Servo interruptor crepuscular (ART1367S)

   ¡Este es el regalo de nuestra edición! () Una placa para el lector montar un Servo Interruptor Crepuscular, un aparato de gran utilidad y que le ayudará a ahorrar energía. Se trata de un aparato sensible a la luz, que enciende las luces de su balcón o de su vitrina cuando el sol se pone y que las apaga cuando el sol nace.

(1) Este artículo fue publicado originalmente en un libro del autor en el que se le dio el conjunto de placa de circuito impreso para esto como un regalo del libro es 80.

 

   Usted puede salir de casa durante el día, dejando este aparato accionado, y cuando vuelva no encontrará su casa a las oscuras. La luz de entrada estará encendida, evitando muchos inconvenientes y peligros.

   Si usted tiene una casa comercial, puede dejar encendida la luz de sus vitrinas, ya la mañana siguiente, tan pronto como el sol nazca, se apagarán automáticamente, evitando el gasto innecesario de energía.

   En un parque, sitio, o incluso casa comercial, las lámparas pueden ser encendidas y apagadas por el mismo sistema usado en las calles, sin la necesidad de su intervención, lo que además de todo lo que citamos, todavía significa mucha comodidad.

   La placa que suministra como brindis, permite el montaje de un servo Interruptor Crepuscular, que puede instalarse en lugar de cualquier interruptor de pared común, como se muestra en la figura 1.

 

Figura 1
Figura 1

 

   

De este interruptor salen, entonces, sólo dos hilos adicionales que van al sensor de luz que será localizado para recibir sólo la luz natural, es decir, la luz del cielo.

   El aparato utiliza un SCR capaz de controlar en media onda, potencias de hasta 440 W en la red de 110 V y de hasta 880 W V en la red de 220 V.

Nota: el circuito sólo funciona con lámparas incandescentes.

   En la figura 2, damos una idea de sus posibles aplicaciones prácticas.

 

Figura 2
Figura 2

 

   

En la parte central de este libro, el SCR sólo tiene media potencia, lo que significa que las lámparas usadas se encenderán con la mitad de su brillo, pero esto se puede compensar fácilmente de dos maneras:

- Con la utilización de lámparas de 110 V en la red de 220 V;

 - Con la utilización de lámparas de potencias mayores a las normales.

Nota: vea en el sitio del autor cómo utilizar un puente de diodos para tener el control completo de la lámpara en un circuito como éste.

   Un solo ajuste existe en el aparato, que es de un control de sensibilidad, para que se encuentre el punto ideal de disparo, según el nivel y la luz.

 

Como funciona

   ¿Cómo hacer que un circuito sea accionado por la luz ambiente?

   Hay varios tipos de sensores electrónicos de luz, denominados popularmente "ojos electrónicos", y es justamente uno de estos "ojos" que usaremos como base de nuestro aparato.

   El ojo electrónico en cuestión es un foto-transistor que se muestra en su aspecto y símbolo en la figura 3.

 

Figura 3
Figura 3

 

   

Este componente se monta en un envoltorio transparente para que la luz pueda llegar hasta su parte sensible que es una pastilla de material semiconductor.

   El material semiconductor presenta cierta resistencia al paso de la corriente, que depende de la existencia de portadores de carga. Se observa, sin embargo, que la cantidad de portadores de carga puede ser alterada por dos factores: luz y temperatura.

   En nuestro caso, trabajando a la temperatura ambiente, con pequeñas variaciones, la temperatura no influye mucho en la resistencia del material, pero como la envoltura es transparente la luz influye de modo mucho más acentuado.

   Así, en la oscuridad, este componente tiene mucho menos portadores de carga disponibles que en el claro, lo que significa una gran diferencia de resistencia: en el claro puede pasar mucho más corriente que en la oscuridad.

   Aprovechando esta propiedad del foto-transistor, hacemos su conexión para controlar un SCR.

