El circuito presentado controla un relé desde sensores o interruptores que proporcionan una acción biestable: con un toque el relé arma. Con el toque siguiente se apaga. Podemos utilizar este circuito en sistemas automáticos de cambio de dirección y control en robots, en automatismos diversos y en sistemas de control remoto. La alimentación del circuito se puede realizar con tensiones de 6 o 12 V, según el relé utilizado.
Uno de los problemas de muchos proyectos de automatismos, robots y sistemas de control remoto es obtener una acción biestable segura: con un toque el sistema se enciende y con el toque siguiente se apaga.
La existencia del fenómeno del repique en sensores e interruptores hace que, al activar el sistema, más de un pulso sea enviado al circuito que entonces puede encender y apagar de modo aleatorio, como muestra la figura 1.
El circuito, basado en componentes bipolares y CMOS, presenta un consumo muy bajo y al mismo tiempo una gran sensibilidad que posibilita su utilización con sensores resistivos tales como LDR.
Esta posibilidad lleva a una aplicación directa del proyecto en un control remoto por haz de luz, a partir de una linterna o del faro de un coche, como muestra la figura 2.
Con un toque de luz en el sensor, el relé atraca y la carga conectada a él se activa.
Para apagar, basta con un nuevo toque de luz en el sensor.
En un robot, el uso de un relé de contactos reversibles, puede llevar la reversión del sentido de rotación del motor a partir de sensores simples de movimiento como un detector de golpes.
Como funciona
Un circuito integrado 555 que funciona como monoestable evita la acción de repiques o accionamiento aleatorios del sensor. Es un circuito, tiene su salida llevada al nivel alto por un tiempo constante, independientemente de la duración del pulso aplicado por el sensor.
El tiempo depende del ajuste de P1 y del valor de C1 (que dependen de la aplicación) y para el disparo, la entrada del circuito integrado 555 debe ser llevada al nivel bajo por un instante (puesta a tierra)
El resistor R1 debe tener su valor cambiado si en lugar de un sensor del tipo interruptor se utiliza un sensor resistivo. Los resistores de hasta 1 M ohms se pueden utilizar en el caso de que se desee un accionamiento con fuentes de luz muy débiles oa una buena distancia.
El pulso de duración constante producido por el 555 sirve para accionar un flip-flop tipo D, de los dos existentes en el circuito integrado CMOS 4013.
El capacitor C2, junto con R3, forma la red que restablece el circuito cuando se establece la alimentación.
Esto garantiza que el circuito, al ser conectado, siempre parte de la condición en que el relé se encuentra desenergizado.
La salida del flip-flop se conecta a la base del transistor vía R4 para el accionamiento del relé que controla la carga.
El relé utilizado es del tipo sensible con una bobina de no más de 50 mA de corriente. La corriente de los contactos del relé dependerá únicamente de la carga que debe controlarse.
Montaje
En la figura 3 tenemos el diagrama completo del control sin la fuente de alimentación, pues se puede hacer tanto desde la red de energía como a partir de las baterías.
Una sugerencia de placa de circuito impreso se muestra en la figura 4. Esta placa está diseñada para el caso de un relé miniatura basado en DIL (Dual In Line). Si se utiliza un relé diferente, la tarjeta debe tener su diseño cambiado.
Para mayor seguridad en el montaje, sugerimos que se usen sockets para los circuitos integrados. Esto facilita su cambio en caso de necesidad y evita el calor en el proceso de soldadura, pues los CIs sólo se encajan después de terminado el montaje.
P1 es un trimpot y para las aplicaciones comunes C1 puede tener un valor de 100 nF.
En el montaje hay que prestar atención a la posición de los componentes polarizados.
Prueba y uso
Para probar el aparato conecte un interruptor de presión a la entrada (AB) y alimente el circuito. Si puede conectar alguna carga en los terminales del relé para monitorear su funcionamiento.
Con un toque en el interruptor, el relé debe atracar conectando la carga. Para apagar un nuevo tono. Esta acción debe ser siempre la misma, cualquiera que sea el momento en que el interruptor sea activado.
En la figura 5 mostramos cómo elaborar un control remoto por haz de luz para un ventilador, por ejemplo.
En la figura 6 damos una fuente de alimentación simple para el caso del lector desear alimentar el circuito por la red de energía en lugar de pilas o baterías.
El consumo del circuito con el relé atrapado es del orden de 60 mA y con el relé apagado es orden de 5 mA.
Semiconductores:
CI-1 - 555 - circuito integrado - temporizador
CI-2 - 4013 - circuito integrado CMOS - flip-flop D
Q1 - BC548 o equivalente - transistores NPN de uso general
D1 - 1N4148 - diodo de uso general
Resistores: (1 / 8W, 5%)
R1 - 47 k ohms - amarillo, violeta, naranja
R2 - 10 k ohms - marrón, negro, naranja
R3 - 22 k ohms - rojo, rojo, naranja
R4 - 4,7 k ohms - amarillo, violeta, rojo
P1 - 100 k ohms - trimpot
Capacitores:
C1 - 100 nF a 1 uF - capacitor (cerámico, poliéster o electrolítico, según el valor)
C2 - 100 nF - cerámico o poliéster
C3 - 100 uF x 16 V - electrolítico
Varios:
K1 - Relé de 6 ó 12 V - 50 mA de bobina (max)
Placa de circuito impreso, fuente de alimentación, caja para montaje, hilos, soldadura, etc.