Como dice el titulo hoy haremos una alarma fotosensible usando un circuito integrado temporizador/oscilador NE555 en configuraciòn monostable (un pulso temporizado).
Primero para quienes no lo conozcan algo sobre el "555"
El NE555 es un circuito integrado basado en resistencias, capacitores y semiconductores, miniaturizados y encapsulados en silicio, y lo que permite es con un reducido tamaño generar circuitos que años antes requerìan de mucho trabajo y materiales.
Sus principales funciones son la de multivibrador-oscilador de tipo astable y la de temporizador monostable, lograndose esto mediante comparaciones entre la tensión (voltaje) entre sus distintos terminales.
Como oscilador astable, se obtiene un pulso constante variable entre una entrega desde casi 0V hasta 18 V, a partir de una entrada de 4.5 a 18 V (ver datasheet).
Con esta configuración se puede hacer desde parpadear luces tipo baliza, hasta hacer un reloj...
Vista grafica del pulso en configuración astable:
Como temporizador monostable el pulso generado será único (luces de escalera x Ej.) y de una duración determinada por una relación existente entre los componentes del circuito.
Este circuito puede usarse como luz de aviso para personas sin audición usandose como timbre teporizado, para desactivar o activar electrodomesticos de manera automatica y programable, y hasta para una alarma que es lo q haremos hoy, entre muchas otras cosas mas.
La parte superior es la de la muesca.
Ground (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra.
Disparo(normalmente la 2): Es en esta patilla, donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monostable.
Este proceso de disparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltaje de alimentación.
Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez.
Salida (normalmente la 3): Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador , ya sea que esté conectado como monostable, astable u otro.
Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje de alimentación (Vcc) menos 1.7 Voltios. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla de reset (normalmente la 4).
Reset (normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida a nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee".
Control de voltaje (normalmente la 5): Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la práctica como Vcc -1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios).
Así es posible modificar los tiempos en que la salida está en alto o en bajo independiente del diseño (establecido por los resistores y condensadores conectados externamente al 555). El voltaje aplicado a la patilla de control de voltaje puede variar entre un 45 y un 90 % de Vcc en la configuración monostable. Cuando se utiliza la configuración astable, el voltaje puede variar desde 1.7 voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje en esta patilla en la configuración astable causará la frecuencia original del astable sea modulada en frecuencia (FM). Si esta patilla no se utiliza, se recomienda ponerle un condensador de 0.01μF para evitar las interferencias.
Umbral (normalmente la 6): Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida a nivel bajo.
Descarga(normalmente la 7): Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.
V+ (normalmente la 8): También llamado Vcc, alimentación, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentación que va de 4.5 voltios hasta 18 voltios (máximo). Hay versiones militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios.
Configuraciòn monostable
En la configuraciòn monostable cuando se activa el sistema obtenemos un unico pulso cuyo tiempo de duraciòn puede determinarse x la relaciòn existente entre los valores del condesador y de la resistencia a utilizar, aplicandose la formula:
T (segundos) = 1.1 x (R x C)
valor de resistencia en ohms x valor de condensador en faradios.
En la siguiente imagen se observa graficamente la acción de una caída de voltaje en la pata 2 "trig" y el voltaje obtenido en "out" pata 3 en consecuencia, en un circuito de tipo temporizador monostable.
En la siguiente imagen se observa graficamente la acción de una caída de voltaje en la pata 2 "trig" y el voltaje obtenido en "out" pata 3 en consecuencia, en un circuito de tipo temporizador monostable.
Si quisieramos x ejemplo aproximarnos a los 10 segundos de voltaje "alto" en V out podriamos poner un condensador de 47µf (microfaradios, 0,047 faradios) y una resistencia de 200 KΩ (kilohoms, 1000 ohms)
200 x 0.047 = 9.4 x 1.1 = 10.34 segundos
Esquema de conexión del circuito
Observese que la pata 1 està conectada directamente a tierra
La resistencia que dice "pull up" se usa para lograr que trigger o pata 2 pase en combinación con el switch de voltaje V+ a tierra, V0 pudiendo ser esta de unos 20 KΩ.
