Un control remoto de haz de luz sensible que también se puede utilizar como alarma o detector es lo que presentamos en este artículo. Con un circuito de sincronización este sistema mantiene encendido, durante un cierto tiempo, cualquier aparato que el lector desee, de un pulso de luz de una linterna o cualquier otro dispositivo similar.
El control de cualquier circuito electrónico desde un haz de luz o su interrupción se puede lograr de varias maneras. Podemos utilizar circuitos de transistores, integrados, SCRs, relés, etc., en una multitud de combinaciones.
Sin embargo, la mayoría de los circuitos que encontramos en publicaciones especializadas sólo tienen dos opciones de funcionamiento: o se mantienen activados sólo durante el tiempo en que la luz cae o deja de centrarse en un elemento sensible, o de lo contrario, una vez activado ya no se apaga, y debe haber interferencia del operador para esto.
Lo que presentamos en este artículo es algo diferente: un sistema desencadenado por la luz, o la falta de él, pero con las capacidades de un temporizador.
Con este temporizador podemos asegurarnos de que, una vez que el circuito se active por la incidencia o corte de un haz de luz, permanecerá activado sólo durante el intervalo de tiempo que determinemos, volviendo a rearmarse después de eso.
En nuestro caso, con el uso de componentes de temporización de los valores elegidos, obtuvimos intervalos que van desde unos segundos hasta cerca de media hora que permite su uso en muchas aplicaciones interesantes.
Podemos usarlo como alarma, por ejemplo, dejando el sensor en un punto estratégico de nuestra casa. El amigo de otros que inadvertidamente enfocan su linterna para el sensor o que enciende la luz ambiental tendrá alarma desencadenando sorpresa que, sin embargo, no sonará toda la noche.
Los minutos en los que él se mantenga accionado serán suficientes para ahuyentar al intruso y alertar al dueño de la casa.
En un sistema para abrir portones de garaje, el tiempo de conducción elegido será suficiente para que con sólo un guiño del faro del coche se pueda accionamiento del motor para abrir completamente el portón (figura 1).
En la versión donde se produce el disparo cortando el haz de luz, podemos utilizarlo como detector de intrusos o locutor visitante, eligiendo el tiempo de disparo de una cigarra para que la advertencia se dé sin, sin embargo, llega a ser irritante (figura 2).
Por supuesto, el lector puede imaginar muchas otras aplicaciones interesantes para un dispositivo de este tipo. Debemos tener en cuenta que, debido a sus características de bajo consumo de energía, el control fotográfico se puede mantener durante largos intervalos de tiempo sin un consumo de energía apreciable. Esto hace que sea apropiado utilizarse como alarma.
Sus características eléctricas son:
Potencia Máxima controlada ........... 440 W (110 V) o 880 W (220 V)
Tensión de alimentación ............. …….... 110 V o 220 V
Sensor.............................................. LDR común
Banda de tiempo ................................ 3 segundos a media hora
Componentes básicos ..................... 1 SCR y 1 integrado
CÓMO FUNCIONA
Tenemos tres funciones básicas que debe realizar este circuito que puede ser representado por el diagrama de bloques en la figura 3.
El primer bloque representa el sensor, que es precisamente donde comenzamos nuestras explicaciones.
El sensor utilizado en este circuito es un LDR (Light Dependent Resistor) que consiste en un dispositivo cuya resistencia depende de la cantidad de luz que cae sobre una superficie de Sulfuro de Cadmio.
La incidencia de luz en esta superficie libera electrones que hacen que su conductividad eléctrica aumente, es decir, su resistencia disminuye drásticamente. En la oscuridad un LDR común presenta una resistencia que puede superar los 1 000 000 ohms mientras que iluminado por la luz ambiental puede presentar una resistencia tan baja como 100 ohms o en algunos casos incluso menos.
Esta variación de resistencia de un LDR en la luz y la oscuridad permite que se encienda como una especie de "clave" que permite que la corriente pase en la luz y la bloquea en la oscuridad.
