guido 02
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Proyecto completo de sensoresTRANSCRIPT
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LUZ AUTOMTICA CON SENSORES
Cuando llega la noche enciendo la luz
de mi patio obviamente para poder ver
mejor al caminar, pero tambin como
medida de seguridad contra cualquier
intruso que quiera visitar mi casa sin
permiso. La idea es que si la luz del patio
est encendida, sirve potencialmente
como un disuasivo para potenciales
intrusos. Ahora bien, seguramente alguna
vez, se quiso contar con un sistema
electrnico que encienda la luz
automticamente en respuesta a la
deteccin de movimiento, de esa
manera no tendra que preocuparse por
buscar el interruptor de la luz del patio
cada vez que salgo en la noche, por
ejemplo.
Por otra parte, si algn intruso entrara a
mi casa la luz se encendera
automticamente e incluso podra
disparar alguna alarma sonora de
advertencia (lo cual me sera tambin
muy til a fin de espantar algunos gatos
que de cuando en cuando visitan el
patio de mi casa a media noche). Se me
ocurri el siguiente circuito el cual es muy
simple pero tiene gran potencial para
muchas otras aplicaciones similares y es
muy apropiado para principiantes y
aficionados que no tienen mucho
conocimiento de electrnica y al mismo
tiempo puedo ser interesante para los
que ya tienen experiencia previa.
Como primera parte se quiere presentar
la prueba del sensor PIR para entender el
principio de funcionamiento del mismo.
Diagrama del circuito (P1)
Diagrama de conexiones (P1)
Diagrama del circuito (P2)
Diagrama de conexiones (P2)
Diagrama del circuito (P3)
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Diagrama de conexiones (P3)
Diagrama de conexiones
Diagrama del sistema
Como se ve, el sistema consta de cuatro
partes las cuales desgloso a
continuacin:
Diagrama de conexiones final (Proto)
1. Sensor de Movimiento: El sensor de
movimiento es un sensor modular Sensor
Infrarrojo de Proximidad PIR (industria
Estadounidense) o alternativamente
puede usarse tambin el Sensor de
Movimiento PIR (industria China), ambos
son funcionalmente iguales y su uso es
similar. De aqu en adelante usar como
referencia el primer modelo mencionado,
pero las mismas descripciones se aplican
casi en un 100% al otro modelo tambin.
El sensor PIR posee solamente tres pines:
Salida de Seal, V+ y GND, sus
especificaciones principales son:
Rango de deteccin hasta 6 metros.
Salida de un solo bit.
Un jumper selecciona el modo de salida: disparo contnuo o por
flanco.
Tamao pequeo que hace fcil ocultarlo.
Compatible con muchos microcontroladores.
Alimentacin requerida: 3.3 a 5 VDC; >3 mA (puede variar)
Comunicacin: Salida de un solo bit nivel alto/bajo.
Dimensiones: 32.2 x 24.3 x 25.4 mm
El sensor cuenta con un lente Fresnel que
hace posible un rango ms amplio y la
deteccin del cambio de patrones de luz
infrarroja debido al movimiento dentro de su
rango de deteccin. Ante la presencia de
movimiento la salida proporciona una seal
de nivel lgico alto, la cual retorna a nivel
lgico bajo si no hay movimiento
movimiento.
2. Circuito Inversor de Disparo: Su funcin
principal es la de invertir la seal inicial de
disparo proporcionada por el sensor PIR,
debido a que el temporizador monostable
basado en el chip 555, el cual determina el
tiempo que la luz permanecer encendida,
requiere un flanco descendente para ser
activado.
Esta parte de circuito consta bsicamente
de un negador lgico en el cual el transistor
Q1 funciona entre un estado de saturacin y
corte. Eleg el transistor BC548 porque estaba
a la mano, pero casi cualquier otro transistor
NPN funcionar adecuadamente. El
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capacitor C3 tiene la funcin de limitar el
tiempo de duracin de la seal de disparo a
un pulso negativo corto (el capacitor se
pone en corto a tierra momentneamente
para luego alcanzar un nivel de potencial
de VCC). Como requisito general el manual
del Temporizador 555 plantea que las
seales de disparo debe ser de flanco de
bajada y el pulso total debe ser corto.
