lunes, 20 de julio de 2009

Un carrito seguidor de linea sencillo

Este es el avance de un muy simple seguidor de lineas basado en un fototransistor y un diodo emisor infrarrojo o en el conocido optoacoplador CNY70 como sensores de reflejo de luz ( se necesitan dos pares led-fototransistor) , dos comparadores de los 4 que se encuentran en el chip del LM 339 quad comparator ( tambien podemos usar el dual comparator LM 358) 4 potenciometros , 2 para el nivel de comparacion de blanco en el sensor de luz y dos para el pull up del comparador para bajar la corriente del transistor y por tanto bajar la velocidad de los motorcitos ( en el caso de usar el LM339) , se pueden reemplazar por una resistencia fija cuando se consigue la calibración deseada , el circuito mostrado funciona con 3 voltios por tanto los motorcitos de carritos de juguetes que funcionan con 2 pilas se pueden facilmente usar en este simple proyecto ; sin embargo subiendo las resistencias del led y la resistencia de colector del fototransitor puede adaptarse para 6V, 9V o 12 voltios según los motores que se disponga :


D1/Q1 y D2/Q3 son el par emisor IR y fototransistor. Tambien puede ser el CNY70 que es mas facil para implementar. Los potenciometros R1 y R10 ajustan el nivel de voltaje que determina cuando el sensor está encima de la linea blanca , se debe ajustar cuidadosamente. Los potenciometros R5 y R6 determinan el pull up del comparador solo para el caso de usar el LM339 y por tanto al controlar la corriente determinan la velocidad de los motorcitos . Q2 y Q4 son transistores de mediana potencia como el 2N222 de uso general o el 2N3553 o equivalente del tipo NPN capaz de manejar la corriente que demanda el motor. Los motorcitos pueden ser tomados de carritos de juguete que funcionen a 3 voltios. Faltan dos diodos que van en inversa en paralelo con cada motor al igual como se hace con los relays para proteger de la contracorriente que se forma al desconectar una carga inductiva. El detalle de la protección de los diodos para los picos inversos de desconexión se da aquí : Sobre los comparadores LM339 es importante remarcar que las salidas de los comparadores del LM339 son del tipo open colector ( colector abierto), por lo tanto siempre deberá colocarse una resistencia "pull up" a +VCC ( en este caso es regulada por el potenciometro). La eleccion de esa resistencia depende de la carga que se desea alimentar, pero se ha de tener en cuenta que cuando la salida pasa a cero esa corriente que antes la carga pedía cuando la salida estaba en uno, ahora debe absorberla el LM339 y por hojas de datos (current sink = coriente de sumidero) esta no debe superar 16 mA tratemos de ajustarla 10 mA como corriente de base del transistor.Los comparadores tienen una etapa de salida de colector abierto, lo que permite suministros de alimentación por separado para las partes analógica y digital , es decir podemos mantener la parte de 3 voltios para el circuito y alimentar solo el motor con 6 voltios o más si fuera necesario. Uno de los sensores más usados debido a que viene encapsulado , es decir led IR y fototransistor en un solo envase y muy próximos es el CNY70 un optoacoplador reflexivo , en el dispositivo vienen solo el led y el fototransistor con el objeto de poder añadir externamente sus resistencias de led y de colector respectivas de acuedo a a alimentación que usaremos , si no tenemos este optoacoplador igual podemos usar un led separado del fototransitor que consigamos , como las corrientes a manejar son pequeñas los valores no son críticos mientras no se excedan los 20 mA para el led y un mínimo de 1k ( 5k por seguridad ) para el resistor de colector del fototransitor , sin embargo a mayor resitencia de emisor se consigue mayor ganancia , de como es sensado el piso se muestra en la figura: Teniendo ya los sensores de linea debemos digitalizar esa salida que es análoga de acuerdo al reflejo del piso , la forma mas sencilla es usar comparadores para obtener una salida digital que determine un "blanco" o un "negro" . En estos esquema se explicará el funcionamiento para el comparador 358 en caso de que no se consiga el LM339 que es "open colector" Como regla general y debido a que los voltajes están referidos a tierra observemos que el comparador tiene dos entradas : una + y otra - ,la regla práctica fuera de fórmulas es muy sencilla : Cuando el voltaje en el terminal + es mayor que el voltaje en el terminal - la salida del comparador es ALTA ( se enciende el led) ,si allí ponemos la resistencia de base del transistor este se activa y el motor colocado en su colector GIRA. Cuando el voltaje en el terminal + en MENOR que el voltaje en el terminal - la salida del comparador en BAJA , si está conectada a la resistencia de base del transistor , el motor colectado en su colector NO GIRA. De esta manera podemos detectar si los sensores están sobre una linea blanca o una linea negra ,de acuerdo al diseño que escogemos , en un caso cuando los dos sensores esten en zona blanca ( con la linea negra entre ellos) el carrito avanza de frente , en una curva a la derecha el sensor izquierdo ve "blanco" pero el sensor de la derecha ve "negro" , se debe detener la rueda derecha consiguiendo el giro hacia la derecha. De modo inverso cuando los dos sensores esten en zona negra ( con la linea blanca entre ellos) el carrito avanza de frente , en una curva a la derecha el sensor de la izquierda sigue viendo "negro" pero el sensor derecho ve "blanco" , se debe detener la rueda derecha consiguiendo el giro hacia la derecha .Esto lo explicamos en los siguientes diagramas: Ahora observemos el caso opuesto:

