Detector de humedad en plantas

Respondiendo el correo de un lector que debe implementar un sistema de monitoreo para regar un jardin presentamos un circuito simple que dará una indicación visual cuando el nivel del agua del suelo del cesped cambia a BAJO debajo de cierto límite.
Con alunos cambios y tomando la salida de la puerta A del quad podemos activar un motor que inicie el riego esta parte es puramente experimental pudiendo dar preferencia a una salida temporizada (un monostable 555) y un relay para activar o desactivar el motor o una electrovalvula.
El circuito Cmos ,la puerta C del quad smitch trigger y sus componentes asociados funcionan como un oscilador produciendo una onda cuadrada de 2KHz.
Es importante aqui indicar que si bien tenemos muchos circuitos en base al 555 en internet son solo un probador de continuidad , su uso practico se dificulta porque al poner voltaje continuo sobre un par de terminales metálicos por el fenomeno de la electrólisis y la corrosión estos empiezan a corroer cambiando todas las caliobraciones previas hasta inutilizarse. Los sensores de humedad para piso profesionales usan una especie de deposito de un yeso especial que no tiene el problema de corrosión.
La onda cuadrada generada por la primera puerta alimenta a una de las entradas de U1 D vía un divisor resistivo variable formado por R1 y R2 , cuando la resistencia a través de las puntas de prueba A y B es baja es porque el nivel de humedad del suelo es alto, el C2 desviará la onda cuadrada hacia tierra. La salida de la puerta D será alta.
La puerta A con sus dos entradas amarradas invierte este estado alto a bajo y así que la puerta B se bloquea y no puede producir oscilaciones. El LED permanecerá APAGADO o el motor desactivado.
Cuando la tierra del suelo está seca no hay humedad a través de las puntas de prueba, por tanto el condensador C2 no puede desviar la señal de 2KHz a tierra y aparece en la entrada de puerta D esto hace que U1 D pase a BAJO, y es invertido a alto por la puerta A.
El oscilador formado por la puerta B se activa y comienza a generar ondas cuadradas. Estas oscilaciones son amplificadas por el transistor Q1 para hacer conducir el LED y este comienza a pulsar como indicación de la humedad baja tambien se podria activar el motor de riego.El resistor R7 limita la corriente a través del LED y asegura una vida de batería más larga.
Es de remarcar para quienes hagan experimentos sobre humedad de tierra o aún en liquidos por tiempo prolongado que se debe utilizar onda cuadrada para evitar cualquier oxidación en las puntas de prueba.
Detalles a considerar:
El circuito puede alimentarse con dos pilas de 1.5 voltios para obtener los 3 V que se indican.
Dos alambres de metal de aproximadamente 10 cm de largo y unos 5cm de separación fueron usados en los experimentos.
Estos alambres o puntas de prueba se conectan a los terminales A and B mostrados en el circuito.
los condensadores C1 y C2 must deben ser del tipo polyester.
El circuito Cmos es el quad two input Schmitt NAND IC 4093.
La sensibilidad debe ser ajustada variando la calibración del potenciometro R2.
Es mejor usar sokects para el Cmos y no soldarlo.

Alarma usando un celular

Este es un problema planteado por un amigo desde Colombia en el Foro de Electronica , la idea es desconectar la bobina de un auto o moto que ha sido robado mientras se encontraba estacionado o porque el conductor fué dasalojado del auto ya encendido.
La idea es simple y poco a poco se le puede dar mayores refinamientos , necesitamos un celular barato , con credito por supuesto , por supuesto que cada dos o mas dias segun el modelo necesitará recargar la bateria , lo ponemos en una caja pequeña cerrada y aislada de la luz exterior , esto sera escondido en algun lugar del tablero , la parte de electronica exterior a construir está en el circuito mostrado , un fotoresistor que se pondrá encima de la pantalla del celular y captará la luz que este emite al recibir una llamada , en oscuridad dentro de la caja el valor de resistencia del fotoresistor es muy alto , cientos de megas , por tanto la entrada de gate del tiristor estara en cero voltios o tierra , sin embargo al recibir una llamada el celular se enciende la pantalla un momento , la luz captada mediante el fotoresistor hace que este baje su valor a unos pocos ohmios y en la entrada del tiristor aparece un pulso ( varios ) suficientes para disparar al tiristor y enclavarlo hasta que se quite la alimentación o el anodo y catodo se pongan en corto mediante un pulsador.
Al irse a tierra el tiristor se activa el relay , uno de los terminales de este relay esta conectado al positivo de la bateria de 12 voltios , el terminal en reposo siempre se conecta al positivo de la bobina del auto de tal manera que siempre pasará corriente a la bobina cuando el relay está desactivado y el funcionamiento es normal.
Sin embargo al recibirse la llamada hecha por el dueño al celular oculto dentro del auto , el relay se activa y abre la bobina con lo cual el auto se detiene hasta que el dueño desactive la alarma mediante una llave oculta , por cierto que la alimentación del circuito no debe pasar por la llave de encendido , sinò ser tomada directamente desde la bateria.

