Este circuito, de efectos decorativos marcados, puede ser utilizado con diversas finalidades tales como: obtener efecto secuencial decorativo para árboles de navidad, vitrinas, paneles de anuncios de productos; ayudar en el recuento de pequeños intervalos de tiempo como temporizador digital de 10 pasos; hacer la cuenta regresiva en juegos, juegos o gincanas. El aparato puede ser alimentado con tensiones entre 6 y 12V obtenidas de fuentes comunes o de pilas.
Describimos el montaje de un circuito que básicamente contiene un contador digital que acciona LEDs y que por eso sirve para muchas de las finalidades prácticas descritas en la introducción.
El rango de frecuencias de funcionamiento de este circuito es extremadamente amplio lo que permite su utilización en tantas aplicaciones. Por otro lado su simplicidad permite un montaje bastante compacto y de bajo costo, lo que es importante principalmente en el caso en que varias unidades deban ser montadas.
También se pueden realizar cambios en el diseño original para alimentar cargas de mayor potencia como lámparas de 6 o 12V e incluso lámparas para la red de 110V o 220V.
La velocidad del efecto, que depende de la aplicación puede ajustarse a valores de 1 LED encendido cada 0,1 segundos hasta un LED encendido cada 10 minutos o más, lo que resultaría en un temporizador con un ciclo completo de 100 minutos o poco más de una hora y media.
El consumo del aparato es bastante bajo, poco mayor que el correspondiente a un LED, o algo que drena una corriente alrededor de 20 mA de la fuente. Esto significa que, incluso usando pilas en la alimentación la autonomía será bastante buena.
CARACTERÍSTICAS
* Tensión de alimentación: 6 a 12 V
* Número de canales: 10
* Consumo: 20 mA (tip)
Rango de frecuencias: 0,01 a 10 Hz
COMO FUNCIONA
El reloj del circuito, que determina la velocidad de flujo de los LED, tiene como base un oscilador elaborado alrededor del circuito integrado 555 en la configuración astable. En este circuito, la frecuencia de operación se determina básicamente por el valor de C1 y por el ajuste de P1. El condensador C1 puede tener valores entre 470 nF y 1 000 uF, según la aplicación.
Los valores menores se utilizan en las aplicaciones en las que se desea un flujo rápido de los LED y los valores mayores en las aplicaciones de tiempo en que el flujo debe ser muy lento.
Tenemos que seguir las sugerencias de valores de este componente según el uso:
Timer: 47 uF a 1 000 uF
Secuencial lento: 1 a 10 uF
Secuencial rápido: 470 nF a 1 uF
Las señales generadas por el reloj con el circuito integrado 555 sirven para excitar un contador CMOS del tipo 4017.
En cada salida del 4017 tenemos un LED que se encender en función del nivel lógico existente en esta salida y que a su vez son controlados por los pulsos de entrada. El encendido es secuencial, siguiendo el orden de los pines de izquierda a derecha en el diagrama.
Así, en el primer pulso apaga el primer LED y enciende el segundo; en el segundo pulso, apaga el segundo y enciende el tercero y así sucesivamente hasta que, al apagar el último vuelva a encender el primer LED.
El resistor R3 es importante para limitar la corriente en los LED y determinar su brillo. Este resistor depende de la tensión de la alimentación, entre 470 ohms y 1k ohms para alimentación de 6V, entre 820 ohms y 1,2 k ohms para alimentación de 9V y entre 1k ohms y 2,2 k ohms para alimentación de 12 V.
Un interruptor de presión se puede conectar en serie con P1 para accionar el recuento si el reproductor lo desea. En un temporizador, será interesante dotar el circuito de "reset" en el perno 15 para poner a cero el conteo, garantizando su partición desde el primer LED, como muestra la figura 1.
MONTAJE
En la figura 2 tenemos el diagrama completo del aparato.
La disposición de los componentes en una placa de circuito impreso se muestra en la figura 3.
Sugerimos que los circuitos integrados utilizan sockets para mayor seguridad, principalmente si los lectores todavía no tienen mucha práctica de soldadura. Los LEDs deben quedar en la placa con los terminales largos para que aparezcan en el panel o se pueden montar en una placa separada para fijación remota dependiendo de la aplicación.
Seleccione los LED del mismo tipo para la uniformidad del brillo.
Los resistores son todos de 1 / 8W con un 5% o más de tolerancia y los capacitores electrolíticos deben tener una tensión mínima de trabajo de 12V. Observe su polaridad al soldarlos en la placa.
Para la excitación de cargas de mayor potencia tenemos dos opciones:
La primera es para pequeñas lámparas de 6 o 12V con corriente de hasta 200 mA. Esta opción utiliza transistores de media potencia, uno para cada canal y éstos deben estar dotados de pequeños radiadores de calor. El circuito se muestra en la figura 4.
La segunda es para cargas de alta potencia, como por ejemplo lámparas alimentadas por la red de energía en un total de hasta 200 watts por canal y utiliza SCRs. Los SCR deben ser sufijo B si la red es de 110V y sufijo D si la red es de 220V.
Esta versión se muestra en la figura 5.
Cada SCR debe estar dotado de un radiador de calor y puede controlar hasta 400 watts de lámparas en la red de 110V.
Para esta aplicación la fuente que alimenta el sector de baja potencia (circuitos integrados) debe obligatoriamente usar un transformador.
PRUEBA Y USO
Para probar el aparato basta con conectar la alimentación y ajustar la velocidad del efecto en P1. Si algún LED no se enciende, asegúrese de que no está invertido o con problemas. Si el LED es bueno, vea si en la salida del CI el nivel lógico alto se hace presente en el momento adecuado. Si esto no ocurre, el problema puede estar en el propio circuito integrado.
Comprobado el funcionamiento es sólo hacer la instalación definitiva y utilizarlo.
Semiconductores:
CI-1 - 555 - circuito integrado
CI-2 - circuito integrado
LED1 a LED10 - LED rojo (o de otro color)
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 - 10 k ohms
R2 - 22 k ohms
R3 - 1 k ohms
P1 - 1 M ohms
Capacitores:
C1 - 10 uF / 12V - electrolítico (ver texto)
C2 - 100 uF / 12V - electrolítico
Varios:
S1 - Interruptor simple
B1 - 6V a 12V - fuente de alimentación, pilas o batería
Placa de circuito impreso, sockets para los circuitos integrados, caja para montaje, botón para el potenciómetro, hilos, soldadura, soporte de pilas o fuente, etc.