Un circuito en el cual usamos el opam LM358 como comparador simple para controlar un motorcito simple de 6 voltios de poca corriente es el siguiente:
Como sabemos son dos circuitos iguales uno para cada motor (derecho e izquierdo) como se explicó , cuando los dos sensores "ven" zona blanca ( con una linea negra entre ellos ) los dos motores funcionarán y el carrito avanza en linea recta , en una curva , por ejemplo a la derecha el primero en ver "negro" es el sensor de la derecha y debe detener a la rueda derecha para hacer que el carrito gire hacia ese lado . Como vemos el sensor derecho controla la rueda derecha y el sensor izquierda controla la rueda izquierda. Sin embargo en varios ejemplos que encontramos en internet los motores van "cruzados" esto se hace solo cuando los dos sensores van DENTRO de la linea. En caso de usar el comparador LM339 se debe considerar que su salida es a colector abierto por lo que necesita una resistencia de elevación de voltaje llamada "pull up" su funcionamiento lo explico en el siguiente diagrama: Antes de insertar en el circuito los comparadores a usar debemos probar su correcto funcionamiento en el protoboard así estaremos seguros que una posible falla no se debe a ellos , el diagrama siguiente nos dará un método simple que sirve para testear cualquier opam configurado como comparador aún sea a colector abierto como en el caso del LM339 , podemos probar los 741 , 311 , 324 ,339 , 358 ,etc siempre y cuando conectemos los pines correctos para cada comparador esto lo encontramos en el datasheet del integrado . En este caso el ejemplo está basado en uno de los 4 compardores que trae el LM339. Vamos a probar una de las dos partes simétricas del conjunto usando el LM339 ,en el circuito original se ha cambiado la resistencia de colector del fototransitor por una de 22k , el circuito es el siguiente:En este pequeño video de ensayo en protoboard se aprecia que el sensor ( CNY70 ) detecta sin problemas la zona blanca y negra ,el led está conectado como en la forma de prueba del diagrama publicado más arriba , el led infrarrojo del detector está con una resistencia de 100 ohmios para 3 voltios de alimentación y la resistencia de colector si se subió a 22 kohmios para aumentar la ganancia , a pesar de tener una lámpara muy cerca la luz exterior no influye mucho al hacer la detección , cuando está en zona blanca el led está apagado porque la salida del 339 se vá a alta , cuando el sensor está sobre zona negra la pata 4 del 339 es mayor ( se va a 3 voltios ) que la pata 5 y por tanto la salida del opam es baja y se enciende el led:

video

Una foto del CNY70 soldado en una plaquita de bakelita ,usando un potenciometro de ajuste pequeño y los transistores 2N2222 bien cortos alli podria estar todo el circuito Sin embargo para probar solo los sensores para otros circuitos lo más recomendable es un montaje de este tipo: Es importante conocer bien el CNY70 antes de soldarlo o conectarlo al protoboard , sus pines están tan juntos que no se pueden insertar en el protoboard porque los caminos de este están unidos y hariamos corto para testearlo , es mejor soldarlo en una plaquita externa cuidando que los puntos de soldadura no unan los pines , el diagrama es el siguiente y es bueno tenerlo en cuenta para no cometer errores , la luz infrarroja no es visible pero la cámara fotografica o de video si la detecta:Finalmente añadimos la parte de control de potencia , en este caso un transistor de uso general y de mediana potencia : el conocido 2N2222 , en este caso le pusimos una resistencia de 270 ohmios como resistencia de base fija ( sin potenciometro ) y lo conectamos a un pequeño motor extraido de una lectora de cd (funcionan a 5 voltios) .En este video se muestra el resultado , ahora sobre superficie blanca gira el motor y sobre superficie negra se detiene , invirtiendo los pines + y - del opam se puede conseguir el procedimiento inverso

video


Los resultados finales del proyecto expuesto en Colombia son los siguientes:


Fotos y video del seguidor de lineas

De: ♫λðЯÎдп®♪ §uλяЭź♫♪▒™ (rad2_28@hotmail.com)
Enviado: lunes, 02 de noviembre de 2009 06:25:04 p.m.
Para: Jorge Flores (hokkaido_peru@hotmail.com)

Hola jorge aquí están las fotos y el vídeo muchas gracias por toda tu ayuda las exposiciones fueron el 27 y 28 de octubre todos los que lo vieron les gusto mucho y este proyecto fue el mejor de todo el colegio según me dijeron todo los profesores y las personas que vieron todo ademas de ser el único en su especie , gracias sin tu ayuda no habría podido hacer esto.