Probador de pulsos para reloj

El 74LS90 es un contador de decadas con salida BCD en binario, con cada entrada de reloj se mueven las 4 salidas para contar en binario desde 0 (0000) hasta 9 (1001). Las 4 salidas dan el llamado BCD o código de salida decimal.
El BCD es muy común en sistemas electrónicos donde se debe mostrar un valor numérico, especialmente en los sistemas digitales no programados (sin microprocesador o microcontrolador).
Utilizando el código BCD, se simplifica la manipulación de los datos numéricos que deben ser mostrados , algo que se consigue con el visualizador de siete segmentos. Esto lleva a su vez una simplificación en el diseño físico del circuito (hardware). Si la cantidad numérica fuera almacenada y manipulada en binario natural, el circuito sería mucho más complejo que si se utiliza el BCD. Esta es la tabla BCD:


En el presente post se trata de comprobar si los pulsos que se obtuvieron de la red mediante un zener para construir un reloj pueden servir como base de tiempos o si tienen forma digital , se podria poner un led a la salida del inversor que "cuadra" su salida y este oscilaria con cada cambio de estado , pero esta es otra solución sencilla , usamos el 7490 un circuito TTL muy conocido de los años 70´s es un divisor dentre 10 , poniendo leds en sus salidas podemos ver el código BCD mostrado mas arriba avanzando conforme avanzan los pulsos de entrada

Inversor de giro de motor con transistores y relays

Otro circuito para conseguir invertir el giro de un motor , en este caso el nivel es TTL , es decir que puede ser gobernado por una lógica digital , cuando la entrada es cero los contactos del relay están en reposo y el motor gira en una dirección , al ponerse en "1" los contactos cambian de estado a traves del transistor de uso general y la dirección de voltaje y por tanto de giro se invierte.


Un diagrama de los contactos del relay doble necesario para este circuito:

Base de tiempo de un segundo tomada de la red de 60 Hz

Contestando a un mensaje de correo que solicitaba una base de tiempos exacta para construir un reloj digital con circuitos contadores TTL o Cmos y displays presento una solución bastante sencilla usando un transformador de voltaje de 220V a 6-12 voltios una resistencia y un diodo zener de 5 voltios

Como vemos , estamos usando un transformador común con toma media , los valores pueden ser desde 6 voltios a 12 voltios las salidas de bajo voltaje alimentan a los zener de 5 voltios limitadas por la resistencia de 10 K , por supuesto solo es necesario uno de ellos , las salidas son complementarias , la señal senoidal es "cuadrada" o recortada por el zener pero tiene subidas y bajadas curvas , para tenerla ya en digital se pone un inversor común TTL o Cmos y la salida sera una onda cuadrad limpia de 60 Hz , con la exactitu de la red pública de electricidad. Sin embargo para alimentar los contadores de un reloj digital necesitamos una base de tiempo de 1 segundo , esto lo conseguimos dividiendo entre 60 . Una solución sería la siguiente:

Usamos un 4022 cmos un contador octal , el switch es para dividir entre 5 o 6 , en nuestro caso se usará 6 para tener 10 Hz a la salida , por supuesto que se obtiene una onda no simétrica pero perfectamente utilizable , el segundo divisor es un 4017 un contador que tiene 10 salidas secuenciales , una para cada entrada de pulso de clock , al tomar la décima salida se obtiene una división entre 10 con lo que tenemos 1 hz a la salida es decir una base de tiempo de 1 segundo

Los pines del 4022 son los siguientes:

Un simple teclado conversor Decimal a BCD

Este es un circuito muy simple que permite convertir un decimal a código BCD como los que se necesita para cargar registros o para ser entrada de un decoder BCD a display como el Cmos 4511.
El circuito usa 9 pequeños pulsadores uno para cada dígito del 1 al 9 , se puede adaptar el teclado recuperado de alguna calculadora antigua o usar pequeños pulsadores dispuestos en un impreso para construir un keyboard .
El circuito está básado en una sencilla red de diodos que funcionan como sumadores lógicos , puede presentar el problema de rebote (algunos pulsos sueltos al conectar o desconectar) pero esto puede solucionarse poniendo flip flops o registros memoria que mantengan la cuenta , sin embargo funciona correctamente de manera didactica , lo usamos en la enseñanza de lógica digital en nuestro club de Electrónica escolar , el diagrama es el siguiente:


El switch 1 solo toma un "a" alto ( EL código es 0001 )
El switch 2 solo toma un "a" alto ( EL código es 0010 )
El switch 3 conecta "a" y "b" a alto mediante sus dos diodos , los demás switch deben estar abiertos ( EL código es ahora 0011 )
El switch 4 solo toma un "c" alto ( EL código es 0100 )
El switch 5 conecta las salidas "a" y "c" a alto mediante sus dos diodos , los demás switch deben estar abiertos ( EL código es 0101 )
El switch 6 conecta las salidas "b" y "c" a alto mediante sus dos diodos , los demás switch deben estar abiertos ( EL código es 0110 )
El switch 7 conecta las salidas "a" , "b" y "c" a alto mediante sus tres diodos , los demás switch deben estar abiertos ( EL código es 0111 )
El switch 8 solo toma un "d" alto ( EL código es 1000 )
El switch 9 conecta las salidas "a" y "d" a alto mediante sus dos diodos , los demás switch deben estar abiertos ( EL código es 1001 )
Es importante indicar que SOLO SE DEBE PRESIONAR UN SOLO SWITCH AL MISMO TIEMPO , si se presionan simultaneamente 2 o más teclas el comportamiento es incierto . Este keyboard se puede colocar muy bien al siguiente circuito con lo cual veremos los digitos en display , considerar que el cero es no presionar ningun switch .

