LUZ AUTOMTICA CON SENSORES

Cuando llega la noche enciendo la luz

de mi patio obviamente para poder ver

mejor al caminar, pero tambin como

medida de seguridad contra cualquier

intruso que quiera visitar mi casa sin

permiso. La idea es que si la luz del patio

est encendida, sirve potencialmente

como un disuasivo para potenciales

intrusos. Ahora bien, seguramente alguna

vez, se quiso contar con un sistema

electrnico que encienda la luz

automticamente en respuesta a la

deteccin de movimiento, de esa

manera no tendra que preocuparse por

buscar el interruptor de la luz del patio

cada vez que salgo en la noche, por

ejemplo.

Por otra parte, si algn intruso entrara a

mi casa la luz se encendera

automticamente e incluso podra

disparar alguna alarma sonora de

advertencia (lo cual me sera tambin

muy til a fin de espantar algunos gatos

que de cuando en cuando visitan el

patio de mi casa a media noche). Se me

ocurri el siguiente circuito el cual es muy

simple pero tiene gran potencial para

muchas otras aplicaciones similares y es

muy apropiado para principiantes y

aficionados que no tienen mucho

conocimiento de electrnica y al mismo

tiempo puedo ser interesante para los

que ya tienen experiencia previa.

Como primera parte se quiere presentar

la prueba del sensor PIR para entender el

principio de funcionamiento del mismo.

Diagrama del circuito (P1)

Diagrama de conexiones (P1)

Diagrama del circuito (P2)

Diagrama de conexiones (P2)

Diagrama del circuito (P3)

Diagrama de conexiones (P3)

Diagrama de conexiones

Diagrama del sistema

Como se ve, el sistema consta de cuatro

partes las cuales desgloso a

continuacin:

Diagrama de conexiones final (Proto)

1. Sensor de Movimiento: El sensor de

movimiento es un sensor modular Sensor

Infrarrojo de Proximidad PIR (industria

Estadounidense) o alternativamente

puede usarse tambin el Sensor de

Movimiento PIR (industria China), ambos

son funcionalmente iguales y su uso es

similar. De aqu en adelante usar como

referencia el primer modelo mencionado,

pero las mismas descripciones se aplican

casi en un 100% al otro modelo tambin.

El sensor PIR posee solamente tres pines:

Salida de Seal, V+ y GND, sus

especificaciones principales son:

Rango de deteccin hasta 6 metros.

Salida de un solo bit.

Un jumper selecciona el modo de salida: disparo contnuo o por

flanco.

Tamao pequeo que hace fcil ocultarlo.

Compatible con muchos microcontroladores.

Alimentacin requerida: 3.3 a 5 VDC; >3 mA (puede variar)

Comunicacin: Salida de un solo bit nivel alto/bajo.

Dimensiones: 32.2 x 24.3 x 25.4 mm

El sensor cuenta con un lente Fresnel que

hace posible un rango ms amplio y la

deteccin del cambio de patrones de luz

infrarroja debido al movimiento dentro de su

rango de deteccin. Ante la presencia de

movimiento la salida proporciona una seal

de nivel lgico alto, la cual retorna a nivel

lgico bajo si no hay movimiento

movimiento.

2. Circuito Inversor de Disparo: Su funcin

principal es la de invertir la seal inicial de

disparo proporcionada por el sensor PIR,

debido a que el temporizador monostable

basado en el chip 555, el cual determina el

tiempo que la luz permanecer encendida,

requiere un flanco descendente para ser

activado.

Esta parte de circuito consta bsicamente

de un negador lgico en el cual el transistor

Q1 funciona entre un estado de saturacin y

corte. Eleg el transistor BC548 porque estaba

a la mano, pero casi cualquier otro transistor

NPN funcionar adecuadamente. El

capacitor C3 tiene la funcin de limitar el

tiempo de duracin de la seal de disparo a

un pulso negativo corto (el capacitor se

pone en corto a tierra momentneamente

para luego alcanzar un nivel de potencial

de VCC). Como requisito general el manual

del Temporizador 555 plantea que las

seales de disparo debe ser de flanco de

bajada y el pulso total debe ser corto.