Aquí está el video del funcionamiento del seguidor , felicitaciones rad :



sábado, 18 de julio de 2009

Retardando un pulso de activación con el 555 ( Delay time 2)

En un post anterior publicamos como retardar la conexión de un relay por algunos segundos o minutos haciendo que el timer 555 se dispare automáticamente al conectarlo y cumpla con su periodo de ON (modo mostable) de T = 1.1 RC .
En ese caso para conseguir un retardo el relay se pone entre +V y el pin 3 por lo que al estar en "1" este pin no hay voltaje aplicado en el devanado del relay , pero cuando se cumple el tiempo T el pin 3 se va a tierra y conecta el relay produciendo un retardo en la activación.
Sin embargo es posible obtener una onda cuadrada retardada real como muestra la figura :

Esto es posible modificando el diagrama del post anterior y cambiando de sitio los componentes de la constante de tiempo R y C . En este nuevo circuito , las patas 2 y 6 ( entradas de los comparadores internos ) siguen amarradas en configuración comparador de ventana , pero ahora la resistencia R está entre los pines 2-6 y tierra y el condensador está entre +V y estos pines.
Inicialmente el condensador está descargado y al conectarlo su voltaje es cero por tanto la resistencia R está conectada a +V y conforme empieza a cargarse el condensador C el voltaje en la resistencia va disminuyendo ( en forma exponencial de base e ) , cuando la caida de voltaje desciende desde +V hasta 2/3 V se produce la conmutación y recien aparece el pulso , el circuito es el siguiente :

Como se observa se han invertido las conexiones de R y C , despues de un tiempo T = 1.1 RC recien aparecerá un pulso en alta como se observa en el grafico voltaje -tiempo mostrado , en este caso se está usando para conectar 12 voltios a un circuito externo un tiempo T despues de haber alimentado todo el sistema , sin embargo esos contactos pueden abrir o cerrar funcionando como interruptor retardado como en el caso de la alarma hecha con sensor de movimiento de nuestro amigo Claudio de Argentina. Dos refinamientos son el diodo en inversa en la pata 2 para eliminar transitorios que pueden apagar el monostable inmediatamente al conectarlo y tambien el diodo rectificador a la salida de la pata 3 para bloquear los impùlsos que puedan entrar al timer por esa pata.
El tiempo de retardo se ajusta usando la fórmula del monostable T = 1.1 RC (resistencia en ohmios y C en faradios). Para los 10 segundos mostrados en el gráfico usamos una resistencia de 100 kOhm y un condensador electrolítico de 100 uF. Si cambiamos R a 47 kOhm tendremos un delay de 5 second delay, y si usamos 220 kOhm tendremos un retardo de 20 segundos.
Si deseamos un retardo de 2 minutos usaremos R = 500 Kohmios y un C = 220 uF a 25 V o más.

jueves, 16 de julio de 2009

Leds deslizantes ( Auto fantastico)

Contestando un correo desde Argentina:
hola : me llamo rafa queria pedirte si entendes este circuito es para mi hijo y no lo entiendo me podrias dar una mano
gracias
El circuito es el siguiente

Luces coche fantástico



Utilice R2 para ajustar la velocidad

C1 se puede sustituir por un valor más grande para una velocidad mas lenta

Alimentación:
•v max: simple 12v dc
•I max: 0.1A
Componentes:
U1 CD4011
U2 CD4017
R1 1 mΩ
C1 0.1 µf
R2 100 kΩ
R3 1 kΩ

Esto nos dá la oportunidad de explicar el funcionamiento de un astable con Cmos y el contador 4017.
El circuito tiene dos partes :
Un oscilador astable basado en el cmos 4011 que dará un tren de pulsos de onda cuadrada y un contador Jhonson (4017) que dá una sola salida en alta conforme avanzan los pulsos de entrada. La configuración básica de un astable con el 4011 es esta:

Notar que en el circuito original se incluye R1 pero este valor es 10 veces el valor de R2 (potenciometro) con lo cual su corriente se puede despreciar en la fórmula.

Los multivibradores astables son un tipo de " osciladores" de carrera libre; es decir no tienen ningun estado permanente o estable porque están cambiando continuamente su salida a partir de un estado bajo (" LOW") a otro estado alto (" HIGH") y entonces se mueve hacia atrás otra vez a su estado original. Esta acción continua de conmutación del " HIGH" al " LOW" y del " LOW" al " HIGH" produce una onda cuadrada continua cuyo ciclo de sincronización depende de la constante de tiempo del Resistor-Condensador, (red RC) conectado con ella.
Multivibradores astables hechos con puertas NAND como en la figura funcionan uniendo las dos puertas de cada NAND para que funcionen como inversores. Suponemos que la salida de la puerta del NAND U2 está inicialmente alta , nivel de lógica "1" , entonces su entrada debe por lo tanto ser baja en el nivel de lógica "0" ,pero esta es la salida de la primera puerta NAND U1.

El condensador C está conectado entre la salida de la segunda puerta NAND U2 y a su propia entrada que tiene un nivel de lógica "0" a travez del resistor R. El condensador ahora empieza su carga hacia arriba a una razón determinada por la constante de tiempo de R y de C.
Como el condensador C carga para arriba, la unión entre el resistor R y el condensador, C, que también está a la entrada de la puerta de NAND U1 va decreciendo hasta que alcanza el valor de umbral más bajo de voltaje del NAND U1 lo que hace que este cambie de estado y la salida de U1 pasa a ser alta ahora.
Esto hace la puerta de NAND U2 también cambie su estado pues su entrada ahora ha cambiado de "0" a "1" dando por resultado la salida de la puerta de NAND U2 que se vá hacia baja "0".
El condensador C está polarizado inversamente ahora y se descarga a través de la entrada de la puerta de NAND U1. El condensador C se carga para arriba otra vez pero en la dirección opuesta determinada por la constante de tiempo de R y de C hasta que alcance el valor de voltaje de umbral superior de la puerta del NAND U1.
Esto hace U1 cambiar el estado otra vez y el ciclo se repite.
La constante de tiempo para un multivibrador astable hecho con puertas NAND se da como :