La identificación de los pines del 4511 es el siguiente:

Interruptor por tacto usando Flip Flop CD4011

Se presenta un circuito simple de interruptor por tacto usando el CD4011 que tiene en su interior 4 compuertas NAND. El las puertas del IC CD4011 están conectadas como Flip Flop tipo R-S o interruptor.
Los pines 9, 13 del IC trabajan como contactos de SET y RESET .
El circuito es CMOS y requiere muy poca intensidad de corriente para controlar sus entradas. Puesto que los pines 9 y 13 están conectados con el terminal positivo vía los resistores R1 y R2, las puertas de entrada lógica del flip flop ( entradas S y R ) estarán en su estado alto.
Cuando tocamos con un dedo a través de los puntos A, B (haciendo puente) la entrada respectica del IC será cerrada hacia tierra y la salida es puesta a baja. Esto activa el transistor Q1 y el relay consigue ser activado.
Cuando tocamos a través de los puntos C, D el flip flop cambia otra vez y hace que el transistor sea APAGADO. Esto hace el relay sea APAGADO.
Así tocando con los puntos de contacto A, B y C, D la aplicación conectada a través del relay se puede cambiar de ON a Off como se desee.
En realidad en el circuito solo se muestran los contactos de salida y entrada para saber lo que ocurre dentro observemos un circuito semejante donde se han intercambiado algunas puertas

Brillo variable a un led con el 555 y un condensador

Colocando un condensador de gran capacidad en paralelo con un led a la salida de un astable con el timer 555 el condensador en su proceso de carga y descarga casi triangular irá restando voltaje al diodo led de manera que este oscilara en forma de rampas triangulares atenuando e incrementando su brillo.

Incrementando el brillo de un led con transistores

Con el swicht abierto, los dos transistores están en el corte, así que ninguna corriente atraviesa el LED y este está apagado. Cuando se activa el interruptor, el voltaje en la base de Q1 permanecerá inicialmente en 0V, debido a que el condensador esta totalmente descargado.
El condensador se cargará conforme va pasando el tiempo a través del resistor 220k. El bajo voltaje en la base se levantará lentamente haciendo que el brillo del LED crece suavemente. La razón de un par Darlington es que tiene una considerable corriente de colector, esto significa que se pueden conectar varios LED en paralelo,además que necesitauna muy alta amplificación de corriente de base para una corriente baja causada por resistor de 220k. La razón de un valor alto para ese resistor es proveer de una constante de tiempo grande para el condensador

Encender/desvanecer gradualmente un led

Este circuito debe encender gradualmente un led desde cero hasta su brillo máximo para luego irlo atenuando tambien gradualmente hasta apagarlo y repetir el ciclo , en realidad es parte de la solución a un problema planteado por uno de los lectores del blog , la idea básica es simple , lo ideal seria generar ondas triangulares lineales , esto se conseguiría cargando y descargando un condensador por una fuente constante de corriente , esto darìa una carga lineal .
En el circuito mostrado usamos un sencillo astable o generador de onda cuadrada cargando y descargando un condensador , los diodos definen dos caminos : uno para la carga mediante la resistencia correspondiente , y el otro direcciona la descarga a travez de su resistencia , de no haber esto la carga seria gradual pero la descarga se bloquearía por el diodo de carga quedandose cargado el condensador , el resultado es una onda cuasi triangular , ( en realidad es exponencial en los circuitos RC ), para alimentar el led ponemos un seguidor con opam que tiene una muy alta impedancia de entrada que no carga al condensador , con esto el led oscila según la velocidad del tren de ondas cuadradas ; los valores están aún para correguir , con los mostrados en el diagrama tendriamos una velocidad muy alta para apreciar los cambios , reemplazando el condensador de 2.2 uF por uno de 100 uF se tendria un tiempo de ON de más o menos 7.3 seg y un tiempo de OFF o descarga de casi 7 segundos , claro que se puede obtener duty cicle de 50% usando diodos en las resistencias R1 y R2 pero esto es solo un circuito aproximado , lo armé en protoboard y se observa el efecto en el led.

Aunque es un circuito aún en experimentación los pines corresponden a un astable con el timer 555 y un seguidor de voltaje o buffer con el 741 u opam equivalente la conexión de los pines de cada integrado sería la siguiente