El aparato que describiremos puede ser utilizado para diversas finalidades prácticas. En la primera, como simulador de presencia, enciende y apaga dispositivos en tiempo programado, para llevar a un intruso a la falsa idea de que hay personas en una casa. En la segunda, se puede utilizar como control industrial en el accionamiento de dispositivos en secuencia, a través de la programación previa. Y claro que existen otras aplicaciones posibles, que seguramente usted descubrirá, haciendo este proyecto aún más interesante.
Conectar o apagar dispositivos en ciertos horarios programados. Con esta función automática podemos simular la presencia de personas en una casa, evitando así la acción de ladrones. Esta es la finalidad básica de este circuito que, sin embargo, también puede ser usado en el control de máquinas industriales.
El aparato descrito tiene un ciclo de operación ajustable que puede ir de unos minutos hasta varios días. La alimentación viene de la red local, con perfecto aislamiento de los dispositivos controlados, pues utiliza relés.
El número de equipos a ser controlados depende del montador, variando típicamente entre 2 y 10 o más. Los componentes empleados en el proyecto son bastante accesibles y su montaje no es crítico.
CARACTERÍSTICAS:
Número de circuitos integrados:.4
Alimentación: 110/220 V CA
Carga máxima por salida: 4 A
Modo de programación: llave 1 x10
Rango de tiempo por salida: 1 minuto a 100 horas
Controles: 2 (tiempo y programa)
EL CIRCUITO
En la figura 1 tenemos el diagrama de bloques de este aparato.
Como podemos ver, la primera etapa es que determina el compás o ritmo de funcionamiento del aparato, o sea, el ciclo de acción de cada salida. Se trata de un temporizador integrado 555 que, según el valor del capacitor C1, puede producir pulsos en intervalos que varían entre algunos segundos hasta aproximadamente 40 minutos.
Las muñecas de este integrado se utilizan para excitar el paso siguiente, que es de un divisor programado de frecuencia con un integrado 4017 (figura 2).
Conforme a la posición de la llave selectora (divisor de tiempo) la frecuencia de las muñecas podrá ser dividida por valores entre 1 y 10. Con este integrado (4017), podemos obtener en la salida (perno 12) pulsos a intervalos muy largos, sin necesidad de utilizar capacitores de valores "imposibles", por lo tanto, sujetos a fugas.
Con una frecuencia en el 555 que da un pulso cada 10 minutos (1,6 x 10-3 Hz) por ejemplo, y con la división por 10 de la segunda etapa, podemos tener a su salida un pulso cada 100 minutos> s , lo que equivale a 1 hora y 40 minutos!
Cada aparato conectado a la salida tendrá, por lo tanto, un ciclo de funcionamiento con ese valor. Para asegurar que el recuento o ciclo de funcionamiento empiece desde cero, existe un Reset (RST) en el pino15 de este integrado, que lo lleva momentáneamente al nivel alto.
El tercer paso consiste en otro 4017 que funciona como contador / divisor por 10. En sus salidas tendremos el nivel 1 en secuencia, por tiempos que justamente serán dados por la etapa anterior.
La siguiente tabla muestra cómo funciona este tercer integrado.
En el décimo pulso, volvemos a la primera fila de la tabla y se inicia un nuevo ciclo de funcionamiento. El tiempo que cada salida permanece en el nivel 1 viene dada por el ciclo del 555 ajustado en P1. Este ciclo corresponde a 1/10 del tiempo total de funcionamiento del aparato.
Así, como en el ejemplo, si el ciclo es de 1 hora y 40 minutos, cada salida permanecerá en el nivel 1 durante ese tiempo y el ciclo completo, de 0 a 9 pulsos, ocurrirá en 1000 minutos (16 horas y algunos minutos).
Con capacitores de valores mayores para C1 (hasta 1500 uF) podemos obtener ciclos aún más largos. El accionamiento programado de los aparatos se realiza por la conexión de llaves rotativas numéricas de 1 polo x 10 posiciones, cada una con una etapa excitadora transistorizada y un relé.
Con esta llave seleccionamos el instante en que queremos el accionamiento del aparato conectado al relé correspondiente, pudiendo el mismo ser alterado en cualquier instante. Si utilizamos 3 módulos, con 3 de estas llaves y ajustamos para tener un ciclo de 10 horas (1 hora por salida.), Podemos tener la siguiente programación:
1 5 7
Esta programación significa que el primer relé se activa después de 1 hora, y así permanece por 1 hora; el segundo es activado en la quinta hora, y así permanece por más 1 hora, y el tercero en la séptima hora del ciclo, quedando también por 1 hora activado. Una sugerencia de complemento para el proyecto consiste en la utilización de monoestable con el 555 en cada llave, en cuyo caso el tiempo de cierre de cada relé puede ser programado, independientemente, hasta 40 minutos.
La alimentación para el sistema viene de una fuente regulada de 12 V x 1 A que permite el accionamiento de hasta 10 bloques de programa (con un máximo de 5 puntos coincidentes de tiempos).
MONTAJE
En la figura 3 tenemos el diagrama completo del dispositivo.
En la figura 4 tenemos la placa de circuito impreso básico.
Para los módulos programables, tenemos los circuitos dados en la figura 5.
La placa de circuito impreso correspondiente a un módulo se muestra en la figura 6.
Al realizar el montaje, se deben tomar algunos cuidados.
Observe bien la posición de todos los circuitos integrados y el CI-4, estabilizador de tensión, utilice un radiador de calor. Es interesante utilizar sockets para los integrados, pues eso facilita su cambio y evita el calor en el proceso de soldadura.
Observe también las posiciones de los diodos de la fuente de alimentación, que tanto pueden ser los 1N4002 como los equivalentes de mayor tensión. Los diodos en paralelo con los relés no son críticos, pudiendo ser de cualquier tipo de uso general de silicio.
Los capacitores usados deben tener tensión de trabajo de al menos 16 voltios. Para el transformador, elija uno que tenga bobinado primario de acuerdo con su red de alimentación y secundario de 12 + 12 V x 1 A. Los relés utilizados originalmente son del tipo que poseen dos contactos reversibles de 2 A, los cuales pueden ser asociados para controlar hasta 4 A.
Los resistores son todos de 1/8 W o ¼ W con un 10% de tolerancia, y el potenciómetro P1 de ajuste de ciclo de tiempo puede tener la clave general incorporada. Para cargas de corrientes elevadas se sugiere que su alimentación no pase por el interruptor del potenciómetro.
El fusible de protección, eventualmente, debe ser alterado en función de las cargas controladas. En la figura 7 tenemos una sugerencia de caja para montaje, donde destacamos las tomas de fuerza en que están conectados los aparatos controlados.
Prueba y uso
Para probar el aparato, utilice el tiempo más corto que corresponde al potenciómetro P1 como mínimo de resistencia y S1 del divisor en la posición "dividido por 1". Conecte en las tomas de salida lámparas comunes o electrodomésticos de consumo dentro de la capacidad de los relés (hasta 2A).
Accionando el aparato, por la conexión en la toma, y restableciendo en S1 (interruptor doble de presión), los aparatos controlados deben ser activados en secuencia rápida y luego apagados, conforme a las posiciones de las llaves de programas (figura 8).
Ajuste gradualmente el tiempo en P1 hasta que compruebe que los intervalos se ajustan a lo deseado. Después de instalar definitivamente el aparato. En una aplicación recreativa, este sistema puede ser utilizado como secuencial de 10 canales.
Lista de material
CI-1 - 555 - circuito integrado - temporizador
CI-2, CI-3 - 4017 - circuitos integrados CMOS
CI-4 - 7812 - circuito integrado regulador de tensión de 12 V
T1 - transformador con primario de acuerdo con la red local y secundaria de 12 + 12 V x 1 A
D1, D2 - 1N4002 o equivalentes diodos de silicio de uso general
R1 - 2k2 x 1/8 W - resistencia (rojo, rojo, rojo)
R2 - 10k x 1/8 W - resistor (marrón, negro, naranja)
C1 - 470 uF x 16 V - capacitor electrolítico - ver texto
C2 - 100 uF x 16 V - capacitor electrolítico
C3 - 1500 uF x 16 V o 25 V - capacitor electrolítico
S1 - llave de 1 polo x 10 posiciones
S2 - interruptor de doble presión
F1 - fusible de 5 A
P1 - 1 M - potenciómetro lin o log (con o sin llave)
Varios: placa de circuito impreso, caja para montaje, cable de alimentación, botón para P1, hilos, etc.
MATERIAL PARA LOS MODULOS
Q1 - BC548 o equivalente - transistores NPN
D3 - 1N4148 - diodo de silicio de uso general
K1 - relé de 12 V
R3 - 1 k x 1/8 W - resistor (marrón, negro, rojo)
S3 - llave programable de 1 polo x 10 posiciones
Varios: tomas de conexión para las cargas, placa de circuito impreso, hilos, soldadura, etc.