T = 2.2RC en segundos y la frecuencia de la salida dada como f = 1/T.
Por ejemplo: Si deseamos calcular un clock de 1 Khz , muy usado en circuitos de tiempo escogemos el resistor R = 10kΩ y el condensador C = 45nF la frecuencia de la oscilación se calcula como :

siendo muy apróximadamente 1kHz, que significa un periodo T de 1mS .
La forma de onda de la salida aparecería así:

La salida a los leds que deseamos mostrar en secuencia tal como las luces del "auto fantastico" se consigue mediante el contador cmos 4017. En la figura lo vemos alimentado por los pulsos generados por un astable hecho en base del 4093 . Los pulsos entran por el pin 14:

Con las entradas clock-inhibit y reset a tierra, el contador avanza una etapa a cada transición positiva de la señal de entrada (clock) como se muestra en la figura.
Suponiendo que la situación inicial es que la salida "0" se encuentra positiva en el nivel alto y todas las demás en el nivel "0" o con "cero volts" aproximadamente, con la llegada del primer puslo de entrada tenemos la primera transición.
La salida "0" va al nivel bajo y la salida "1" pasa al nivel alto . Todas las demás permanecen en el nivel "0".
Con el segundo pulso, la salida "1" pasa al nivel bajo y la tercera al nivel alto, y así sucesivamente hasta la últimaa .La secuencia de salida del 4017 es facilmente comprensible observando este gráfico , las salidas se van deslizando y como son altas cada una enciende al led conectado a ella .


Finalmente una animación en gif muestra la salida de los leds:

lunes, 13 de julio de 2009

Usando una lámpara con sensor de movimiento como alarma


Este circuito usa una lámpara con PIR (Passive Infrared Sensor) para detectar presencias cercanas , el circuito PIR ya se vende por unidad como alarma y tiene solo 3 contactos , dos para alimentación (5volt) y uno para salida de dato . Este sensor detecta el movimiento de cuerpos de distinta temperatura (como el cuerpo humano), incluye un lente de Fresnel y un IC para detección de movimiento. Trabaja con un amplio rango de voltajes y con baja corriente. Tiene un delay ajustable con alta sensitividad y bajo ruido. La salida es una señal digital TTL.
Muchos circuitos sencillos PIR se usan en lámparas para que estas se enciendan automaticamente cuando una persona ingresa a una habitación , cuando no hay movimiento despues de un tiempo , se apaga .
La idea de nuestro amigo Claudio desde Argentina es usar esta lámpara como una alarma para detectar la presencia de algún intruso que ingresa a una habitación , tambien puede ser de alguien que se acerque a una puerta protegida.
El problema es que esta alarma tiene un retardo de "salida" es decir que al conectarla se enciende y luego de dos minutos de no tener movimiento cercano ( cuando la persona se aleja) se apaga , quedando en espera de una nueva presencia para encenderse inmediatamente.
Como se vé en la figura el circuito PIR para esta lámpara tiene una salida de 220 v que aparece al detectar presencia , con esto se enciende la lámpara , poniendo en paralelo con esta un relay de 220V se puede cerrar el circuito de una sirena de 12 v, de esta manera cuando entra algún extraño al recinto se enciende la lámpara y tambien sonará la alarma.
El problema inicial es que al conectar el sistema por S1 para activar el sensor de movimientos tambien se enciende la lámpara ( y por tanto suena la sirena) durante dos minutos hasta estabilizarse haciendo su uso como alarma muy incomodo.
Para solucionar esto , usamos el delay time con 555 presentado en el post anterior, como sabemos , un delay time se dispara automaticamente al conectar la alimentación , no necesita del pin 2 , los comparadores internos se comportan como comparador de ventana , empieza a cargarse el condensador y al llegar a Vcc/3 ocurre un cambio de estado (bajada en el pin 3) que se queda enclavada , usamos eso para retardar la conexión de un relay de 12 voltios que abra o cierre la conexión de sirena.
Hubieramos podido poner un transistor a la salida del 555 para activar un relay de 12 v para este fin , como es el método clásico , pero podemos simplificar ( y ahorrar) si colocamos el relay como en la figura , durante el tiempo de carga del condensador la salida 3 está a 12voltios y el relay tiene una diferencia de voltaje entre su enrrolado de cero voltios y esta inactivo . Al cumplirse el tiempo programado la salida del pin 3 cae a tierra y por tanto el devanado del relay ya tiene una diferencia de voltaje de 12 voltios y se activa conmutando sus contactos y cerrando el circuito de sirena permitiendo que esta pueda sonar.
En conclusión , al conectar el circuito por S1 el sensor capta el movimiento y enciende la lámpara y por tanto el relay de 220 v se cierra , sin embargo al mismo tiempo apararece una tensión de 12 voltios gracias al transformador y rectificador en el delay time , el relay de este circuito tiene inicialmente su contacto abierto por lo cual la sirena no funciona dándonos un tiempo de 2 minutos para salir y alejarnos.
Pasado los dos minutos el delay cae y sus contactos cierran el circuito de sirena.
Ahora ante la primera presencia extraña la sirena sonará inmediatamente.
Los tiempos mostrados del delay son de aproximadamente de 5 segundos para probar su funcionamiento,aumentando el condensador a 470 uF el tiempo aumenta a 50 seg y duplicando la resistencia de carga ( ajustando sus valores ) se obtendran los 2 minutos que deseamos para conectar y poder salir en silencio.
Aqui una modificación para usar el relay a tierra y asi poder proteguer al 555 con un diodo a su salida para evitar que señales inversas entren al circuito:

domingo, 12 de julio de 2009

Delay Time : Tiempo de retardo con el timer 555

Este es un circuito muy interesante y muy poco difundido alrededor del muy conocido timer 555 , se busca diseñar un delay time , una aplicación muy necesaria en circuitos de alarma pues anula los sensores un tiempo T despues de conectar la alimentación , al terminar este tiempo de retardo recien se conecta la alimentación de voltaje a la parte del circuito que nos interesa como son la sirena en caso de alarma de casa o auto , tambien puede trabajar con el claxon de un auto , puede encender una luz de casa despues de un tiempo de cerrar un switch.
En este caso y debido al pedido de nuestro amigo Claudio desde Argentina servirá para utilizar un sensor de movimiento que enciende una lampara ante una presencia cercana , el problema es que al energizarlo inicialmente la lámpara se enciende durante 2 minutos con lo cual al usar esta salida para sirena impide salir del recinto .Estas lamparas son diseñadas así , al conectarse como sensores nos dan dos minutos para salir ,durante este tiempo la luz está encendida para salir de casa o habitación sin problemas , de allí se apaga sola , sin embargo pasado un tiempo (minutos , horas) al ingresar una persona (dueño , extraño) a la habitación el sensor detecta esta presencia y enciende la luz (y tambien alarma para nuestro caso).
Como vemos en el diagrama usamos los comparadores internos del 555 para compararlos con el voltaje que alcanza un condensador cuando es cargado mediante una resistencia R desde la fuente del circuito , si observamos el circuito interno del 555 veremos que tienen 3 resistencias iguales que dan niveles Vcc/3 y 2Vcc/3 en modo comparador de ventana entre estos dos niveles , como el pin 7 que es el transistor de descarga no esta conectado el condensador no podrá descargarse .En un comparador de ventana que tambien se puede construir con dos opams comparadores si el voltaje de entrada es mayor que el voltaje de referencia 2Vcc/3 o menor que Vcc/3 la salida toma un estado alto o 12 voltios. Al estar inicialmente descargado el condensador su salida será cero ,la salida del pin 3 del 555 estara en alta y los terminales del relay estaran al mismo voltaje y este relay no setá activado , cuando luego de empezar a cargarse segun la constante de tiempo RC el condensador C llega a Vcc/3 el FF interno del 555 conmuta la salida a cero y el pin 3 del 555 se va a tierra , con lo cual los terminales del relay ya estarán energizados y este cierra sus contactos , con lo cual recien se conectará el dispositivo a controlar (sirena).
Con los valores mostrados el retardo sera de 5 segundos aproximadamente (necesarios para probar inicialmente si el circuito funciona) ,luego se van aumentando los valores , si ponemos un condensador electrolitico de 220 uF el tiempo aumenta unas 5 veces , aumentando la resistencia aumenta el tiempo hasta alcanzar el valor deseado.
Podemos poner un led con su resistencia de 1K en la salida del timer , al conectar la alimentación se enciende (no necesita disparo por el pin 2) pero el relay aun esta desactivado , cumplido el tiempo de retardo se apaga el led y recien se activa el relay cerrando los contactos deseados.


Una extensión a este tema :
Jose ha dejado un nuevo comentario en su entrada "Delay Time : Tiempo de retardo con el timer 555":

Pues verás Jorge.
Este es el esquema de la bombilla: http://img242.imageshack.us/i/p9240184.jpg/%5D%5BIMG%5Dhttp://img242.imageshack.us/img242/7654/p9240184.jpg
Lo que necesitaría es un circuito o "algo" que haga que la luz se apague al cabo de 1 ó 2 segundos, después de recibir tensión de 12 voltios. Y que luego permanezca apagada.
Se trata de una luz de un indicador de un coche. Al conectar el contacto (recibe tensión)y la luz enciende. Lo que yo necesito es que al cabo de 1 ó 2 segundos, esta se apague y no encienda hasta que se repita la operación.
Espero haberlo descrito de manera comprensible y clara.
Espero tu respuesta.
Gracias por tu anterior respuesta.
Saludos

Aqui esta el circuito modificado:

En esta configuración el timer funciona en su modo básico comparador , no requiere de disparo negativo por el pin 2 como es el uso común, apenas se le alimenta el condensador empieza su carga y la salida se pone "ON" dando 12 voltios por lo que el relay se activa conectando el foco con los 12 volts y haciendo que se encienda.
Cuando el voltaje del condensador alcanza los 2/3 VCC es decir mas o menos 8 voltios el segundo comparador interno se activa y descarga el condensador haciendo que la salida sea cero por lo cual el relay se desactiva abriendo la alimentación al foco y este se apaga.
El tiempo se calcula usando T = 1.1 RC para un condensador electrolitico de 10 uF una resistencia de 10 K dá 1.1 seg si se duplica a 20 K el tiempo serà 2.2 seg que es lo que deseas , el diodo en reversa con el relay sirve para proteguer los picos inversos de desconexión , el transistor puede ser uno de uso general como el 2N222