Esta es una representación hecha x mi en paint de como se vería el circuito desarrollado en un impreso generico modelo CL-003 (recortado):
Esta es un video de simulación en "circuit" falstdat de ambas configuraciones:
Esta es una foto de como quedó en la realidad en la plaqueta generica 003:
En este video (hecho x mi) pueden ver el integrado 555 en la práctica en sus dos principales configuraciones:
Materiales para armar circuito de alarma con 555 monostable
Un CI NE555
$U12 o $A3
Circuito impreso generico
En mi caso comprè en "Fablet & Bertoni" los modelos CL-003 y Cl-005 a Aprox. $35 y $45 uruguayos, unos $9 y $11 argentinos Representación hecha x mi en paint (no encontré ninguna en la red) del circuito impreso generico modelo CL-003 y del CL-005 que puede servir para plantear los circuitos sin soldar (si no tenés protoboard como yo)
.
Resistencias
En este caso precisaremos una resistencia de carbòn de unos 220 kΩ mas o menos, dependiendo del tiempo que quieran que permanezca encendido el sistema. (paquete de 10 $12 U, $3 A) compren varias de distintos valores para jugar con los tiempos o hasta si quieren pueden usar una resistencia variable (potenciometro) $u45 para probar en tiempo real los distintos valores.
o
Condesador electrolitico
En este caso de 47 µf
Pulsador para impreso
Pulsador para impreso
Push switch (encendido y apagado)
Bateria de 9 V o transfo de hasta 12 V
2 Leds uno rojo y uno verde (a gusto)
Cable para puentear estaño, soldador y paciencia...
Bateria de 9 V o transfo de hasta 12 V
2 Leds uno rojo y uno verde (a gusto)
Cable para puentear estaño, soldador y paciencia...
Fotorresistencia o L.D.R (Light Dependent Resistor)
Lo que haremos será sustituir la resistencia "pull up" x una de estas, y el switch x una resistencia variable (potenciometro)
X lo tanto, a menor resistencia en RV , mas sensibilidad tendrá nuestro dispositivo y se nesecitará de menos diferencia entre luz-sombra para que se active el dispositivo.
Si además conectamos un led (rojo) en V out (pata 3) y un "buzzer" conectados en paralelo a tierra, cuando se acive el sistema se encenderá el led y sonará la chicharra hasta que el dispositivo se detenga o hasta que lo reseteemos (hagamos caer "reset" o pata 4 a tierra o V0)
Y si además conectamos otro led (verde) inversamente, conectando su negativo a V out (que es positivo en estado alto y negativo en bajo) y el positivo al negativo, obtendremos un piloto que nos indica que el dispositivo está en espera:
Simulación de armado (propia)
Lo que debería suceder es que regulando la RV (pote 250 kΩ) hasta que no suene con luz ambiente, apenas le hagamos sombra debería activarse.
Bien, ahora es solo cuestión de armar el circuito, es muy sencillo y si se toman el tiempo puede ser una tarea y un proyecto divertido y productivo (en vez de la L.D.R. se puede usar un switch de tipo "normal abierto" para x Ej. poner en una puerta para que suene si es abierta y aunque se cierre siga sonando por el tiempo predeterminado).
Esta es una foto de como me quedó el proyecto terminado:
La fuente que usé es una pequeña batería formada x 3 pilas de reloj de 1.5 V cada una y el buzzer se lo robé a un sistema de alarma de esos que venden en los todo x $20 (uruguayos) que si cerrabas la puerta se apagan...
En fin, el buzzer lo pueden hacer con un 555 configurado como astable (y se puede amplificar con un integrado LM386 amplificadr) o pueden sacarselo a algúna porquería electronica con ruido que encuentren x ahí (timbres a pila o inalambricos, juguetes rotos con ruido !!!, reloj, despertador electronico).
Este es el video del proyecto terminado
Espero les haya gustao el post, como siempre dudas comentarios y/o puntos bienvenidos!!!
Proximo proyecto:
Amplificador portatil casero para mp3 y/o para guitarra con distorciòn (control de ganancia) Con baterìa d 9V
Si te interesa:
Otros post de mi autoría que te pueden interesar: