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Electrónica

Es la ciencia que estudia el comportamiento de los electrones libres a través de un conductor.

Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos, desde los semiconductores hasta las válvulas termoiónicas. El diseño y la construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forma parte de la electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control. El estudio de nuevos dispositivos semiconductores y su tecnología se suele considerar una rama de la física, más concretamente en la rama de ingeniería de materiales.

Historia

La historia de la Electrónica, como la de muchas otras ciencias, está marcada por pequeños y grandes descubrimientos. Algunos de ellos fortuitos y otros, fruto de mentes visionarias de investigadores y científicos.

Se considera que la electrónica comenzó con el diodo de vacío inventado por John Ambrose Fleming en 1904. El funcionamiento de este dispositivo está basado en el efecto Edison. Edison fue el primero que observó en 1883 la emisión termoiónica, al colocar una lámina dentro de una bombilla para evitar el ennegrecimiento que producía en la ampolla de vidrio el filamento de carbón. Cuando se polarizaba positivamente la lámina metálica respecto al filamento, se producía una pequeña corriente entre el filamento y la lámina. Este hecho se producía porque los electrones de los átomos del filamento, al recibir una gran cantidad de energía en forma de calor, escapaban de la atracción del núcleo (emisión termoiónica) y, atravesando el espacio vacío dentro de la bombilla, eran atraídos por la polaridad positiva de la lámina.

El otro gran paso lo dio Lee De Forest cuando inventó el triodo en 1906. Este dispositivo es básicamente como el diodo de vacío, pero se le añadió una rejilla de control situada entre el cátodo y la placa, con el objeto de modificar la nube electrónica del cátodo, variando así la corriente de placa. Este fue un paso muy importante para la fabricación de los primeros amplificadores de sonido, receptores de radio, televisores, etc.

Conforme pasaba el tiempo, las válvulas de vacío se fueron perfeccionando y mejorando, apareciendo otros tipos, como los tetrodos (válvulas de cuatro electrodos), los pentodos (cinco electrodos), otras válvulas para aplicaciones de alta potencia, etc. Dentro de los perfeccionamientos de las válvulas se encontraba su miniaturización.

Pero fue definitivamente con el transistor, aparecido de la mano de Bardeen y Brattain, de la Bell Telephone, en 1948, cuando se permitió aún una mayor miniaturización de aparatos tales como las radios. El transistor de unión apareció algo más tarde, en 1949. Este es el dispositivo utilizado actualmente para la mayoría de las aplicaciones de la electrónica. Sus ventajas respecto a las válvulas son entre otras: menor tamaño y fragilidad, mayor rendimiento energético, menores tensiones de alimentación, etc. El transistor no funciona en vacío como las válvulas, sino en un estado sólido semiconductor (silicio), razón por la que no necesita centenares de voltios de tensión para funcionar.

A pesar de la expansión de los semiconductores, todavía se siguen utilizando las válvulas en pequeños círculos audiófilos, porque constituyen uno de sus mitos más extendidos.

El transistor tiene tres terminales (el emisor, la base y el colector) y se asemeja a un triodo: la base sería la rejilla de control, el emisor el cátodo, y el colector la placa. Polarizando adecuadamente estos tres terminales se consigue controlar una gran corriente de colector a partir de una pequeña corriente de base.

En 1958 se desarrolló el primer circuito integrado, que alojaba seis transistores en un único chip. En 1970 se desarrolló el primer microprocesador, Intel 4004. En la actualidad, los campos de desarrollo de la electrónica son tan vastos que se ha dividido en varias disciplinas especializadas. La mayor división es la que distingue la electrónica analógica de la electrónica digital.

La electrónica es, por tanto, una de las ramas de la ingeniería con mayor proyección en el futuro, junto con la informática.

 

Aplicaciones de la Electrónica

La electrónica desarrolla en la actualidad una gran variedad de tareas. Los principales usos de los circuitos electrónicos son el control, el procesado, la distribución de información, la conversión y la distribución de la energía eléctrica. Estos dos usos implican la creación o la detección de campos electromagnéticos y corrientes eléctricas. Entonces se puede decir que la electrónica abarca en general las siguientes áreas de aplicación:

Sistemas Electrónicos

Un sistema electrónico es un conjunto de circuitos que interactúan entre sí para obtener un resultado. Una forma de entender los sistemas electrónicos consiste en dividirlos en las siguientes partes:

  1. Entradas o InputsSensores (o transductores) electrónicos o mecánicos que toman las señales (en forma de temperatura, presión, etc.) del mundo físico y las convierten en señales de corriente o voltaje. Ejemplo: El termopar, la foto resistencia para medir la intensidad de la luz, etc.
  2. Circuitos de procesamiento de señales – Consisten en piezas electrónicas conectadas juntas para manipular, interpretar y transformar las señales de voltaje y corriente provenientes de los transductores.
  3. Salidas o OutputsActuadores u otros dispositivos (también transductores) que convierten las señales de corriente o voltaje en señales físicamente útiles. Por ejemplo: un display que nos registre la temperatura, un foco o sistema de luces que se encienda automáticamente cuando este obscureciendo.

Básicamente son tres etapas: La primera (transductor), la segunda (circuito procesador) y la tercera (circuito actuador).

Como ejemplo supongamos un televisor. Su entrada es una señal de difusión recibida por una antena o por un cable. Los circuitos de procesado de señales del interior del televisor extraen la información sobre el brillo, el color y el sonido de esta señal. Los dispositivos de salida son un tubo de rayos catódicos que convierte las señales electrónicas en imágenes visibles en una pantalla y unos altavoces. Otro ejemplo puede ser el de un circuito que ponga de manifiesto la temperatura de un proceso, el transductor puede ser un termocouple, el circuito de procesamiento se encarga de convertir la señal de entrada en un nivel de voltaje (comparador de voltaje o de ventana) en un nivel apropiado y mandar la información decodificándola a un display donde nos dé la temperatura real y si esta excede un límite preprogramado activar un sistema de alarma (circuito actuador) para tomar las medida pertinentes.

 

Señales Electrónicas

Es la representación de un fenómeno físico o estado material a través de una relación establecida; las entradas y salidas de un sistema electrónico serán señales variables.

En electrónica se trabaja con variables que toman la forma de Tensión o corriente estas se pueden denominar comúnmente señales.Las señales primordialmente pueden ser de dos tipos:

  • Variable analógica–Son aquellas que pueden tomar un número infinito de valores comprendidos entre dos límites. La mayoría de los fenómenos de la vida real dan señales de este tipo. (presión, temperatura, etc.)
  • Variable digital– También llamadas variables discretas, entendiéndose por estas, las variables que pueden tomar un número finito de valores. Por ser de fácil realización los componentes físicos con dos estados diferenciados, es este el número de valores utilizado para dichas variables, que por lo tanto son binarias. Siendo estas variables más fáciles de tratar (en lógica serían los valores V y F) son los que generalmente se utilizan para relacionar varias variables entre sí y con sus estados anteriores.

Tensión

Es la diferencia de potencial generada entre los extremos de un componente o dispositivo eléctrico. También podemos decir que es la energía capaz de poner en movimiento los electrones libres de un conductor o semiconductor. La unidad de este parámetro es el voltio (V). Existen dos tipos de tensión: la continua y la alterna.

  • Tensión continua (VDC) –Es aquella que tiene una polaridad definida, como la que proporcionan las pilas, baterías y fuentes de alimentación.
  • Tensión Alterna (VAC) .- –Es aquella cuya polaridad va cambiando o alternando con el transcurso del tiempo. Las fuentes de tensión alterna más comunes son los generadores y las redes de energía doméstica.

Corriente eléctrica

Artículo principal: Corriente eléctrica

También denominada intensidad, es el flujo de electrones libres a través de un conductor o semiconductor en un sentido. La unidad de medida de este parámetro es el amperio (A). Al igual que existen tensiones continuas o alternas, las intensidades también pueden ser continuas o alternas, dependiendo del tipo de tensión que se utiliza para generar estos flujos de corriente.

Resistencia

Artículo principal: Resistencia eléctrica

Es la propiedad física mediante la cual todos los materiales tienden a oponerse al flujo de la corriente. La unidad de este parámetro es el Ohmio (Ω). No debe confundirse con el componente resistor.

Circuitos Electrónicos

Se denomina circuito electrónico a una serie de elementos o componentes eléctricos (tales como resistencias, inductancias, condensadores y fuentes) o electrónicos, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales electrónicas. Los circuitos electrónicos o eléctricos se pueden clasificar de varias maneras:

Por el tipo de información

Por el tipo de régimen

Por el tipo de señal

Por su configuración

Analógicos
Digitales
Mixtos

Periódico
Transitorio
Permanente

De corriente continua
De corriente alterna
Mixtos

Serie
Paralelo
Mixtos

Componentes

Para la síntesis de circuitos electrónicos se utilizan componentes electrónicos e instrumentos electrónicos. A continuación se presenta una lista de los componentes e instrumentos más importantes en la electrónica, seguidos de su uso más común:

  • Altavoz: reproducción de sonido.
  • Cable: conducción de la electricidad.
  • Conmutador: reencaminar una entrada a una salida elegida entre dos o más.
  • Interruptor: apertura o cierre de circuitos, manualmente.
  • Pila: generador de energía eléctrica.
  • Transductor: transformación de una magnitud física en una eléctrica (ver enlace).
  • Visualizador: muestra de datos o imágenes.

Dispositivos Analógicos (algunos ejemplos)

Dispositivos digitales

Dispositivos de potencia

Equipos de medición

Los equipos de medición de electrónica se utilizan para crear estímulos y medir el comportamiento de los Dispositivos Bajo Prueba (DUT por sus siglas en inglés). A continuación presentamos una lista de los más equipos de medición más importantes:

 

Descubrimientos, inventos y personajes relevantes en la historia de la electrónica

1800 - Alessandro Volta, físico italiano, anuncia en la Royal Society de Londres el resultado de sus experimentos (desde 1786) generando electricidad mediante metales diferentes separados por un conductor húmedo. Volta apila 30 discos metálicos separados cada uno por un paño humedecido en agua salada, obteniendo electricidad. A tal dispositivo se le llamó "pila voltaica", de allí se origina el nombre de las "Pilas".  En honor de Alessandro Volta, la unidad de medida del potencial eléctrico se denomina Voltio.

1820 - El físico y químico danés, Hans C. Oersted descubre que alrededor de un conductor por el que circulaba una corriente eléctrica se forma  un campo magnético.

1820 - Poco después del descubrimiento de Oersted, el científico francés André Marie Ampere logró formular y demostrar experimentalmente, la ley que explica en términos matemáticos la interacción entre magnetismo y electricidad. En su memoria fue nombrada la unidad de intensidad de corriente eléctrica: el Amperio

1821 - Michael Faraday, físico y químico británico, basado en los descubrimientos de Oersted, construye los primeros aparatos para producir lo que el llamó "Rotación Electromagnética", nacía así el motor eléctrico

1825 - El inventor británico William Sturgeon crea un dispositivo que iba a contribuir significativamente a la fundación de las comunicaciones electrónicas: el electroimán.

1827 - El profesor alemán Georg Simon Ohm publica el resultado de sus experimentos que demuestran la relación entre Voltaje, Corriente y Resistencia. Conocida hoy como Ley de Ohm. Su trascendencia fue menospreciada por sus colegas de la época y solo reconocida dos décadas después.

1827 - El físico alemán Gustav Kirchoff expone dos reglas, con respecto a la distribución de corriente en un circuito eléctrico con derivaciones, llamadas Leyes de Kirchoff. 

1831 - Michael Faraday, diez años después de su "motor eléctrico", descubre un efecto inverso al descubierto por Oersted. Un campo magnético en movimiento sobre un conductor induce en este una corriente eléctrica. Crea la Ley de Inducción Magnética y base de los generadores eléctricos. También descubre que en electricidad estática, la carga eléctrica se acumula en la superficie exterior del conductor eléctrico cargado. Este efecto se emplea en el dispositivo denominado jaula de Faraday y en los capacitores. En reconocimiento a sus importantes descubrimientos, la unidad de capacidad eléctrica se denomina Faradio.

1837 - Después de varios años desarrollando la idea, Samuel M. Morce patenta un dispositivo que permite trasmitir mensajes a grandes distancias a través de dos cables, usando un código de puntos y rayas (el famoso alfabeto Morse). Nacía el Telégrafo.

1846 - El Ing. Alemán Ernst Werner M. von Siemens, desarrolla el telégrafo de aguja y presión y un sistema de aislamiento de cables eléctricos a base de látex, lo que permitió, la fabricación y tendido de cables submarinos, fundando la compañía Siemens AG. Por estas y otras contribuciones tecnológicas en 1888 fue ascendido a la nobleza.

1861 - El físico ingles James Clerk Maxwell desarrolla el concepto de onda electromagnética, que permite una descripción matemática adecuada de la interacción entre electricidad y magnetismo. Predijo que era posible propagar ondas por el espacio libre utilizando descargas eléctricas.

1875 - William Crookes, físico y químico británico, investigando el comportamiento de las cargas eléctricas, usando un tubo de vidrio con electrodos y alto voltaje descubre la existencia de los rayos catódicos. Su dispositivo que se llamó "Tubo de Crookes" y sería el precursor de los tubos de rayos catódicos o cinescopios de hoy en día.

1876 - Graham Bell y su asistente Thomas A. Watson, realizaron la primer transmisión de la voz humana a través de cables. Nacía así, el teléfono.

1877 - Thomas Alva Edison inventa el primer aparato que permitía grabar en un cilindro de cera, voz y sonidos para luego reproducirlos, lo llamó: Fonógrafo.

1878 - Thomas Alva Edison construyó la primera lámpara incandescente con filamentos de bambú carbonizado

1882 - El inventor francés, Lucien H. Gaulard patenta un dispositivo que llamó generador secundario y que sería una versión primitiva de lo que hoy llamamos transformador.

1882 - Nikola Tesla investigador estadounidense de origen croata, experimentando con alto voltaje y corriente alterna polifásica, inventa el alternador y el primer motor eléctrico de inducción.

1883 - Thomas Alva Edison, tratando de mejorar su lámpara incandescente descubre que al calentar un metal este emite cargas eléctricas. Lo llamó "efecto Edison", posteriormente conocido como emisión termoiónica. Creó un dispositivo en el cual, dentro de un tubo de vidrio al vacío, la carga eléctrica emitida por una superficie metálica caliente (llamada cátodo) es recogida por otra superficie fría (llamada ánodo).

1884 - Paul Nipkow patenta un artefacto explorador de imágenes, que llamó "Disco de Nipkow" y que permitiría luego convertir imágenes en señales eléctricas.

1887 - El estadounidense de origen alemán Emile Berliner, inventa un sistema de grabación que podía sacar muchas copias de la grabación original. Berliner sustituyó el cilíndrico del fonógrafo de Edison, por un disco plano y patentó entonces su "gramófono", fundando su propia compañía para fabricarlo masivamente.

1887 - Heinrich Hertz, físico alemán, corrobora la predicción de James Clerk Maxwell creando el primer transmisor de radio, generando radiofrecuencias. Desarrolló también un sistema para medir la velocidad (frecuencia) de las ondas de radio. En su honor la unidad de medida de frecuencia de denomino Hertz (o Hertzio). 

1888 - El ingeniero inglés Oberlin Smith ideó y publicó, los principios básicos para grabar sonido en un soporte magnético.

1897 - El físico inglés J. J. Thomson descubre la existencia de una partícula eléctricamente cargada, el electrón. En el año de 1906 Thomson recibió el Premio Nóbel de Física por su descubrimiento.

1897 - Ferdinand Braun, científico Alemán, perfecciona el TRC o Tubo de Rayos Catódicos agregando al Tubo de Crookes una superficie de fósforo que se iluminaba al recibir los rayos catódicos. Desarrolla el primer osciloscopio.

1897 - Guillermo Marconi ingeniero eléctrico italiano, introduce en el Reino Unido la primer patente de la Radio.

1898 - El danés Valdemar Poulsen desarrolló y patentó el telegráfono, una grabadora de sonido que emplea alambre de acero como soporte magnético.

1899 - J.J. Thomson establece que las cargas que se liberaban al calentar una superficie metálica son electrones.

1901 - Guillermo Marconi, logra la primer transmisión telegráfica inalámbrica a través del Atlántico

1903 - El físico británico John Ambrose Fleming encuentra una aplicación práctica de la válvula termoiónica de efecto Edison, que posteriormente de denominaría: "Diodo",  al usarlo como detector de ondas electromagnéticas.
John Ambrose Fleming es considerado "el padre de la electrónica"

1906 - El físico estadounidense Lee de Forest agrega un nuevo electrodo en forma de rejilla entre el cátodo y el ánodo del tubo al vacío. Este electrodo permite regular el paso de electrones. Nace así el Triodo, primer dispositivo amplificador electrónico.

1913 - El físico estadounidense Edwin Howard Armstrong desarrolla el primer circuito oscilador basado en un Triodo.

1920, 23 de Febrero - se trasmite el primer programa público de radio en Inglaterra.

1924 - El escocés John Logie Baird, usando el disco explorador de imagen de Nipkow, logra trasmitir imágenes por ondas de radio. Nacía la Televisión electromecánica

1928 - El ingeniero alemán Fritz Pfleumer patentó la primera cinta magnética, constituida por una delgada capa de hierro magnetizable sobre una cinta de papel. Años después, la patente fue revocada, pues el principio básico ya había sido patentado por el danés Valdemar Poulsen en 1898

1929 - Se realizan las primeras emisiones públicas de televisión, por la BBC en Inglaterra

1930 - Se perfeccionan los tubos electrónicos de vacío, nacen el Tetrodo y Pentodo con más elementos entre el cátodo y el ánodo.

1932 - La empresa alemana A.E.G. realiza los primeros ensayos para la construcción de grabadoras de cinta. La firma IG Fabenindustrie propone como soporte una cinta plástica: el acetato de celulosa.

1933 - Edwin Howard Armstrong inventa un nuevo tipo modulación de señal: la FM (frecuencia modulada).

1935 - El Magnetófono hizo su aparición pública en la Exposición Radiotécnica de Berlín. Y cinco años después H.J. von Braunmuhl y W. Weber introdujeron la premagnetización de alta frecuencia, que permitió una gran mejora en la grabación del sonido.

1936 - El ingeniero austriaco Paul Eisler mientras trabajaba en Inglaterra, creo el primer circuito impreso como parte de un receptor de radio.

1946 - Percy Spencer, ingeniero de la Raytheon Corporation, descubre los efectos de las microondas sobre los alimentos. Inventa el Horno de Microondas.

1947 - Un equipo de ingenieros y científicos encabezados por los doctores John W. Mauchly y J. Prester Eckert en la Universidad de Pennsylvania, Estados Unidos, crean: ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), primera computadora digital electrónica. Fue una máquina experimental. No era programable como las computadoras actuales. Era un enorme aparato que ocupa todo el sótano en la Universidad de Pennsylvania. Tenía 18,000 tubos electrónicos, consumía varios KW y pesaba algunas toneladas. Realizaba hasta cinco mil sumas por segundo. 