jueves, 9 de julio de 2009

Aumentar salida de los reguladores 78xx con transistor de potencia

La serie de los reguladores 78xx tienen una salida de corriente limitada a 1 A típico , es posible aumentar la salida usando este circuito . Un transistor de potencia se usa para proporcionar un aumento de corriente a la carga del regulador, pero manteniendo una salida de voltaje constante. Corrientes de hasta 650mA salen directamente del regulador , por encima de este valor el transistor de potencia empieza a conducir proporcionando la corriente extra a la carga.
Se debe poner un adecuado disipador de calor al transistor de potencia evitando que se caliente demasiado .
Supongamos que usamos un regulador de 12 v es decir el 7812. La entrada no regulada al regulador debe estar algunos voltios por encima del valor a regular , asumimos 20 volts. Si asumimos que la carga nos demanda 5 amperios . La potencia disipada por el transistor se calcula usando Vce * Ic es decir (20-12)*8=40 vatios . Observar que este es un valor bastante alto por lo cual es necesario tener un muy buen disipador de calor.
En el caso que desearamos incrementar la salida de una fuente regulada negativa usando el 79xx el circuito es similar , la única diferencia es que se debe poner un transistor de potencia equivalente pero del tipo NPN .
El transistor 2N2955 es de chapa PNP , es complementario del bien conocido transistor de potencia 2N3055 que es de tipo NPN.

miércoles, 8 de julio de 2009

Detector de pulsos perdidos con el timer 555


Este circuito detecta la falta o pérdida de uno o más de los pulsos de un tren continuo de ellos aplicado a su entrada . El principal componente de este circuito es el temporizador 555 . En este circuito se configura como un monostable , es decir, un circuito que a la salida dá un solo pulso en alta cada vez que se le dispara a travez de una bajada en su pin 2.
Cada vez que un pulso de bajada llega a la pata 2 del temporizador 555 este se dispara para dar en la salida un solo pulso alto en el pin 3. El ancho de pulso se define por los valores de la resistencia R2 y el condensador C1 de acuerdo a la bien conocida fórmula T =1.1 RC.
R2 y C1 deben elegirse de tal manera que el ancho de pulso de salida en la pata 3 sea ligeramente mayor que el tiempo que hay entre cada pulso de entrada. Si la llegada de los pulsos al pin 2 es continua , la salida nunca podrá terminar un pulso único , es decir no tendrá tiempo de "bajar" permaneciendo siempre en alta. Se debe poner un led con su resistencia para observar este efecto.
Esto se debe a que el temporizador 555 siempre será redisparado por las bajadas de los pulsos entrantes y el condensador C1 siempre se descargará a través del transistor Q1 cada vez que un nuevo pulso de entrada llegue. Como tal, la salida de la pata 3 del 555 siempre será 'alta' .
Sin embargo, la falta de un pulso en la entrada permitirá que la pata 3 termine la salida de un pulso programado por R2 y C1 no importa si el siguiente pulso entrante lo vuelve a redisparar, significa que va a cambiar su estado de 'alta' a 'baja' después que el ancho de pulso se ha alcanzado , con esto ya se obtuvo un pulso negativo (bajada) que puede usarse para activar una alarma o disparar otro monostable 555 que nos conecte una sirena el tiempo que programemos ,esta será nuestra alarma
El detector de pulsos perdidos hay que programarlo en la practica de acuerdo a la frecuencia de pulsos que entran , moviendo el potenciometro para que el pulso de salida del monostable sea solo un poco mayor al periodo de las ondas cuadradas entrantes , es facil hacerlo en osciloscopio , de lo contrario hay que echar mano a nuestros cálculos aritmeticos , recordar que el periodo de un tren de ondas es el inverso de su frecuencia T=1/f para con esto calcular el tiempo del monostable e ir ajustando poco a poco hasta que la salida siempre este en alta , poniendo un led con su resistencia para monitorear la salida , el funcionamiento se prueba interrumpiendo momentaneamente los pulsos de entrada , el led debe apagarse y se vuelve a prender cuando los pulsos regresan , funciona bien con entradas cableadas.
Para hacer un enlace optico mediante laser o infrarrojo hay que tener en consideración que los pulsos que llegan al fototransistor o peor a la fotoresistencia llegan distorcionados , muchas veces con un nivel no digital , hay que conformarlos o "cuadrarlos" nuevamente con comparadores o Schmitt trigger para recuperar la réplica de la onda transmitida , es un trabajo más complejo que hacerlo con linea cableada.

martes, 7 de julio de 2009

Medir corriente en un led

El mètodo mas directo para medir la intensidad de corriente en un circuito serie es abrir un cable e intercalar o poner en serie un multimetro en su lectura de corriente o mejor un amperimetro de precisión como se muestra en la figura :

Sin embargo cuando no es posible cortar el cable para poner en serie el amperimetro hay una forma indirecta de calcular la intensidad que pasa por el circuito (resistencia y led en serie)y es midiendo el voltaje en la resistencia y usar la ley de ohm dado que se trabaja en continua.
Sabiendo que I = V / R donde I corriente , V voltaje en voltios y R resistencia en ohmios

Supongamos , no importando cuanto voltaje alimenta al circuito en general que poniendo un multimetro digital en los terminales de la resistencia limitadora tenemos una tension de 3.2 voltios y la resistencia es de 200 ohmios podemos calcular la corriente que circula por ella haciendo esta simple operación:


I= 3.2/200 = 0.016 Amp es decir 16 miliamperios.

lunes, 6 de julio de 2009

Fuente de alimentacion positiva negativa con los 78xx y 79xx

La gran mayorìa de circuitos electrónicos que trabajan con señales analogas como por ejemplo preamplificadores de señal de audio construidos con opams necesitan de voltajes positivos y negativos para una excursión de señal completa ( Audio, A.C, etc.) Uno de los componentes que en la mayorìa de casos requiere fuentes duales es por excelencia el amplificador operacional, debido a que este trabaja con señales analogas. En otros casos tambien se usan en diseños de circuitos con transistores, los cuales vienen complementarios es decir para tensiones positivas y negativas, lo que obligatoriamente requiere de fuentes duales.
En cuanto a los circuitos digitales solo trabajan con señales positivas por encima de cero(GND).
Se puede facilmente implementar una fuente fija dual simetrica con tensiones reguladas positivas y negativas respecto a tierra usando los 78xx y 79xx.
El circuito mostrado en este caso para + 8v y -8v es el siguiente , cambiando los reguladores como sabemos se puede tener 5, 9,12 ,15 voltios simetricos , recordar que el voltaje mínimo que requiere la fuente no regulada es 3 voltios por encima del valor a regular.

Se puede usar transformadores 9-0-9 voltios para los 8 voltios mostrados o tambien para 5 v,aunque podemos usar transformadores 12-0-12 sin problemas . Se debe tener cuidado con los pines de los reguladores los 78xx tienen su pin del centro conectado a tierra , mientras que en los 79xx el terminal central está conectado a la entrada , se debe tener cuidado de no hacer corto circuito con el metal de los disipadores .Revisar con cuidado los manuales del reguladora usar .
La salida es filtrada por condensadores electrolíticos de 100uF. Como referencia , para un transformador 9-0-9 la salida flotante medida en vacio es +/- 13V.

Regulador variable de 5-24 voltios con el 7805


En el laboratorio y generalmente para proyectos digitales de poco consumo ,o en etapas de preamplificación de audio donde se necesitan voltajes regulados exactos en valores no standart como lo son 5,9,12 voltios , por ejemplo a veces necesitamos 6 voltios exactos o a veces 7.5 voltios ,y no se puede confiar mucho en los zener.
Con el siguiente circuito y un buen voltimetro digital a la salida para monitorearla podemos implementar una fuente regulada de MUY BAJA SALIDA DE CORRIENTE ( no debe superar los 100 mA).
El voltaje de salida puede ser ajustado dese 5v a 24v mediante un potenciometro conectado a la tierra común del regulador , creamos una tierra flotante. El voltaje de entrada del regulador debe ser mínimo unos 3 o 5 voltios por encima de la máxima tensión que esperamos , de igual manera el disipador de calor del 7805 debe ser capaz de disipar suficiente calor para esta potencia de salida (voltaje por corriente).
Es importante remarcar que la salida no puede superar más de 100mA a 5v debido al calor si la entrada está en el rango 24-36 voltios. Esta es una de las desventajas de este simple regulador variable.

domingo, 5 de julio de 2009

Fuentes reguladas de doble polaridad usando los 78xx y 79xx

Dentro de los reguladores de voltaje con salida fija, se encuentran los pertenecientes a la familia LM78xx, donde “xx” es el voltaje de la salida. Estos son 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18 y 24V, entregando una corriente máxima de 1 Amper y soporta consumos pico de hasta 2.2 Amperes. Poseen protección contra sobrecargas térmicas y contra cortocircuitos, que desconectan el regulador en caso de que su temperatura de juntura supere los 125°C.
Los LM78xx son reguladores de salida positiva, mientras que la familia LM79xx son para voltajes equivalentes pero con salida negativa. Así, un LM7805 es capaz de entregar 5 voltios positivos, y un LM7912 entregara 9 voltios negativos.
La capsula que los contiene es una TO-220 igual a la de muchos transistores de mediana potencia. Para alcanzar la corriente máxima de 1 Amper es necesario dotarlo de un disipador de calor adecuado, sin el solo obtendremos una fracción de esta corriente antes de que el regulador alcance su temperatura máxima y se desconecte.

La tensión de entrada es un factor muy importante, ya que debe ser superior en unos 3 voltios a la tensión de salida (es el mínimo recomendado por el fabricante), pero todo el exceso debe ser eliminado en forma de calor. Si en el ejemplo anterior en lugar de entrar con 20 volts solo usamos 15V (los 12V de la salida mas el margen de 3V sugerido) la potencia disipada es mucho menor:
(Vint - Vout) x Iout = (15 - 12) x 0.5 = 1.5W
La disposición de pines de estos reguladores es diferente según se trate de un 78xx o un 79xx. En el caso de los primeros, el pin 1 corresponde a la entrada (input), el pin 2 es el punto común (common) y el pin3 es el correspondiente a la salida (output). En el caso de los reguladores negativos, el pin 1 y el pin 2 intercambian sus funciones, siendo el primero el correspondiente al punto común, y el segundo la entrada. Es importante recordar esto al momento de conectarlos, ya que es posible que se destruyan si son conectados en forma incorrecta.

