Con este dispositivo es posible monitorear a distancia la posición de puertas, porteros, niveles de reservorios, posiciones de antenas, posición de abyectos, utilizando para este propósito un indicador de bobina móvil de bajo costo.
Con adaptaciones, podemos convertirlo en un convertidor analógico / digital para alimentar un ordenador u otro sistema que tome decisiones en una casa, en función de la posición de los objetos sensorados.
Los sensores se acoplan al eje de un potenciómetro, tanto del tipo deslizante como rotativo, dependiendo de lo que se desea monitorear. La escala de un instrumento puede entonces ser calibrada para tener la indicación de los ángulos o distancias (desplazamientos). El consumo de energía del aparato es muy bajo, e incluso alimentado por pilas, puede permanecer durante largos intervalos de tiempo encendido.
En nuestro proyecto damos dos sensores para el mismo circuito, los cuales son conmutados por medio de una llave de 1 polo x 2 posiciones. Sin embargo, el lector puede perfectamente utilizar muchos sensores, cambiando la clave por una de tantas posiciones como los sensores monitoreados. La alimentación del circuito se realiza por dos pilas pequeñas comunes.
Características:
- Tensión de alimentación: 3 V
- Corriente máxima drenada: 200 gA
- Tipo de indicación: analógica
COMO FUNCIONA
Lo que tenemos es un circuito que simplemente convierte resistencias en corrientes, donde la resistencia depende de la posición del eje o de un cursor de un potenciómetro común, preferentemente del tipo lineal. Acoplando el eje de ese potenciómetro a un eje móvil del objeto que se desea monitorear, o aún a un vástago que lo mueva, la resistencia del potenciómetro, y por lo tanto la corriente del circuito, pasará a depender de la posición o ángulo de apertura de esta puerta , como muestra la figura 1.
En la figura 2 tenemos el diagrama completo del indicador de posiciones para el caso de dos potenciómetros que se utilizan como sensores.
El potenciómetro tiene su valor calculado para dar un buen rango de indicaciones en un micro amperímetro común con fondo de escala de aproximadamente 200 μA (tipos con fondos de escala cercanos pueden ser usados sin problemas, lo que permite que instrumentos del tipo VU- de bajo costo, como los usados en aparatos de sonido, sean empleados sin problemas).
Un trimpot (P3) permite ajustar el fondo de escala para obtener una precisión en la indicación de posición. Como la corriente máxima del circuito, que ocurre cuando la resistencia del potenciómetro usado como sensor es cero, es del orden de 200 μA, tenemos un consumo extremadamente bajo para el aparato.
Por otro lado, con una buena calibración el hilo que va hasta el sensor puede ser muy largo, sin que ello afecte la precisión de las indicaciones. Esto permite monitorear la posición de objetos distantes como porteros, niveles de depósitos, etc.
MONTAJE
La disposición de los componentes en un puente de terminales se muestra en la figura 3.
El instrumento M1 es un micro amperímetro de bajo costo con fondo de escala entre 100 y 300 μA, siendo el tipo ideal de 200 μA. Esta gran variación de valores posibles se debe al hecho de que podemos ajustar fácilmente su funcionamiento con el trimpot P3. El único resistor es de 1 / 8W y los potenciómetros P1 y P2 usados como sensores pueden ser rotativos o deslizantes, preferentemente lineales.
P3 es un trimpot común de ajuste y SI es opcional, ya que el consumo del aparato es muy bajo, pudiendo permanecer conectado permanentemente. Para las pilas será necesario utilizar un soporte apropiado, observándose su polaridad en el momento de la conexión.
El conjunto se puede instalar fácilmente en una pequeña caja de plástico de tipo jabonera y los cables de conexión a los sensores pueden ser muy largos, pero deben ser obligatoriamente aislados. La longitud máxima admitida para los cables a los sensores es de 100 metros. Sin embargo, los sensores deben ser protegidos contra el tiempo, principalmente de la humedad, que puede afectar las resistencias de estos sensores y con ello resultar en falsas indicaciones de posición, pues tenemos aumentos indebidos en la corriente del circuito.
PRUEBA Y USO
Para probar el aparato basta con conectar la alimentación y colocar la llave 52 en la posición que conecta inicialmente el sensor 1. Actuando sobre el cursor del potenciómetro, debe haber un movimiento de la aguja del instrumento, indicando alteración de la corriente del circuito. Si el instrumento tiende a deflexionar a valores por debajo de cero (al contrario), invierte sus conexiones o las conexiones del soporte de las pilas (lo que sea más fácil).
La calibración se realiza inicialmente colocando el sensor en la posición de resistencia nula (menor resistencia) y ajustándose P3 para obtener la máxima deflexión del instrumento indicador (corriente de fondo de escala).
Después, sin mover más en P3 vamos girando o deslizando el cursor del sensor conectado al circuito y anotando en la escala las posiciones correspondientes. Para mayor fidelidad en la indicación, ya debe estar acoplado al sensor el objeto del cual deseamos la monitorización de la posición.
Lista de material
R1 - 1 k ohms
P1, P2 - 100 k ohms - potenciómetros - ver texto
P3 - 47 k ohms - trimpot
S1 - Interruptor simple
S2 - Llave de 1 polos x posiciones
B1 - 3 V - 2 pilas pequeñas
M1 - 0-200 uA - microamperímetro
Varios: puente de terminales, hilos, soporte de pilas, etc.
