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jueves, 21 de mayo de 2026

El 555 como comparador

  

 Este dispositivo controla de forma automática el encendido y el apagado de las luces artificiales en función del umbral de luz solar. 

Usa un circuito integrado 555, un fototransistor, un transistor PMOS, un relé, un LED de color verde y un par de resistencias.

El circuito integrado lo usamos como comparador, y los umbrales están establecidos a través del circuito resistivo que contiene internamente. Se activa al caer el voltaje en la patilla 2 a un tercio de +Vcc, y se desactiva a dos tercios del valor de +Vcc en la patilla 6. El ciclo de histéresis está establecido dentro del marco de esta ventana de disparo, evitando cualquier atisbo de duda en la conmutación. 


Aunque el 555 está activado en este circuito cuando sobre el fotodiodo hay poca luz, la acción inversora del PMOS mantiene desactivado el relé; es decir, por la misma lógica, el relé se activa cuando sobre el fotodiodo incide plenamente la luz. El transistor PMOS es un amplificador de corriente controlado por tensión, activándose cuando la tensión en su puerta (Gate) es negativa con respecto a su fuente (Source).

jueves, 19 de diciembre de 2024

El IC 556 como MVA

En esta entrada, al igual que en la anterior,  echamos mano de los diodos LED para animar la Navidad, pero aquí usamos con ellos un circuito integrado muy popular, el 556, para hacerlos tintinear. 


Con Tinkercad logramos simular el circuito, pudiendo apreciar en toda regla su funcionamiento.  

El 556 funciona como un doble MVA (multivibrador astable), y conectando sus salidas a dos diodos de silicio (OR) generamos un efecto pseudoaleatorio muy interesante. El elemento que controla los LEDs es un transistor MOSFET de tipo N, que puede aportar la corriente suficiente para hacer parpadear a un ritmo alocado un buen número de LEDs.

Para mí, Charles Dickens fue uno de los que mejor sintetizó el espíritu navideño en una bucólica frase: "Honraré la Navidad en mi corazón y procuraré conservarla durante todo el año"


miércoles, 18 de diciembre de 2024

Luces de Navidad pseudoaleatorias

Siempre debería ser entrañable la Navidad para todos, pero el mundo es como es, y no siempre coincide como esperamos. En todo caso, la Navidad se inunda de luz con esa forma de energía que ahora es imprescindible para iluminarla como nunca, con esa electricidad que un buen día iluminó el primer árbol navideño gracias a la iniciativa del colega de Thomas Edison, Eduard Hibberd Johnson, en diciembre de 1922 en la ciudad  de Nueva York, donde residía.

 Hoy, los LEDs dan brillo y color a cualquier noche, pero si queremos saber lo que realmente dan deberíamos juguetear un poco con ellos, y nada mejor que estos días para intentarlo. Aquí tenéis algo que la IA no puede aportar porque es genuino, y aunque para algunos parecerá una chorrada, hay que saber un poco más que un político de que van los LEDs y la energía para tratarlos de esta curiosa forma. Aquí va el circuito:

 

Dos diodos LEDs intermitentes, que se comportan como dos MVA (multivibrador astable), interacciona entre sí gracias a la puerta AND formada por el diodo de silicio 1N4148 y la conexión del diodo LED 2 a la puerta del transistor MOSFET N (2SK1118), que con su elevada impedancia de entrada y el control por tensión que tiene sobre su salida, nos permite controlar así una elevadísima corriente de paso.

 Yo le puse tres LEDs en el esquema eléctrico, pero en el circuito probé con uno. Podría conectarse a una ristra de diodos LEDs en paralelo sin problema alguno, pero debéis ajustar el valor de R3 para que aporte la corriente necesaria para que todos se iluminen correctamente. Todo eso es fácil, sólo tenéis que aplicar la maravillosa Ley de OHM.


Siempre recuerdo a los ausentes por Navidad, a aquel compañero que se dedicaba estos días a preparar un Belén al que había que poner a punto la electrónica y la mecánica que proporcionaba la magia para emocionar a cualquiera en unos días como estos. 

¡Feliz Navidad a todos!

Merry Christmas to all!

