Interruptor Crepuscular

Actividades de Pre-Laboratorio

    Cada vez es más frecuente que se desarrollen actividades previas a comienzo de una práctica en el laboratorio para mejorar determinadas aptitudes del alumnado que le faciliten la realización posterior del trabajo asociado a la práctica.

    En nuestro caso y siendo la primera vez que el alumno asiste a un laboratorio de claro contenido tecnológico, el alumno tendrá que realizar un recorrido exhaustivo por los siguientes contenidos temáticos:

                            La Soldadura con estaño

                                                             Resistencias y Condensadores

                                                                    Seguridad Eléctrica en los Laboratorios

                   Quemaduras Térmicas (Gabinete Prevención UGR)

     La revisión de los conocimientos adquiridos mediante la lectura detallada de estos items. será realizada mediante examen escrito en el laboratorio que puntuará para las notas de las prácticas.

     Para recordar el funcionamiento del Osciloscopio utilizado en la asignatura anterior del Primer Cuatrimestre puedes acceder a:

Manual de Manejo y Funcionamiento del Osciloscopio

Esquema Eléctrico: Un circuito para encender la luz automáticamente cuando está oscuro

La iluminación eléctrica está disponible desde hace mucho tiempo en todos los entornos domésticos, y la sencilla maniobra necesaria para encender y apagar una bombilla no constituye esfuerzo alguno.  Sin embargo, existen determinadas situaciones en las que se prefiere delegar esta misión en un sistema automático, normalmente centrado en un circuito electrónico conocido como 'interruptor crepuscular". Este sistema basa su funcionamiento en un sensor especial, que actúa según la cantidad de luz presente en el lugar en el que está instalado, sin necesidad de teclas u otros comandos que accionar a mano.

    Cuando la luz ambiental disminuye bajo un cierto nivel, el interruptor  crepuscular acciona un relé, cerrando así el interruptor constituido por los  contactos correspondientes.

     El nivel luminoso al que tiene lugar la intervención puede naturalmente regularse, de modo que se puede adaptar el circuito a las distintas aplicaciones posibles. Para evitar activaciones accidentales, o conmutaciones repetidas en caso de pequeñas variaciones de luminosidad (por ejemplo, por el paso de una nube), el dispositivo actúa con un cierto retardo.

Realización Práctica Respuesta del Circuito

El sensor

El componente marcado como LDR es una fotoresistencia, es decir, un dispositivo que representa una cierta resistencia, variable según la cantidad de luz recibida en un determinado momento.
No es lineal como un fotodiodo, y es además relativamente lento en la respuesta a las variaciones de luz: tarda varias decenas de milisegundos en adaptarse a bruscas variaciones.
Tiene sin embargo una notable ventaja para sencillas aplicaciones como la nuestra: la variación de resistencia es muy amplia, normalmente de 1 MΩ más o menos (en la oscuridad) hasta 1 KΩ o menos (a plena luz). 

   El esquema eléctrico

A plena luz, la resistencia de la fotoresistencia LDR es baja, por lo que en C2 hay una tensión bastante próxima a la de alimentación, en cualquier caso superior a la del centro (cursor) de R4. El amplificador operacional IC1 funciona como comparador, es decir, compara las tensiones en las dos entradas: si el negativo (pin 2) está más alto (mayor tensión) que el no inversor, la salida está baja (tensión mínima de salida en saturación, cercana al 0 V).

En ausencia de luz, la tensión en C2 baja hasta encontrarse por debajo de la del pin 3 (terminal no inversor); por tanto la salida del comparador está alta y, tras el retardo introducido como R1 y C3, envía a conducción a T1 que cierra el relé.

Lista de Material

 

Resistencias

R1 = Resistencia de 180 KΩ (marrón, gris, amarillo)  - 1/4 W

R2 = Resistencia de 82 KΩ (gris, rojo, naranja)  - 1/4 W

R3 = Resistencia de 470 KΩ (amarillo, violeta, amarillo) - 1/4 W

R4 = Potenciómetro ajustable para PCB de 10 KΩ

R5 (opcional) = Potenciómetro ajustable para PCB de 470 KΩ

LDR = Sensor LDR (fotoresistencia de sulfuro de cadmio) (una vez adquirida tendremos que medirle con el Ohmetro la resistencia en oscuridad y en iluminación)

Condensadores

C1 = Condensador electrolítico de 100 µF / 16 V

C2 = Condensador electrolítico de 10 µF/ 16 V

C3 = Condensador electrolítico de 470 µF / 16 V

Varios

D1 = diodo 1N4007

T1 = transistor NPN tipo BC337

IC1 = Amplificador Operacional 741

RL1 = relé en miniatura a 9 V - 1 circuito (cuanto más pequeño, menos placa se utilizará)

