Al anochecer este dispositivo encender automáticamente las luces de su balcón, jardín, garaje o de las vitrinas de una tienda y al amanecer las apagará. Un montaje ideal para quien llega por la noche en casa y desea encontrar las luces encendidas, o aún para quien no puede estar en el lugar para encender o apagar las luces al anochecer o al amanecer.
Un sistema de nocturno automático puede tener muchas utilidades. Además de evitar el gasto excesivo de energía eléctrica, manteniéndolas encendidas sólo en la falta de iluminación ambiental, también ayudan a ahorrar con el desplazamiento de un operador humano para encenderlas o apagarlas.
Podemos utilizar estos sistemas, con eficiencia, en los siguientes casos:
Accionamiento de lámparas de vitrinas, jardines, balcones o estacionamientos;
Accionamiento de sistemas de señalización nocturna (luces de mástiles).
El proyecto que describimos utiliza una configuración poco común de un trigger con el 555 y puede controlar lámparas en la red de 110 V o de 220 V con potencias suficientes para la mayoría de las aplicaciones.
De hecho, en la red de 110 V podemos controlar hasta 200 watts de lámparas y en la red de 220 V hasta 400 watts, con buen holgura para los contactos del relé que se conectan en paralelo.
Para control de mayor potencia un relé intermedio puede ser usado, sin problemas.
Las características del aparato son las siguientes:
Tensión de alimentación .......... 110 o 220 volts;
Sistema sensor ............... LDR;
Carga máxima ........ 200 W (110 V) o 400 W (220 V);
Componentes activos ... 1 circuito integrado.
Como funciona
Conforme podemos ver por la figura 1 el integrado 555 (timer) es formado internamente por dos comparadores conectados a un flip-flop ya una etapa de potencia.
Normalmente este integrado se utiliza como temporizador asimilable o monoestable, pero nada impide que se polarice como muestra la misma figura, para formar un disparador (disparador).
La tensión de referencia se puede aplicar al pin 5, siendo del orden de la mitad de la tensión de alimentación.
En la transición de la tensión de entrada en el pin 2 de un valor mayor que la mitad de la tensión de referencia a menor, la salida se activa, pudiendo controlar un relé.
En el proyecto final, fijamos la tensión de referencia por un divisor formado por R1 y R2 y ajusta el disparo en función de la luz que incide en el LDR a través del potenciómetro P1.
El ajuste se realiza en función de la luz ambiental.
En la instalación del aparato recordamos que el LDR debe recibir sólo la luz ambiente (del cielo) y nunca la propia luz de las lámparas que él controla, pues en este caso habría una retroalimentación. (figura 2)
El circuito es alimentado por la red local a través de un transformador, y en el montaje se prevé una toma donde se pueden conectar las lámparas alimentadas.
En el caso de un jardín o vitrina, por ejemplo, se pueden asociar lámparas en paralelo, observándose el límite de potencia.
El lector que una característica importante de este circuito con "trigger" es el hecho de que no hay la desagradable oscilación de los circuitos convencionales cuando la iluminación llega al umbral del disparo. La transición desde el punto de espera al disparo es inmediata y única.
El relé cierra inmediatamente los contactos o se abre, sin oscilación.
Montaje
En la figura 3 damos el diagrama completo del aparato que después del montaje puede ser encerrado en una caja de metal, plástico u otro material.
En la figura 4 damos nuestra sugerencia de placa de circuito impreso con todas las conexiones externas, para facilitar al máximo su montaje.
Los siguientes son los principales cuidados que deben tomarse con los componentes y su obtención:
a) El circuito integrado es el 555, debiendo su posición ser observada.
b) El LDR es de tipo redondo, de cualquier tamaño, debiendo instalarse en un tubo opaco orientado hacia el cielo para operar con su luminosidad. Un cable de hasta 5 metros se puede utilizar para conectar este LDR al circuito.
c) El diodo D1 es de uso general 1N4148 o 1N914 mientras que DZ y D3 son rectificadores del tipo 1N4002, 1N4004, 1N4007 o equivalentes, debiendo siempre ser observada su polaridad.
d) El relé recomendado es tipo DIL de 12 V que tiene contactos para 2 amperios los cuales están conectados en paralelo y aún operan con holgura a la carga máxima recomendada; Para mayores cargas se pueden utilizar relés de contactos de mayor corriente pero su bobina debe ser de 12 V con corriente máxima de 100 mA. Si se utilizan relés diferentes, la placa debe tener su diseño modificado.
e) Los resistores son todos de 1/8 o ¼ W y el único potenciómetro puede ser de 47 k y 100 k.
f) C1 es un capacitor cerámico que funciona como filtro y desacoplamiento del integrado y cuyo valor no es crítico quedando entre 100 nf y 220 nF. C2 es un electrolítico para una tensión mínima de 25 V y su valor debe quedar entre 1.000 y 2.200 uF.
g) T1 tiene devanado primario de acuerdo con su red y secundario de 12 + 12 V con corriente mínima de 200 mA.
h) En la parte de alta tensión tenemos el cable de entrada, el fusible de 4A con soporte y el interruptor general además de un zócalo de salida para conexión de las lámparas externas. Los cables de conexión de la parte de alta tensión, que también opera con corrientes mayores, deben ser más gruesos que los demás.
Prueba y uso
Para probar el aparato conecte en X1 cualquier lámpara de acuerdo a su red, una lámpara o otro electrodoméstico que pueda verificarse el funcionamiento.
Coloque un fusible en el soporte y accione S1.
A continuación, coloque el LDR de modo que reciba directamente la luz ambiental y ajuste P1 para que el relé abra sus contactos.
Ajuste P1 de modo que quede en el umbral del accionamiento.
Cubriendo el LDR con la mano, vaya gradualmente moviendo el cursor de P1 hasta obtener el punto de mayor sensibilidad, es decir, en que el circuito se enciende en la falta de luz y se apaga con la presencia de luz.
Haga lentamente este ajuste, ya que el aparato tiene cierta inercia.
Una vez comprobado su funcionamiento es sólo instalarlo en definitiva.
CI-1 - 555 - circuito integrado
LDR - LDR redondo común
D1 - 1N4148 o equivalente de diodo de uso general
D2, D3 _ 1N4022 o equivalente - diodo rectificador
K1 - transformador con primario de 110 V o. 220 V según la red local y secundaria de 12 + 12 V con al menos 200 mA
PI - 47k o 1ook - potenciómetro simple
F1 - 4 A-fusible
S1 - Interruptor simple
R1, R2, R3, R4 - 10 k x 1/8 W - resistores (marrón, negro, naranja)
C1 - 220 nF (224) - capacitor de cerámica
C2 - 1.000 uF x 25 V - capacitor electrolítico
Varios: placa de circuito impreso, cable de alimentación, caja para montaje botón para P1, tubo para 0 LDR, hilos, soldadura, etc.