 


domingo, 23 de junio de 2024

El biestable definitivo con mBlock y Arduino UNO

mBlock 5 es una poderosa plataforma de programación basada en Scratch 3.0 especialmente diseñada para robótica, STEM y aprendizaje de programación. Al admitir el lenguaje Python basado en bloques, mBlock 5 nos permite crear juegos y animaciones libremente y programar robots Makeblock y más hardware de recursos abiertos como Arduino UNO. Este software cuenta con tecnologías de vanguardia como IA e IoT, lo que lo convierte en el software de programación perfecto para educadores, estudiantes, creadores y niños.

El IDE, o Entorno de Desarrollo Integrado, es donde podemos programar mediante bloques una gran variedad de dispositivos y robots de forma sencilla.

Como es habitual en este blog, vamos rápidamente al grano, ya que para mí últimamente el tiempo apremia y sólo dispongo del necesario para contaros de forma empírica lo que da cada entrada.

Abrimos el entorno con el navegador Google Chrome, ya que en Linux (en mi caso, Debian 12 "bookworm") es con el navegador que mejor va: https://ide.mblock.cc/


Lo primero es añadir el dispositivo que vamos a programar; en mi caso, la placa Arduino UNO (Dispositivos -> Añadir):


En vez de usar el driver mLink para conectar la placa Arduino UNO, y como tengo instalado y conectado el entorno IDE de Arduino a través de un puerto USB ttyACM0 (el dispositivo ACM0 es un dispositivo USB integrado estandarizado), hago clic en Cambiar a conexión directa:

y luego, hago clic en Serie:

 


  Elijo el dispositivo ttyACM0:

El hardware de Arduino UNO debe de estar conectado.

miércoles, 2 de agosto de 2023

KA2284: temporizador de ducha

Con un simple Darlington BC517, cuya relación de transferencia de carga mínima es de 30.000, y el circuito integrado KA2284, podemos construir un temporizador (monoestable) donde el KA2284 nos va mostrando con los diodos LED como el tiempo transcurre desde que pulsamos el pulsador cuando iniciamos nuestra ducha.

Para que sea interesante es preciso intercambiar los dos diodos verdes de un extremo por el rojo y amarillo del otro. El temporizador va de mayor a menor, al contrario del vúmetro, que va de menor a mayor.

Al pulsar el pulsador del circuito, el condensador de 1μF se carga completamente encendiendo todos los LED, y al descargarse a través del transistor Darlington lo hace paulatinamente, apagando, poco a poco y muy lentamente, los LED. Cuando transcurren 5 minutos, los LED verde se apagan, quedando el LED amarillo y el rojo; el amarillo se apaga, aproximadamente, dos minutos después, y todos los LED estarán apagados, más o menos, a los 10 minutos.

Esta es una idea muy curiosa, y es posible que no sólo me entusiasme a mí, por eso les dejo esta entrada.

Aquí les muestro un temporizador monoestable usando un transistor Darlington como Seguidor de Emisor:

domingo, 16 de julio de 2023

KA2284: Voltímetro, Luxómetro, Sonómetro...

El KA2284 es un circuito integrado que dispone de una columna de 5 LEDs cuya corriente podemos ajustar mediante una resistencia (R). Dispone en la entrada de un amplificador operacional que amplifica y rectifica la señal para aportar finalmente la tensión requerida a la columna de LEDs para iluminarlos, encendiéndolos bajo una indicación logarítmica de 5 puntos (-10, -5, 0, 3 y 6dB). Se alimenta dentro de un rango de tensión entre 3,5 y 16 V. Fue diseñado para usarlo como vúmetro, pero aquí le daremos también otros usos muy interesantes simplemente usando unos pequeños trucos.

Está encapsulado en 9-SIP, tiene nueva patillas dispuestas una detrás de otra:

Se vende un módulo ya montado a precio de risa con el KA2284, donde se incluyen los LEDs y los componentes necesarios para usarlo directamente como vúmetro.


En mi caso, el vúmetro va asociado a un micrófono Electret, previamente amplificado con un transistor.

domingo, 23 de octubre de 2022

Presión, temperatura y humedad, con BMP180 y DHT22

 

En una de las entradas de este blog, Presión y temperatura con LCD Keypad Shield y BMP180, interesaba añadir un sensor más que pudiera registrar la humedad relativa (Hr). 