En nuestro circuito el lector puede utilizar tanto el pequeño LDR de aproximadamente 1 cm de diámetro como el "gigante" de aproximadamente 4 cm. El LDR está conectado con el segundo bloque del circuito que es el temporizador.
Esto se basa en un circuito integrado 555, un temporizador que se conecta como un multivibrador monoestable.
En un multivibrador monoestable una vez aplicado un reloj permanece encendido durante un tiempo que está determinado por los valores de ciertos componentes, y luego vuelve a la situación inicial de apagado. En nuestro caso, el tiempo de conducción cuando se trata del pulso está determinado por el resistor R1 y el capacitor C1 del circuito de la figura 4.
El capacitor puede tener valores de 1 uF a 470 uF cuando se obtienen tiempos que oscilarán entre unos segundos y más de media hora. Pero incluso con diferentes valores para el capacitor se puede ajustar en cada caso el tiempo, utilizando para R1 un trimpot.
Este resistor R1 puede entonces asumir valores entre 10k hasta 1M cuando se obtiene el tiempo máximo. El disparo del 555 se hace con la aplicación de un pulso negativo en su entrada, vienen este pulso del LDR.
A continuación, podemos conectar el LDR de dos maneras al circuito para obtener los dos comportamientos posibles para el control.
En la figura 5 mostramos estas dos maneras que funcionan de la siguiente manera:
En un caso, el pulso negativo aparece cuando la resistencia del LDR disminuye, lo que significa que tenemos un circuito disparado por la incidencia de un haz de luz.
En el segundo caso, el pulso negativo aparece cuando el haz de luz se interrumpe para que tengamos la acción del circuito hacia atrás. Un elemento de configuración se utiliza para colocar el circuito en el umbral de disparo permitiendo así su funcionamiento sin interferencias de la luz ambiental.
El circuito en cuestión por su salida no puede controlar directamente aparatos de alta potencia como sirenas, alarmas, campanas, lámparas u otros aparatos eléctricos. Para que esto sea posible está conectado a un SCR, un diodo controlado por silicio, que actúa como un interruptor activado por una señal eléctrica.
Por lo tanto, cuando el 555 enciende el control de luz, activa el SCR que, por su alta capacidad de corriente puede controlar el aparato que queremos.
La figura 6 muestra la manera de conectar el SCR con el circuito controlado y el temporizador.
Con el uso de un SRC del tipo MCR106, los aparatos que requieren hasta 440 W se pueden controlar en la red de 110 V y hasta 880 W en la red de 220 V.
Usted ve, sin embargo, que el SCR es un diodo, es decir, conduce sólo la mitad de los hemiciclos controlados, lo que significa que los aparatos conectados a él funcionan a la mitad de la potencia normal.
En el caso de sirenas, campanas o lámparas esto todavía es suficiente para hacer mucho ruido. Sin embargo, en los casos en que esto no se puede hacer (cuando el aparato debe controlar los motores, por ejemplo) un relé de 110 V o 220 V se debe encender tal y como se muestra en de la figura 7.
Para el sector integrado, la fuente de energía es de baja tensión procedente de un divisor de tensión formado por dos resistores. Este circuito es responsable del pequeño consumo de energía que el aparato manifiesta cuando se conecta en el modo de espera del accionamiento remoto.
LOS COMPONENTES
Todos los componentes utilizados en este montaje se pueden lograr con facilidad. A menos que el lector planee un tipo diferente de uso para este control fotográfico nuestra sugerencia es su instalación en una pequeña caja de metal, plástico o madera de aproximadamente 12 x 12 x 5 cm. (figura 8)
El LDR se puede incrustar en esta caja con su dirección de acción determinada por un tubo opaco, o si el lector lo prefiere, puede conectarlo a través de un conector, haciendo así su funcionamiento remoto.
El aparato controlado está conectado a un enchufe de corriente en la parte posterior del control.
En la parte delantera está el potenciómetro de ajuste de sensibilidad. Una tecla en el panel frontal le permite cambiar los dos tipos de acción LDR, es decir, disparado por la incidencia de la luz o la falta de luz de acuerdo con la aplicación deseada.
