cápsula de plástico o cerámica con diez y seis terminales,o "pins", distribuidos en dos líneas paralelas imaginarias, en la clásica for- mación mecánica de "dos en fondo" expresada en forma abreviada d.i.l (del inglés: "dual-in-line"). La identificación de los terminales obedece a lo expuesto en la figura 1, es decir, en el sentido anti- horario a partir de la marca, o chanfle, impreso en la cápsula del integrado cuando se ve desde arriba. Esta forma de identificar los terminales de un C.I. es válida para cualquier integrado de mecánica d.i.l, independientemente de la fun- ción que realice y del fabricante. El integrado 7422 es nada más que un decodi- ficador binario a decimal, o más exactamente, BCD es un código también conocido como deci- mal codificado en binario que presenta, para cada uno de los diez logaritmos decimales, un conjunto (bloque") de cuatro dígitos binarios (abre- viadamente "bit"). Es así que el número decimal 987 se representa, en el código BCD, por tres de esos "bloques", lo que indica el valor absoluto de cada logaritmo decimal que participa en la ope- ración, pues como sabemos: CC APÍTULAPÍTUL OO 1: 1: PP ROYECTOSROYECTOS CONCON LL UCESUCES EFECTOS DE LUCES TTL Figura 1 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 3 0111 (binario) = 7 (decimal) o sea, (0111)2 = 20 + 21 + 22 + 03 (0111)2= 1 + 2 + 4 + 0 = 7 1000 (binario) = 8 (decimal) o sea: (1000)2 = 00 + 01 + 02 + 23 (1000)2 = 0 + 0 + 0 + 8 = 8 1001 (binario) = 9 (decimal) o sea: (1001)2 = 20 + 01 + 02 + 23 (1001)2 = 1 + 0 + 0+ 8 = 9 En forma análoga, el número decimal 1984 será codificado en BCD como: 0001 - 1001 - 1000 - 0100 Para facilitar las cosas, la tabla I proporciona la conversión de los diez dígitos decimales a sus correspondiente binarios en BCD. En lugar de "0" y de "1" podemos utilizar la sim- bología "L" (bajo) y "H" (alto) según vimos anterior- mente y así operar con niveles lógicos en vez de numerales que confunden a mucha gente. La sigla BCD proviene de la expresión "binary coded decimal" (decimal codificado en binario). Este código es muy usado en sistemas digitales debido a su simplicidad. Pero el código no utiliza todas las combinacio- nes posibles con los cuatro dígitos binarios de cada bloque; el cuarto dígito, el más significativo, se utiliza sólo cuando la codificación del algoritmo decimal es 8 ó 9. Otra característica del código BCD es el hecho de ser de tipo pesado, es decir cada "bit" presenta un valor (peso) según la posición que ocupa en el numeral. Esto también sucede en el sistema deci- mal al que estamos acostumbrados. Esos valores relativos (pesos) son: 8 (23), 4 (22), 2 (21) y 1 (20); veamos el último ejemplo: 0001 ⇒ 03 + 02 + 01 + 20 = 0001 ⇒ (0 x 8) + (0 x 4) + (0 x 2) + (1 x 1= 00012 ⇒⇒ 1 (decimal) 1001 ⇒ (1 x 8) + (0 x 4) + (0 X 2) + (1 x 1) = 10012 ⇒⇒ 9 (decimal) 1000 ⇒ (1 x 8) + (0 x 4) + (0 X 2) + (0 x 1) = 10002 ⇒⇒ 8 (decimal) 0100 ⇒ (0 x 8) + (1 x 4) + (0 X 2) + (0 x 1) = 01002 ⇒⇒ 4 (decimal) Vemos que esto proporciona el resultado 1984 como habíamos previsto. Ahora una observación importante: cualquier numeral no perteneciente al sistema decimal, no debe leerse sino "deletrearse" dígito por dígito. En el ejemplo anterior debemos decir lo siguiente: “cero-cero-cero-uno", “uno-cero-cero-uno”, “uno- cero-cero-cero” y "cero-uno-cero-cero" que corresponden a los números binarios 0001,1001, 1000 y 0100 respectivamente ¡Nunca hay que decir "uno", "mil uno", "mil" ni "cien"! Pues bien, como dijimos el C.I. 7422 realiza una función similar a la transformación hecha más arriba, sólo que el integrado en cuestión sólo tiene capacidad para codificar, en el sistema decimal, sólo uno de los "bloques" por vez. De ahí es fácil darse cuenta que el 7442 debe presentar diez sali- das para corresponder a los dígitos decimales (0, 1, 2, 8, 9) y cuatro entradas designadas por D, C, B y A que simbolizan, en ese orden, los pesos 8, 4, 2 y 1 ya citados del código BCD. Esos catorce terminales de acceso al integrado y los dos destinados a la alimentación del mismo, totalizan los dieciséis "pins" requeridos por el C.I. 7442, figura 1. Los terminales destinados a la ali- Proyectos de Electrónica con Circuitos Impresos 4 Club Saber Electrónica Figura 2 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 4 mentación del circuito propiamente dicho del integrado son 16 (Vcc: 5V) y 8 (masa: OV) como muestra la figura 3, donde tenemos la función de los "pins" del integrado en estudio. Los circuitos de la figura 3 indican que las salidas se mantendrán en un nivel lógico bajo (Ló O) cuando son excitados o, lo que es igual, las salidas en reposo presentan un nivel alto (H ó 1). Aunque el componente es muy chico, su circuito tiene sólo ocho circuitos inversores (operador NO) y diez puertas lógicas NAND de entrada cuádruple cada una; le corresponde el diagrama lógico de la figura 4. Para analizar el comportamiento del cir- cuito, tenemos que conocer la función booleana de cada salida, o sea: Teniendo presente la tabla I y considerando la correspondencia “1 = H” y “0 = L” podemos escri- bir lo siguiente: Efectos de Luces TTL CAPÍTULO 1: Proyectos con Luces 5 Figura 3 Figura 4 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 5 Como queda demostrado, las salidas en reposo presentan el nivel H y de ahí proviene el circulito asociado a esas salidas en la figura 3. Usted debe estar pensando que como cuatro son las líneas de entrada y diez las líneas de salida, el circuito no es más que un decodificador del tipo de cuatro líneas por diez. Esto es verdad, pero con algunas restricciones. Observe, por ejemplo, que para el cuar- teto HHLL correspondiente al binario 1100 (12 en decimal) ninguna de las diez salidas se excita, lo mismo es válido para cualquier número superior a 1001 (9 en decimal). En estos casos el circuito (figura 4) encara la situación de entrada como no válida y todas las sali- das asumirán el nivel H, es decir, permanecerán en reposo. Las consideraciones sobre el f u n c i o n a m i e n t o hechas hasta ahora sobre el C.I. 7442 se resumen en la tabla II, que es sólo una tabla funcional del circuito integrado en estudio. De ahí vemos que entre las dieciseis combina- ciones posibles con las cuatro entradas, apenas diez se utilizan (y son válidas); ésto hace que el código BCD presente diez posibilidades, pues son diez los dígitos decimales. Si usted quiere verificar el funcionamiento del C.I. 7442 en la práctica, la figura 5 presenta el esquema eléctrico de nuestro proyecto. En cuanto a la fuente de ali- mentaión (5V - 0,25V) puede estar formada por cuatro pilas grandes, con un par de diodos en serie con el fin de proporcionar la debida caída de potencial a la tensión de alimentación ofrecida por ese circuito. Respecto de la figura 5 debe considerar lo siguiente: al emitir luz un diodo fotoemisor cual- quiera, quedará caracterizado el nivel bajo; de esta manera al mantener los interruptores en la situación establecida en el diagrama esquemá- Proyectos de Electrónica con Circuitos Impresos 6 Club Saber Electrónica Tabla 2 - Tabla funcional del circuito integrado 7442. Tabla 1 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 6 tico, ninguno de los catorce diodos electroluminis- centes emitirá luz. Los de entrada no lo hacen porque ningún inte- rruptor se encuentra accionado, y los de salida no emiten luz debido a la condición no válida de entrada (numeral binario 1111, o 15 en decimal). En la figura 6 damos una sugerencia para la placa de circuito impreso. Procure entrenarse lo sufi- ciente para adquirir una cierta práctica en la con- versión BCD a decimal. Efectos de Luces TTL CAPÍTULO 1: Proyectos con Luces 7 Figura 5 Figura 6 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 7 INTRODUCCIÓN Las aplicaciones propuestas por los fabricantes del circuito integrado LM3914N en sus Manuales de Componentes son variadas, incluso, hemos propuesto algunos artículos en otras ediciones de Saber Electrónica. Este circuito integrado