MONTAJE / Detector de presencia con temporizador

Autor: D. David Campoy Caballero

1.   DESCRIPCIÓN  P1L CIRCUITO

El circuito es un detector de presencia, o sea que en cuanto algún objeto no opaco (ya que el sensor funciona por reflejo de la luz) se da paso de poten­cial al LED, el cual se enciende y se mantiene así hasta que vuelva a pasar otro objeto por delante del sensor o transcurra un período de tiempo fijado por un potenciómetro.

El funcionamiento es el siguiente, en cuanto el grupo del CNY70 y las dos resistencias de 220 ohmios y 220 Kohmios detectan un objeto, devuelven un potencial muy bajo, entre 0 y 0,6 V (si no hay objeto devuelven unos 2 voltios).

Los potencíales no son suficientes para conseguir activar un TTL, para conseguir adaptar el voltaje se utiliza un comparador operacional (el LM324N) que nos dará 4.75 voltios si el potencial del sensor menor que el potencial fijado por un potenciómetro (el cual regula la distancia del objeto, o el color si se quieren detectar colores).

Recapitulando el comparador operacional de­volverá 4.75 V en cuanto se detecte un objeto. Este señal será utilizado como señal de reloj en el biestable D (TTL7474) el cual hará de intermitente, ya que la salida negada está conectada a la entrada.

Paralelamente cuando el led está apagado, se carga el condensador. Cuando el led se enciende se corta el suministro de potencial al condensador y así éste comienza a descargarse, cuando llega a un cier­to voltaje de carga, otro comparador operacional lo compara con el potencial de otro potenciómetro (el cual regula el tiempo que va a transcurrir hasta que se apague el led). Si es menor, el comparador opera­cional acciona el RESET del biestable D, y por lo tanto se apaga el led y se vuelve a cargar el condensador.

2. APLICACIONES Y UTILIDADES

La idea principal del circuito es introducirlo en cir­cuitos más complejos, como por ejemplo un reloj con display que no tenga iluminación permanente, en cuanto suene la alarma se acciona el circuito y así en cuanto el usuario vaya a apagar la alarma el sensor detecte la presencia de la mano y encienda las luces, o directamente apague la alarma.

También se puede utilizar en el campo de la robó-tica, el CNY70 es un buen sensor de colores (distin­ción entre una gama muy baja de colores, por ejem­plo, dos o tres colores). Pero en definitiva el objetivo de este circuito es una demostración de lo que se puede hacer con un sensor y un comparador operacional, y como crear un tem­porizador utilizando la descarga de un condensador.

3. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

La fuente de alimentación debe ser de 5 voltios, y el circuito tiene una tolerancia de 0.25 voltios. Si no sé llega a este voltaje el circuito no funcionará, y si se sobrepasa se corre el riesgo de quemar los integrados.

4. MONTAJE Y AJUSTE

El montaje es muy sencillo, ya que los componen­tes son muy básicos, conocidos y fáciles de obtener.

El ajuste ya es más complicado, comenzando pri­mero por el potenciómetro que regula la distancia de la mano a ser detectada, el potencial de salida del potenciómetro debe ser un poco menor que el poten­cial de salida del sensor (de la línea de señal del sen­sor que va hacia el comparador operacional). Así en cuanto se detecte el objeto y baje el potencial en esta línea, se igualen los potenciales y haga funcionar el comparador.

Él ajuste del potenciómetro que está conectado en paralelo con el condensador nos proporcionará un menor tiempo de activación del RESET si la resistencia es menor.

Por último, el CNY70 como mucho detectará un objeto a unos 2 o 2.5 cm de distancia, por lo tanto, no hay que intentar pasar la mano a más distancia que ésta ya que el sensor nunca la detectaría. Ade­más se ha de vigilar que las fuentes de luz no inci­dan directamente sobre el sensor, ya que si son muy fuertes, como por ejemplo la luz solar pueden enga­ñar al sensor y producir un mal funcionamiento.

5. LISTA DE COMPONENTES

1 Cápsula (emisor-receptor) CNY70

1 Resistencia de 16 Kohmios

1 Resistencia de 1 Kohmio

1 Resistencia de 220 Kohmios

1 Resistencia de 220 ohmios

1 Resistencia de 33 Komhios

2   Resistencia variable (potenciómetros) de 100 Komhios

1 Condensador electrolítico de 150 uF y 15 voltios

1 Led

1 Circuito integrado TTL 7474 (biestables tipo D)

1 Circuito Integrado LM324N (comparadores operacionales)

1 Diodo IN4007-D

 

7. DISEÑO DEL CIRCUITO

El diseño del circuito se basa en la unión de elec­trónica digital (todo lo que concierne a memorizar un estado, utilizando el biestable D) con electrónica ana­lógica (comparar dos potenciales diferentes y crear un temporizador con un condensador). El diseño de este circuito es muy básico, pero la idea es que sea una parte de otro circuito más complejo o para que se uti­lice como aprendizaje.

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