Disparando un monostable 555 con el control remoto de la TV

Para controlar dispositivos a distancia tales como activar una alarma en caso de emergencia o para prender/apagar las luces del dormitorio desde la cama necesitamos un control remoto por radio o por luz , hemos hecho experimentos con el puntero laser pero tambien podemos intentar detectar el haz infrarrojo de 37 Khz ( modulado ) de los controles remotos de tv , DVD , etc . Estos pulsos podrian ser discriminados si llegan a un fototransistor por un filtro digital que seleccione esta frecuencia , sin embargo como hemos hablado en los post anteriores es más sencillo usar un detector infrarrojo integrado de los usados en los receptores de tv , estos traen su propio filtro , su propio circuito integrado y su alimentación en un chip de 3 pines , uno para la alimentación (4.5 V) uno para tierra y otro para la salida de la modulación , es decir los pulsos de control que van encima de la portadora de 38 Khz.
El siguiente circuito usa uno de estos sensores rescatados de un televisor usado y puede disparar un timer 555 para activar una alarma a distancia ( boton de pánico desde la cama) o en un negocio , tambien si a la salida de estos pulsos del 555 ponemos un flip flop tipo T hecho con un 4013 tendremos un interuptor on /off , es decir : un pulso prende y el siguiente apaga, todo desde un control remoto de tv generico.

Un sensor infrarrojo IC TSOP 1738 se utiliza para recibir la señal. Cuando no hay infrarrojo sobre este sensor su salida está en alta.Esto hace que el transistor Q1 esté en OFF.Cuando una señal infrarroja de 38 KHz desde el control remoto de tv llega al sensor su salida se va a bajo ,esto hace que el Q1 se vaya a tierra generando un pulso de bajada que dispara el 555.
Con los valores mostrados el timer produce una salida alta de 4 Sec ,multiplicando la resistencia o condensador de tiempo por 10 se tendrán 40 segundos , con el pulso corto podemos usarlo para cambiar de estado un FF tipo T para apagar o prender alguna luz mediante un relay o triac aislado por un optoacoplador,el uso mas sencillo es alimentar una luz o alarma el tiempo programado.
Los datos del sensor infrarrojo estan aquí:

Probar el emisor infrarrojo de un control remoto de Tv

Este circuito nos permite verificar si un control remoto de tv o de otro dispositivo emite una señal infrarroja (IR).Claro que otra solución seria poner el control cerca de una radio AM y escuchar el ronquido de los pulsos , o tambien usar una cámara digital o la cámara de un celular para distinguir los pulsos infrarrojos.
El fototransistor a usar no es critico pudiendo utilizar cualquiera disponible , en la salida de el condensador C tenemos una señal pulsante que se puede amplificar por un opam o ver en el osciloscopio.Sin embargo el sensor infrarrojo puede ser afectado por la luz ambiente por eso se debe usar un filtro para atenuarla,el plástico rojo que se encuentra en algunos controles puede servir.
El indicador de encendido (D1) verifica que se conectó la pila de 9 v y el LED indicador de pulsos es el D2.Para usarlo se ponen a unos centimetros de distancia y se presionan algunas de las teclas del control, el diodo led 2 destellará mostrando la presencia de los pulsos Iinfrarrojos , la salida (AUX) se puede llevar a un osciloscopio para ver la forma de onda, porque a veces hay señal distorcionada o fuera de frecuencia .

Q1 - Fototransistor
C1 - Condensador 0.1uF 50V
R1 - Resistencia 330 ohms
R2 - Resistencia 150 ohms
9V - Batería de 9V

Probando un LDR para proyectos con luz

Muchas veces tenemos que implementar un experimento usando un LDR o resistencia dependiente de luz , este tipo de resistor tiene muy alta resistencia en oscuridad y baja (300 ohmios-500 ohmios) cuando se le ilumina , tomando valores intermedios para luz ambiente , podemos probarlo con este simple circuito , un divisor resistivo formado por el LDR junto con el potenciometro amarrado como resistencia variable de 10 kohmios para calibrar su corriente, aveces se pone una resistencia de 1k en serie con el LDR para no enviar mucha intensidad a la base del transistor , sin embargo los valores mostrados han sido probados con el clásico transistor 2n222 de uso general y funciona sin problemas.
Es mejor poner el fotoresistor en un tubito negro y enviar la luz por el otro extremo abierto para evitar la influencia de la luz externa , de lo contrario habria que apagar las luces del laboratorio y probar usando una lamparita a pilas o un puntero laser , en oscuridad el transistor está en corte y el led apagado , al iluminarlo el fotoresistor deja pasar una fuerte corriente de base para saturar al transistor mandando la juntura colector - emisor a una tensión de 0,2 v con lo cual se enciende el led en el colector.Se puede ensayar con valores dese 3 voltios hasta 6 v por precaución ajustando siempre el resistor en su valor mas alto ,es decir 10 k , (verificar antes para no dañar al LDR)

Barrera de luz infrarroja

El siguiente es un sistema Emisor Receptor infrarrojo,de modo barrera directa,puede estar permanentemente funcionando si se alimenta con una fuente regulada de 12 voltios o una bateria de 12 voltios.
El alcance es corto pero puede cubrir el ancho de una puerta si deseamos hacerlo funcionar como alarma , el alineamiento visual entre el emisor y receptor es fundamental para un buen rendimiento . El LED infrarrojo está siempre enviando infrarrojo al fototransistor, si embargo cuando este haz es bloqueado momentaneamente o en forma permanente por un objeto que lo bloquee, se activa un relay que puede activar una sirena , o tambien encender una luz,etc . Este relay está activado el tiempo que deseamos segundos o minutos.
El funcionamiento es simple : mientras el fototransistor reciba el rayo infrarrojo, se mantendra en saturacion, por lo tanto el valor a la entrada del comparador es cercano a 12 voltios, pero si este rayo es bloqueado por el paso de un cuerpo opaco, el transistor pasara a corte, la entrada al comparador se va hacia tierra.
Como se observa en la figura se tendrá un pulso de bajada necesario para disparar el 555 en su modo monostable, como sabemos el tiempo de duracion del pulso de salida del 555, depende del valor de R y C. Según la fórmula T = (1.1)RC en segundos
Con el condensador de 100uF y siendo R un potenciometro de 1 MOhm se puede variar el tiempo de activación desde 1 segundo hasta cerca de 2 minutos (110 segundos aproximadamente).
La salida del 339 es un transistor NPN el cual tiene conectado en su colector un relay que cuando recibe una entrada alta se activa conectando el dispositivo a emplear , sirena , luz , etc.

Emisión recepción en infrarrojos

Cuando deseamos hacer una conexión inalambrica entre dos dispositivos lo mas cercano a implementar , a pesar de su corto alcance , es por emisión infrarroja , tambien lo usamos en robotica para detectar objetos cercanos y hacer que el carrito desvie su trayectoria para no colisionar , lo mismo se usa para hacer salir un carrito robot de un laberinto , con ayuda de un PIC y un buen programa para controlar las ruedas ,el siguiente circuito es lo mas elemental para experimentar con estos dispositivos, los podemos obtener de un mouse de PC en desuso , en Google podemos encontrar mucha información de como desarmarlos e identificarlos.
El emisor infrarrojo mas simple es el led infrarrojo alimentado a 5 voltios o menos ( mínimo 3 voltios) y su resistencia limitadora que determina su brillo , intensidad y por tanto su alcance , se debe considerar que a diferencia de un puntero laser de luz paralela y estrecha , el infrarrojo se abre con determinado ángulo , siendo un led infrarrojo típico el que tiene una abertura de haz de 15 grados , esto limita el rango , en este circuito es dificil llegar al metro de alcance.
El receptor es un fotodiodo , en los mouses modernos se usan fototransistores apareados , traen 3 patas , la de en medio es el emisor comun , las otras dos son los colectores , la base por supuesto es la que recibe la luz infrarroja , es importante observar que el fotodiodo se polariza en inversa , su salida va a un opam conexionado como seguidor de tensión , si los ponemos alineados y cercanos al encender el led transmisor se enciende el led en el receptor , si interrumpimos el haz con un objeto opaco o con la mano se apaga. Describiendo los componentes:
LED infrarrojo :Este componente puede tener la apariencia de un LED normal, la diferencia radica en que la luz emitida por el no es visible para el ojo humano, únicamente puede ser percibida por otros dispositivos electrónicos como una cámara digital.La máxima corriente permita por el LED infrarrojo es 150mA (0.15A)esto hay que considerar para poner la resistencia limitadora
Fotodiodo : Es un semiconductor que tiene la propiedad de cambiar la corriente que circula a través de él, de acuerdo a la cantidad de luz que incida su área fotosensible. Una variante especial de los fotodiodos es el fotodiodo infrarrojo, el cual posee un filtro que le permite aceptar únicamente señales luminosas de este tipo.
Importante : La luz del led infrarrojo no es visible para el ojo humano , para saber si está encendido o no lo está se debe observar con una camara web , camara digital o la camara de un telefono celular , se observará un punto luminoso de un color medio violeta , electricamente se puede encontrar anodo y catodo usando un multimetro normal. El seguidor opam se agrega con el fin de evitar que caiga el voltaje en la salida de los sensores cuando se agrega algún otro circuito esto debido a su altisima resistencia de entrada.
Sus aplicaciones son : Barrera infrarroja con un alcance de 13 cm en sistemas de seguridad , en ascensores
Tipo Réflex 8 cm de alcance : Registradoras de Transmilenio
Procesos de embotellado
Auto réflex 4 cm de alcance : Secadores de manos , lavamanos .carros seguidores de línea.
Sin embargo para evitar influencia de la luz ambiente , para codificar , para conseguir mayor eficiencia del led transmisor y ahorrar baterias se prefiere transmitir en switching es decir por pulsos , con esto se consigue alimentando con pulsos altos y cortos mayor brillo y mas alcance que en un sistema continuo.
Encontramos estos principios de transmisión en los controles remotos de tv, asi como en el de muchos electrodomesticos , podemos alimentar un simple amplificar de transistor en emisor común que tenga el led infrarrojo como carga de colector y hacer el switching con la salida de un astable 555 ,un circuito simple cercano a los 38 Khs de los receptores infrarrojos integrados es el siguiente:
Si bien podemos transmitir a cualquier frecuencia , nuestro detector deberá tener un un filtro digital que acepte solo a esa señal y rechaze a las otras , esto se hacia antes con el PLL 567 complicando los circuitos detectores , en vista de eso se diseñó un standart de frecuencia de transmisión a 37 khz diseñando un chip que tenga integrado el filtro de 37 khz , sin embargo el duty cicle de la portadora debe ser de 50% , dificil de imlementar con un 555 en su configuración clásica , de hecho un circuito clásico en internet probado muchas veces es el siguiente:
Para recibir este haz pulsante se usan foto receptores infrarrojos integrados , un dispositivo que en el mismo encapsulado reune el receptor de luz infrarroja, una lente y toda la lógica necesaria para distinguir señales moduladas a una determinada frecuencia , es decir un filtro de frecuencia digital.
Algunos de los conocidos son los receptores IS1U60 de Sharp que mostramos en la figura , que se activan cuando reciben una luz infrarroja modulada a una frecuencia de 38 Khz. (el haz infrarrojo
se apaga y enciende 38000 veces por segundo). Esto los hace compatibles con un gran numero de mandos a distancia de electrodomésticos.

Se encuentran algunos receptores de infrarrojos como los de Sharp como por ejemplo los IS1U621 con mas rango de recepción (8 metros frente a los 5 de los IS1U60). Sin embargo según los fabricantes la disposición de pines puede variar y deberá consultarse en el datasheet correspondiente antes de realizar cualquier conexión, sin embargo siempre se va a encontrar tres pines : una que se conecta a Vcc, otra que va a GND y una tercera, Vout, por la que obtendremos diferentes niveles si se recibe o no la señal infrarroja (en el caso de los Sharp, un nivel alto si no se recibe la señal infrarroja modulada o un nivel bajo si se esta recibiendo).Por ejemplo en la figura siguiente con el IS1U60 visto de frente, las patas de izquierda a derecha corresponden con Vout, GND y Vcc.

Fuente de 5 voltios con el 7805

Esta fuente de +5 volt está basada en el 7805 voltaje regulador IC. Acepta entradas no reguladas de 8 a 18 voltios y produce una salida regulada de +5 volt , con una exactitud del 5% (0.25 volt). Contiene un circuito limitador de corriente y una protección contra sobrecalentamiento.
El 7805 debe tener un disipador de calor por serguridad , la lista de los componentes es la siguiente:
(1) 1K, ¼-watt resistor (brown-black-red).
(1) 0.01 µf ceramic disc capacitor.
(1) 10 µf, 35 volt electrolytic capacitor.
(1) 1000 µf, 35 volt electrolytic capacitor.
(2) silicon rectifier diodes.
(1) 7805 +5 volt voltage regulator IC.
(1) LED.
Como se ve en el diagrama se usa un común transformador de 220V a 12 voltios o 9 voltios con salida a media onda , toma de tierra central , los dos diodos rectifican los ciclos negativos y son filtrados por el condensador de 1000 uF esta salida no regulada se aplica al terminal 1 del 7805 , la pata 2 a tierra y la salida de 5 volt sale por el pin 3 ,la saida tiene un pequeño filtrado por el 10 uF y el condensador de disco ceramico es para desviar los ruidos a tierra antes que entren al circuito , esta fuente es ideal y necesaria para armar circuitos TTL como los contadores con el 7490 , o displays usando el 7447 decoder , tambien lo usaremos poniendo un diodo en serie a la salida para reemplazar las 3 pilas ( 4.5 v) de un puntero laser barato.