está diseñado para mos- Proyectosde Electrónica con Circuitos Impresos 8 Club Saber Electrónica Con el LM3914 es posible construir una escala de punto móvil similar a la presentada en Saber Electrónica Nº 4 con nuestro viejo conocido UAA170, con la ventaja de presentar un mejor desempeño cuando hay una variación de poten- cia considerable en la señal aplicada a la entrada. Aprovechando esta característica dise- ñamos un vúmetro a leds o escala luminosa que hasta puede ser empleada como base para la implementación de un juego de luces audiorrítmi- cas. Con una etapa de potencia apropiada se puede utilizar en carteles luminosos. BARRA LUMINOSA CON LEDS Figura 1 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 8 trar una "escala de tensiones" mediante un con- junto de diodos emisores de luz. Posee un divisor de tensión y diez comparadores que se encien- den en secuencia cuando se eleva la tensión de entrada. Este hecho se utiliza para “amplificar y compa- rar” una señal de audio conectado a su entrada. Para el funcionamiento, se debe colocar en la entrada (J1) la salida de cualquier amplificador de audio con una potencia superior a 100mW (se conecta directamente al parlante). En el circuito de la figura 1, D1 es un rectificador que cambia la señal de audio alterna a una señal DC que luego es filtrada por C1 para obtener un nivel constante correspondiente al pico de la señal de audio de entrada. En la porción de "no- carga" de la señal de media onda, R2 descarga al capacitor C1. Dado que R2 es ajustable, el pro- medio de descarga de C1 puede ajustarse hasta compatibilizar nuestro detector con las caracterís- ticas de audio de la radio particular que está siendo usada. El promedio de descarga puede Barra Luminosa con LEDs CAPÍTULO 1: Proyectos con Luces 9 LISTA DE MATERIALES IC1-LM3914N - Circuito integrado para lectura de barras de LEDs de punto móvil (similar a nuestro viejo conocido UAA170) D1- OA91 o similar - Diodo de Germanio LED1-LED10 - Diodos emisores de luz (ver texto) R1 - 680Ω R2 - Potenciómetro lineal de 1MΩ R3 - 12kΩ C1 - 22µF - Capacitor electrolítico de 25V C2 - 100nF - Capacitor cerámico. S1 - Llave inversora simple VARIOS Zócalo para montar el integrado, batería de 9 volt (ver texto, gabinete para montaje, placa de circuito impreso, perilla para el potenciómetro, cables, estaño, componentes accesorios en caso de que- rer montar el juego de luces audiorrítmicas (ver texto) o para aumentar la sensibilidad de entrada (ver texto), etc. Figura 2 Figura 2 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 9 variar entre casi unas décimas de segundos a varios segundos. La señal de audio mantendrá esta- ble esta tensión sobre C1 con alguna fluctuación (mientras el audio tam- bién fluctúe). Cuando el pulso de un rayo haga ondular la radio, el pro- ceso de carga de C1 será más rápido que el de su descarga. En este caso, la tensión sobre C1 se aplicará a IC1 y esto se traducirá en el nivel de corriente mostrado en los LEDs. Dado que IC1 puede mostrar un nivel de tensión como una "barra" de LEDs o como un simple punto móvil, S1 se usa para selec- cionar entre los dos modos de muestra. La alimentación puede hacerse con cualquier tensión comprendida entre 6V y 18V, se alimentará con una batería de 9V o con la propia fuente de la radio. El circuito es muy simple, y puede ser construido en una placa de circuito impreso como la mos- trada en la figura 2. El tamaño de los LEDs y sus colores dependerán de la preferencia personal del constructor. En la figura 2 también se repro- duce el impreso “invertido” por si Ud. desea cons- truir su placa empleando pertinax presensibilizado. Recuerde que trabajar con placas de circuito impreso vírgenes presensibilizadas le permitirá construir el circuito impreso con poco esfuerzo, sin necesidad de tener que “dibujar” con marcador permanente las pistas donde deberá quedar el cobre. Tenga en cuenta que con este circuito puede manejar luces de potencia, para ello deberá rea- lizar el arreglo mostrado en la figura 3 en el que se emplea un tiristor por cada luz a ser controlada. Con un TIC226D se pueden controlar lámparas de hasta 800W (de 110V ó 220V), en cuyo caso se deberá dotar a cada tiristor del apropiado disipa- dor de calor. También podrá usar módulos de estado sólido del tipo IGBT y, en ese caso, no será necesario el uso del transformador. Para emplear el circuito como juego de luces, debe colocar la llave en la posición correspon- diente a “punto luminoso” y colocar y excitar un TIC226D por medio de un cable conectado entre el terminal 11 del integrado con su unión con el cátodo de D11 (vea la figura 1). Por otra parte, si desea utilizar el vúmetro para que funcione con potencias más bajas, a la entrada debe colocar un transistor BC548 como el mostrado en la figura 4. Para obtener diferentes efectos puede conectar el cable que hemos marcado con la letra “A” en el circuito de la figura 1 a otras patas del integrado conectadas a LEDs, esto le ayudará también a obtener variantes cuando quiera emplearlo como juego de luces audiorrítmicas. Proyectos de Electrónica con Circuitos Impresos 10 Club Saber Electrónica Figura 3 Figura 4 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 10 INTRODUCCIÓN Tal como dice Newton Braga, en su artículo de Saber Electrónica Nº 1, un sistema de luz nocturna automática puede tener muchas utilidades. Además de evitar el gasto excesivo de energía eléctrica, porque mantiene las luces encendidas sólo mientras falta luz natural, también ayuda a economizar la presencia de un operador humano para conectarlas o desconectarlas. Podemos usar tales sistemas, con eficiencia, en los siguientes casos: Accionamiento de lámparas de vidrieras, jardi- nes, zaguanes o estacionamientos. Accionamiento de sistemas de señalización nocturna (luces de mástiles). El proyecto que describimos utiliza una configu- ración poco común de circuito de disparo con el temporizador 555 y puede controlar lámparas de las redes domiciliarias tanto de 110V como de 220V con potencias suficientes para la mayoría de las aplicaciones (los contactos IC2 e IC3 del cir- cuito de la figura 1 actúan como interruptor en el circuito que se desee controlar). De hecho, en la red de 110V podemos controlar hasta 200 watt de lámparas y en la red de 220V hasta 400 watt, con suficiente holgura para los contactos de relé del tipo de los empleados en circuitos impreso, que soportan 2A de contacto. Si Ud. desea controlar cargas de mayor poten- cia, se puede usar sin problemas un relé interme- Luz Nocturna Automática CAPÍTULO 1: Proyectos con Luces 11 Este dispositivo encenderá automáti- camente las luces de un zaguán, jar- dín, garaje o de las vidrieras cuando exista poca luz natural (al anoche- cer) y las apagará al amanecer. Resulta un montaje ideal para quien llega a casa de noche y desea encontrar las luces encendidas o también para quien no puede estar en determinado lugar para encen- der o apagar las luces al anochecer o amanecer. LUZ NOCTURNA AUTOMÁTICA Figura 1 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 11 diario. Las características del aparato son las siguientes: Tensión de alimentación: 110 ó 220 volt. Sistema sensor: LDR. Carga máxima: 200W (110V) o 400W (220V). Componentes activos: 1 circuito integrado. Como podemos ver en la figura 1, el integrado 555 (timer) está formado internamente por dos comparadores conectados a un flip-flop y a una etapa de potencia. Normalmente, este integrado se usa como timer estable o monoestable, pero nada impide que sea polarizado, como muestra la misma figura, para formar un "trigger" o circuito de disparo. La tensión de referencia puede ser aplicada al pin 5, siendo el orden de la mitad de la tensión de alimentación. En la transición de la tensión de entrada del pin 2, de un valor mayor de la mitad e la tensión de referencia a una menor, la salida es activada y puede controlar un relé. En nuestro circuito, fijamos la tensión de referen- cia por un divisor formado por R2 y R3 yajustamos el disparo en función de la luz que incide en el LDR a través del potenciómetro VR1. El ajuste se realiza en función de la luz ambiente. Les recordamos que, en la instalación del apa- rato, el LDR debe recibir solamente la luz ambiente (del cielo) y nunca la luz de las lámparas que con- trola, pues en este caso habría una realimenta- ción. El circuito es alimentado por la red local a través de un transformador y en el montaje está previsto un tomacorriente donde pueden ser conectadas las lámparas alimentadas. En el caso de un jardín o vidriera, por ejemplo, observando el límite de potencia, se pueden poner lámparas en paralelo. Una característica importante de este circuito con "trigger" es el hecho de no sufrir esas desagra- dables oscilaciones de los circuitos convenciona- les cuando la iluminación llega al umbral de dis- paro. La transición del punto de espera al disparo es inmediata y única. El relé cierra y abre de inme- diato los contactos, sin oscilación. En la figura 2 damos el diagrama completo del aparato, que después del montaje puede ser encerrado en una caja de metal, plástico u otro material, vea que sólo posee un integrado y un transistor, junto con los componentes asociados (el 555 puede ser de cualquier empresa). En la figura 3 damos el diseño de la placa de cir- cuito impreso. Los principales cuidados que se deben tomar con los componentes y su obtención son los siguientes: Proyectos de Electrónica con Circuitos Impresos 12 Club Saber Electrónica Figura 2 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 12 a) Debe observar la posición del circuito inte- grado es el 555. b) El LDR es de tipo redondo, de cualquier tamaño, debiendo ser instalado en un tubo opaco dirigido hacia el cielo de modo de operar con su luminosidad. Se puede usar un cable de hasta 5 metros para conectar este LDR al circuito. c) El diodo D1 es de uso general (1N4148). d) Coloque un relé de 12V para circuitos impre- sos con contactos de 2ª o más. Para mayores car- gas se pueden usar relés de contactos de mayor corriente, pero su bobina debe ser de 12V con corriente máxima de 200mA. Si se usaran relés diferentes, se debe modificar el diseño de la placa. e) Los resistores son todos de 1/8 ó 1/4W y el único potenciómetro puede ser tanto de 50kΩ como de 100kΩ. f) C1 es un capacitor cerámico que funciona como filtro y desacoplamiento del integrado y su valor no es crítico, estando entre 100nf y 1µF. g) La lámpara a ser controlada debe tener como interruptor a los contactos del relé. Para probar nuestra luz nocturna automática conecte cualquier lámpara de acuerdo con su red local, un velador u otro aparato elec- trodoméstico cuyo funcionamiento se pueda verificar. Enseguida coloque el LDR de modo que reciba directamente la luz ambiente y ajuste el VR1 para que el relé abra sus contactos. Ajuste el VR1 de modo que quede en el umbral de accionamiento. Cubriendo el LDR con la mano, se va moviendo gradualmente el curso de VR1 hasta obtener el punto de mayor sensibili- dad, o sea, en el que el circuito es conec- tado al faltar la luz y desconectado con la presencia de luz. Haga lentamente este ajuste, ya que el apa- rato tiene cierta inercia. Una vez comprobado su funcionamiento, sólo queda instalarlo en forma definitiva. Por su sencillez, este montaje es recomendado para quienes recién se inician en electrónica. Luz Nocturna Automática CAPÍTULO 1: Proyectos con Luces 13 Figura 3 LISTA DE MATERIALES IC1 - CA555 - Circuito integrado temporizador IC2, IC3 = Contactos usados como interruptor Q1 - BC548 - Transistor NPN D1 - 1N4148 - Diodo de uso general Relé - Relé de 12V para circuitos impresos R1 a R4 - 1kΩ R5 - LDR común (puede usar cualquiera) R6 - 1kΩ VR1 - Potenciómetro de 50kΩ (ver texto) C1 - 1µF - cerámico Varios Placa de circuito impreso, gabinete para mon- taje, estaño, cables, etc. Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 13 INTRODUCCIÓN Este circuito, mostrado en la figura 1, funciona con tensiones de 110V y hasta 220 volt, sin necesi- dad de hacerle ningún cambio. Por eso el con- densador (C1) de la entrada de corriente es a 400V como mínimo y el condensador de rectifica- ción (C2) (22µF) es a 350V, ya que si alimentamos Proyectos de Electrónica con Circuitos Impresos 14 Club Saber Electrónica En nuestro hogar tenemos usualmente una luminaria en la entrada, el patio de ropas o el ante jardín. Como es una luz que está en el exterior de la casa, ¿a quién no se le ha olvi- dado apagarla? La dejamos prendida por horas y horas en el día y a veces por semanas, haciendo un con- sumo de energía innecesario. Pensando en una solución a este problema, hemos dise- ñado un dispositivo electrónico que se encarga de encender una lámpara (puede ser de bajo consumo de cátodo frío), en el momento que el sol se oculta y se apaga automáticamente cuando el sol vuelve a aso- mar a la madrugada, igual que las lámparas de iluminación del alumbrado público. Otra de nuestras motivaciones para hacer este circuito es dar a conocer algunos componen- tes como los optoacopladores y los triacs, enseñando su funcionamiento básico. AUTOMATISMO PARA JARDÍN Y RIEGO SIN TRANSFORMADOR Figura 1 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 14 este circuito con 220 volt AC, al momento de ser rectificados se convierten aproximadamente en 330 voltios DC. La carga puede ser hasta de 400W. Puede usar una de más potencia, siempre y cuando cambie el Triac TIC226D, por uno que soporte más corriente, como el BTA08600, que soporta hasta 8 ampere. No olvide usar un disipador apropiado para mantener el Triac refrigerado. A continuación haremos una breve explicación de la función que desempeña cada componente del circuito. FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO Una de las grandes virtudes de este circuito es que NO NECESITA TRANSFORMADOR. En este caso usamos un circuito muy sencillo que baja el voltaje y lo rectifica, ahorrando dinero y espacio. Vea la imagen de la figura 2, el condensador (C1) de 2.2µF de poliéster, está en serie a la entrada del voltaje de la red pública, restringiendo el paso de corriente (ampere). Este condensador sólo permite el paso de unos 60mA aproximadamente, facilitando la reducción de voltaje que se hará mas adelante. La resisten- cia de 330kΩ (R1) que está en paralelo con el condensador (C1), se encarga de descargar el condensador a la hora de desconectar el circuito, evitando que el condensador quede cargado y pueda enviarnos una descarga eléctrica, al momento de manipular el circuito. En el otro cable de entrada de la red pública hay una resistencia de 10 ohm (R2) que funciona como fusible y también ayuda a limitar la corriente. Luego de que la corriente pasa por el conden- sador y la resistencia, llega a un puente de diodos formado por 4 diodos rectificadores (figura 3), que se encargan de separar los semiciclos positivos de los negativos, entregándolos por separado, para luego ser rectificados por un condensador (C2), convirtiendo la corriente alterna (AC) en corriente directa (DC). Recordemos que al rectificar una corriente se eleva su voltaje, multiplicándolo por raíz de 2 que es 1.4141. Esto quiere decir que para una alimen- tación de 120 volt AC, obtendremos a la salida del puente de diodos una tensión de 169 volt, menos 2 volt de consumo del puente y algunas perdidas, tendremos unos 160 volt aproximadamente. Y para una alimentación de 220 volt AC, tendremos una tensión de salida de unos 320 volt DC aproxi- madamente. Por esta razón el condensador de la fuente rectificadora debe ser de 350 volt, de lo contrario estallará al momento de conectar el cir- cuito. Ahora que tenemos la tensión rectificada y con una corriente pequeña, debemos bajar el voltaje a unos 10 volt DC. Para esto utilizamos un diodo zener. Automatismo para Jardín y Riego sin Transformador CAPÍTULO 1: Proyectos con Luces 15 Figura 2 Figura 3 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 15 Es importante resaltar que un diodo zenerNO se debe conectar sin su respectiva resistencia de polarización, que limita la corriente que alimentará el zener, de lo contrario el zener se quemará. La resistencia de 39kΩ a 5 watts (R3) que vemos en la fotografía de la figura 4, es la resistencia de polarización del zener. Es necesario que sea de 5W, ya que el esfuerzo que tiene que hacer para bajar la corriente, genera un calor relativamente alto. La fórmula para calcular esta resistencia es la siguiente: RZ = Vt - Vz / Iz “Resistencia de polarización = voltaje total menos el voltaje del zener, dividido por los ampe- rios del zener”. Para la red eléctrica de 220V, según lo visto, tenemos que: RZ = 320VDC - 10V = 310V / 0.02 Amp = 15.500 ohm Podría ser una resistencia de 15kΩ, pero al hacer la prueba se calentaba demasiado, por lo que optamos por buscar la resistencia más alta, sin que perjudique la corriente de trabajo del zener; el valor apropiado resultó ser de 39kΩ (puede colo- car cualquier valor entre 27kΩ y 47kΩ). En la foto- grafía de la figura 5, podemos apreciar los otros componentes que acompañan el diodo zener. La resistencia de 10kΩ (R4), le ayuda al zener a soportar la carga. Va en paralelo a tierra con el diodo zener. El condensador de 47µF (C3) y el condensador cerámico de 0.1µF (C4) rectifican nuevamente la corriente, quitando posibles rizos o ripple. Cuando hicimos la prueba en el protoboard sin estos dos condensadores, notamos que titilaba levemente la lámpara de carga, sobre todo al usar una lámpara de neón. Por esta razón coloca- mos los condensadores, logrando una iluminación estable y sin fluctuaciones. Hemos terminado de explicar la fuente de ali- mentación. Ahora viene el circuito que se encarga de la automatización de encendido al detectar oscuri- dad y apagado al detectar luz. El pre-set que vemos en la fotografía de la figura 6 (VR1) forma parte de un divisor de voltaje, junto con una fotorresistencia. Proyectos de Electrónica con Circuitos Impresos 16 Club Saber Electrónica Figura 4 Figura 5 Figura 6 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 16 Se puede colocar una resistencia fija de 10kΩ o 15kΩ, pero el resistor variable da la posibilidad de graduar la sensibilidad del circuito. El funcionamiento de este bloque es el siguiente: cuando la corriente pasa por VR1 y llega al punto centro entre VR1 y la fotorresistencia, si la fotorre- sistencia está recibiendo luz, baja su impedancia a 0 ohm, polarizando negativamente la base del transistor. Al momento que se oscurece el ambiente, la fotorresistencia sube su impedancia a más de 50kΩ, restringiendo el paso de la corriente. En ese momento se polariza positiva- mente la base del transistor 2N3904. La fotorresistencia o RDL (resistencia depen- diente de la luz), es una resistencia variable que cambia su impedancia de acuerdo a la cantidad de luz que absorba en su superficie. Como se puede observar en la fotografía de la figura 7, le hemos colocado un recubrimiento en su parte inferior. Esto con el fin de que no reciba luz por debajo, ya que si esto sucede, no funcionará correc- tamente. Como no queríamos que que- dara la resistencia pegada a la tarjeta del circuito impreso, usamos un trozo de un bolígrafo viejo y lo cubrimos con cinta aislante negra. De la buena ubicación de la fotorresistencia, depende la precisión en el funcio- namiento de nuestro circuito. Volvamos al funcionamiento de nuestro circuito de luz automática, al momento que la fotorresis- tencia tiene su impedancia muy alta, se polariza positivamente la base del transistor 2N3904 (NPN). En ese momento el transistor conduce entre colector y emisor, polarizando negativamente la base del transistor 2N2907 que es de polaridad PNP. Esto quiere decir que conduce cuando su base es estimulada con un voltaje negativo. Al conducir el transistor 2N2907, pasa un voltaje posi- tivo de colector a emisor y llega hasta el optoa- coplador. Nota: El transistor 2N2907 fue colocado en las dos direcciones, invirtiendo colector y emisor. Y en las dos posiciones, el circuito funcionó correcta- mente. Por eso en las fotografías del artículo se ve al contrario de la máscara de componente. Puede colocarlo para cualquiera de los dos lados y probar su sensibilidad. La idea de estos proyec- tos es adquirir conocimiento y práctica. En la ima- gen de la figura 8 puede observar la disposición de estos componentes sobre la placa de circuito impreso. El optoacoplador es un relé de estado sólido, también conocido con el nombre de optoaislador o aislador acoplado ópticamente. Para el caso del MOC3021 (figura 9), sus patas 1 y 2 van inter- namente a un diodo LED que al iluminar, excita un Automatismo para Jardín y Riego sin Transformador CAPÍTULO 1: Proyectos con Luces 17 Figura 7 Figura 8 Figura 9 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 17 fototriac que permite conducir corriente entre las patas 4 y 6 del optoacoplador. Se utiliza para ais- lar eléctricamente el circuito anterior que es ali- mentado a 10 voltios y unos pocos miliamperios, de la parte donde manejaremos el voltaje de la red pública. Esta es una de las grandes ventajas de usar un optoacoplador, ya que sirve para aislar un circuito de otro, evitando catástrofes a la hora de un corto circuito. Al momento que el transistor 2N2907 conduce, le envía un voltaje al LED que se encuentra dentro del MOC3021. Como el voltaje que llega al opto- acoplador es de 10 volt y un LED sólo puede ser alimentado con 3 volt, colocamos una resistencia de 390 ohm en serie con el pin 2 que es el pin de tierra o negativo. El TRIAC, figura 10, es un dispositivo semiconduc- tor de la familia de los transistores, pero con la par- ticularidad que puede conducir en dos direccio- nes. Es decir que puede conducir corriente alterna, algo que no pueden hacer los transistores. También son llamados relevos de estado sólido. Tiene tres patas: T1, T2 y G (compuerta en ingles es Gate). Al momento que el optoacoplador es accionado por el transistor, este con- duce entre sus pines 4 y 6, enviando una corriente a la compuerta del Triac. El Triac conduce la corriente de la red pública y como el bombillo está en serie, este se enciende. Al momento que no llega corriente a la compuerta del Triac, este deja de conducir y la lámpara de salida o de cargase apaga. Nota: El triac solamente abre y cierra el paso de corriente, Por lo tanto de puede encender cual- quier tipo de bombillo que sea alimentado con la red publica. Nosotros probamos el circuito con lámparas ahorradoras (de cátodo frío), obte- niendo el mismo resultado que con las lámparas incandescentes. Cuando la resistencia vuelve a recibir luz, esta baja su impedancia, y se polariza negativamente la base del transistor 2N3904. Como este transistor es NPN, no conduce y por lo tanto tampoco el otro transistor, ni el Optoacoplador y por lógica tam- poco el Triac. Si queremos direccionar la fotorresistencia a un punto de luz específico, podemos entubarla, tal como se aprecia en la foto de la figura 11. Esto se usa para alarmas o por ejemplo para subir la puerta del garaje al encender las luces. En fin; Dejamos a la imaginación de cada uno una infinidad de posibilidades a partir de un circuito tan sencillo, pero útil como este. Nota: lea a conciencia hasta entender el fun- cionamiento del circuito. No lo arme sólo por armarlo. Cuando se tiene claro el funcionamiento de un aparato, no habrá obstáculos al momento de construirlo. En la figura 12 puede observar el diagrama de circuito impreso sugerido para el montaje de nues- tro dispositivo. Tenga presente que se trata de un automatismo que puede emplearse para diferen- tes usos, incluso, con la ayuda de un temporiza- dor (oscilador astable) como el que presentamos Proyectos de Electrónica con Circuitos Impresos 18 Club Saber Electrónica Figura 10 Figura 11 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 18 en esta misma edición, podemos usarlo para sis- tema automático de riego. Como es sabido, siemprees conveniente “regar” un jardín en ausencia de sol para evitar que la evaporación rápida del agua “queme” a las plantas o el pasto; es por ello que lo recomendable es el riego en horas del crepúsculo. En base a este principio, cuando se va el sol este dispositivo pondrá en marcha al temporizador durante un tiempo deter- minado (una hora por ejemplo) y mientras esté en funcionamiento se podrá regar debido a la acción de una electroválvula que permite el paso del agua, accionada por el temporizador. Cómo podrá comprender, este automatismo puede tener otros usos por lo cual conviene tener un prototipo listo para cuando sea necesario. Automatismo para Jardín y Riego sin Transformador CAPÍTULO 1: Proyectos con Luces 19 Figura 12 LISTA DE MATERIALES ICN1 - Conector (ficha) para línea eléctrica (110V / 220V). CN2 - Conector (ficha) para carga (lámpara o cualquier otro aparato hasta 400W). Q1 - 2N3904 - Transistor NPN de uso general. Q2 - 2N2907 ó 2N2907A - Transistor PNP de uso general. Q3 - MOC3021 - Optoacoplador (puede sustituirse por cualquier otro optoacoplador de uso general). Q4 - TIC226D - Triac con disipador (puede ser reemplazado por otro componente de mayor potencia, ver texto). D1 a D4 - 1N5404 - Diodos rectificadores para 3A. D5 - Diodo zener de 10V x 1W. R1 - 330kΩ R2 - 10Ω x 2W R3 - 39kΩ x 5W R4 - 10kΩ R5 - LDR - Fotorresistencia común. R6 - 2,2kΩ R7 - 1kΩ R8 - 390Ω R9 - 100Ω VR1 - Pre-set de 20kΩ C1 - 2,2µF - Capacitor de poliéster de 400V. C2 - 22µF - Capacitor electrolítico de 400V. C3 - 100µF - Capacitor electrolítico de 16V. C4 - 0,1µF - Capacitor cerámico de 50V. Nota: salvo indicación contraria, todas las resisten- cias son de 1/8W. Varios Placa de circuito impreso, gabinete para montaje, soporte plástico para LDR (ver texto), disipador para Q4, cables, estaño, etc. Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 19 ATENUADOR CON POTENCIÓMETRO PARA LÁMPARAS INCANDESCENTES Con muy poco dinero y esfuerzo se puede armar este atenuador que permitirá regular el bri- llo de una o varias lámparas ya sea para la ilumi- nación de un ambiente o para un simple velador o lámpara de pié. El circuito propuesto se muestra en la figura 1 y, a simple vista, se puede comprender que es muy sencillo. El elemento activo de este proyecto es un triac el cual es comandado por el potenciómetro a través del diodo DIAC, que es del tipo 3202. El triac puede ser montado sin disipador para cargas de hasta 100W, pero pasada esa potencia se hace indispensable el uso de uno. El potencióme- tro conviene que sea lineal, para que el brillo varíe en forma pareja a lo largo de todo el cursor. El uso de la llave del pote se hace para conmutar la entrada de corriente. Recuerde ser muy precavido Proyectos de Electrónica con Circuitos Impresos 20 Club Saber Electrónica Para terminar este capítulo, presen- tamos 10 proyectos de iluminación que pueden ser útiles para diferen- tes ocasiones. Por razones de espa- cio no podemos brindar mayores detalles sobre el funcionamiento y armado ni los diseñaos de las placas de circuito impreso, sin embargo, puede obtener cada uno de ellos desde nuestra web: www.webelec- tronica.com.mx, haciendo clic en el ícono password e ingresando la clave: proyeculb90. También se encuentran en el CD que acompaña a esta obra (vea la página 1). 10 PROYECTOS DE ILUMINACIÓN Figura 2 Figura 1 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 20 dado que está trabajando con la tensión de red sin aislar. En la figura 2 se puede apreciar el dispositivo montado en una pequeña placa de circuito impreso del tipo universal. AUTOMÁTICO PARA LUZ DE PASILLO Ideal para pasillos o escaleras, sobre todo en edificios, este circuito permite mantener una serie de lámparas en paralelo encendidas durante 2 minutos y luego las apaga automáticamente. Es totalmente silencioso por ser de estado sólido y muy fácil de montar. El circuito es bien simple, se muestra en la figura 3 y consta de solo dos elementos activos. El pri- mero es nuestro viejo y querido temporizador 555, el cual esta configurado en nuestro caso como monoestable. Luego éste gobierna un Triac, que hace las veces de llave de potencia. Si bien el circuito parece complicado para la función que cumple, si se lo ana- liza en detalle se notará que es muy sen- cillo. Está pensado para trabajar con tres hilos (cables) entre los pulsadores y las lámparas (que no deben superar los 100W sin disipar el triac). Así, entre los pun- tos 1 y 2 se conectan las lámparas y, entre los puntos 2 y 3 se conectan los pul- sadores que pueden incluir una lámpara de neón tipo testigo. Esta lámpara testigo se iluminará cuando el circuito esté en espera (las lámparas de iluminación estén apagadas). En tanto entre los pun- tos 1 y 3 se conecta la tensión de red. Para enten- derlo mejor mire en la figura 4 el esquema de ins- talación. Si donde se va a instalar el circuito hay fase y neutro en todas las bocas o cajas se puede insta- lar el sistema con sólo un cable (el 2). LÁMPARA DE NEÓN CON 9V DC Todos sabemos que las lámparas de neón requieren de al menos 180 volt para encender y que, además, esta corriente debe ser del tipo alterna. Para aquellas ocasiones en las que tene- mos que encender una lámpara de este tipo pero solo disponemos de una fuente de corriente 10 Proyectos de Iluminación CAPÍTULO 1: Proyectos con Luces 21 Figura 3 Figura 4 Figura 5 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 21 como una batería o pack de pilas este circuito es ideal. El circuito sugerido se muestra en la figura 5. Utilizando nuevamente el temporizador 555, este circuito no es otra cosa que un oscilador cuya etapa de salida ataca un transformador elevador de tensión obtenido de una radio vieja transistori- zada. Este se encarga de elevar la tensión al nivel apropiado para el encendido de una lámpara de neón típica. Los componentes asociados a los pines 7, 6 y 2 determinan la frecuencia apropiada de oscilación. El transformador utilizado en este proyecto no es ni mas ni menos que el disponible en la etapa de salida de una radio con salida push-pull. Nótese que los terminales que original- mente se conectaban a la bocina o parlante ahora van conectados como “primarios” mientras que el antiguo primario ahora es secundario de salida a la lámpara. En caso de querer utilizarlo en el auto este cir- cuito puede alimentarse con 12V sin problema alguno y sin que se deba modificar nada. CIRCUITO PARA FLASH SECUNDARIO Este circuito permite disparar un flash fotográfico partiendo de otro pero sin conectar ningún cable entre ellos. Para lograrlo el circuito dispone de un resistor sensible a la luz LDR el cual cambia de valor según la luz presente en el ambiente. De esta forma se logra accionar la electrónica necesaria para disparar el flash al cual se comanda. El circuito, que se muestra en la figura 6, capta la luz por medio del LDR cuya sensibilidad se puede ajustar modificando el cursor del potenció- metro de 1MΩ. Los tres transistores se encargan de entrar en corte/saturación en función a los cam- bios bruscos de la luz. El tiristor es disparado enton- ces haciendo brillar el flash. Dado que el circuito responde a cambios violentos de luminosidad se lo puede utilizar tanto en lugares oscuros como ilu- minados. Sólo se producirá el disparo del flash secundario cuando otro flash (primario) se dispare. EL circuito se alimenta con una batería de 9V la cual en condiciones normales de uso dura hasta 1 año sin problemas. Un LED indica que se encuen- tra encendido. Todo el equipo se puede armar sobre una placa universal dado la simpleza del mismo y montarlo en un pequeño gabinete plástico. Dado que el tiristor entra en conducción por bre- ves instantes no es necesario dotarlo de disipador. FLASH ESTROBOSCÓPICO PARA BAILE Muy difundido en clubes y discos éste dispositivo genera una sucesión de disparos de flash a alta velocidad que, combinado con penumbra u Proyectos de Electrónica con Circuitos Impresos 22 Club SaberElectrónica Figura 6 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 22 oscuridad total, dan un efecto visual de movi- miento retardado. También es común verlo por estos días en balizas de emergencias o letreros publicitarios. El circuito propuesto se muestra en la figura 7. El elemento que genera la luz es una lámpara de gas de xenón la cual tiene dos terminales de entrada y un tercero de disparo. Entre los bornes + y - del puente rectificador aparece corriente continua proveniente de la red eléctrica y limitada en corriente por la resistencia de 50W. Esa corriente continua carga los capaci- tores electrolíticos de 100µF los cuales la hacen circular por la resistencia del potenciómetro y del pre-set. La corriente pasa entonces a la com- puerta de disparo del tiristor (por medio de la lám- para de neón) provocando la circulación de ten- sión a través de este diodo. Esto hace que la corriente se descargue en la bobina de disparo de la lámpara de xenón lo que provoca un flash. Seguido de esto los capacitores electrolíticos comienzan nuevamente a cargarse repitiendo indefinidamente este ciclo. El potenciómetro y el pre-set determinan la velocidad de la secuencia, siendo mayor a medida que se reduce la resisten- cia de este conjunto. La finalidad de poner por un lado el pre-set y por el otro un pote responde a tener un limitador de la velocidad máxima obte- nida. La bobina empleada es una estándar para el disparo de lámparas de este tipo y puede ser adquirida en la misma tienda donde adquiera la lámpara. La resistencia de 50W, que es muy simi- lar a la de un soldador, debe ser montada fuera de la plaqueta para evitar que la temperatura arruine el fenólico. No es necesario equipar al tiris- tor con un gran disipador de calor, sirviendo uno del tipo clip como los empleados para los regula- dores 78xx. Para ajustar el pre-set bastará con dejarlo al máximo de su recorrido y colocar también el cur- sor del potenciómetro a su extremo de mayor resistencia. Con ambos elementos en su extremo de mayor valor (que deberían estar formando una resistencia de 1MΩ) encender el flash y poner el potenciómetro al mínimo valor posible. Luego debe ajustar el pre-set cuidadosamente hasta lograr una suerte de fondo de escala que deter- mina la velocidad máxima de destello de la lám- para. INTERMITENTE PARA CARTELES DE ILUMINACIÓN El circuito que proponemos es ideal para carte- lería y para señalización de advertencia o peligro ya que hace titilar una o varias lámparas de 110V / 220V con una capacidad de consumo de hasta 800W. El circuito es mas que simple y se muestra en la figura 8, el capacitor de 400V, el puente rectifica- dor, el diodo zener y el capacitor de 100µF forman la fuente de alimentación, la cual obtiene tensión continua de aproximadamente 9V a partir de la red eléctrica sin transformador. El integrado es, otra vez, nuestro viejo conocido 555; junto a sus 10 Proyectos de Iluminación CAPÍTULO 1: Proyectos con Luces 23 Figura 7 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 23 componentes anexos generan el tren de pulsos que, aplicados sobre el optoacoplador, accio- nan intermitentemente al Triac haciendo que la lámpara encienda y apague continuamente. El Triac puede ser un TIC226D o un 2N6073A. Alterando la resistencia de 100kΩ o el capacitor de 1µF se modifica el tiempo de los destellos. El puente rectificador puede ser construido con cua- tro diodos 1N4007 o un puente de 400V por 1A de corriente. El Triac debe montarse sobre un disipa- dor de calor. Todo el circuito funciona conectado a la red eléctrica de 110V o 220V y sin aislación por lo que deben tomarse las medidas de seguridad perti- nentes ya que en la placa del circuito tendrá pre- sente la tensión de la red eléctrica. INTERMITENTE PARA LED DE MUY BAJO CONSUMO Es posible que muchos se estén preguntando para que quisiéramos poner un circuito integrado y un capacitor para que un simple diodo LED des- telle cuando podemos comprarlo directamente intermitente. Es verdad, parece complicarse la existencia sin necesidad. Pero lo cierto es que un LED intermitente consume muchísima mas corriente que uno convencional. Y este circuito que presentamos permite hacer destellar un LED fijo y con tan solo una pila AA de 1.5V pero mas asombroso es que esa pila puede hacer funcionar al LED por aproximadamente un año sin necesi- dad de reemplazarla. Eso si que es ahorro de energía. El circuito funciona alrededor de un integrado de National Semiconductors, el LM3909 el cual contiene en su interior casi todos los componentes necesarios, exceptuando el capacitor que hemos colocado afuera. Con la configuración mostrada en la figura 9 obtendremos una velocidad aproxi- mada de parpadeo de un segundo y una dura- ción de la pila estimada en un año. LUCES AUDIORRÍTMICAS DE 3 CANALES Este tipo de iluminación es muy habitual en luga- res de baile como clubes y discotecas ya que las luces de diferentes colores y ubicaciones se encienden al ritmo de la música o el audio local y en función al tono del sonido. Con los sonidos gra- ves se pueden accionar luces de un color deter- minado, azul por ejemplo. Con los sonidos de tono medio se accionarán otras de otro color, podrían ser amarillas. Y con las notas agudas (como la voz humana) se accionaran otras luces que pueden ser verdes. Aunque esto queda a gusto de cada uno. Proyectos de Electrónica con Circuitos Impresos 24 Club Saber Electrónica Figura 8 Figura 9 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 24 Para simplificar su entendimiento dividimos el cir- cuito en tres etapas bien diferenciadas. Por empe- zar la fuente de alimentación que se encarga de reducir los 110V ó 220V de la red pública a 12V de continua. El circuito de esta fuente se muestra en la figura 10. Con un transformador de 500mA sobra para pro- veer corriente a todo el sistema, incluyendo los ventiladores de refrigeración, Por otro lado el circuito de entrada presta a dos posibilidades. La primera es un pre amplificador microfónico con una cápsula de electret la cual capta el sonido ambiental, lo amplifica y lo entrega a la siguiente etapa. Este circuito de entrada lo puede ver en la figura 11. La señal de audio es captada por el micrófono el cual es alimentado por la resistencia de 1,8kΩ. El capacitor de 100nF se encarga de desacoplar la continua dejando pasar sólo la señal de AF. El primer amplificador operacional (A1) se encarga de la preamplificación inicial de la señal cuya ganancia (sensibilidad) se ajusta por medio del potenciómetro de 1MΩ colocado como regula- dor de realimentación. Una segunda etapa ampli- ficadora (A2) se encarga de elevar un poco mas el nivel de la señal de audio para entregarla a la última etapa amplificadora (A3) la cual se dispone como seguidor de tensión presentando una alta impedancia de entrada y una baja impedancia de salida, esto dispuesto así para que los tres filtros de la siguiente no interactúen entre sí produciendo mal funcionamiento. Si se desea ingresar la señal de audio prove- niente directamente de una bocina o parlante se puede armar una etapa de aislación y adapta- ción de impedancia como la mostrada en la figura 12. En este caso la señal de audio, proveniente directamente de una bocina o parlante, ingresa a un potenciómetro que permite regular la sensibili- dad. El transformador empleado es uno común empleado en las eta- pas de salidas de radios a transistores. En su bobinado de alta impedancia entra la señal y sale por el bobi- nado de baja, produ- ciendo así la aislación necesaria. Recuerde que en el sistema la masa (tierra o GND) se encuentra conectada directamente a uno de los terminales de la red eléctrica lo que implica peli- gro extremo en caso de realizar una conexión errónea. Seguidamente, la señal de audio adecuada- mente amplificada y con la debida impedancia ingresa al módulo de filtrado y accionamiento eléctrico que se muestra en la figura 13. El primer filtro (el de arriba) deja pasar sólo las señales que sean inferiores a 500Hz(sonidos gra- ves) que son amplificadas por el transistor y accio- 10 Proyectos de Iluminación CAPÍTULO 1: Proyectos con Luces 25 Figura 10 Figura 11 Figura 12 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 25 nan el Triac de potencia haciendo brillar las luces al ritmo de los sonidos de baja frecuen- cia. El segundo filtro (el del centro) deja pasar las señales cuya frecuencia esté comprendida entre los 500Hz y los 2,5kHz (sonidos medios) que son amplificadas de la misma forma que el módulo anterior y también accionan un Triac para comandar las luces. Por último, el filtro de abajo se encarga de dejar pasar las señales de frecuencias superio- res a 2,5kHz, haciendo que brillen las luces al compás de los sonidos agudos. En los tres casos se han dispuesto potenció- metros que se encargan de regular la canti- dad de brillo para cada canal de luces. Para realizar el armado, con un ventilador para microprocesadores AMD Athlon (cooler de dos ventiladores) se pueden montar los tres Triacs, cuidando que el terminal de la aleta sea común a los tres componentes, para lograr así una eficiente disipación del calor. En estas con- diciones se pueden colgar hasta 1.500W de potencia incandescente sobre cada canal de luces. Para mayor potencia se pueden colocar mas transistores y Triacs en paralelo. Hay que prestar mucha atención al momento de armar el sistema ya que la masa común, que va desde el micrófono hasta la última etapa de potencia en los Triacs, está conectada a uno de los polos de la red eléctrica por lo que es posible que si no se realizan los aislamientos ade- cuadamente se reciban descargas eléctricas. Un punto crucial es la cápsula del micrófono que tiene su terminal negativa conectada al recubri- miento metálico. Si no se aísla esa cápsula (colo- cándola dentro de una funda termo retráctil o dentro de un pequeño gabinete plástico) se podría recibir una descarga con sólo tocarla. Para señalizar en el frente del gabinete el encen- dido de cada canal se pueden colocar diodos LEDs de diferentes colores directamente en para- lelo con la salida de 110V/220V de cada vía. Para ello se debe colocar a cada diodo LED una resis- tencia limitadora de corriente de 22kΩ. Se reco- mienda usar diodos de alto brillo para una mejor visualización. También se puede colocar un LED indicador de encendido en paralelo con la salida de la fuente de alimentación, en este caso la resis- tencia deberá ser de 1kΩ. Si se va a utilizar un LED intermitente habrá que colocar en paralelo con éste un capacitor de 100nF para evitar que el des- tello produzca ruidos en los amplificadores de audio o en la mesa de mezcla. Visto de frente, con las ins- cripciones visibles y los termi- nales hacia abajo las cone- xiones del Triac son, de izquierda a derecha: Terminal 1, Terminal 2 y Disparo (figura 14). Proyectos de Electrónica con Circuitos Impresos 26 Club Saber Electrónica Figura 13 Figura 14 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 26 TEMPORIZADOR MICROCONTROLADO El pequeño artefacto mostrado en la figura 15 enciende la luz del exterior de nuestra casa a determinada hora (a las 20hs, por ejemplo) y la apaga tres horas después de haberlas encendido (siguiendo el ejemplo: a las 23hs). De esta forma no tenemos las luces toda la noche encendidas como sucedería con una célula fotoeléctrica sino que las mantenemos conectadas durante el tiempo que las precisamos en verdad. El centro de esta aplicación lo conforma un microcontrolador PIC12F508, muy pequeño pero potente con un programa cargado especial- mente para esta labor. El equipo obtiene su ali- mentación directamente de la red eléctrica sin necesidad de transformador ni fuente conmu- tada. El conjunto formado por la resistencia de 50 ohm, el capacitor de 220nF, el zener, el electrolí- tico y los dos diodos conforman la fuente de este sistema. La resistencia de 1MΩ se encarga de des- cargar el capacitor de poliéster cuando desco- nectamos el equipo de la red para prevenir cho- ques eléctricos indeseados. Un pequeño Triac se encarga de comandar la o las luces que pueden o no ser de bajo consumo. Se recomienda no consumir mas de 25W en con- junto con este Triac. Al conectar el equipo a la red el mismo queda a la espera de la pulsación sobre el pulsador. Al presionar este pulsador iniciamos un conteo que dura once horas. Trascurrido ese tiempo el equipo enciende las luces durante tres horas y luego las apaga durante 21 horas. De esta forma, si presio- namos el pulsador a las 9am las luces se encen- derán a las 20hs y se apagaran a las 23hs que- dando así hasta las 20hs del día siguiente. Gracias a este ingenioso mecanismo no se necesita de pantallas de programación ni cosas raras. Cada vez que presionemos el pulsador la lám- para o el artefacto controlado por este equipo se encenderán durante un minuto indicando la detección de la orden. Al presionar el pulsador se pierde el seteo anterior, por lo que recién dentro de once horas las luces se encenderán. El LED es un indicador de dos significados. Si des- tella lentamente es indicación de funcionamiento correcto. Si, en cambio, destella a alta velocidad está indicando que se ha cortado la corriente durante nuestra ausencia de casa y por ende será necesario volver a programar la hora de encen- dido. Se puede descargar el programa para el micro controlador en sus dos versiones Fuente y Compilado ya sea desde el CD que acompaña a esta obra (vea la página 1). Si desea tipear y/o modificar los horarios de activación y permanen- cia, en la tabla 1 mostramos el programa en “C”. 10 Proyectos de Iluminación CAPÍTULO 1: Proyectos con Luces 27 Figura 15 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 27 SECUENCIADOR DE 5 CANALES Y 2 EFECTOS El circuito de la figura 16 controla cinco salidas de 110V ó 220V las que pueden conectarse cada una a circuitos de luces que se encenderán secuencialmente. Por medio de un potenciómetro se puede regu- lar la velocidad de desplazamiento y por medio de un interruptor se puede seleccionar el efecto (IDA ó IDA y VUELTA). El circuito esta formado por un divisor por 10, un oscilador transistorizado, la etapa de actuación de potencia y la fuente de alimentación. A cada pulso en la pata 14 el integrado avanza un paso Proyectos de Electrónica con Circuitos Impresos 28 Club Saber Electrónica // Night Lamp Saver V3.2 // PIC12C508 LP Xtal 32768Hz runs saver.c // The SAVER.C was compiled by PCW PIC C Compiler V2.266 // March 6,1999 // Copyright(C) 1999 W.SIRICHOTE #include <SAVER.H> #fuses LP,NOPROTECT,NOWDT // must include this line !! // installation test 1 min turn on #define onHour1 8 #define onMin1 0 #define offHour1 8 #define offMin1 1 // daily on/off, say 19:00 to 22:00 #define onHour2 19 #define onMin2 0 #define offHour2 22 #define offMin2 0 // set clock to 8:00 when press set time button once #define setHour 8 #define setMin 0 // rename i/o devices #define LAMP PIN_B0 #define LED PIN_B1 #define KEY PIN_B2 // variables declaration char sec,min,hour,flag1,rate,temp; // Bit assignment of flag1 // mask byte effect // 0x20 installation test on/off(0) // 0x40 compare time enable bit(1) // 0x10 blink disable (1) // 0x01 button pressed (1) time() // update clock every 1 second { sec++; if ( sec >= 60) { sec = 0; min++; if ( min >= 60) { min = 0; hour++; if ( hour >= 24) hour = 0; } } } testOnOff() { if ((flag1 & 0x20) == 0) { if(hour == onHour1 && min == onMin1) { flag1 |= 0x10; // disable blink output_high(LAMP); // on triac } if(hour == offHour1 && min == offMin1) { output_low(LAMP); // off triac flag1 |= 0x20; // disable further test on off flag1 &= ~0x10; // reenable blink } } } compareTimeOn_Off() { if((flag1 & 0x40) != 0) // allow entering only after 8:00 has been set { testOnOff(); if(hour == onHour2 && min == onMin2) { flag1 |= 0x10; // disable further blink output_high(LAMP); // turn lamp on } if(hour == offHour2 && min == offMin2) { output_low(LAMP); //turn lamp off flag1 &= ~0x10; // reenable