1 zócalo de 8 pines (si puede ser torneado mejor que aguantan mas ciclos de entrada-salida del componente)

1 regleta de dos polos con tornillos para circuito impreso

1 regleta de tres polos con tornillos para circuito impreso

1 carcasa de plástico con tapa transparente (el que quiera meterlo en una cajita)

1 circuito impreso pretaladrado

 

Serigrafía de Componentes (Cara de Componentes)

    Os propongo una posible realización práctica del Interruptor Crepuscular, para que os sirva de orientación a la hora de elegir la disposición del los componentes del esquema en la placa y el recorrido de las pistas sobre ella. Se valorará la minimización del área utilizada mientras no se utilicen puentes de conexión sobre la cara de componentes

Placa de Circuito Impreso (Cara de Pistas)

Placa de Circuito a utilizar

    En esta asignatura vamos a utilizar una tecnología más moderna y cercana a la realidad empresarial que las placas PROTOBOARD que hemos utilizado durante el primer cuatrimestre. Las pistas necesarias a realizar se crearan mediante unos cordones de estaño al unir isletas consecutivas. Es importante recordar al alumno que no se debe dar mucho calor a las isletas con el soldador ya que éstas pueden despegarse de la placa y perderse, apareciendo una marca negra de color "churrascado" que indica poca destreza en el uso de la herramienta, similar a una gran cicatriz realizada por un cirujano con poca experiencia de bisturí.

Diferentes tipos Fabricantes: Covenco, MetroTecnia, Repro, Estanflux

Se recomienda utilizar placa de fibra de vidrio con isletas de la máxima área

Coste de la Implementación

     Con ayuda de esta Hoja de Excel podremos calcular el coste completo del Material/Mano de obra del montaje del Dado Electrónico. Debes utilizar el precio del material que has encontrado en el suministrador. Estas hojas que te facilito, son herramientas, no las utilices para crear tu Presupuesto de Ejecución Material porque le faltan apartados.

    Listado de Material del Dado Electrónico [Orientativo]
   Calculo Costes [Orientativo]

  Los precios de la Mano de Obra salen de las Referencias del Convenio Colectivo del Metal [.pdf] vigente en el 2003 en la provincia de Granada, publicado en el Boletín Oficial de la Provincia el día 10 de mayo de 2003, en el número 105. [Se recomienda hacer la búsqueda individualmente]

  Debes introducir mejoras en la Edición del Listado de Material utilizando las opciones de EXCEL.

   ¡ OJO ! No olvidéis los impuestos que hay que pagar por realizar la actividad, el I.V.A. y recordar que en vuestra actividad el utilizado es el 16 % y no se puede poner IVA Incluido en vuestra factura.

Fotos de los Alumnos en Prácticas

     

Fotos Curso 04-05

Pendientes de Obtener

 

Memoria a entregar

    Se deberá entregar la documentación técnica de manera individual, suponiendo que la empresa donde trabajamos va a realizar 2.000.000 de unidades de este Interruptor Crepuscular, por lo tanto, las decisiones en cuanto al formato de papel, uso de color, lenguaje utilizado, deberán seguir criterios de Ingeniería. (Para mayor información podéis revisar este tema en esta publicación. Podéis revisar una memoria tipo para que os sirva de orientación.

Será necesario que el alumno asista a prácticas con las simulaciones realizadas, cosa que comprobarán de manera individual los profesores de prácticas.

Notas Obtenidas

    Listado de Alumnos que han mostrado el interruptor crepuscular funcionando antes del día 7 de abril del 2005.

Apellidos, Nombre Fecha de Entrega
Irene Díaz Valenzuela En fecha
Juan Gabriel Jiménez Campos En fecha
Jesús Luís Muros Cobos En fecha
Alicia Lobo López En fecha
Leonardo Rubio Navarro En fecha
José Molina García En fecha
Paula Mª Ruiz Morell En fecha
Raquel Torres Garrido En fecha
Diego Montesinos Hervás En fecha
Miguel Ángel Rosa Peinado En fecha
Juan Enrique Martín Velenzuela En fecha
Lourdes Medina Medina En fecha
Pilar Palomino Moral En fecha
Nuria Muñoz Ramírez En fecha
J. Alberto Cañete Roldán En fecha
M. Ángel Santa-Olalla Lezano En fecha
Carolina Martínez Parra En fecha
   

 Material Obtenido de

Maxwell Electrónica