Al anochecer este dispositivo encenderá automáticamente las luces de su zaguán, jardín, garaje o de las vidrieras de una tienda, y al amanecer las apagará. Un montaje ideal para el que llega a su casa de noche y desea encontrar las luces encendidas, o también para quien no puede estar en el lugar para encender a apagar las luces al anochecer o amanecer.
Un sistema de luz nocturna automática puede tener muchas utilidades. Además de evitar el gasto excesivo de energía eléctrica, manteniendo las luces encendidas sólo mientras falta luz natural, también ayuda a economizar la presencia de un operador humano para conectarlas o desconectarlas.
Podemos usar tales sistemas, con eficiencia, en los siguientes casos:
Accionamiento de lámparas de vidrieras, jardines, zaguanes o estacionamientos.
Accionamiento de sistemas de señalización nocturna (luces de mástiles).
El proyecto que describimos utiliza una configuración poco común de circuito de disparo o “trigger" con el 555 y puede controlar lámparas de las redes domiciliarias tanto de 110 V como de 220 V con potencias suficientes para la mayoría de las aplicaciones.
De hecho, en la red de 110 V podemos controlar hasta 200 vatios de lámparas, y en la red de 220 V hasta 400 vatios, con suficiente holgura para los contactos de relé que son conectados en paralelo.
Para el control de potencias mayores, se pude usar sin problemas un relé intermediario.
Las características del aparato son las siguientes:
Tensión de alimentación.....110 o 220 voltios
Sistema sensor...LDR
Carga máxima...200 W (110 V) o 400 W (220 V)
Componentes activos...1 circuito integrado
Cómo funciona
Como podemos ver en la figura 1 el integrado 555 (timer) está, formado internamente por dos comparadores conectados a un flip-flop y a una etapa de potencia.
Normalmente este integrado es usado como timer estable o monoestable, pero nada impide que sea polarizado, como muestra la misma figura, para formar un “trigger" o circuito de disparo.
La tensión de referencia puede ser aplicada al pin 5, siendo del orden de la mitad de la tensión de alimentación. En la transición de la tensión de entrada del pin 2, de un valor mayor de la mitad de la tensión de referencia a una menor, la salida es activada, pudiendo controlar un relé.
En el proyecto final, fijamos la tensión de referencia por un divisor formado por R1 y R2 y ajustamos 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 ambiente.
Les recordamos que, en la instalación del aparato, el LDR debe recibir solamente la luz ambiente (del cielo) y nunca la luz de las lámparas que controla, pues en este caso habría una realimentación (figura 2).
El circuito es alimentado por la red local a través de un transformador, y en el montaje está previsto un tomacorriente donde pueden ser conectadas las lámparas alimentadas.
En el caso de un jardín o vidriera, por ejemplo, se pueden poner lámparas en paralelo, observando el límite de potencia.
Es digno de subrayar que una característica importante de este circuito con “trigger" es el hecho de no sufrir esas desagradables oscilaciones de los circuitos convencionales cuando la iluminación llega al umbral de disparo. La transición del punto de espera al disparo es inmediata y única. El relé cierra y abre de inmediato los contactos, 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 sobre la placa de circuito impreso con todas las conexiones externas, de modo de facilitar al máximo su montaje.
Los principales cuidados que se deben tomar con los componentes y su obtención son los siguientes:
a) El circuito integrado es el 555, debiendo observarse su posición.
b) El LDR es de tipo redondo, de cualquier tamaño, debiendo ser instalado en un tubo opaco dirigido hacia el cielo de modo de operar con su luminosidad. Se puede usar un cable de hasta 5 metros para conectar este LDR al circuito.
c) El diodo D1 es de uso general, 1N4148 o 1N914, en tanto que D2 y D3 son rectificadores del tipo 1N4002, 1N4007 o equivalentes, debiendo siempre observarse su polaridad.
d) El relé recomendado es el MC2RC2 que tiene contactos para 2 amperes los cuales son conectados en paralelo y todavía operan con holgura en la carga máxima recomendada. Para mayores cargas se pueden usar relés de contactos de mayor corriente pero su bobina debe ser de 12 V con corriente máxima de 100 mA. Si se usaran relés diferentes, se debe modificar el diseño de la placa.
e) Los resistores son todos de 1/8 o ¼ W y el único potenciômetro puede ser tanto de 47 k como de 100 k.
f) Cf es un capacitor cerámico que funciona como filtro y desacoplamiento del integrado, y su valor no es crítico, estando entre 100 nF y 220 nF. C2 es un electrolítico para una tensión mínima de 25V y su valor debe estar entre 1.000 y 2.200 pF.
g) T1 tiene un bobinado primario de acuerdo con su red local, 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 tomacorriente de salida para la conexión de las lámparas externas.
Los cables de conexión de la parte de alta tensión, que también opera con corrientes mayores, tienen que ser más gruesos que los demás.
Prueba y uso
Para probar el aparato conecte en X1 cualquier lámpara de acuerdo con su red local, una veladora u otro aparato electrodoméstico cuyo funcionamiento se pueda verificar.
Coloque un fusible en el soporte y accione S1.
En seguida coloque el LDR de modo que reciba directamente la luz ambiente y ajuste el P1 para que el relé abra sus contactos. Ajuste el Pt de modo que quede en el umbral de accionamiento.
Cubriendo el LDR con la mano, se va moviendo gradualmente el cursor de Pi hasta obtener el punto de mayor sensibilidad, o sea, en el que el circuito es conectado al faltar la luz y desconectado con la presencia de luz. Haga lentamente este ajuste ya que el aparato tiene cierta inercia.
Una vez comprobado su funcionamiento, solo queda instalarlo en forma definitiva.
CI1 - 555 - circuito integrado
LDR - LDR redondo común
D1 - 1N4148 o equivalente - diodo de uso general
D2, D3 - 1N4002 o equivalente - diodo rectificador
T1 - trasformador con primario de 110 V o 220 V conforme a la red local y secundario de 12 + 12V con por lo menos 200 mA.
P1 – 47 k o 100 k - potenciômetro simple
F1 – 4 A - fusible
S1 - interruptor simple
R1, R2, R3, R4 - 1ok x 1/8W - resistores (marrón, negro, naranja)
C1 - 220 nF (224) - capacitor cerámico
C2 - 1.000 µF x 25 V - capacitor electrolítico
Varios: placa de circuito impresa, cable de alimentación, caja para montaje, botón para P1, todo para el LDB, cables, soldadura, etc.