blink } } } setTime() { if ((flag1 & 0x01) != 0) //input(KEY)==0) { hour = setHour; min = setMin; sec = 0; flag1 |= 0x40; // enable compare time flag1 &= ~0x20; // reenable test on off flag1 &= ~0x01; // clear key press bit rate = 5; } } blink() // turn LED on 100 ms { output_low(LED); delay_ms(100); output_high(LED); } fireLED() { if ((flag1 & 0x10) == 0) // blink only triac is not turned on { temp++; if ( temp == rate) { blink(); temp = 0; } } } chkKEY() { if(input(KEY)==0) {flag1 |= 0x01; // set bit 0 telling key been pressed flag1 |= 0x10; // disable firing LED output_high(LAMP); // turn on lamp when press button } } main() { setup_counters(RTCC_INTERNAL,RTCC_DIV_32); // [32768/4]/32 = 256Hz output_low(LAMP); output_high(LED); flag1 = 0; rate = 1; temp = 0; tmr0 = 0; hour = 18; min = 0; sec = 0; while(1) { while( tmr0 != 0) // while waiting 1sec elapsed check button also chkKEY(); // the following tasks executed every 1 second time(); compareTimeOn_Off(); fireLED(); setTime(); } } Tabla 1 - Programa del Temporizador Microcontrolado Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 28 en las terminales (el orden es: 3, 2, 4, 7, 10, 1, 5, 6, 9, 11, en ese orden, y luego repite). Si se aplica un pulso en la pata 15 el integrado vuelve a comen- zar desde el terminal 3, por lo que el interruptor en posición I, cuando la cuenta llega al terminal 1 rei- nicia y, cuando el interruptor esta en I/V la cuenta se efectúa completa. Los diez diodos 4148 hacen que la corriente solo vaya del integrado a las bases y no vuelva de regreso cuando se pasa de vuelta o de ida. Si se colocan capacitores en las bases de los transisto- res de valores que pueden rondar los 47µF (este valor debe ser experimentado) se logra un efecto de apagado suave (dimmer) muy agradable a la vista. Mientras mas alto el valor de estos capacito- res mas tiempo permanecerá encendido el canal y mas suave será el apagado. En la figura 17 se puede observar el diagrama de pines de los semi- c o n d u c t o r e s empleados en este proyecto. 10 Proyectos de Iluminación CAPÍTULO 1: Proyectos con Luces 29 Figura 16 Figura 17 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 29 Cap 1 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:38 AM Página 30 CAPÍTULO 2: Proyectos para Alarmas 31 La preocupación por los bienes propios es una constante de estos tiempos. Siendo así, el lector que tiene la posibilidad de incorporar a su residencia un sistema de alarma, obtiene, sin duda , una ventaja respecto de quienes no pueden hacerlo. En esta nota describimos una sencilla pero efectiva central de alarma. INTRODUCCIÓN La preocupación por los bienes propios es una constante de estos tiempos. Siendo así, el lector que tiene la posibilidad de incorporar a su resi- dencia un sistema de alarma, obtiene, sin duda, una ventaja respecto de quienes no pueden hacerlo. El proyecto que se presenta en este artículo es el de una alarma con sensores de hilo (cables), eco- nómico y eficiente. Es alimentado por una batería de 9V y este cir- cuito dispara una sirena cuando se interrumpe uno de los sensores. La alarma permanece en funciones durante un tiempo determinado, des- pués del cual su consumo de corriente se reducirá prácticamente a cero. Las características de este dispositivo son: Alimentación: 9V (batería) Consumo de corriente en el estado de espera: 10µA Consumo de corriente (máx.): 150mA. Impedancia de cargas: 4 u 8 ohm. DESCRIPCIÓN DEL CIRCUITO Según se observa en el diagrama de bloques de la figura 1, el circuito es simple y emplea pocos componentes. Se trata de una alarma “completa” que es capaz de emitir un fuerte sonido cuando la misma se dispara. El primer bloque corresponde a los sensores que son, en verdad, alambres finos que conectan los CC APÍTULAPÍTUL OO 2: 2: PP ROYECTOSROYECTOS PP ARAARA AA LL ARMASARMAS ALARMA TEMPORIZADA Figura 1 Cap 2 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:40 AM Página 31 puntos y objetos que se quieren proteger, de manera que resultan interrumpidas las conexiones con el más mínimo movimiento. En el estado de espera, los sensores mantienen la continuidad entre el resistor R1 y el polo nega- tivo de la batería, no habiendo polarización para el transistor Q1, lo que hace que el oscilador per- manezca desconectado. Cuando se interrumpe el hilo sensor, el capacitor C1 comienza a cargarse mediante R1 y R2, poniendo entonces al oscilador unilateral en ope- ración. A medida que el capacitor se va cargando, la corriente de base de Q1 y la tensión sobre el osci- lador irán disminuyendo progresivamente hasta que el oscilador ya no queda en condiciones de funcionar. El tiempo de carga depende de la constante de tiempo (Rl + R2)/C1, más la resistente de entrada presentada por Q1, la resistencia entre bases de Q2, etc. Con los valores de los componentes indicados, la alarma puede sonar durante 3 minutos aproxi- madamente. Mientras que si cambiamos el capa- citor C1 por uno de l000µF, el tiempo de opera- ción será de 4:30 minutos. El tercer bloque del diagrama representa el cir- cuito de oscilación. Según vimos ya, se trata de un oscilador de rela- jación con transistor unijuntura, operando en fre- cuencia de audio. Utilizando los valores provistos en la lista de materiales, el oscilador trabajará en la frecuencia de 4,5KHz aproximadamente. Los lectores interesados podrán experimentar alter- nando el valor de C2 para modificar el sonido. Observe que C2 debe estar entre 22nF (capaci- tor cerámico) y 4,7F (capacitor electrolítico), pues así la frecuencia generada estará en la banda de audio (20Hz a 20kHz). En la salida del oscilador tenemos una etapa amplificadora formada por tres transistores en acoplamiento Darlington. Este circuito permite excitar con buena potencia una bocina (parlante) de 4 u 8 ohm, resultando efi- ciente para las finalidades del proyecto. En lugar de R4 puede colocar un pre-set de 10kΩ y ajustarlo a la frecuencia que mejor crea conveniente para dar el sonido de aviso en caso de disparo. Proyectos de Electrónica con Circuitos Impresos 32 Club Saber Electrónica Figura 2 Cap 2 - Club 90 proyectos.qxd 8/14/12 9:40 AM Página 32 El circuito completo de la alarma se ve en la figura 2. Puede hacerse el montaje en puente de termi- nales, pero el ideal es hacerlo en placa de circuito impreso ya que la alarma debe ocupar el menor espacio posible para que quede camuflada. En la figura 3 se da el diseño de la placa del cir- cuito impreso y la disposición de los componentes. El transistor de potencia (Q5) debe montarse fuera de la placa y debe tener un radiador de calor. Para obtener mayor volumen, utilice un altopar- lante de buena calidad y de 10 cm por lo menos. Verá el lector que damos la colocación de sólo dos sensores en el diagrama (X, y X2), más nada impide que muchas unidades se conecten en serie. Para el montaje de los sensores emplee hilos finos o tiras de papel de aluminio y en ese caso habrá mayor sensibilidad. Esos hilos están fijados a dos puntos, uno en la parte fija y el otro en la parte móvil de la ventana, por ejemplo, y conectados al circuito, principal por medio de hilos comunes de conexión. Para probar la alarma, una los hilos de los dos sensores, apriete S1 y accione S2. Desconectando uno de los hilos sensores, con su interrupción la alarma debe disparar de inmediato emitiendo sonido. Después de un cierto tiempo el sonido irá disminuyendo gradualmente de intensi- dad hasta parar. Una vez activada, para rearmar la alarma se deben rehacer las conexiones interrumpidas y pre- sionar S1. Comprobando el funcionamiento, puede hacerse la instalación definitiva. Alarma Temporizada CAPÍTULO 2: Proyectos para Alarmas 33 Figura 3 LISTA DE MATERIALES Q1 - BD135 - Transistor NPN de media potencia. Q2 - 2N2646 - Transistor unijuntura. Q3 -BC548 - Transistor NPN de uso general. Q4 - TIP31 - Transistor NPN de media potencia. Q5 - 2N3055 -NPN de silicio de alta potencia. C1 - 470µF x
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