jueves, 20 de agosto de 2015

Interruptor lumínico para lámparas LED


De noche, una lámpara fluorescente automática ilumina la terraza de mi apartamento. El problema es que vienen muchos insectos en verano atraídos por la luz. Decidí cambiar la lámpara por una LED de 11w, evitando así que los mosquitos se aproximen, ya que la luz que emiten las lámparas LED de color blanco cálido, de unos 2800 a 3000 °K, está fuera del espectro del luz azul y tienen muy baja emisión de luz ultravioleta e infrarroja, que resultan muy apetecibles a nuestros vecinos los insectos.
El circuito consta de un integrado CMOS 4093 que contiene cuatro puertas lógicas NAND Schmitt, ofreciendo una ventana de conmutación entre dos niveles de tensión distintos, haciéndolo especialmente inmune al ruido generado por la "incertidumbre de conmutación" cuando los cambios son muy lentos. Este problema suele originar la vibración de un relé cuando se acerca el umbral de conmutación; usando un triac o scr puede aparecer entre la carga un umbral de tensión intermedio de encendido antes de alcanzar el valor nominal, etc.; estos problemas puede dañar una lámpara LED.



Es muy fácil diseñar con las puertas lógicas universales NAND, ya que en su salida tenemos un nivel lógico bajo (0v) sólo cuando en sus dos entradas hay un nivel lógico alto (en este caso sobre 6v, ya que es un IC CMOS y puede trabajar desde 3 a 15v). Aplicando la lógica booleana podemos resolver con este IC muchos dilemas de relaciones lógicas cotidianas donde la electrónica tiene cabida. 



El circuito que os propongo usa un MVA (multivibrador astable) hecho con dos puertas lógicas NAND y un MVM (multivibrador monoestable), y funciona del modo siguiente:
Cuando incide la luz sobre el fotodiodo el nivel lógica en las entradas de la N1 es 1 lógico, y en su salida 0. El umbral de conmutación lo podemos modificar cambiando el valor de R1. En este momento el LED Rojo se mantiene encendido permanentemente, indicando así ese estado. La salida de N4 estará en 1 lógico, y el relé desactivado porque el transistor T1 está en estado de corte. Si la luz no incide o incide levemente el nivel lógico en las entradas de N1 es cero, y en su salida 1. En este momento el diodo LED Rojo empieza a parpadear a un ritmo aproximado de 1,5 Hz, y el condensador C3 comienza a cargarse hasta alcanzar el nivel lógico 1 de las entradas de la puerta N4, invirtiendo aproximadamente 10 segundos. Como en la salida de N4 es nivel lógico cero (bajo), el transistor T1 se satura y activa el relé, encendiendo la luz. El retardo se precisa para que cualquier cambio brusco de luminosidad apague o encienda la luz del patio. Hay que evitar que la luz de la bombilla LED incida apreciablemente sobre el fotodiodo, ya que ocasionaría un mal funcionamiento del circuito.
La fuente de alimentación que usé no os la entrego aquí porque no usa transformador, y eso es un riesgo para neófitos. En Internet encontraréis propuestas de alimentación para este circuito a gusto de todos. En el vídeo usé unos componentes que no son los del esquema porque no disponía de ellos, pero el orden de magnitudes de todos guardan la misma relación respecto a los del esquema.

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