Este circuito es útil para controlar pequeños motores de corriente continua tales como los utilizados en trenes eléctricos. El corazón del mismo es un circuito integrado NE556, el cual incorpora dos temporizadores 555 en una misma cápsula de 16 pines. La primera sección del NE556 se utiliza como oscilador no estable (astable) de frecuencia fija (30Hz) y la segunda, dispara por la primera, como multivibrador monoestable de ancho de pulso variable. El pulso de salida de este último excita un MOSFET IRF521, encargado de impulsar el motor.

El ancho de pulso depende, no solamente del valor de la red RC conectada a los pines 13 (descarga) y 12 (disparador) del NE556, sino también del voltaje aplicado al pin 11 (control). Este último lo aplica un divisor resistivo del cual forma parte el potenciómetro de control de velocidad (10K). El comparador 311, cuya salida controla la línea de reset del monoestable (pin 10), se utiliza para abortar el pulso de salida cuando el voltaje de control está por debajo de un cierto valor umbral. Esta acción permite que el motor pueda detenerse completamente. El umbral de corte (cut off) se fija mediante el reostato (10K).

Contador fotoeléctrico

Descripción general

El contador fotoeléctrico que se describe en este proyecto es un circuito que cuenta la cantidad de veces que un objeto opaco se interpone entre un rayo de luz y un sensor óptico. El estado de la cuenta se visualiza en tres displays de siete segmentos, permitiendo la cuenta en línea hasta de 999 objetos.

El contador utiliza como sensor un LDR (resistencia dependiente de la luz) o fotocelda. La luz puede provenir de una fuente natural (sol) o artificial (lámparas incandescentes, fluorescentes, de neón, etc.).

Cuando la cuenta llega a su tope máximo (999), el circuito la reinicia nuevamente en 0 y envía una señal de sobreflujo que puede utilizarse externamente para ampliar la longitud del conteo a 4 ó más dígitos.

El circuito también proporciona la facilidad de borrar la cuenta (reset) o detenerla (stop) en cualquier momento. No utiliza partes móviles y es extremadamente compacto, gracias a la adopción de una técnica digital conocida como muítiplex por división de tiempo.

Al no existir contacto físico entre el sensor y el mundo externo, el sistema garantiza la ausencia de desgaste mecánico y permite contar objetos de cualquier índole, sin importar su forma o su peso. Esta es una de sus principales ventajas.

Los contadores fotoeléctricos se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, domésticas e industriales, y sustituyen a los contadores electromecánicos convencionales en numerosas situaciones. Se pueden emplear para contar personas, animales y objetos como hojas, botellas, latas, cajas, bolsas, etc.

Operación

En la figura 1 se muestra el diagrama de bloques de nuestro contador fotoeléctrico. El sistema consta, básicamente, de un sensor de luz (LDR), un conformador de pulsos, un contador BCD de 3 décadas multiplexado, un decodificador de BCD a siete segmentos y un displays de 3 dígitos.

En la figura 2 se muestra el circuito correspondiente al conformador de pulsos. En condiciones normales, la fuente de luz ilumina la fotocelda y su resistencia es muy baja. Como resultado, la entrada del inversor Schmitt-trigger recibe un alto y su salida es baja.

Cuando se interpone un objeto entre el rayo de luz y la fotocelda, la resistencia de esta última aumenta, aplicando un bajo a la entrada del inversor Schmitt-trigger. Como respuesta, la salida del circuito realiza una transición de bajo a alto, es decir, produce un flanco de subida.

Cuando el objeto deja de interrumpir el rayo de luz, la resistencia de la fotocelda disminuye y la salida del inversor se hace nuevamente baja. El resultado neto de este proceso es la emisión de un pulso positivo de voltaje. Este pulso se aplica al contador.

Las fotoceldas no responden inmediatamente a los cambios en la intensidad de la luz incidente y, por tanto, generan señales lentas. Esta es la razón por la cual se emplea una compuerta Schmitt-trigger como dispositivo conformador de pulsos.

El potenciómetro R2 permite ajustar la sensibilidad de la fotocelda de acuerdo a la intensidad de la luz incidente. La resistencia R1 sirve de protección, evitando que circule una corriente excesiva cuando el potenciómetro está en su posición de mínima resistencia y la LDR está iluminada.

El contador de pulsos es el corazón de este proyecto. Está desarrollado alrededor de un circuito integrado MC14553. Este chip, consiste de tres contadores BCD conectados en cascada.

El primer contador registra, en código BCD, las unidades, el segundo las decenas y el tercero las centenas del número de pulsos.

Por ejemplo, si han ingresado 319 pulsos, en las salidas del primer contador se tendrá el código BCD 0011 (3), en las salidas del segundo el código 0001 (1) y en las salidas del tercero el código 1001 (9).

Estos tres códigos se rotan secuencialmente en las salidas del contador MC 14553, apareciendo cada uno durante una pequeña fracción de tiempo ( 1.6 ms). Esta forma de presentar información digital se conoce como multipLex por división de tiempo.

Las salidas del contador alimentan un decodificador 4543B, el cual convierte cada código BCD en un código de siete segmentos que excita, secuencialmente, los displays encargados de visualizar las unidades, decenas y centenas de la cuenta.

En la figura 3 se muestra el díagrama esquemático completo del contador fotoeléctrico. Los pulsos provenientes del conformador se aplican al pin 12 del MC14553. Para que la cuenta ocurra, las líneas MR (reset maestro, pin13) y DIS (inhibidor, pin11) deben estar ambas en bajo.

Para iniciar la cuenta a partir de 000 ó cancelarla en cualquier momento, debe pulsarse el botón de borrado S1 (RESET). De este modo, la línea MR (reset maestro pin 13) del MC14553 recibe un alto y todas las salidas BCD de sus contadores internos se hacen iguales a 0000.

Para detener la cuenta y congelarla en el último valor registrado, sin borrarla, debe pulsarse el botón de paro S2 (STOP). Cuando esto se hace, la línea DIS (inhibidor, pin 11) del MC14553 recibe un alto y se inhibe la operación de los contadores BCD internos.

El condensador C1 determina la frecuencia de exploración, es decir, la rapidez con la cual el MC14553 muestra secuencialmente en sus salidas los códigos de las unidades, decenas y centenas de la cuenta actual.

Luz nocturna

Al anochecer este dispositivo encenderá automáticamente las luces de su zaguán, jardín, garaje o de las vidrieras de una tienda y, al amanecer, las apagará. Un montaje ideal para el que llega a su casa de noche y desea encontrar las luces encendidas o, también, para quien no puede estar en el lugar para encender o apagar las luces al anochecer o amanecer.

Un sistema de luz nocturna automático puede tener muchas utilidades. Además de evitar el gasto excesivo de energía eléctrica manteniendo las luces encendidas solo cuando falta luz natural, también ayuda a reducir el monto de la factura de la luz, dado que no debemos preocuparnos por apagarla cuando dicha luz no es necesaria.

Lista de Materiales

CI 1- 555LDR - LDRD1 - 1N41481D2, D3 - 1N4022K1 - Rele MC2RC2, de 12v y 100mA max en su bobina. Si se usan otros reles con mayor corriente se excitación se debe modificar el circuito. T1 - Transformador con primario de 220V y secundario de 12V + 12V con por lo menos 200mA.P1 - 47K o 100K potenciometro simple.F1 - 4 A - fusibleS1 - Interruptor simpleR1,R2,R3,R4 - 10K

C1 - 220nF (224)C2 - 1.000uF x 25V

Semáforo

El proyecto semáforo, combina los destellos de un par de LEDs, a una frecuencia de cerca de dos destellos por segundo, produciendo el mismo efecto que las señales de las vías férreas. El circuito del Semáforo está básicamente hecho con el temporizador 555 trabajando como reloj. Similar al del experimento anterior. Dos LEDs con polaridad opuesta, son conectados a la salida del reloj a través de dos resistencias de 220 ohmios. Cuando la salida es positiva, el LED 2 estará polarizado directamente y el LED 1 inversamente. La situación contraria ocurre cuando la salida es negativa.

Fuente de 5V

Es un instrumento útil en cualquier mesa de trabajo.

Cuando se trata de circuitos electrónicos digitales que tengan integrados de la familia TTL, se requiere de una fuente regulada de voltaje de 5 voltios. Una fuente regulada entrega en sus bornes de salida un voltaje constante, independiente de las variaciones en la línea de alimentación y en la carga. En este proyecto construiremos una fuente regulada de 5 voltios con capacidad de alimentar una o varias cargas que consuman hasta 1 amperio. En la figura se muestra el diagrama respectivo.

Existen, además, otros dos condensadores que sirven para completar el filtrado del voltaje, eliminando señales residuales de alta frecuencia.

Recomendaciones generales para el ensamble

Instale las bananas o los bornes en su respectivo lugar. Recuerde que el borne rojo corresponde al positivo y el negro al negativo.

Prueba del circuito

Una vez ensamblada la fuente de poder, debemos probarla para determinar si su funcionamiento es correcto. Para hacerlo, la debemos conectar a un toma corriente y medir su voltaje de salida con carga y sin carga.

Primero mida el voltaje con un multímetro en la escala de corriente continua de 10 voltios. Su voltaje de salida debe estar entre 4.9 y 5.2 voltios. Si no es así, hay algún problema en el circuito, especialmente en el regulador de voltaje 7805.

Para medir el voltaje de salida con carga, conecte en su salida una lámpara o bombillo pequeño de 6 voltios a 300 mA. Mida el voltaje de nuevo; éste no debe sufrir una mayor variación.

Si el voltaje se rebaja considerablemente, la fuente no está regulando. Verifique el transformador y el circuito integrado regulador 7805. Si con la carga el voltaje de salida se mantiene estable, la fuente está lista para trabajar.

Lista de Materiales

1 Transformador con primario de 110V y secundario de 9-0-9 voltios a 1 Amp.2 Diodos 1N4001 o 1N4003.1 Condensador electrolítico de 2200 F/25V.1 Condensador electrolítico de 1 F/25 V1 Condensador de cerámica de 0.1 F/50V1 Circuito integrado LM78051 Resistencia de 220 1/2 W1 Diodo led rojo de 5 rnms

1 Disipador de aluminio en forma de U1 Borne o banana negra1 Borne o banana rojo1 Interruptor de corredera de un polo y una posición1 Cable duplex con enchufe

Fuente doble 12+ y 12-

En muchas ocasiones, nuestra fuente de poder solamente suministra voltajes de una sola polaridad y, además, el transformador apenas posee dos terminales, por lo que tampoco es posible agregar otro rectificador tal como en los circuitos convencionales para fuentes duales.

Pues bien, con el circuito que mostramos arriba, se puede obtener una fuente dual con sólo dos terminales del transformador reductor. La fuente positiva tiene un rectificador estándar, mientras que la fuente negativa utiliza dos condensadores (C1 y C2) en serie para desfasar el voltaje AC proveniente del secundario del transformador.

Cada condensador desfasa la señal de tal forma que se invierte la magnitud del voltaje, logrando así obtener la polaridad contraria sin dejar de utilizar la polaridad normal. Los condensadores C1 y C2 deben ser de alta capacitancia para garantizar el paso de corrientes elevadas a través de ellos. Luego de los condensadores, el circuito rectificador es convencional y la polaridad positiva de éste se debe conectar a la negativa del otro para poder conseguir así la fuente dual deseada.