   El SCR, como ya vimos en el montaje del intermitente, es un dispositivo electrónico que funciona con una llave que se enciende o apaga por una corriente aplicada a su conducto. (figura 4)

 

Figura 4
Figura 4

 

   

En la configuración final, comenzamos con R1 y R2, que son dos resistores cuya finalidad es bajar la tensión de la red que es muy alta para el foto-transistor.

   Esta alta tensión, es rectificada por el diodo D1, y luego filtrada en el capacitor de 200 nF (220 nF).

   Los valores de R1 y R2 dependen de la red de alimentación, es decir, si es de 110 V o de 220 V.

   Tenemos entonces una tensión del orden de 8 a 12 V para el foto-transistores y el disparo del SCR.

   Esta tensión pasa por un trimpot que junto con el foto-transistor forman un divisor de tensión ajustable. El funcionamiento de este sistema es el siguiente: colocamos el trimpot en una posición tal que la tensión en su elemento central quede muy cerca del punto de disparo del SCR, cuando el transistor está iluminado.

El foto-transistor debe instalarse para recibir la iluminación ambiental, es decir, la claridad del día, para poder disparar con ella.

 

El material usado

   Todos los componentes que usamos en nuestro aparato se pueden encontrar con facilidad en las casas especializadas. Sin embargo, los lectores deben tener cuidado en su compra, para que no sean "engañados" y lleven equivalentes que no siempre funcionan como los tipos originales.

   Como no siempre los lectores consiguen obtener los componentes originales en sus localidades, daremos también algunas indicaciones de equivalentes, pero equivalentes que sabemos que funcionan. Si tiene que optar por equivalentes, que sean los que recomendamos.

   Comenzamos por el SCR que debe ser el MCR106-4 si la red de alimentación de su localidad es de 110 V y el MCR 106-6, si su red es de 220 V.

   Como equivalentes directos, se pueden utilizar los C106 o IR106, con tensión de trabajo de acuerdo a su red.

   Hay una opción más que es el uso del TIC106, también de acuerdo con la tensión de su red, pero en este caso, debe añadirse otro componente en el circuito, pues sus características son un poco diferentes a las anteriores. Este componente es un resistor de 3k3, marcado como R3 en el diagrama y que se conecta entre el cátodo y el comportamiento del SCR. En la placa ya está previsto local para su colocación.

   La resistencia R1 tiene su valor de acuerdo con la tensión de su red. Este resistor debe ser de 47k x ½ W, si su red es de 110 V y de 100 kx 1/2 W, si su red es de 220 V. Este componente trabaja ligeramente calentado, pero dentro de las especificaciones admitidas, no debiendo el lector se preocupa por este hecho.

   Los resistores R2 y R3 son de 1/4 o 1/8 W, y sus valores son absolutamente comunes.

   El diodo D1 es de uso general. El tipo 1N4148 fue el original, pero los equivalentes directos existen en gran cantidad. Podemos citar los 1N914, 1N4002, 1N4004, BY127, BY126, etc. Cualquier diodo de silicio de uso general sirve.

   C1 es un capacitor cerámico con una tensión de trabajo de al menos 25 V. El valor no es crítico. Los valores entre 220 nF y 470 nF se pueden utilizar de los, y el tipo original es el disco de cerámica.

   Para el ajuste se utiliza un trimpot cuyo valor puede ser 100 k o incluso cerca de 47 k o 220 k. Un eventual cambio de valor dentro. De esta banda puede ser necesaria si no se consigue el ajuste del punto de funcionamiento, ya sea en función del nivel de luz, ya sea en función del foto - transistor usado.

   El transistor Q1 es un foto-transistor común, siendo el originalmente usado del tipo BPX25, pero cualquiera sirve.

   Importante en la conexión de este elemento es su posición en el circuito, pues si hay inversión el aparato no funciona.

   Incluso los transistores comunes que tienen su envoltorio protector retirado, como el 2N3055 mostrado en la figura pueden ser usados como sensores, en la dificultad de obtener el tipo original (figura 5)

 


 

 

 

   El material adicional no trae problemas, ya que está formado por hilos, soporte para la lámpara, soldadura, tornillos de fijación, y si la lámpara es de más de 40 W, un disipador de calor para el SCR.