Para una fuente de tensión positiva y negativa,tomaremos el ejemplo de 15 voltios sin embargo puede hacerse lo mismo con los de 5 voltios , 9 voltios o 12 voltios usando los reguladores apropiados siempre apareados, partimos de un transformador con toma central media, mediante un puente de diodos conformado por los diodos 1 al 4 rectificamos la corriente entregada por el secundario del transformador, pero esta vez usamos el positivo para obtener 15 voltios respecto del punto medio del transformador (que será nuestro “0”) y el negativo para obtener -15V mediante un regulador LM7915, que como vimos antes es un regulador de voltaje negativo. Nuevamente, hay que filtrar el ripple a la salida del puente diodos, tarea que se lleva a cabo mediante los capacitores electrolíticos C1 y C2. A continuación, los reguladores LM7815 y LM7915 se encargan de regular las tensiones de salida. Esta fuente es ideal para alimentar por ejemplo circuitos que tengan amplificadores operacionales, que necesitan una alimentación positiva y negativa

Diodos led

Circuito de LED

En electrónica, un circuito de LED es un circuito eléctrico utilizado para alimentar un diodo emisor de luz, o led por sus siglas en inglés. El LED usualmente tiene un voltaje de alimentación específico y para determinar el valor de la resistencia que se debe utilizar para establecer la corriente del circuito se utiliza la Ley de Ohm.

Un diodo del tipo LED tiene una vida útil de 80 000 a 100 000 horas antes de que su brillo se empiece a atenuar, para que esto sea posible se requiere que el voltaje aplicado sea el apropiado. Un voltaje muy alto puede provocar que el LED se queme, así como la falta de una resistencia adecuada en el circuito

Circuito de LED

Este circuito está compuesto en su forma más simple por una fuente de alimentación (de corriente continua), un diodo LED (el ánodo es generalmente la pata más larga) y una resistencia. Estos tres componentes son conectados en serie, la terminal positiva de la fuente de poder se conecta al ánodo del diodo, el cátodo del diodo se conecta a una de las patas de la resistencia y la otra se conecta al terminal negativo de la fuente de alimentación.


Fórmula para calcular la resistencia

La fórmula a usar para calcular el valor correcto de la resistencia del circuito es:




    Resistencia(Ohms) =    \frac       {Voltaje \, de \, alimentaci \acute{o} n - Ca \acute{\imath} da \, de \, voltaje \, del \, LED}       {Rango \, de \, corriente \, del \, LED}


Donde:
Voltaje de la fuente de alimentación, es el voltaje aplicado al circuito (como una batería de 9 voltios)

Caída de voltaje del LED, es el voltaje necesario para el funcionamiento del LED, generalmente esta entre 1.7 y 3.3 voltios, depende del color del diodo y de la composición de metales.

Rango de corriente del LED, es determinado por el fabricante, usualmente está en el rango de unos pocos miliamperios.

Diferencias de potencial típicas

Siempre hay variaciones entre las composiciones de los diodos, e incluso pequeñas entre diodos de la misma clase, pero en general,la caida de voltaje depende del color y del brillo del LED. La siguiente tabla muestra las caídas de voltaje de varias clases de LED.

Tipo de diodo
Diferencia de potencial típica (voltios)


Rojo de bajo brillo 1.7 voltios

Rojo de alto brillo, alta eficiencia y baja corriente 1.9 voltios

Naranja y amarillo 2 voltios

Verde 2.1 voltios

Blanco brillante, verde brillante y azul 3.4 voltios

Azul brillante y LED especializados 4.6 voltios

La mayoría de los fabricantes recomiendan 10mApara los diodos azules de 43onm, 12mA para los tipos que funcionan con 3.4 voltios y 20mA para los diodos de voltajes menores.

miércoles, 1 de julio de 2009

El Flip Flop Tipo T como interruptor on/off


Se puede utilizar un Flip Flop JK DUAL CMOS 4027 (trae 2 FF en un solo chip) para hacer entre otras ( cosas como un divisor de frecuencia entre dos ), un FF tipo T o interruptor digital ,amarrando sus entradas J y K a +V , con lo cual , ante cada entrada de pulso de reloj en el pin Clock las salidas Q y Q negada cambiaran de estado de "1" a "0" secuencialmente , esto lo aprovechamos para excitar un transistor que tenga un relay en su carga de colector , con lo cual podemos encender /apagar dispositivos ( luces , alarmas , contadores ,etc) solo enviando un pulso positivo corto proveniente de cualquier circuito anterior a la entrada de clock.
Hemos puesto este circuito genérico que admite varios circuitos de entrada , pudiendo ser un detector de sonido ( aplauso) para prender/apagar luces , tambien puede ser la salida de un circuito detector de luz , de laser o infrarrojo como el mostrado en el post anterior donde con un control remoto de tv y un detector infrarrojo de 37 kh podemos prender /apagar luces o aparatos conectados en serie a un relay .
Los valores de las resistencia y transistores son genericos y se pueden tomar de cualquier circuito anterior , en este caso se pone un cmos inversor como entrada para cuadrar la señal a nivel cmos , esto es importante porque una señal de pulso de mayor o menor valor al voltaje de alimentación de esta parte del circuito puede ser acondicionada , es lo que llamamos una "interface" por ejemplo entre una salida TTl y una Cmos , de tener ambas partes , detector y previo y circuito interruptor la misma alimentación este inversor puede eliminarse y ya podemos tomar la salida en el terminal Q y no en el de Q negado como se muestra en este diagrama: