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Célula fotoeléctrica muy simple con solo 2 transistores Posted on 29 abril 2013 by inventable 20 Comments Leave a comment

Hola amigos, como prometido, publico esta vez un interruptor con célula fotoeléctrica muy simple. Trabaja con el mismo principio del temporizador que he publicado poco tiempo atrás pero en este caso, la activación se hace con la luz en lugar del pulsador. No obstante la simplicidad, este circuito está proyectado para tener histéresis, cosa fundamental si lo usamos como interruptor crepuscular. Evitando explicaciones demasiado técnicas, la histéresis consiste básicamente en el hecho que el relé se activa cuando la luz que incide sobre la célula fotoeléctrica baja de un cierto nivel pero para poder desactivar el relé es necesario que haya más luz respecto a cuando se activó. Es decir, existen dos umbrales distintos, uno para que el relé se active, el otro para que se desactive. La histéresis sirve para evitar que en el crepúsculo o en los días de tormenta, el circuito se encienda y se apague continuamente por encontrase entre la luz y la obscuridad

(pasando continuamente por la zona del umbral). En la industria, la mayor parte de los dispositivos electrónicos de regulación tiene un sistema histéresis. En nuestro interruptor se obtiene gracias a la resistencia de 4,7K que se encuentra en el emisor del transistor BC558.

Ahora explico como funciona el circuito. En condiciones de luz, la célula fotoeléctrica (LDR) se encuentra iluminada, su valor de resistencia es bajo y por lo tanto, la tensión en ella es casi positiva (porque está conectada a positivo). Por este motivo el transistor BC558 de tipo PNP no conduce y por lo tanto no alimenta el segundo transistor BC548 (de tipo NPN) que a su vez, no activa el relé. En condiciones de obscuridad en vez, el valor de resistencia de la célula fotoeléctrica (LDR) aumenta significativamente, por lo tanto, la tensión en ella será más negativa y esto permite al transistor BC558 de entrar en conducción (los transistores PNP entran en conducción cuando la tensión en la base es negativa de por lo menos 0,6V respecto a sus emisores). Una vez que el transistor conduce, entrega corriente al segundo transistor (BC548) y este a su vez empieza a conducir activando el relé.

El trimmer nos permite de regular el umbral de activación del circuito. La resistencia en serie con el trimmer sirve para evitar un ecceso de corriente en el caso que el trimmer se encuentre al mínimo y la célula fotoeléctrica reciba mucha luz. Al inicio del artículo muestro la distribución de los componentes en la plaqueta y un ejemplo de conexión a una lámpara de 220V (o 110V). Para los que desean conectar el circuito a una tira de leds, es necesario usar los contactos auxiliares que se encuentran cerca de las salidas del relé como se puede ver en la figura. Para el funcionamiento normal del circuito se puede usar una tensión de alimentación entre 9V y 15V aunque si en base a la tensión es necesario elegir el relé adecuado. En el modelo que he construido yo he usado 12V (en realidad era una fuente no regulada con salida de tensión muy variable en base al consumo). Elenco de materiales

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2 resistencias de 4,7K 1/4W

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1 resistencia de 1K 1/4W

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1 resistencia de 47K 1/4W

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1 trimmer de 500K

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1 LDR (célula fotoeléctrica)

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1 diodo 1N4005 (o 1N4007)

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1 transistor BC548 (o BC547)

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1 transistor BC558 (o BC557)

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1 relé 12V doble

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3 conectores con borneras de 2 vías

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1 conector con borneras de 3 vías

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1 circuito impreso

En la figura podemos ver el diseño del circuito impreso. El relé que yo he usado es doble y para aumentar la capacidad de corriente de este he conectado los contactos en paralelo. Los

contactos de salida son tres porque los relés poseen también una salida “normalmente conectada” (NC) que podemos usar si nuestro circuito debiera trabajar al contrario.

Les cuento que el nuestro circuito puede también ser usado como barrera fotoeléctrica. Para ello basta simplemente iluminar nuestra célula fotoeléctrica con un rayo de luz creado por nosotros (leds, lamparillas, linternas, laser, etc.) que se encuentre del otro lado del pasaje que

queremos controlar. Cuando una persona (un animal o un objeto) pasa a través de esta “barrera”, el rayo de luz será interrumpido y por lo tanto se activará el relé. Si quieren usarlo de esta manera, les aconsejo de agregar un tubo obscuro de pocos centímetros a la célula fotoeléctrica para evitar interferencias luminosas.

Tratando de no ponerme demasiado nostálgico, les cuento que cuando yo tenía 11 años proyecté y construí un sistema como el que les muestro para avisar a mi madre cuando entraba una persona en el pequeño bazar que teníamos. Lamentablemente la mitad de las veces no funcionaba. A esa edad, sabía muy poco de electrónica y el proyecto no estaba muy bien hecho.

Las vueltas de la vida me han llevado a construir nuevamente un sistema de este tipo algunos años atrás pero en este caso, no obstante la electrónica fuera siempre muy simple, el sistema era realmente bello. Para que se den una idea les muestro algunas fotos. Era una instalación interactiva para una empresa aquí en Italia.

Como pueden ver en las imágenes los generadores de luz estaba hechos con diodos laser (un poco desenfocados para evitar riesgos a los ojos) . Esto les demuestra que en electrónica se pueden hacer trabajos sofisticados usando sistemas muy simples.

Aquí

termina

este

artículo.

Espero

que

les

sea

Hasta la próxima!!

[ Circuito impreso de la fotocélula (formato KiCad) ] (97) Los contenidos de este blog son originales y están bajo una licencia Creative Commons BY_NC_SA

útil.