PROYECTO No 2: LUZ AUTOMATICA NOCTURNA

Es un circuito sencillo que enciende y apaga una luz mediante un sensor que cuando disminuye la luz ambiente se enciende y cuando la luz ambiente es mayor, se apaga. 

Como aplicación 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 encender o apagar las luces al anochecer o amanece, 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.

El proyecto utiliza una configuración poco común de circuito de disparo con el temporizador 555 y con relé puede controlar lámparas de las redes domiciliarias tanto de 110V como de 220V con potencias suficientes para la mayoría de las aplicaciones, en la red de 110V podemos controlar hasta 200 W de lámparas y en la red de 220V hasta 400 W. Para demostrarlo solo se utiliza una batería de 9V, un LED como lámpara y sin relé.

LISTA DE MATERIALES

• C1 - 1 - 555 - circuito integrado

• LDR - LDR redondo común

• P1 - 47k o 100k - potenciómetro simple

• CB 548 transistor NPN

• R1, R2, R3, R4, R5 - 1k - resistencias

• R6 -330Ω- resistencia

• C1 - 1µF - capacitor cerámico

• Una batería de 9V

• LED

ESQUEMA DEL CIRCUITO

DESARROLLO

El circuito funciona gracias a una fotocelda, LDR, o fotorresistencia, que al dejar de recibir luz, polariza la base de Q1 y por intermedio del colector conduce y deja pasar corriente a través de la resistenciaR6, encendiendo el LED LA1.

Mientras que la luz llegue al LDR, su resistencia será baja y esto causará que el voltaje, en la base del transistor, sea negativo con respecto al emisor y eso hará que el transistor esté “encendido”, es decir que conduzca entre Emisor y Colector.

Cuando este transistor conduce, mantiene por medio de la resistencia, conectada en su colector, un valor positivo en la base del otro transistor, por lo cual, este segundo transistor estará “apagado” y consecuentemente, la lámpara también estará apagada.

Si la luz ambiente se apaga, la resistencia del LDR aumenta a tal punto que el voltaje en la base del transistor de la izquierda se hace positivo y se “apaga”, o sea, deja de conducir. En este punto, el voltaje en la base del transistor de la derecha, se hace más negativo y se “enciende” y al hacerlo, se enciende la lámpara.

DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES

El LDR: imagen 1

Es una resistencia “sensible”, hay resistencias sensibles al calor (termistores), otras sensibles al esfuerzo (strain gages) y también las hay sensibles a la luz. Un LDR (Light Dependent Resistor) es básicamente una resistencia que depende de la luz y varía su resistencia de acuerdo a la intensidad lumínica del ambiente.

RESISTENCIAS

Las resistencias ayudan a que el valor de R se mantenga constante e independiente de los parámetros del circuito) o de parámetros externos (luz, temperatura, etc.) Su valor nominal de resistencia viene marcado mediante un código de colores convenido internacionalmente, que se marca en forma de bandas o anillos.

CB 548 TRANSISTOR NPN: imagen 2

El BC548 es un transistor NPN bipolar de propósitos generales. Un transistor tiene tres terminales denominados colector, emisor y base. La corriente que circula de colector a emisor se controla mediante una débil corriente de base o de control. Cuando un transistor se utiliza como interruptor la corriente de base ha de tener un valor adecuado para que el transistor entre en corte y otro valor para que se sature. Para que un transistor entre en corte, la corriente aplicada a su base ha de ser nula o muy baja. Por el contrario, para saturar un transistor, el valor de la corriente de base ha de ser alto y debe calcularse en función de las características de la carga que queremos controlar. Un transistor en corte tiene una corriente de colector Ic nula y una tensión colector–emisor VCE máxima e igual a la tensión de alimentación. Cuando el transistor  se satura se invierten los papeles: aumenta Ic y disminuye la tensión VCE hasta un valor casi nulo. 
El dispositivo viene integrado en un encapsulado. El orden de los pines viene descrito en su hoja de datos. Según su hoja de datos debemos conectarlo de la manera como indica la imagen anterior.

DIODO LED

El diodo LED presenta un comportamiento análogo al diodo rectificador. Según el material y la tecnología de fabricación estos diodos pueden emitir en el infrarrojo (diodos IRED), rojo, azul, amarillo y verde, dependiendo de cuál sea la longitud de onda a la cual emite el LED. En este caso solo se usa como emisor de luz (en reemplazo de la lámpara).

CIRCUITO INTEGRADO 555: imagen 2

Está constituido por una combinación de comparadores lineales, flip-flops (biestables digitales), transistor de descarga y excitador de salida.

Las tensiones de referencia de los comparadores se establecen en 2/3 V, por medio de un divisor de tensión compuesto por 3 resistencias iguales. En el gráfico se muestra el número de pin con su correspondiente función.

Descripción de las terminales del Temporizador 555

De su hoja de datos vemos cuáles son los funcionamientos de los pines del 555:

• GND (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra.

• Disparo (normalmente la 2): Es en esta patilla, donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monostable. Este proceso de disparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltaje de alimentación.

• Salida (normalmente la 3): Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador, ya sea que esté conectado como monostable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje de alimentación (Vcc) menos

1.7 Voltios.

• Reset (normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida a nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee".

• Control de voltaje (normalmente la 5): Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la práctica como Vcc -1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios). Así es posible modificar los tiempos en que la salida está en alto o en bajo independiente del diseño (establecido por los resistores y condensadores conectados externamente al 555). El voltaje aplicado a la patilla de control de voltaje puede variar entre un 45 y un 90 % de Vcc en la configuración monostable. Cuando se utiliza la configuración astable, el voltaje puede variar desde 1.7 voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje en esta patilla en la configuración astable causará la frecuencia original del astable sea modulada en frecuencia (FM). Si esta patilla no se utiliza, se recomienda ponerle un condensador de 1μF para evitar las interferencias.

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• Umbral (normalmente la 6): Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida a nivel bajo.

• Descarga (normalmente la 7): Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.

• V+ (normalmente la 8): También llamado Vcc, alimentación, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentación que va de 4.5 voltios hasta 18 voltios (máximo).

En este caso se utiliza como un comparador. Cuando la entrada (nivel de tensión) de la patilla # 2 (TRI) esté por debajo de un nivel que es necesario para disparar el temporizador, la salida (patilla # 3, (OUT)) estará nivel alto deja que encienda la Luz.

EL POTENCIÓMETRO DE 100K: imagen 4

Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie. En este caso sirve para regular la intensidad a la que queremos que el circuito funcione.

IMAGEN DEL CIRCUITO ARMADO:

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