La fabricación de la caja dependerá del tipo de llave utilizada, de las dimensiones del enchufe trasero y del LDR si está embebido y, por lo tanto, debe adquirirse antes.
Pasemos al material electrónico:
LDR puede ser de prácticamente cualquier tipo, dando preferencia a la ronda media o grande. Elija el costo más bajo. El 555 integrado se puede encontrar en varias versiones con prefijos que indican el fabricante, tales como NE555, LM555, 555, etc. Al comprar este componente, si el lector no tiene mucha seguridad en los montajes integrados, también compre un soporte DIL de 8 pinos para él.
El SCR debe ser de tipo MCR106, lR106, TIC106 o C106. No acepte equivalentes que en este caso no puedan funcionar. Si la potencia a controlar es superior a 100 W, necesitará un radiador de calor para este componente.
El radiador consiste simplemente en una plancha plana de metal doblada en U y atornillado en el cuerpo del SCR.
Los diodos utilizados pueden ser de tipo 1N4002 o cualquiera de sus equivalentes para una tensión de funcionamiento igual o superior.
Si su red es de 110 V el resistor será de 10 k x 5 W de hilo, y si es R1 de 220 V, el resistor será 22 k x 5 W. Es importante que este resistor sea hilo por el hecho de operar relativamente caliente en el control fotográfico.
Los demás componentes son todos comunes y no ofrecen dificultades para obtenerse. El potenciómetro puede tener una clave incorporada para encender y apagar el aparato.
MONTAJE
El lector tiene dos posibilidades para realizar este montaje. Si utiliza una placa de circuito impreso puede obtener un conjunto más compacto, pero por otro lado debe tener la experiencia necesaria para su fabricación y el material necesario.
Si no tiene mucha experiencia en montajes o mucha característica en su taller, será conveniente optar por la versión puente de terminales.
En ambos casos recomendamos el uso de una plancha de pequeña potencia (máximo 30 W) y punta fina para soldar los componentes más delicados.
En la versión de placa, puede ser de dimensiones reducidas, incluso en una caja más pequeña de lo recomendado. En la versión de puente, se debe utilizar una base de material aislante para su fijación.
En la figura 9, damos el diagrama completo de nuestra foto de control temporizada.
En la figura 10 tenemos la apariencia de la placa de circuito impreso.
En la figura 11 tenemos la disposición de los componentes en los puentes terminales.
El montaje en cualquiera de las versiones siempre debe realizarse acompañando el diagrama.
En posesión de la placa de circuito impreso preparada o con los puentes terminales fijados a una base de montaje, el montador puede pasar a la primera fase de su trabajo, calentando el cautín y estañando bien su punta.
Para estañar "moje" con suelda la punta hasta que forme una cubierta de soldadura fundida brillante en esta ubicación. Se debe tener cierto cuidado con la colocación de los componentes, y estos datos son:
a) En primer lugar, suelte el soporte de circuito integrado en una posición de montaje si lo utiliza. En la placa de circuito impreso esta operación es más sencilla. En el caso de la versión puente de los terminales, brillar en el soporte de las piezas integradas de hilo rígido sin cubierta de aproximadamente 2,5 cm cada uno y luego las puntas de estos cables en los puentes de terminales.
b) Para soldar el SCR debe observar bien su posición. Si va a controlar cualquier aparato que consume energía superior a 100 W coloque el disipador térmico en el SCR,
c) Luego suma los diodos observando bien su polaridad que es dada por el anillo en su cuerpo. La soldadura debe ser rápida.
d) Ahora suelde los resistores y capacitores con la excepción de C1. Este capacitor usted colocará sólo al final del montaje de acuerdo con el tiempo de conducción que desee, siendo preferible realizar el ajuste con un valor pequeño para que no haya necesidad de "esperar" demasiado en cada ajuste realizado.
Tenga en cuenta que los capacitores electrolíticos tienen polaridad y que los resistores tienen sus valores dados por anillos de colores.
e) En el soporte del puente complete las conexiones con los cables que conectan sus diversos puntos. Utilice hilo de plástico flexible para este propósito.
f) Complete el montaje fijando los controles, entradas y salidas en la caja y el punto de conexión del LDR o del propio LDR de acuerdo con su versión. Interconecte todos estos componentes con el resto del circuito.