   Este disipador se puede hacer con una chapa de metal doblada y fijada de la manera indicada en la figura 6.

 

Figura 6
Figura 6

 

   

Con el material todo disponible, el montaje puede iniciarse.

 

Montaje

   Caliente su soldador, que debe ser del tipo pequeño, con un máximo de 30 W de potencia, y estañe su punta, pasando un poco de soldadura. Si la soldadura no se adhiere, lije una pequeña superficie de la punta, para que la suciedad sea removida.

   En la figura 7, tenemos el diagrama completo del Servo Interruptor Crepuscular.

 

Figura 7
Figura 7

 

   

El montaje realizado en la placa de circuito impreso, suministrado como brindis se muestra en la figura 8.

 

Figura 8
Figura 8

 

   

Con el hierro calentado, haga la soldadura de los componentes en el orden siguiente:

1. Solde en primer lugar el SCR, viendo su posición, para que quede de acuerdo con el diseño de la placa. Vea que existe el lado correcto para que la parte metálica de este componente quede orientada. Si hay inversión el aparato no funciona y el SCR puede incluso quemarse.

2.

NOTA: La perforación de la placa de circuito impreso se puede hacer con una broca de 1 m o 1,2 mm, tanto del tipo manual como eléctrico.

 

2. Solde luego el diodo D1, tomando también cuidado con su posición. Doblar las terminales y encajarlas en la placa, soldándolas por debajo, como en el caso del SCR (figura 9)

 

Figura 9
Figura 9

 

   

Después de la soldadura, corte el exceso de las terminales con un alicate.

3. Los próximos componentes que el lector debe soldar son los resistores R1, R2 y eventualmente R3. Observe antes de colocarlos en la placa, doblando sus terminales, los colores de sus anillos que identifican sus valores.

   Tenga cuidado de no hacer ningún cambio.

   Después de soldar los resistores corte sus terminales.

4. Para soldar el capacitor C1 no existe ninguna recomendación especial. Basta con encajar sus terminales en los agujeros corrector de la placa y soldar por el lado de cobre. Después es sólo cortar los excesos de los terminales.

5. Soldaremos ahora el trimpot P1. Para ello, encaje sus terminales en los agujeros de la placa, abriéndolos ligeramente si es necesario o ensanchando los agujeros si eso se hace necesario, y luego soldando por el lado cubierto.

   Como las terminales son cortas no será necesario cortar los excesos.

6. El lector debe ahora soldar dos pedazos de hilos comunes de conexión de unos 12 en cada uno, correspondiendo la terminación A y B, que va en lugar del interruptor normal de la lámpara controlada.

7. Pasaremos ahora la preparación del sensor. La posición del sensor dependerá del lugar en que se encuentre el interruptor ya existente de la lámpara controlada, y la posición que permite recibir la luz del día.

   En la figura 10 damos una idea de algunas posibilidades.

 

Figura 10
Figura 10

 

   

Si la luz es de su balcón, el interruptor quedará dentro de su casa y el sensor por el lado de afuera, orientado hacia un lugar que permita recibir luz ambiental.

   En este caso, un hilo doble, de unos 3 o 4 metros, resuelve el problema. Pues bien, el lector debe preparar este hilo doble con el sensor de la siguiente manera:

- Utilice hilo doble de conductores con colores diferentes, como sugiere la figura 96, o si puede, utilice cable blindado y encapado.

- Solde el hilo rojo en el colector del transistor y el negro en el emisor, dejando la base libre (figura 11).

 

Figura 11
Figura 11

 

 

- Coloque el transistor dentro de un tubo de cartón o plástico opaco y dote de elementos para su fijación en el lugar que debe funcionar.

- Solde los extremos de este hilo en la plaquita, siendo el hilo rojo en el punto 1 y el hilo negro en el punto 2.

   Con esto el aparato estará listo. (No olvide montar el radiador de calor en el SCR si la lámpara que se utiliza es de más de 40 W.)

   Podemos entonces hacer la prueba de funcionamiento.