La humedad del ambiente tiene una gran relevancia en nuestra vida cotidiana, ya que repercute en el confort, en la salud, y en la duración o conservación de alimentos, por ejemplo.

La cantidad de vapor de agua que está presente en el ambiente determina el grado de humedad presente en el mismo. El sensor DHT22 nos brinda la temperatura y la humedad relativa del ambiente.

La Humedad Relativa (HR) es la cantidad de vapor de agua que reside en un ambiente en relación a la cantidad de vapor de agua que podría contener como máximo a una temperatura determinada. 

Las conexiones con el LCD Keypad Shield de Arduino son como muestra el siguiente esquema:

domingo, 2 de octubre de 2022

DHT11 usando el Serial Plotter de Ardunino IDE 2.0

Arduino IDE 2.0 nos brinda una herramienta que nos permite hacer gráficos con los datos enviados a través del puerto serie. El IDE o Entorno de Desarrollo Integrado (Integrated Development Environment) es la aplicación en la que está incorporado el Serial Plotter, con otras más, como un editor de código, un compilador, un depurador y un monitor serie que nos permite ver y enviar datos a través del puerto serie, formando en su conjunto el grupo de herramientas de programación para Arduino.

Con sólo tres patillas, el DTH11 es un sensor que nos proporciona en su salida digital la temperatura y humedad medida por él mismo. Una patilla es el negativo y otra el positivo de la alimentación, entre 3,3 y 5V; la patilla central es la salida serie por donde envía los datos, haciendo así extremadamente fácil integrar este sensor en un sistema digital.

Instalé Arduino IDE 2.0 desde Flatpak con Software en Debian 11:


Arduino IDE v2 lo encontramos en el Menú de inicio -> Desarrollo


Después de arrancar, nos podemos encontrar que no es visible el puerto donde se conecta la tarjeta. La "medicina" tradicional para resolver este problema es la siguiente:

  • Abrimos un terminal
  •  Ejecutamos el comando que habilita al usuario actual para usar los puertos:
    • sudo usermod -a -G dialout $USER
  • Reiniciamos o cerramos la sesión gráfica, y volvemos a entrar

Ahora los puertos se pueden listar.



Antes de ir al grano, no debemos olvidar instalar la librería del sensor DHT11 y DHT22, la DHT sensor library de Adafruit:


El circuito es el siguiente:


Conectamos el hardware a través del puerto USB:


 Hay que tener mucho cuidado de realizar correctamente las conexiones del sensor de humedad y temperatura DHT11. Invertir la polaridad en el mismo suele causar su destrucción. El sensor de tres patillas lleva integrada la resistencia pull-up, siendo innecesaria la resistencia de 4K7 representada en el esquema anterior:

miércoles, 15 de junio de 2022

BBC micro:bit Brújula con termómetro e índice de luz solar


¿Qué es BBC micro:bit?

En los albores del 2012, la BBC brindó una iniciativa como parte de un programa de alfabetización informática llamado BBC micro:bit 

Se define como una computadora de bolsillo programable con una pantalla de 25 diodos LED y diversos sensores y actuadores, todo ello permite programarlo fácilmente e interactuar con él. La última versión dispone de capacidades de comunicación y reproducción y detección de sonido.

Sobre micro:bit hay sobrada información en Internet para aprender de forma autodidacta, y, a mi juicio, es una estupenda herramienta para iniciar en la programación en las escuelas.

Como es habitual, en este blog os ofrezco mi experiencia, y en este caso es una brújula que indica el Norte con una N en el display de LEDs de micro:bit, pero también lo hace de forma acústica; el Este, el Sur y el Oeste (W) lo indica sólo en el display, pero no emite señal acústica alguna.     

También, pulsando el actuador A podemos determinar nuestra posición en grados; pulsando en el actuador B dispondremos de la temperatura en grados centígrados y el título y el autor del proyecto; finalmente, pulsando A+B aparecerá una agradable sonrisa en el display si el índice solar es normal, pero nos advertirá, si es más alto, del riesgo de quemadura solar con la coletilla "Beware of the sun".

 

martes, 24 de mayo de 2022

El Sol, un panel solar fotovoltaico y Tinkercad


Con un pequeño panel solar, una carga resistiva de 50Ω conectada en paralelo con él y un poco de cálculo, podemos deducir con Tinkercad ciertas magnitudes que nos ayudarán a entender mejor el proceso de conversión directa en electricidad de la luz solar.

 

VOLTAJE

Ofrece la tensión en voltios que genera el panel en función de la luz que incide sobre él, tal como se muestra en la primera imagen.

INTENSIDAD

En este caso, nos muestra la corriente que aporta el panel solar sobre una carga de 50Ω, es decir, sobre las dos resistencias de 100Ω que están conectadas en paralelo al panel solar sobre el protoboard del circuito. 

martes, 17 de mayo de 2022

Reloj despertador con Tinkercad

Fue en una entrada anterior donde os presenté Tinkercad, y en esta entrada os dejo la simulación de un despertador básico con el código incluido. 

En suma, no es más que un ejercicio de programación, ya que en Tinkercad no puedo usar un módulo RTC (Real Time Clock) porque así todo sería más fácil y preciso en el diseño del despertador.

Lo interesante es la aproximación lógica, usando unas pocas líneas de código, de lo que puede ser un despertador con Arduino UNO.

Es interesante también el control del buzzer y el control lumínico del display.

 

El reloj se inicia con un valor de hora por defecto, y pulsando el botón SETUP durante un breve tiempo podremos configurar la hora para que suene el despertador y la hora del reloj. Con los otros dos botones podemos incrementar la hora y los minutos, y así lo programaremos; pulsando finalmente el botón SETUP guarda los datos.

La alarma suena un minuto, y podemos apagarla  antes de que transcurra ese minuto usando la tecla STOP.

El hardware usa un sensor que al aumentar la luz de ambiente aumenta la iluminación del display; en la penumbra, la luz de fondo del display se apaga haciendo que la lectura del mismo no moleste en esas circunstancias.

Con Tinkercad vienen a mí todas las horas dedicadas a programar microcontroladores y autómatas industriales en una época determinada de mi vida.

Esta entrada creo que cuenta con un interesante valor didáctico para los que quieran aprender a programar estos "juguetes". Ya me dirán. 

 

domingo, 24 de abril de 2022

Tinkercad y Arduino UNO: Semáforo peatonal

Tinkercad es una aplicación web gratuita que entusiasma a cualquiera por su facilidad de uso, y proporciona a cualquier persona las habilidades básicas para la innovación: diseño 3D, electrónica y codificación.

Tinkercad es una aplicación online que lo único que requiere para su uso es registrarse.

Como siempre, no pretendo en esta entrada daros un curso de Tinkercad, pero sí os brindo un ejemplo didáctico de lo que puede uno hacer para que los más jóvenes se aferren al nuevo mundo que se avecina.

Con cinco diodos LED, dos rojos, dos verdes y uno amarillo, un pulsador, una placa (virtual) de Arduino UNO, tres resistencias y un par de bloques de código, construiremos y visualizaremos el funcionamiento de un semáforo peatonal. 


 Al presionar el pulsador, la secuencia lumínica de los LEDs cambia para dar prioridad de paso a los peatones en una zona muy concurrida de tráfico; de verde pasa amarillo durante dos segundos, y luego a rojo para detener a los vehículos. La luz roja de peatones pasa a verde después de dos segundos que se puso la luz roja para vehículos. Es así como introducimos una componente de retardo para evitar que se precipite el paso de los peatones cuando cualquier vehículo pueda despistarse y, por inercia, no se detenga exactamente cuando la luz roja de tráfico lo avise.