1947, 16 de diciembre - Fue creado el primer transistor, por William Shockley, John Bardeen, y William Brattain en los laboratorios Bell

1950 - Salen al mercado los primeros magnetófonos comerciales, eran de cinta en carrete abierto.

1951 - Los doctores Mauchly y Eckert fundan la compañía Universal Computer (Univac), que produce la primera computadora comercial: UNIVAC I. 

1955 - SONY lanza al mercado el primer receptor de radio totalmente transistorizado el TR-55

1958 - El ingeniero Jack Kilby de la compañía norteamericana Texas Instruments, creó el primer circuito completo integrado en una pastilla de silicio, lo llamó "circuito integrado". Casi simultáneamente el ing. Robert Noyce de Fairchil Semiconductor desarrolla un dispositivo similar al que llamó: "circuito unitario". A ambos se los reconoce como los creadores de los circuitos integrados.

1962, 10 de Julio - Fue lanzado el Telstar 1 primer satélite de comunicaciones de uso comercial.

1962 - Nick Holonyak, ingeniero de General Electric desarrolla el primer LED (Light Emitting Diode o Diodo Emisor de Luz) que emitía en el espectro visible.

1962 - Sony lanza al mercado mundial el primer televisor de 5 pulgadas, completamente transistorizado.

1963 - Philips presentara el popular “Compact Cassette”. Otros fabricantes habían desarrollado diversos tipos de cartuchos de cinta magnética, pero ninguno de ellos alcanzo la difusión mundial de este, por su bajo costo, tamaño y practicidad.

1965 - Gordon Moore, trabajando en Fairchild Semiconductor (tres años después fundaría Intel), predijo que la integración de circuitos crecería a un ritmo que duplicaría el número de transistores por chip cada dos años. Esta predicción se ha cumplido hasta la fecha y se le conoce como: "Ley de Moore"

1968 - Fairchild Semiconductor produce el primer circuito integrado regulador de voltaje lineal el uA723. Poco tiempo después lanza al mercado la serie 7800 que incluye los populares 7805 (de 5V), etc.

1971 - Ted Hoff, Federico Faggin de Intel y Masatoshi Shima de Busicom (ZiLOG) diseñan el primer microprocesador, el Intel 4004

1975 - JVC lanza al mercado el sistema de grabación de audio y video analógico para uso domestico: VHS (Video Home System)

1976 - Sony lanza al mercado el sistema de grabación de audio y video analógico: Betamax. 

1979 - Philips y Grundig de Alemania desarrollan el Video 2000 (Video Cassette compacto, o VCC) para competir con VHS de JVC y Betamax de Sony. 

1982, 17 de agosto - La empresa Philips fabrica el primer Compact Disc en Hannover (Alemania), desarrollado en forma conjunta por Philips y Sony.

1988 - Se integra el MPEG (Moving Picture Experts Group o Grupo de Expertos de Imágenes en Movimiento), para desarrollar estándares de codificación de audio y video (MPEG-1, MPEG-2, ... MP3, etc).

1995 - Un consorcio de empresas entre las que destacan Philips, Sony, Toshiba, Time-Warner, Matsushita Electric, Hitachi, IBM, Mitsubishi Electric, Pioneer, Thomson y JVC, lanzan la primer versión del estándar DVD.

 

Ing. Frank Ramírez Reyes

 

ARBOLITO DE NAVIDAD

Publicado: 23/11/2010 13:22 por Frank en CIRCUITOS VARIOS
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Tomando en cuenta que ya se acerca la navidad, queremos ofrecerles el circuito para un árbol de navidad que pueda decorar tu sala o dormitorio.

Como puedes ver en el diagrama este proyecto es bastante sencillo, ya que consta de un solo circuito integrado, el CD4060B que en su interior contiene un oscilador y un contador para encender alternativamente y de forma errática los 18 diodos emisores de luz (Leds).

Su fuente de alimentación es una batería de 9 voltios pero bien puede ensamblarse una fuente regulada.

La frecuencia de oscilación está a cargo del resistor variable R2, determinando con esta la velocidad de destello de los leds.

Como puedes notar en el diagrama esqueático, los leds están conectados en 3 series que incluyen 6 leds cada una, dada esta caracterísitca no se usan resistores limitadores. Por lo mismo es importante que no cambies el voltaje, de lo contrario se destruirán los diodos emisores de luz

Para el montaje puedes usar una placa de plástico y darle la forma de un pino y colocar el circuito impreso en la parte de atrás.

Diagrama del árbol de navidad

Lista de componentes
Capacitores:
C1: 0.1 µF. cerámico
Resistores:
R1: 10KΩ
R2: 50Ω resistor variable
R3: 470KΩ
Semiconductores
IC1: CD4060B
LEDS 1 al 18: Pueden ser rojos, amarillos, azules, verdes, usa los colores que más te gusten.
Otros
S1: interruptor de 1 polo una posición(el que aquí se muestra es de 1 polo 2 posiciones)
B1: batería de 9 voltios o una fuente regulada de 9 voltios
1 clip para la batería de 9 voltios.

 

Ing. Frank Ramírez Reyes


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ARBOLITO DE NAVIDAD 2

Publicado: 24/11/2010 11:32 por Frank en CIRCUITOS VARIOS
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Arbol de Navidad 2

Hemos publicado el diagrama para otro arbolito de navideño, este lo hemos diseñado con 3 circuitos integrados 555, pueden ser LM555, NE555, etc. 3 de estos integrados son los encargados de generar los pulsos para el apagado y encendido de los diodos leds que son 18 en total.

Esperamos que les guste la propuesta y para el mismo le ofrecemos el circuito impreso.

 

Ing. Frank Ramirez

 

RETARDO CON FOTOCELDA PARA AUTO

Publicado: 26/11/2010 09:05 por frank en AMPLIFICADORES DE AUDIO
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Objetivo: Hacer retardar el apagado de la luz interior de un auto después de haber sido cerrada la puerta con cierto tiempo de retardo ajustable por un preset  y para mejorar este circuito se requiere que solo prenda la luz cuando en el interior existe una cierta luminosidad también ajustable por un preset.

Primero empezare por darte la información del filtrado del circuito muy importante para evitar señales erróneas en el IC1  4011bp   (NAND CMOS) ; Esta formado el filtro por los siguientes componentes   D4  sirve para evitar daños si es conectado inadecuadamente, el resistor R5, y C1 para filtrar el voltaje.

La segunda parte esta constituida por  la compuerta A del IC1 y este tiene como fin detectar el pulso negativo del SW de la Puerta  que normalmente se encuentra abierto y con conexión a tierra.

Contamos también con un temporizador muy fácil y que esta acoplado a la Puerta B del IC1, para temporizar el accionamiento del relé ; y también tenemos una sección de inversión con la compuerta D del IC1 para acoplar la señal requerida al transistor que acciona al relevador ;  y por ultimo tenemos la sección de detección de Luminosidad  y esta compuesta por una Fotocelda (se puede probar también con un foto resistor); Este circuito controla el transistor de Bloqueo Q2.

Funcionamiento c on la puerta cerrada

Empezaremos por la compuerta A del IC1 esta compuerta normalmente se encuentra con sus  entradas a nivel alto (1) +, y  la salida a nivel (0) - ; de esta forma   C2 se encuentra descargado por R3 (PREST) a tierra; Las entradas de la compuerta B se encuentra en nivel (0) bajo esto proporciona un nivel alto (1) en la salida; esta señal se invierte con la compuerta D  en la cual tendremos un nivel  bajo (0) y se mantendrá el transistor sin conducir por ser NPN y por ende el RELE se mantiene apagado.

Funcinamiento con la Puerta Abierta

Con la puerta Abierta  el SW  se pone en nivel bajo (0)  en la  entrada  de la compuerta 1A y en su salida entrega un nivel alto (1)  este pasa a través de D2  y carga a C2 ; El diodo D2 sirve para evitar descargar a C2 cuando la salida de A  cambia a nivel bajo(0);  Cargado C2 mantiene en  un nivel alto (1) en  las entradas de la compuerta B y por su salida tendremos un nivel bajo (0) que es invertido por la compuerta D , en su salida tendrá una señal de nivel alto (1) que es el que mantendrá en conducción al transistor Q1 a través de R4, mientras este cargado C2,  asta aquí el temporizador esta funcionando pero la luz prende sol que la fotocelda accione a Q2 que es el bloqueador que comanda la acción del encendido, bloqueando o desbloqueando  a  Q2.

Funcionamiento de la FOTOCELDA

La fotocelda tiene como objetivo detectar si hay suficiente nivel de luz dentro del auto entonces elimina la acción del temporizador sobre el RELEVADOR y si existe poco nivel de luz entonces permite que el temporizador tenga acción sobre el RELEVADOR .

El funcionamiento de la fotocelada es el siguiente; se coloca R8 para evitar daños en la Fotocelda (LDR) si R7 se pone al máximo. Primero sí  el nivel de luz  es suficiente la fotocelda ( LDR) aumenta su conducción y permite el paso de voltaje + (1) hacia las dos entradas de la compuerta C la cual entrega por su salida un nivel bajo (0) y mantiene al transistor de bloqueo (Q2)  abierto, de esta forma aun que el temporizador accione no funcionara el RELE por no tener potencial negativo .Cuando existe un nivel de luminosidad  bajo el LDR baja su conducción y hay una caída de tensión en la entrada de la compuerta C tomándolo como un nivel bajo o (0) y entregando por su salida un nivel alto (1), que pasa por R6 y mantiene accionado al transistor de Bloque (Q2) en conducción potencial negativo.  Sí la puerta se abre  entra en fusión el temporizador y el transistor Q1 y como hay poca luminosidad el transistor   Q2 esta accionado de esta forma acciona el RELEVADOR por estar bien polarizado y la luz del interior se prende.

Recordemos que cuando las dos acciones son afirmativas la luz se prende pero cuando una de las dos es  negativa la luz no prende.

Acción uno  Puerta Abierta                           =   Q1 Si conduce

Acción dos  Luminosidad en el interior           =   Q2  No conduce

Resultado  Luz Apagada.                              =    Relevador apagado

Acción Uno Puerta Abierta                            =  Q1 Si conduce

Acción Dos  Sin Luminosidad en el interior    =  Q2 si conduce         y satura al LDR con (0)

Resultado  Luz Prendida.                          =  Relevador   Accionado       luz  prendida.

NOTA  *

Aquí hay dos trucos muy importantes  PRIMERO  para que la luz no flashee cuando prende la luz y el LDR detecta luz y mande Bloquear al transistor Q2,  se coloco un diodo D3 esto para que cuando accione el  RELEVADOR se mande una señal de bajo nivel (0) por el diodo D6 asta el LDR porque al prender la luz el LDR empezara a conducir pero puro nivel bajo(0) que mantiene las entradas a tierra en la compuerta C  y en su salida un nivel alto (1) manteniendo Q2 en conducción. Muy pero muy censillo  verdad.

Y el SEGUNDO truco es que se coloco un diodo   D1 de 5 A   después de los  SW´s de las puertas antes de llegar al foco para que se tome la señal de todos los interruptores , esto  es para dos cosas;  Para que si el circuito dejara de funcionar , la luz del auto seguirá prendiendo como antes sin molestias mientras se llegara a reparar  ( tengo el circuito en mi carro y en varios carros a los que se los he instalado y asta el momento tienen cerca de 4 Años funcionando bien) y la segunda para que la señal de accionamiento que llega a la compuerta A   de la puerta  no se mantenga en nivel bajo mientras están los contactos del relevador conectando a tierra, de lo contrario se mantendría como si estuvieran las puertas abiertas ; El diodo D1 solo pasa voltaje + (1)  hacia la compuerta A .