3. Temporizador Monostable: Esta parte
del sistema es un clsico circuito vibrador
monostable casi directamente extrado
del manual del chip 555, nada fuera de
lo usual. Para quienes no estn
familiarizados con circuitos monostables,
la explicacin ms simple de su
funcionamiento es la siguiente: Al proveer
un flanco de bajada o pulso corto
negativo a la entrada de disparo (Pin 2),
el 555 pone en nivel alto su salida (Pin 3)
por un tiempo cuyo valor est
determinado por el tiempo de carga del
capacitor C1 a travs de la resistencia R1;
en otras palabras, la duracin del pulso
de salida depende de los valores de
ambos componentes. C2 tiene el
propsito de prevenir disparos en falso y
su valor est recomendado directamente
por el manual.
El tiempo de duracin del pulso est
dado por la frmula: t = 1.1R1 x C1
En este caso se est usando en R1 un
potencimetro de 1 Megaohm y un
capacitor de 100 uF, lo que nos permite
variar la duracin del pulso desde 0 hasta
110 segundos. (Correccin: En el
diagrama de circuito se muestra C1=10
uF, lo cual slo nos da un tiempo total de
11 segundos, para lograr los 110 segundos
se debe usar el capacitor de 100uF). Se
puede experimentar con valores ms
grandes de capacitancia y/o resistencia
para obtener duraciones ms largas si es
necesario. Es tambin posible reemplazar
el potencimetro directamente por una
resistencia de valor fijo para obtener una
correspondiente duracin fija deseada.
4. Circuito Actuador: El pulso de salida
provisto por el 555 es usado a su vez para
activar el relay encargado de encender
el bombillo de luz. A fin de soportar
adecuadamente la carga de corriente
requerida por la bobina del relay, se est
usando un tpico circuito buffer de
corriente en base a un transistor 2N2222.
La resistencia R5 sirve simplemente para
limitar la corriente en la base del transistor
y el diodo D1 tiene como propsito
descargar de manera segura la corriente
almacenada por la bobina, una vez que
sta haya sido desenergizada.
El relay es uno comn que soporta 5VDC
en el lado de la bobina de activacin y
aguanta hasta 2A de corriente en la
carga (bombillo u otro dispositivo que
funcione con corriente alterna). Como
precaucin uno debe cerciorarse que la
corriente provista a la bobina por parte
del transistor (Q2) no sea excesiva, lo cual
podra recalentar al transistor. En mi caso
hice la siguiente comprobacin:
Med la resistencia del alambre de la bobina del relay y me di 147 ohms.
Calcul la corriente de colector para el transistor, la cual en todo
caso ser un poco menor a:
5VDC/140ohm = 34mA.
Revisando la hoja de datos del transistor 2N2222 constatamos que la
mxima corriente de colector es de
800 mA, as que 34 mA es
perfectamente seguro para un
trabajo constante del transistor.
Prueba de Funcionamiento
Cuando el sensor detecta movimiento en su
rango de alcance entre 5 a 6 metros, la luz
se enciende y permanece en ese estado por
un tiempo de hasta 1 minuto y 50 segundos
el cual puede ser programado mediante
potencimetro R1. Funciona perfectamente!
Ahora, cada vez que salga al patio en
medio de la noche tendr
automticamente luz sin necesidad de
buscar a tientas el interruptor, adems estar
ms seguro sabiendo que el encendido
automtico de luz servir como disuasivo
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para un potencial intruso y por ltimo, podr
asustar unos cuantos gatos del barrio
cuando stos vengan en medio de la noche
a husmear en mi patio.
El diagrama del circuito no incluye la fuente
de alimentacin de 5VDC, la cual se ha
obviado para simplificar la descripcin del
sistema.
Sugerencias Para Proyectos Similares
Aqu les presento algunas sugerencias para
aplicaciones similares de este sensor tan
verstil:
Cmara de seguridad. Si
disponemos a mano una cmara
digital con tarjeta de memoria
flash (muy comunes y baratas en
este tiempo), podemos disparar
la misma mediante el sensor de
movimiento para sacar de
manera automtica una serie
seguida de fotos o filmar video
por un tiempo preprogramado o
hasta que cese todo movimiento.
Sistemas de alarma. Ante la
deteccin del movimiento el
sensor puede activar una sirena,
luces o iniciar una comunicacin
automtica del evento a otro
sistema matriz.
Avisos comerciales activados por
movimiento. Ante la presencia
de potenciales clientes entra en
funcionamiento el aviso
comercial, el cual puede constar
de sonido, video, luces y otros.