Una vez completado el montaje, compruebe todos los enlaces y si todo está en orden puede hacer una prueba de funcionamiento.
PRUEBA Y USO
Encienda en la salida de la foto control un dispositivo cualquier para ser controlado, como, por ejemplo, una lámpara común de hasta 100 W, como se muestra en la figura 12.
A continuación, coloque en la función de C1 un capacitor de 1 uF (poliéster o electrolítico) para darle un breve intervalo de tiempo de conducción, lo que permite una mejor configuración.
La llave selectora de función debe colocarse en la posición en la que obtiene el accionamiento deteniendo la luz. Una vez hecho esto, conecte la fuente de energía del aparato conectándola a la toma de corriente.
A continuación, gire el potenciómetro hasta el punto en el que se enciende la lámpara. Si ya necesita encenderlo al conectar el aparato, vuelva a colocar el potenciómetro al principio y espere un momento a que la lámpara se apague.
Una vez que el punto donde se enciende la lámpara debe girar el potenciómetro ligeramente hacia atrás para que unos segundos más tarde la lámpara se apague. Debe seguir así.
A continuación, coloque la mano delante del LDR para proyectar una sombra sobre este componente. El circuito debe dispararse encendiendo la lámpara durante unos segundos.
Cuando la lámpara se apaga, vuelva a hacer la sombra del LDR para revisar la operación. La mejor configuración se logrará cuando el potenciómetro se coloca en la posición donde cualquier sombra activa el circuito.
Una vez operada esta función, cambie la posición de la llave y cubra el LDR. Vuelva a colocar el potenciómetro en el punto en el que la lámpara permanece apagada.
Al descubrir el LDR con el fin de enfocar la luz debe encenderse quedando así durante unos segundos, siempre y cuando el LDR esté cubierto de nuevo.
Ahora puede quitar el capacitor C1 y colocar un valor que le permita obtener el tiempo deseado. Con 4.7 uF obtendrá aproximadamente 10 segundos; aproximadamente 40 uF y aproximadamente 100 uF. Experimenta según el tiempo que quieras.
Para utilizar el aparato, según sea el caso, tendrá que centrarse en el LDR utilizando para este propósito un tubo opaco e incluso una lente.
La figura 13 da la sugerencia para la conexión de una alarma contra los ladrones por interrupción del haz de luz, observando la conexión de un diodo en el circuito de protección.
Este diodo tipo 1N4004 protege el SCR contra la tensión generada en la bobina de la cigarra en funcionamiento.
CI-1-555 - circuito integrado
SCR1 - MCR106, IR106, C106, TIC106 - diodo controlado de silicio para 200 V si la red es 110 V o 400 V si la red es de 220 V
D1, D2 - 1N4002 o equivalente - diodos de silicio
LDR - LDR común (Vea texto)
P1 - 100k potenciómetro con o sin clave
C1 - 100 uF x 16 V - capacitor electrolítico
C2 - 01 uF- capacitor cerámico
C3 - 22 uF x- 16 V - capacitor electrolítico (Vea texto)
R1 -10 k x 5 W - resistor de hilo (110 V) - 22 k x 5 W - resistor de hilo (220 V)
R2 - 1k x I W - resistor común (marrón, negro, rojo)
R3 - 470 k x 1/8 W- resistor (amarillo, violeta, amarillo)
R4 - 100 k x 1/8 W - resistor (marrón, negro, amarillo)
R5 - 2M2 x 1/8 W- resistor (rojo, rojo, verde)
R6 - 470k x 1/8 W- resistor (amarillo, violeta, amarillo)
S1 - interruptor único (conjugado a P1)
SZ - Tecla de 2 polos x 2 posiciones (H)
Varios: placa de circuito impreso, caja de montaje, puente de terminales, cable de energía, el knob para el potenciómetro, hilos, soldadura, tubo opaco para LDR, etc.