En este otro diagrama tenemos la fuente para y un transformador simple , con dos salidas en el secundario ,aqui necesitamos un rectificador de onda completa lo cual se consigue con los 4 diodos mostrados ,no es necesario en este caso un condensador electrolítico para filtrar el ripple porque este casi no existe , sin embargo todas las fuentes usan en la salida un condensador de 0.01 uF para desviar los ruidos parasitos a tierra , sin esta protección los monostables se disparan erráticamente:
Gracias a Claudio desde Argentina por enviar el circuito para ser usado con un puente rectificador integrado , el led de salida puede ser de cualquier color

Alimentar un puntero laser con fuente externa

Un diodo laser es un dispositivo muy peligroso para manipular , puede quemar facilmente la retina de los ojos , aun con su reflejo invisible , algunas veces se puede obtener el laser de un lector de cd descartado , trae su alimentación continua pero su haz invisible es peligrosisimo para manipular puede dañar permanentemente la retina y es mejor no experimentar con ellos , para alimentar un puntero laser se debe recordar que están alimentados por 3 pilas de 1.5 v , estos punteros funcionan por corriente constante y sobre un rango muy estrecho , lo ideal es una fuente de corriente constante , sin embargo para alimentar un puntero laser chino usaremos un regulador 7805 rebajandolo con la caida de voltaje de un diodo (0.7 v) para dejarlo lo más cercano a los 4.5 v exactos que requiere , esta parte la hemos encontrado en: http://www.lisergio-z.com/electronica/
Preparación de los láser:
Una vez tengamos los punteros, le quitaremos el tapón de atrás y las pilas, conectaremos un cablecito negro al muelle interior y haremos un agujero de 3mm en el borde exterior del puntero. Prepararemos cuatro arandelas con un cablecito rojo soldado a ella ( se puede sustituir por un terminal faston de la misma forma). Atornillaremos el conector a la carcasa del puntero y realizaremos esta operación con los cuatro. Esta operación es para poder alimentar los punteros con una fuente de alimentación externa. Para alimentar los cuatro punteros podemos hacerlo de varias maneras; una a pilas ( tres pilas de 1,5 en serie), una pila de 9v modificando la tensión, o una fuente de alimentación externa ( que debe estar muy bien filtrada y estabilizada a 4,5v ). Para poder conseguir esta tensión de alimentación (4,5v) tanto usando una pila de 9v como una fuente de alimentación superior a 4,5v, podemos hacer el siguiente esquema:
Encontré un video de como usar el laser de un lector de cd para incluirlo en una linterna de mano lo presento como curiosidad :

Un teclado electrónico de combinación usando Flip Flop 4013

Este es un proyecto de facil implementación usando dos circuitos flip flop Cmos del tipo 4013 (Tipo D) , algunas resistencias (10 K) , condensadores y un teclado de calculadora , la idea es memorizar una clave de 4 números , los cuales deben ser marcados en la secuencia correcta para activar (o desactivar) otros circuito de control que habilite o desabilite una alarma, cerradura electronica ,etc.
De equivocarse la secuencia o marcarse mas dígitos no se tendrá señal en la salida y es más se puede hacer que suene una alarma por uso indebido.
La caracteristica del flip flop tipo D es que transfiere el dato (1 u 0) que se tenga en su entrada D en el momento de llegar el pulso de reloj , marcado como ck ,cuando este pulso de clock se pone alto el dato presentado en la entrada D pasa a la salida Q.
Aprovechando esta caracteristica construiremos una secuencia de 4 pulsos que pasarán de flip flop en flip flop hasta la salida final deseada.
De las 10 teclas numericas usaremos solo 4 , por supuesto marcadas con los nùmeros de nuestra clave , las otras 6 o más se conectan en paralelo , pero su misión es resetear todo el circuito anulando la operacion , se usan para control solo las teclas correspondientes a la clave que se utilizará.
Supongamos que mi clave sea 4321 entonces la tecla numerica 4 se pone en la entrada de clock del primer FF D, como esta entrada permanece inicialmente siempre conectada a "1" este primer pulso de Clok llevará la salida Q del primer FF a alto , ahora en la entrada del segundo FF D tenemos ya un "1" , la segunda tecla a usar , es decir la tecla 3 , estará en su entrada de clock y al pulsarse dará el nivel de reloj necesario para pasar el "1" anterior al Q del segundo FF D , de la misma manera haremos con las teclas 2 y 1,todas ellas habilitan el clock de su respectivo FF D y van llevando el "1" desde el primer FF hasta el último , si hubiera un error el sistema se deshabilita por aparecer un pulso de reset que limpia los registros , el circuito es muy sencillo para experimentar , los 4013 son muy baratos ,aqui en Perú cuestan 1 sol (0.30 ctvs de dolar) podemos colocar diodos led con sus resistencias en cada salida q para ir viendo el avance de los pulsos , cuando se consigue la clave necesaria tendremos un "1" en la salida, con esto podemos prender una luz,activar el electroiman de una cerradura electrica de puerta , si se coloca en el pin 4 de un oscilador 555 lo habilita, si esta salida se pone en un Flip Flop tipo T con un pulso se prende , con el siguiente se apaga con lo que se puede activar o desactivar una alarma , el circuito es facil de probar en el protoboard , las resistencias son de 10 k y el condensador electrolítico , como en los circuitos anteriores bypassea los ruidos.
Hagan click en la imagen para verla en su tamaño real.

Las caracteristicas y pines del 4013 son la siguientes:

Pulso digital producido por aplauso

Podemos convertir el sonido producido por un aplauso en un pulso positivo digital con el cual podemos activar otros controladores como tiristores , monostables o filp flop tipo T (que cambian de estado ante la entrada de un nuevo pulso) , sobre esta base se construyen los activadores de dispositivos por sonido , se usa un flip flop tipo T en cuya salida se tenga un relay previa interface con transistor , con esto podremos por ejemplo encender una lampara con un aplauso y apagarla con el siguiente , tambien si quisieramos tener una alarma por sonido calibrando la ganancia del preamplificador se puede diseñar un sistema que dispare una alarma de sirena (previo temporizador) cuando se detecte un sonido en una zona protegida.
El circuito es el siguiente y puede funcionar con 3 voltios ( 2 pilas de 1.5 V)

Usamos un simple microfono electrec con su resistencia de polarización , el monostable 555 sireve para cuadra el pulso analogico producido por el sonido y su ancho depende de R5 y C3 , el preamplicador está hecho en transistor , sin embargo para mayor sensibilidad se podria usar un opam como el 741 con mucha ganancia , al salida 3 del 555 está un led para indicar pulso de salida en las pruebas , este pulso va a activar el siguiente circuito activador de dispositivo,la lista de partes:
R1___________12K 1/4W Resistors
R2_______________1M 1/4W Resistor
R3____________6K8 1/4W Resistors
R4_____________220K 1/4W Resistor
R5_______________2M2 1/4W Resistor
C1,C3__________220nF 63V Polyester Capacitors
C2 ________22nF 63V Polyester Capacitors
C6______________47µF 25V Electrolytic Capacitor
IC1_____________555 or TS555CN CMos Timer IC
Q1_____________BC550C High gain NPN Transistor o equivalente
MIC1___________Miniature electret microphone
B1________________3V Battery (2 x 1.5V AA, AAA Cells en series etc.)

El circuito es muy simple pero depende de la ganancia del transistor (beta) este viene dado tambien por el valor de su resistencia de realimentación colector base que es del orden de 1 megaohm, es un amplificador básico lo único que debe hacer es invertir una señal fuerte para llevar el colector a tierra y asi conseguir el pulso de bajada que dispare al 555.
Sin embargo agrego a este post un circuito con opam que tiene mayor ganancia y por tanto mayor sensibilidad, su salida final activa o desactiva un relay

El Lm 386 como controlador de motor

El Lm 386 es un amplificador de audio integrado de baja potencia y de facil aplicación , sin embargo se puede usar para controlar cargas inductivas usandolo como un "driver" o excitador para separar la señal emitida por la salida de un opam o puerta lógica.
Con un par de Lm 386 podemos realizar un Puente H para hacer girar motores de CC como los recuperados de juguetes, radio grabadores, lectoras de CDs, etc en ambas direcciones .
El conexionado no es el mismo que se utiliza cuando se emplea el LM 386 como amplificador de audio, esto se hace para lograr un comportamiento casi digital.
Cuando en la entrada marcada como pin se pone un estado alto el motor DC gira en un sentido , cuando se invierte y este se pone bajo mientras el otro está alto se invierte la dirección de giro. Con los dos pines en alto o en bajo simultáneos el motor no gira.