 

Prueba

   La prueba puede realizarse con facilidad, bastando que el lector disponga de una lámpara común, con zócalo y un pedazo de hilo, para su conexión en la toma más cercana.

   A continuación, las conexiones, como se muestra en la figura 12.

 

Figura 12
Figura 12

 

   

El hilo A debe ir a uno de los polos de la lámpara. El cable B va a la toma, junto con el otro hilo de la lámpara.

   Antes de conectar a la toma, vea si no hay ningún componente suelto, y si no hay cables que se apoyan unos en otros o en herramientas, lo que podría causar cortocircuitos. Apoyar la placa de circuito impreso sobre una base de material aislante como madera, plástico o papel.

   Una vez conectados los cables en la toma, tome el foto-transistor en el tubo y apunte a un lugar claro como, por ejemplo, la ventana de su casa (si es día) o la lámpara del techo (si es de noche).

   Ajuste el trimpot, girando su cursor hasta que la lámpara usada en la prueba quede apagada, pero cerca del punto en que ocurre el encendido. Busque el punto de transición en el que la lámpara pasa de encendida para apagarse y deje el trimpot ajustado a un punto de apagado, pero cerca de encendido, es decir, en que "casi" se enciende.

   Ahora, girando el tubo con el foto-transistor, a un lugar oscuro o colocando la mano en frente para bloquear la luz, la lámpara debe encenderse.

   Si esto ocurre, es porque el aparato está bien, pudiendo ser instalado y usado.

   Si no, las posibilidades son:

- La lámpara no se apaga en ninguna posición del ajuste de P1, incluso con el foto-transistor en el claro. Compruebe si los cables de conexión de foto-transistor no están invertidos. Si el SCR f es del tipo TIC106, vea si la resistencia R3 está activada.

- La lámpara no se enciende, incluso con el foto-transistores totalmente en la oscuridad, y en cualquier posición de P1. Consulte si el diodo D1 está conectado correctamente.

- La lámpara permanece encendida y el foto-transistor está encendido. Desconecte por un momento la compuerta (G) del SCR que es el polo que va a la P1.

   Si aún así la lámpara permanece encendida es porque el SCR está defectuoso (en corto), debiendo ser cambiado.

Uso del Servo Interruptor Crepuscular

   La conexión más simple es para controlar la luz del balcón, y se hace como se muestra en la figura 13.

 

Figura 13
Figura 13

 

   

Simplemente retire uno de los hilos del interruptor ya existente y conéctelo en A del interruptor. El cable B se encender en el polo que se ha quedado libre del interruptor. Con esta versión se produce lo siguiente:

   Durante el día, no podrá encender la luz del balcón, ya que el interruptor crepuscular inhibe la acción del interruptor ya existente.

   Dejando el interruptor existente ya accionado, cuando anochecer la luz se enciende sola y si usted deja, apagará al amanecer. Si desea apagar en cualquier momento, o encender en cualquier momento la noche, basta con usar el interruptor común.

   La conexión automática sin interruptor para jardines y vitrinas es la mostrada en la figura 14, en la que el aparato simplemente sustituye el interruptor ya existente.

 

Figura 14
Figura 14

 

   

Recordamos que el control es de media onda y que las lámparas usadas tienen brillo por debajo de lo normal.

 

SCR - MCR106-B - diodo controlado de silicio para 200 V si la red es de 100 V MCR106-D - diodo controlado de silicio a 400 V si la red es de 220 V.

D1 - 1N4148 o equivalente - diodo de silicio de uso general

Q1 - fototransistor común

P1 - 1 M -trimpot

- R1 - 47 k x ½ W - resistencia (amarillo, violeta, naranja) - si la red es de 110 V 100 k x ½ W - resistencia (marrón, negro, amarillo) - si la red es de 220 V

R3 - 3k3 x 1/8 W - resistor (naranja, naranja, rojo) - si se utiliza TIC106

C1 - 220 nF - capacitor cerámico.

 

Varios: placa de circuito impreso, hilos, soldadura, cable de conexión, zócalo para lámpara, irradiador para el SCR, etc.