3. Temporizador Monostable: Esta parte

del sistema es un clsico circuito vibrador

monostable casi directamente extrado

del manual del chip 555, nada fuera de

lo usual. Para quienes no estn

familiarizados con circuitos monostables,

la explicacin ms simple de su

funcionamiento es la siguiente: Al proveer

un flanco de bajada o pulso corto

negativo a la entrada de disparo (Pin 2),

el 555 pone en nivel alto su salida (Pin 3)

por un tiempo cuyo valor est

determinado por el tiempo de carga del

capacitor C1 a travs de la resistencia R1;

en otras palabras, la duracin del pulso

de salida depende de los valores de

ambos componentes. C2 tiene el

propsito de prevenir disparos en falso y

su valor est recomendado directamente

por el manual.

El tiempo de duracin del pulso est

dado por la frmula: t = 1.1R1 x C1

En este caso se est usando en R1 un

potencimetro de 1 Megaohm y un

capacitor de 100 uF, lo que nos permite

variar la duracin del pulso desde 0 hasta

110 segundos. (Correccin: En el

diagrama de circuito se muestra C1=10

uF, lo cual slo nos da un tiempo total de

11 segundos, para lograr los 110 segundos

se debe usar el capacitor de 100uF). Se

puede experimentar con valores ms

grandes de capacitancia y/o resistencia

para obtener duraciones ms largas si es

necesario. Es tambin posible reemplazar

el potencimetro directamente por una

resistencia de valor fijo para obtener una

correspondiente duracin fija deseada.

4. Circuito Actuador: El pulso de salida

provisto por el 555 es usado a su vez para

activar el relay encargado de encender

el bombillo de luz. A fin de soportar

adecuadamente la carga de corriente

requerida por la bobina del relay, se est

usando un tpico circuito buffer de

corriente en base a un transistor 2N2222.

La resistencia R5 sirve simplemente para

limitar la corriente en la base del transistor

y el diodo D1 tiene como propsito

descargar de manera segura la corriente

almacenada por la bobina, una vez que

sta haya sido desenergizada.

El relay es uno comn que soporta 5VDC

en el lado de la bobina de activacin y

aguanta hasta 2A de corriente en la

carga (bombillo u otro dispositivo que

funcione con corriente alterna). Como

precaucin uno debe cerciorarse que la

corriente provista a la bobina por parte

del transistor (Q2) no sea excesiva, lo cual

podra recalentar al transistor. En mi caso

hice la siguiente comprobacin:

Med la resistencia del alambre de la bobina del relay y me di 147 ohms.

Calcul la corriente de colector para el transistor, la cual en todo

caso ser un poco menor a:

5VDC/140ohm = 34mA.

Revisando la hoja de datos del transistor 2N2222 constatamos que la

mxima corriente de colector es de

800 mA, as que 34 mA es

perfectamente seguro para un

trabajo constante del transistor.

Prueba de Funcionamiento

Cuando el sensor detecta movimiento en su

rango de alcance entre 5 a 6 metros, la luz

se enciende y permanece en ese estado por

un tiempo de hasta 1 minuto y 50 segundos

el cual puede ser programado mediante

potencimetro R1. Funciona perfectamente!

Ahora, cada vez que salga al patio en

medio de la noche tendr

automticamente luz sin necesidad de

buscar a tientas el interruptor, adems estar

ms seguro sabiendo que el encendido

automtico de luz servir como disuasivo

para un potencial intruso y por ltimo, podr

asustar unos cuantos gatos del barrio

cuando stos vengan en medio de la noche

a husmear en mi patio.

El diagrama del circuito no incluye la fuente

de alimentacin de 5VDC, la cual se ha

obviado para simplificar la descripcin del

sistema.

Sugerencias Para Proyectos Similares

Aqu les presento algunas sugerencias para

aplicaciones similares de este sensor tan

verstil:

Cmara de seguridad. Si

disponemos a mano una cmara

digital con tarjeta de memoria

flash (muy comunes y baratas en

este tiempo), podemos disparar

la misma mediante el sensor de

movimiento para sacar de

manera automtica una serie

seguida de fotos o filmar video

por un tiempo preprogramado o

hasta que cese todo movimiento.

Sistemas de alarma. Ante la

deteccin del movimiento el

sensor puede activar una sirena,

luces o iniciar una comunicacin

automtica del evento a otro

sistema matriz.

Avisos comerciales activados por

movimiento. Ante la presencia

de potenciales clientes entra en

funcionamiento el aviso

comercial, el cual puede constar

de sonido, video, luces y otros.