La secuencia de iluminación y control del semáforo está descrita en el siguiente código de bloques:

El código de texto es el siguiente:

// C++ code
// Cotidiana Place

void setup()
{
  pinMode(11, OUTPUT);
  pinMode(10, OUTPUT);
  pinMode(2, INPUT);
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(8, OUTPUT);
  pinMode(12, OUTPUT);
}

void loop()
{
  while (1 == 1) {
    digitalWrite(11, HIGH);
    digitalWrite(10, HIGH);
    if (digitalRead(2) == 1) {
      delay(2000); // Espera por 2 segundos
      digitalWrite(10, LOW);
      digitalWrite(9, HIGH);
      delay(3000); // Espera por 3 segundos
      digitalWrite(9, LOW);
      digitalWrite(8, HIGH);
      delay(2000); // Espera por 2 segundo
      digitalWrite(11, LOW);
      digitalWrite(12, HIGH);
      delay(10000); // Espera por 10 segundos
      digitalWrite(8, LOW);
      digitalWrite(12, LOW);
    }
  }
}

Para simular el circuito picamos en el siguiente enlace, y hacemos clic en Simular:


Luego hacemos clic en Iniciar simulación, y presionamos con el puntero del ratón el pulsador del circuito:

Pueden simularlo también picando sobre la entrada de Tinkercad correspondiente insertada en la cabecera de esta entrada de mi blog.

Espero que le entusiasme como me entusiasmó a mí. Gracias por la lectura de este blog.

sábado, 29 de mayo de 2021

Sistema solar automático

En esta entrada os brindo una versión didáctica de todo un sistema automático solar, dimensionado para que un LED de alto brillo ilumine completamente nuestras noches.

El circuito consta de un panel solar de 5V y 60 mA máximo, que servirá para cargar la batería de polímero de Litio (LiPo) de 3,7V y una capacidad de 250 mAh. Tampoco pretendo aquí aburrir al personal con la abrumadora densidad de energía que pueden albergar estas baterías, que es de sobra conocido, y en Internet abunda la información sobre los parámetros y bondades que estas estupendas baterías non ofrecen; en todo caso, quiero aclarar que en este circuito aportaremos toda la capacidad de energía que pueda proporcionarnos el pequeño panel solar para cargar la batería, y luego de alcanzar el valor nominal medio de carga, seguirá cargándose más lentamente hasta el valor máximo de unos 4,3V (BMS Battery Management System Overcharge Voltage) en las mejores condiciones lumínicas. El diodo D1 y la resistencia R1 evitan el "estrés" del plus de carga y limita la tensión máxima a la que puede cargarse, al margen de la protección propia de la batería.

En 4 horas suele alcanzar el valor máximo de carga, y lo hace incluso casi en el mismo tiempo con el cielo nublado. El LED requiere unos 10 mA, y tendría que dar la batería a plena carga para, más o menos, un día completo; la noche, seguro que la completa.

Cuando sobre el panel incide la luz solar, el transistor T1 está en circuito abierto (corte) y el diodo LED se apaga, pero la batería se carga.

Cuando sobre el panel no incide la luz (lo tapé en la imagen con un cartón), el LED se enciende porque el transistor T1 se satura (saturación), y la batería deja de cargarse porque sin luz el panel no puede aportar energía alguna.

Como experiencia didáctica no tiene precio, y así os lo dejo aquí para el que lo quiera intentar de nuevo. Un vídeo muestra mejor la experiencia. El LED usado en el vídeo es con efecto vela, y la batería no estaba cargada plenamente, por eso brilla algo menos de lo deseado. Gracias por la lectura de este blog.

domingo, 2 de mayo de 2021

Ohm y mi panel solar de 10w

 

Hoy es difícil concebir que pueda tener vida un panel solar sin estar ligado a un estupendo controlador de carga solar que por un precio de risa podemos adquirir con extrema facilidad. A pesar de todo, una idea "romántica" de la electrónica puede ofrecernos una perspectiva didáctica que nos permitirá crear una imagen mental de cómo funcionan estas cosas, dándole vida a un panel solar más allá de que hoy podamos hacerlo con una caja "boba" que nos brinda todo hecho, y sólo requiera leer las instrucciones de montaje para tenerlo operativo.

No os voy a aburrir con todo aquello que en la red ya hay de sobra sobre esto, y pasaré a la acción detallando paso a paso las cosas hasta finalizar el proyecto, donde podemos disfrutar de luz y carga de un móvil con los escasos componentes que tenemos que usar para completarlo.

El circuito consta de un panel solar de 10w, que al incidir la luz solar plenamente sobre él genera directamente una tensión que en un circuito eléctrico cerrado permitirá la circulación de una corriente eléctrica.

Lo más importante de las características del panel solar son los parámetros de voltaje y corriente para su máxima potencia, siendo en este caso de Vmp = 18,3V y de Imp = 0,55A. Esta tensión y corriente corresponde cuando el panel ofrece su máximo rendimiento, que está establecido en 10W (P = V x I = 18,3V x 0,55A = 10W)

En la caja de conexión del panel podemos apreciar que tiene un diodo rectificador (10A10) en antiparalelo (ánodo al negativo y cátodo al positivo del panel), que es la forma más extendida de proteger al módulo, cuando está asociado a otros, frente a las condiciones de sombreado, permitiendo que cuando un módulo quede inutilizado bajo la acción de una penumbra los demás puedan mantener el aporte de corriente disponible (bypass). El diodo es un diodo rectificador de 10A.

El circuito dispone también de una batería AGM (Absorbent Glass Mat), de tecnología plomo-ácido con un separador de fibra de vidrio absorbente, que absorbe el ácido permitiendo un uso más eficiente del volumen de las celdas sin la necesidad de las reservas de electrolito que precisan las convencionales. Tiene innumerables ventajas sobre las convencionales, entre la que destaca la ausencia de mantenimiento. Yo la tenía por ahí tirada, pagué poco por ella, y ahora la uso oportunamente en este proyecto. 


En sus características leemos que es una batería de 12V y 0,8Ah/20h, y el "apellido" de 20h implica que sólo puede mantener los valores nominales de trabajo cuando la usamos durante 20h absorbiendo una corriente de 0,04A (40mA). Cualquier otra opción tendríamos que relacionarla con los 0,8Ah de corriente máxima.

martes, 12 de enero de 2021

PIR con BJT y MOSFET

 

El sensor PIR (Passive infrared o Pyroelectric Infrared), es un detector piroeléctrico que es capaz de detectar la diferencia de temperatura que poseen los cuerpos respecto al entorno en que se mueven. El detector PIR que uso es el HC-SR501, también llamado sensor de movimiento, y hoy se consiguen por menos de 1€, lo que está muy bien para poder "juguetear" con ellos sin que nos reviente el bolsillo.


     Conectando directamente a la salida del detector PIR un diodo LED podemos comprobar si funciona, pero se ilumina muy poco, ya que la carga que admite a su salida el detector es muy pequeña. Para mejorar esto usamos un amplificador de corriente con un transistor bipolar (NPN, BC 547) o BJT (Bipolar Junction Transistor), que en nuestro caso amplifica la corriente 100 veces, permitiendo así usar un LED de alto brillo con una corriente de 15 mA absorbiendo en la salida del detector piroeléctrico una corriente aproximada de 0,15 mA.

    El detector puede ajustarse entre un tiempo de activado de unos segundos a varios minutos (MVM), y su sensibilidad también, distancia corta de detección o más larga, pero la mínima variación infrarroja en el entorno la detectará. El detector emplea una lente de Fresnel para ampliar el ángulo de detección del sensor de infrarrojos pasivo que contiene en su interior.

martes, 8 de diciembre de 2020

Una vuelta más a la cámara de pego

 

En la entrada siguiente, MVA (VLF) para cámara de pego, atisbé el problema de que las pilas duraban sólo un mes. Aprovechando la revisión de esta entrada, modifiqué el circuito para que el efecto lumínico del LED se pareciera al de un flash, con una cadencia de unos veinticuatro pulsos por minuto, y así lograr reducir drásticamente el consumo de las pilas, esperando que supere con creces el mes de duración de las mismas.


Así quedó finalmente modificado el circuito:


El circuito no deja de ser un MVA (Multivibrador astable), con la particularidad de que la red RC no va conectada directamente a la alimentación, sino a la patilla tres de la salida del circuito integrado; así logramos el efecto drástico de un flash. Les recuerdo que este circuito sólo puede funcionar a tres voltios si se conecta el LED con su ánodo directamente al positivo de la alimentación y el cátodo a la patilla tres del integrado. Obviamente, así sólo puede iluminarse cuando la salida está a nivel bajo, permitiendo la circulación de corriente a su través; por la tanto, y observando la gráfica representada en la lámina, lo hace en un tiempo muy breve de todo el período que completa el ciclo que comprende la frecuencia de oscilación del LED.