se116

PICsSISTEMAS MICROPROCESADOSPARA CONTROL

ROBOTICAAVANCES DEL ROBOT CONTROLADO POR PC

ROBOTICAAVANCES DEL ROBOT CONTROLADO POR PC

10 PROYECTOSDE COLECCION


* SONAR MEDIDOR DE DISTANCIA* EXPANSOR DE ESCALA* GENERADOR DE EFECTOS VISUALES* AUTOMATISMOS PARA VENTILADOR* SISTEMA RECORDATORIO ELECTRONICO* BALIZA CON EFECTOS ESPECIALES* LUZ INTERMITENTE

PARA SISTEMAS DE FRENO* ALARMA UNIVERSAL PROGRAMABLE* CONTROLADOR AUTOMATICO

DE MOTORES* ESTIMULADOR MUSCULAR

* SONAR MEDIDOR DE DISTANCIA* EXPANSOR DE ESCALA* GENERADOR DE EFECTOS VISUALES* AUTOMATISMOS PARA VENTILADOR* SISTEMA RECORDATORIO ELECTRONICO* BALIZA CON EFECTOS ESPECIALES* LUZ INTERMITENTE

PARA SISTEMAS DE FRENO* ALARMA UNIVERSAL PROGRAMABLE* CONTROLADOR AUTOMATICO

DE MOTORES* ESTIMULADOR MUSCULAR

$6.50 / Año 10 / 1996 / Nº 116

SSAABBEERR

EELLEECCTTRROONNIICCAAEDITORIALQUARK

ISSN: 0328-5073

INSCRIBASE EN LA

BOLSA DETRABAJO

INSCRIBASE EN LA

BOLSA DETRABAJO

PICsSISTEMAS MICROPROCESADOSPARA CONTROL

EDICION ARGENTINA

SECCIONES FIJASDel editor al lector 3Sección del lector 70Fichas de colección de Circuitos Prácticos 73Fichas 79

ARTICULO DE TAPA 10 Proyectos de Colección: 6

Sonar medidor de distancias 7Expansor de escalas para instrumentosde bobina móvil 11Generador de efectos visuales 14Automatismos para ventilador 18Sistema recordatorio electrónico 22Baliza con efectos visuales 26Luz intermitente para sistemas de freno 28Alarma universal programable 32Controlador automático de motores 36Estimulador muscular 40

INFORME ESPECIALRobot controlado por PC 47

ROBOTICAPICs: sistemas microprocesados para control distribuido en robótica 54

RADIOARMADORTiristores en equipos de comunicaciones 58

VIDEOLos nuevos modelos de camcorder 96-97 (parte 7) 65

EDITORIALQUARK

Año 10 - Nº 116FEBRERO 1997

NUESTRANUESTRA

DIRECCIONDIRECCION

AV. RIVADAVIA 2421, PISO 3º, OF.5

TEL.: 953-3861

HHH OO RR AA RR II OO DD EE AATT EE NN CC II OO NN AA LL PP UU BB LL II CC OO

EXCLUSIVAMENTE DE LUNES A VIERNES DE

10 A13 HS. Y DE14 A17 HS.

DEL DIRECTORAL LECTOR

A LA OPINION PUBLICA

La Asociación Argentina de Editores de Revistas de-nuncia la flagrante violación a la vida humana y la libertadde prensa cometida a través del asesinato del periodistaJosé Luis Cabezas, perteneciente a la revista Noticias.

Este acto de vandalismo criminal sin precedentes, nosólo por sus consecuencias, sino por el modo en que fueplaneado y ejecutado, afecta las fibras más íntimas delcuerpo social y genera el repudio de la comunidad en suconjunto.

Esta entidad manifiesta sus profundas condolenciashacia los deudos del periodista asesinado y exhorta a lasociedad a defender a las instituciones fundamentales dela República con la esperanza de que quienes ejercen elperiodismo independiente no sufran nuevos martirios, co-mo éste, que acongoja a todos los argentinos.

Exigimos a las autoridades que pongan todo su em-peño en llevar a los culpables ante la justicia para quereciban el castigo que merecen.

Asociación Argentina de Editores de Revistas

En estos momentos no podemos darle un mensaje "conven-cional". Como comunicador social me veo en la obligación de lucharpor la libertad de ideas y expresión, siempre que no atenten a lamoral y buenas costumbres. Si la intención de quienes hacemosSaber Electrónica es informarlo e impartir conocimientos, no pode-mos pasar por alto este acto aberrante y repudiable.

E D I C I O N A R G E N T I N A - Nº 116 FEBRERO DE 1997

Director Ing. Horacio D. Vallejo

ProducciónPablo M. Dodero

ArteMaría A. Alaniz

EDITORIAL QUARK S.R.L.Propietaria de los derechosen castellano de la publicaciónmensual SABER ELECTRONICARIVADAVIA 2421, Piso 3º, OF. 5 - Capital(1034) TE. 953-3861

Editorial Quark es una Empresa del Grupo Editorial Betanel

PresidenteElio Somaschini

StaffTeresa C. JaraHilda B. Jara

María Delia MatuteNéstor Tantotero

Distribución: Capital

Distribuidora Cancellaro e Hijos SH301-4942

InteriorDistribuidora Bertrán S.A.C.

Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap.

UruguayBerriel y Martínez - Paraná 750 - Montevideo -

R.O.U. - TE. 92-0723 y 90-5155

ImpresiónMariano Más, Buenos Aires, Argentina

La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notasfirmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son alos efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan respons-abilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total oparcial del material contenido en esta revista, así como la indus-trialización y/o comercialización de los aparatos o ideas queaparecen en los mencionados textos, bajo pena de sancioneslegales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial.

SSAABBEERR

EELLEECCTTRROONNIICCAAEDICION ARGENTINA

Ing. Horacio D. Vallejo


El Artículo de Tapa de esta edición ha sido redactado en base a los

proyectos que han enviado nuestros lectores desde abril de 1996 hasta

diciembre de ese año. Muchos de los mencionados proyectos son simi-

lares a circuitos publicados con anterioridad, los que poseen sustan-

ciales reformas que permiten desempeños diferentes. Son 10 Proyectos

que se describen a continuación, bajo la Sección: "Montajes"

Preparación y Comentarios: Horacio D. Vallejo

6SABER ELECTRONICA Nº 116

A R T I C U L O D E TA PA

La demostración del principiode funcionamiento del sonar y dela medición de distancia pormedio de sonidos se puede hacerde manera sencilla en un labora-torio de electrónica que posea unosciloscopio.

El circuito que describo no esnuevo y permite demostrar cómofunciona el sonar (medición deprofundidad por eco), la mediciónde distancias por pulsos usada enelectrónica industrial, y hasta sepuede extender al radar, que tienecomo diferencia solamente el he-cho de usar ondas de radio y noondas acústicas. Construí el cir-cuito en base a otro del profesorNewton Braga, al que le realicé al-gunas modificaciones sencillasque me permitieron obtener

mejores resultados en mis experi-encias caseras.

Como en nuestro proyecto ex-perimental usamos ondas sonorasde pequeña potencia, el montajeno es crítico, no ofrece peligros demanipulación, y además usa com-ponentes de bajo costo.

Las características son:

* Alcance: 1 cm a 5 m* Frecuencia de operación:

entre 20 y 10.000Hz* Potencia de emisión: infe-

rior a 1W* Tensión de alimentación:

6 a 12V

El sonido se propaga por elaire, en condiciones normales detemperatura y presión, a una ve-

locidad que puede ser aproximadaa 340m/s.

Esto significa que si el sonidopuede ser reflejado en un obstácu-lo, tendremos un retorno que de-morará en llegar a la fuenteemisora un tiempo proporcional ala distancia. Por ejemplo, si el ob-stáculo estuviera a 17 m de dis-tancia, el sonido tendrá que recor-rer 34 m para ir y volver y tardaráen el trayecto 1/10 de segundo.

Si quisiéramos usar ondassonoras para medir distancias, loque precisamos entonces es undispositivo emisor, un dispositivoque reciba el eco, y algo capaz demedir el tiempo que transcurreentre la emisión y la recepción.

El emisor para el caso de on-das sonoras es un simple os-

SONARMEDIDOR DE DISTANCIAS

Veremos en forma sen-cilla cómo podemosmedir distancias pormedio de la reflexiónde señales, específica-mente sonidos. De-mostramos en la prácti-ca el principio defuncionamiento delsonar.

Por Walter Luis Núñez

M O N TA J E S


cilador de audio conectado a unamplificador y a un parlante. Elreceptor es un micrófono conecta-do a un amplificador, y el disposi-tivo capaz de medir los tiempos esun osciloscopio.

Sin embargo, para poder al-canzar nuestros objetivos, debe-mos hacer algunas considera-ciones técnicas.

Si trabajamos con una señalsenoidal, la ondulación que ellarepresenta puede confundirse fá-cilmente con el eco y no ten-dremos definición en su retorno.

Para tener una definición en elretorno, precisamos trabajar conpulsos de corta duración.

De esta forma, en nuestroproyecto tenemos un osciladorque produce, a una cierta frecuen-cia, pulsos de duración muy cortay que son aplicados al parlante.

De esta forma, estos pulsos

son inicialmente aplicados al os-ciloscopio para dar la referencia ala cuenta de distancia, o sea, parahacer la marcación del cero dedistancia.

El pulso se propaga entoncesen la forma de sonido, y al sercaptado de vuelta por el micrófonoes llevado al osciloscopio despuésde amplificado, resultando en unpulso de retorno.

La separación entre el pulsoproducido y el retorno, nos da ladistancia entre el objeto reflector yla fuente de señal.

Si el pulso fuera de corta du-ración, podemos fácilmente distin-guir el pulso reflejado de la señalemitida, lo que no ocurre si el pul-so tuviera una duración máslarga, cuando puede haber unamezcla del retorno de la señal quetodavía está yendo, dificultandomediciones de distancias cortas.

La tasa derepetición de lospulsos es impor-tante, pues de-termina la ban-da de distanciasque podemosmedir.

Esto debetenerse en cuen-ta, pues el pulsode retorno debeestar presenteen el micrófonoantes de que elpulso siguientede envío seaproducido.

De esta for-ma, si los pulsosse produjeranen una frecuen-cia de 100Hz,eso significa queel sonido recor-

rerá 3,4 metros en el intervalo detiempo existente entre dos pulsos.Esta será la distancia alcanzadacon esta frecuencia.

Es fácil comprender que sifuera necesario medir distanciamenores, precisaremos frecuen-cias cada vez más bajas.

Para demostraciones en unaula, usamos un objeto pequeñocomo reflector, y podemos emplearsin problemas frecuencias entre50 y 200 Hertz.

En la figura 1 tenemos el dia-grama completo del equipo experi-mental que usamos para de-mostrar estos principios.

El conjunto puede ser montadoen una matriz de contactos o bienen una placa de circuito, impresocon la disposición mostrada en lafigura 2.

El potenciómetro P1 ajusta lafrecuencia de los pulsos, mientras

S O N A R M E D I D O R D E D I S TA N C I A S


1

que el resistor R2, que puede serreducido hasta 2,2kΩ, determinala duración de los pulsos. El CI4093 funciona como un osciladordonde la frecuencia depende tam-bién del capacitor C2.

En este circuito el capacitor secarga a través del diodo rápida-mente, pues ese tiempo es dadopor el resistor R2 y se descargalentamente por el resistor R1 ypor el potenciómetro P1.

El pulso es aplicado al buffer ydespués al transistor amplificador.

Una posibilidad de obtenerpulsos con polaridad invertidapara monitorización, se muestrapor la conexión con líneas pun-teadas. Para mayores potencias,

nada impide que en lugar del cir-cuito usado tengamos la apli-cación de los pulsos a unamplificador de audio más po-tente.

El receptor es un micrófono deelectret que aplica las señales aun integrado LM386. En el poten-ciómetro P2 tenemos la sensibili-dad y en P3 el nivel de saturaciónpara la entrada del osciloscopio.

En operación, una vez hecho elajuste de P3, trabajaremos sola-mente con P1 y P2. Ya que ten-emos frecuencias bajas, el emisores un tweeter, pero con pulsos decortísima duración que correspon-den a una velocidad de respuestarápida.

El receptor es un electretcomún (hemos probado conun parlante y el resultado nofue muy bueno). Los circuitosintegrados pueden ser monta-dos en zócalos y los resistoresson de 1/8W. El capacitor C2será elegido de acuerdo con labanda de frecuencias que sepretende generar.

Los capacitores electrolíti-cos son para 12V o más y losdemás capacitores pueden serde poliéster o cerámicos.

Para conexión al oscilosco-pio recomendamos el uso decables blindados para que nose superpongan a la señalronquidos de la red, defor-mándola.

D1 es un diodo de siliciode uso general y el transistorQ1 debe ser dotado de un pe-queño disipador de calor.

Para la prueba conecte lasalida del circuito a la entradavertical del osciloscopio y se-leccione en el osciloscopio unbarrido lento (1ms por ejemp-lo).

Ajuste el osciloscopio y tam-bién P1 para obtener un pulso odos en la pantalla.

Apunte entonces el parlantehacia un objeto próximo, a unadistancia de 10 a 30 cm, un libropor ejemplo. El micrófono del re-ceptor debe estar colocado juntoal emisor.

Debe producirse un pulso deeco que aparecerá en la imagendespués de actuar sobre P2 y P3para que tenga la mayor intensi-dad. Por la separación del pulsode eco del pulso emitido, tenemosla distancia entre el objeto y elaparato emisor.

En una demostración, el oper-ador debe mover el libro u objeto



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que sirva de reflector hacia ade-lante y hacia atrás y mostrar a lospresentes cómo la posición del ecose modifica en la pantalla.

Vea que a medida que el objetose aleja la intensidad del eco dis-minuye.

En un ambiente grande en quedeseemos obtener ecos de cosas auna buena distancia, el sistemadebe dotarse de recursos direc-cionales para que no ocurran re-flexiones múltiples.

En un curso técnico, el profe-sor puede proponer a los alumnosproblemas como:

— Dada la frecuencia debarrido y la separación de los pul-sos, determinar la distancia a quese encuentra el objeto detectado.

— Determinar la mayor fre-cuencia que se puede usar paradetectar un objeto hasta ciertadistancia.

— Suponiendo que en lugarde sonido se usen ondas de radio,a qué distancia estaría el objeto

en cierto experimento (dada laseparación de los pulsos).



CI-1 - 4093 - integrado CMOSCI-2 - LM386 - circuito integradoQ1 - TIP31 - NPN de potenciaD1 - 1N4148 - diodo de silicioMIC - micrófono de electretPTE. - 8Ω x 10 cm o tweeter - par-lante o tweeterP1 - 1MΩ - potenciómetroP2 - 10kΩ - potenciómetroP3 - 1kΩ - trimpotC1 y C3 - 100µF x 12V - capaci-tores electrolíticosC2 - 100nF a 470nF - capacitor depoliéster o cerámicoC4 - 470nF - capacitor cerámico ode poliéster

C5 - 220µF x 12V - electrolíticoC6 - 100nF - capacitor cerámico opoliésterR1, R2, R6 y R7 - 10kΩ x 1/8W -resistor (marrón, negro, naranja)R3 - 2,2kΩ x 1/8W - resistor (rojo,rojo, rojo)R4 - 100kΩ x 1/8W - resistor (mar-rón, negro, amarillo)R5 - 4,7kΩ x 1/8W - resistor (amar-illo, violeta, rojo)Varios: placa de circuito impreso,fuente de alimentación, zócalosDIL para los circuitos integrados,jack de salida, cables, perillas paralos potenciómetros, estaño, etc.

LISTA DE MATERIALES

Los instrumentos de bajocosto, del tipo analógico con ins-trumento de bobina móvil,poseen poca sensibilidad debidoa la corriente necesaria para elaccionamiento del mecanismode deflexión de la aguja.

A medida que mayor es la co-rriente de fondo de escala delinstrumento utilizado, menorserá la sensibilidad y, por lotanto, mayor la influencia delinstrumento sobre las medicio-nes realizadas.

Los testers comunes poseensensibilidad en la banda de1000Ω a 50000Ω por volt, loque, en la mayoría de los casos,satisface las necesidades deltécnico común pero, ciertamen-

te, se presentan ocasiones enlas que precisamos de una ma-yor sensibilidad, como, porejemplo, cuando realizamos me-diciones de tensión en circuitosde muy alta resistencia (con co-rrientes poco intensas).

En un circuito de este tipo,un multímetro de 10000Ω porvolt, en la escala de 0 - 1 volt(menor escala), sufre una in-fluencia tal –de su propia resis-tencia interna– que la mediciónresulta con un error de más del30%.

Para obtener precisión en es-te tipo de mediciones, la resis-tencia para el instrumento debeser lo más elevada posible. Losmultímetros digitales, y otros

dotados de recursos electróni-cos, ofrecen sensibilidad de mu-chos MΩ en todas las escalas.Esos circuitos utilizan transisto-res de efecto campo y, evidente-mente, al ser incorporados a unmultímetro, elevan bastante sucosto.

Lo que proponemos en esteartículo es un circuito que pue-de ser montado por el propiolector, para usarlo con su multí-metro en el caso de necesitarmediciones de mayor sensibili-dad.

El circuito está intercaladoentre el multímetro y el aparatoanalizado y eleva la sensiblidaddel instrumento a más de 10MΩen todas las escalas, lo que sig-

EXPANSOR DE ESCALAPARA INSTRUMENTOS DE BOBINA MOVIL

Se puede, posibilitandola medición de tensio-nes muy bajas, aumen-tar la sensibilidad de unmultímetro y expandirsu escala. Describimos un expan-sor de escala que tam-bién aumenta la sensi-bilidad de los testerscomunes con instru-mentos de bobina mó-vil, etc.

Por Aníbal Reinoso

M O N TA J E S


nifica que en la escala menor de10mV, la sensibilidad será, enrealidad, de 100MΩ por volt.

El circuito también poseeuna llave conmutadora para 3escalas, todas de bajas tensio-nes, ya que los problemas de es-cala y sensibilidad, generalmen-te se producen con tensionesbajas.

El circuito se alimenta con9V de una batería común, y co-mo el consumo de energía esmuy bajo, esta batería dura mu-

chos meses, aun con uso fre-cuente.

Las características se puedenresumir de la siguiente manera:

• Sensibilidad: 11 mega-ohm (en todas las escalas)

• Tensión de alimenta-ción: 9V

• Bandas de tensión:100mV, 1V, 10V

• Escala usada del multí-metro: 0 - 1 volt

• Número de integrados: 1

• Corriente con-sumo menor que 1mA

El circuito basa sufuncionamiento en unamplificador operacio-nal con transistores deefecto de campo en laentrada (J-FET) del ti-po CA3140.

Este componentepresenta una elevadí-sima resistencia deentrada, lo que lovuelve ideal para estaclase de aplicación.

En nuestro circui-to, el amplificador ope-

racional CA3140 está conectadocomo un amplificador de tensio-nes continuas, donde la ganan-cia se conecta como un amplifi-cador por la relación entre R6 yR5.

La tensión a medir se aplicaa la entrada no inversora a par-tir de una red resistiva que de-termina la escala.

Esta red debe tener resisto-res de precisión para mayorconfiabilidad del aparato.

Sugerimos que estos resisto-res (R1, R2 y R3), así como R6 yR5, tengan entre 1 y 2% de tole-rancia para tener un instrumen-to con la misma precisión.

Si hubiera dificultad para ob-tener los mencionados resistorespueden usarse otros de toleran-cias mayores, asociados de mo-do de lograrse el efecto deseadocon base en la referencia de uninstrumento comercial.

El resistor R3 de 110kΩ pue-de obtenerse conectando en se-rie un resistor de 100kΩ conuno de 10kΩ.

El trimpot P1 hace el ajustede aro, a fin de llevar la salida

EXPANSOR DE ESCALA PARA INSTRUMENTOS DE BOBINA MOVIL


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del operacional a 0 volt, en au-sencia de tensión en la entrada.

Los diodos D1 y D2 limitan laexcursión máxima de la tensiónde salida a 1,6V.

Si la escala del multímetroque se utiliza fuera de 1,5V, po-demos conectar 3 diodos en se-rie y, así, las nuevas escalas delinstrumento pasarán a tenerfondos de 150, 1,5 y 15V, sinotras alteraciones en el circuito.

La resistencia de salida deloperacional es muy baja, lo quesignifica que cualquier multíme-tro común, con sensibilidad en-tre 1000 y 50000Ω por volt,puede ser utilizado sin proble-mas.

Para los de menor sensibili-dad (1000 a 5000Ω por volt)puede resultar necesario reducirel valor de R7 hasta 1kΩ.

En la figura 1 vemos el dia-grama completo del expansor de

escala. La figura 2 muestra unasugerencia de disposición de losprincipales componentes en unaplaca de circuito impreso.

Para el circuito integrado, su-gerimos la utilización de zócalo.

La llave S2 debe ser de buenacalidad para que las resistenciasde contacto no afecten la preci-sión del funcionamiento del apa-rato. Para la prueba, conectelas puntas de prueba en J1 y J2y el multímetro en J3 y J4. Elmultímetro debe colocarse en laescala de 0 - 1 volt DC.

Fíjese en la polaridad delmultímetro en esta conexión.

Accione S1 y ajuste P1 paraobtener cero volt de lectura.

Comprobado el funciona-miento del expansor, ya está lis-to para usarlo. Si tuviera dudasrespecto de los valores de ten-sión medida, comience siemprepor la escala más alta (10V).

EXPANSOR DE ESCALA PARA INSTRUMENTOS DE BOBINA MOVIL


LISTA DE MATERIALES

CI-1 - CA3140 - Operacional.D1 y D2 - 1N4141 ó 1N914 S1- interruptor simple.S2 - llave de 1 polo x 3 posi-ciones.P1 - 1kΩ - trimpot.B1 - 9V - batería.R1 - 10MΩ (ver texto).R2 - 1MΩ (ver texto).R3 - 110kΩ - (100kΩ + 10kΩ)ver texto.R4 - 47kΩ x 1/8W - .R5 - 10kΩ - .R6 - 90kΩ - (ver texto).R7 - 4,7kΩ - .C1 - 100µF x 12V - capacitorelectrolítico.

VariosPlaca de circuito impreso, cajapara montaje, zócalo para el in-tegrado, conectores, cables, sol-dadura, perilla para la llave, etc.

El circuito propuesto en estanota permite la operación derelés con intervalos inesperadosy por tiempos imprevisibles, porlo cual puede ser usado para elcontrol de diversos tipos de dis-positivos.

Como los ciclos de acciona-miento pueden variar desde al-gunos segundos hasta más deun minuto, las posibles aplica-ciones para este tipo de aparatoson muchas.

Como ejemplo inicial pode-mos citar la obtención de efectosaleatorios para luces de vidrie-ras.

También puede emplearse co-mo simulador de presencia, pro-

longándose al máximo tanto lostiempos de accionamiento comolos intervalos, para accionarlámparas, aparatos de audio,motores, etc.

Como instrumento sirve parala prueba de equipos que conec-taría, automáticamente, algúndispositivo en observación milesde veces -de modo automático yaleatorio- verificándose así suresistencia al uso.

El circuito puede ser alimen-tado por tensión de 6 ó 12V depilas, batería o fuente, según eltipo de relé usado y los interva-los previstos para su utilización.

Las principales característi-cas son las siguientes:

Tensión de alimentación: 6 ó12V

Corriente máxima: 100mACorriente de carga: 2ACiclos aleatorios: 4Intervalos entre ciclos: algu-

nos segundos a 15 minutosT iempos de accionamiento:

algunos segundos a 1 minutoSe emplea un circuito inte-

grado 4093, donde cada com-puerta sirve como base para laconstrucción de un oscilador cu-yo ciclo activo es determinadopor el resistor en serie con undiodo.

De esta forma, el tiempo queel nivel de salida permanece altoes determinado por R1 y C1 en

GENERADOR DEEFECTOS VISUALES

Utilice el circuito prop-uesto para hacer prue-bas de funcionamientoaleatorio o bien comosimulador de presen-cia. En locales comer-ciales o vidrieras pue-de ser usado paraaccionamiento de lu-ces o efectos. Poseecuatro temporizacio-nes que garantizan unf u n c i o n a m i e n t ocasi aleatorio con un patrón de accionamiento imprevisible.

Por Raúl Hernán Líberman

M O N TA J E S


la primera puerta y el tiempo enque el mismo permanece bajo esdado por R2, P1 y C1.

Como R1 y C1 tienen unaconstante de tiempo mucho me-nor que la obtenida por P1, R2 yC1, el tiempo de salida alto esmucho menor que el de salidabajo.

La relación entre P1/R2 y R1determina, entonces, la forma deonda que obtenemos a la salidade cada compuerta. Como P1 esvariable, este componente per-mite ajustar los intervalos entrelos pulsos producidos por la pri-mera compuerta. Con las otrascompuertas hacemos lo mismo,

pero cambiamos los valo-res de los resistores quedeterminan la duración dela salida en el nivel alto, osea que R3, R5 y R7 sondiferentes.

Esto significa que ajus-tando P1, P2, P3 y P4, demodo ligeramente diferen-te, obtenemos no sólo dis-tintas frecuencias sinotambién pulsos de dura-ciones diversas. Combi-namos luego, las cuatroseñales generadas en unasalida única.

Esta forma de onda esintegrada, entonces, porun tren de pulsos de sepa-ración y duración seudoa-leatoria que sirven paraaccionar un relé vía tran-sistor Q1.

Las duraciones y sepa-raciones de los pulsos de-penden mucho de los valo-res de los capacitores deC1 a C4.

La alimentación del cir-cuito se puede hacer contensión de 6 ó 12V, bas-tando para esto solamenteusar el relé correspondien-te.

En la figura 1 tenemosel diagrama completo delaparato.

La disposición de loscomponentes en una placade circuito impreso se

muestra en la figura 2.Los resistores son de 1/8W o

más y los electrolíticos son para12V o más.

Los diodos pueden ser de usogeneral, y el relé es del tipoMC1RC1, si la alimentación fue-ra de 6V, y MC2RC2, si la ali-mentación fuera de 12V.

G E N E R A D O R D E E F E C T O S V I S U A L E S


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Los resistores R1, R3, R5 yR7 pueden ser alterados en labanda de 10 a 470kΩ para la ob-tención de pulsos más estrechoso más anchos, según la aplica-ción pretendida para el aparato.

Para el circuito integrado su-gerimos usar un zócalo DIL de14 pines.

También es posible cambiarlos trimpots por potenciómetros,de modo de obtener un ajustealeatorio de tiempos en un pa-nel.

Para probar el aparato pode-mos conectar una lámpara co-

mún como carga. Accionando lostrimpots o potenciómetros debe-mos tener accionamientos alea-torios de esta lámpara. Depen-diendo de la aplicación deseada,cambie los valores de los capaci-tores de cada oscilador.

Estos componentes no tienennecesaria-mente, los mismos va-lores.

Si se usa fuente de alimenta-ción 6 ó 12V la misma debe serestabilizada y tener, por lo me-nos, 500mA de salida.

Un per feccionamiento paraeste proyecto sería emplear otro

4093 con 4 osciladores aleato-rios más, también ajustados pa-ra generar pulsos en intervalosdiferentes.

Se puede comprender de estamanera que resulta fácil obtenerefectos visuales diversos en for-ma aleatoria, para lo cual sepueden construir tantos os-ciladores como canales seannecesarios. Los contactos de ca-da relé, servirán para accionarlas lámparas.

G E N E R A D O R D E E F E C T O S V I S U A L E S


LISTA DE MATERIALES

Semiconductores:CI-1 - 4093B - circuito integra-do CMOSQ1 - BC548 o equivalente -transistor NPN de uso generalD1 a D9 - 1N4148 o equiva-lentes - diodos de uso general

Resistores (1/8W, 5%):R1 - 100kΩR2, R4, R6 y R8 - 470kΩR3 - 220kΩR5 - 270kΩR7 - 330kΩR9 - 10kΩ

Capacitores (electrolíticos 12V o más):C1 a C4 - 10µF a 100µF -electrolíticos - ver textoC5 - 100µF - electrolítico

Varios:P1 a P4 - 2,2MΩ - trimpots opotenciómetrosK1 - MC2RC1 (6V) o MC2RC2(12V) relé Metaltex o equiva-lentePlaca de circuito impreso, zó-calo para el integrado, fuentede alimentación, caja paramontaje, cables, soldadura,

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No es raro que, en los díascalurosos tengamos que prendery apagar muchas veces el venti-lador. Otras veces lo conectamosantes de acostarnos y despuésnos despertamos en mitad de lanoche con frío e incómodos. Parasolucionar este problema, u otrosparecidos, proponemos un cir-cuito que funciona de modo se-mejante a un termostato, o sea,un circuito sensible a la temper-atura que automáticamente abrey cierra un circuito eléctrico, ennuestro caso alimentando un ven-tilador, para regular la temperatu-ra en los límites previamente es-

tablecidos.El circuito es bastante simple,

lo que ciertamente permitirá allector aplicar algunos recursosprácticos y muy interesantes co-mo la construcción de un zenerde potencia a partir de la polar-ización de base de un transistorNPN.

La temperatura para el ac-cionamiento del circuito y con-siguientemente del ventiladorpuede ser ajustada en una ampliagama, comprendida entre 20 y50°C, mediante el simple ac-cionamiento de un potenciómetro.

El sensor usado es un simple

diodo de silicio de uso general, co-mo el 1N4148, 1N4004 ó 1N4007,y también el BA315. En el proyec-to original usamos el diodo1N4148 y, por lo tanto, los límitesde temperatura que mencionamosanteriormente se verán modifica-dos en el caso que use otro tipode diodo. La figura 1 muestra elcircuito electrónico que pasamosa describir.

El circuito no lleva transfor-mador.

La tensión se disminuye através del resistor R1, después dela rectificación de la corriente porel diodo D1. La estabilización de

AUTOMATISMOSPARA VENTILADOR

Se trata deun pequeñoaparato queautomatizasu venti-lador, demodo demantenerloen plenof u n -cionamiento por encima de una temperaturapreestablecida. Aunque simple, el circuito es bastanteinteresante por presentar algunos recursos prácticos yciertamente lo ayudará también en otras situacionesexperimentales.

Por Horacio Jauregui

M O N TA J E S


la tensión está dada por un "zenerde potencia" construido alrededordel transistor Q1 (BD135 o

BD139) que tiene su polarizaciónde base dada por la corriente queatraviesa el zener D2. Como la

configuración del transistor Q1 esde emisor común, tenemos unaganancia de corriente muchas ve-ces superior a la corriente de po-larización de ese zener, lo que nospermite entonces obtener el zenerde potencia.

Aunque la corriente esté ajus-tada para que el circuito no so-brepase los 40mA, recordamosque un zener de potencia de esetipo, podrá soportar corrientesmayores, del orden de centenaresde miliamperes, lo que no seríaposible con el simple uso de unzener de 400mW. Como el transis-tor disipa potencia bajo la formade calor, recomendamos el uso deun pequeño disipador, para evitarel calentamiento excesivo deltransistor Q1. El capacitor C1 fil-tra la corriente continua y debetener una tensión de trabajo de250V.

El led que se halla polarizadopor el resistor R2 es optativo e in-dica que el circuito está conecta-do.

El diodo D3, inversamente po-larizado, funciona como sensor detemperatura y polariza la base deltransistor Q2 a través de la pe-queña corriente de fuga que es

A U T O M AT I S M O S P A R A V E N T I L A D O R


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una función de la temperatura.Tal hecho se debe a portadores decarga que son liberados en la jun-tura PN por el movimiento de ag-itación térmica de los átomos delmaterial semiconductor.

La asociación de los transis-tores Q2 y Q3 en par complemen-tario amplifica la corriente debase del transistor Q2. La ganan-cia en tensión y corriente de eseamplificador es controlada por laasociación de los resistores de po-larización del transistor Q3, re-spectivamente, R4 y P1. Por elajuste del potenciómetro P1,obtenemos el nivel en la entradano inversora del amplificador op-eracional CI-1.

Este funciona como compara-dor de tensiones para el ac-cionamiento del relé K1. El diodozener D4, polarizado por R5,mantiene el nivel de tensión dereferencia en 4,7V para la entradainversora del comparador. El divi-sor de tensión formado por los re-sistores R6 y R7 polariza la basedel transistor Q4 cuando el CI-1está en nivel alto y, éste junta-mente con el transistor Q5 montauna configuración Darlington quefunciona como driver para el relé.

El diodo D5 juntamente con elcapacitor C3 y el resistor R6, pro-duce un retardo de tiempo del or-den de 15 segundos, aproximada-mente, lo que impide elrebatimiento de los platinos delrelé, cuando las tensiones com-paradas entre las dos entradasdel amplificador operacional fuer-an idénticas. El diodo D6 protegeel circuito durante ladesenergización de la bobina delrelé.

El fusible F1 evita que so-bretensiones de la red dañen elcircuito.

Para el montaje se recomiendael uso de zócalo para el circuitointegrado CI-1. La soldadura delresistor R1 debe ser de modo demantenerlo un poco alejado de laplaca, en vista que cerca de 4Wde potencia son disipados bajo laforma de calor por su cuerpo. Elcalor excesivo liberado directa-mente sobre la placa de circuitoimpreso puede provocar la defor-mación y hasta incluso, comoconsecuencia directa, la rotura delas pistas.

El relé debe tener una tensiónde trabajo de 12V y su bobinaofrece una resistencia entre 300 y400Ω. Los contactos deben serpara 10A resistivos bajo tensiónde 250V CA. Para mayor facilidaden la construcción de este proyec-to, elegimos un relé cuya disposi-ción de pines es común a variostipos existentes en el mercado.

Así, podrá optar por elZF412012 (Schrack), MR31 (Nec),M-A012 (ICR) o también G1RC2(Metaltex).

La figura 2 muestra la placa decircuito impreso que sugerimosasí como la distribución de loscomponentes. Será muy intere-sante encerrar el circuito dentrode una cajita de plástico, dadoque así se evitará el riesgo dechoque debido a que no se empleatransformador reductor de ten-sión.

Para finalizar recordamos quese debe hacer el montaje cuida-dosamente, en especial para loscomponentes que presentan po-laridad, como diodos y capaci-tores electrolíticos.

Luego de revisar el montajecon la figura 2, conecte el aparatoen la red y con el potenciómetroen medio curso, aproxime al sen-sor el soldador a una distancia de

3 ó 4 cm como máximo por al-gunos segundos. El relé deberáconmutar. En caso que esto noocurra, revise nuevamente lasconexiones y verifique si algúncomponente no está abierto o encorto.

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LISTA DE MATERIALES

CI-1 - µA741 - amplificador opera-cionalQ1 - BD135 - transistor de silicio NPNQ2, Q4, Q5 - BC337 - transistor desilicio NPNQ3 - BC327 - transistor de SilicioPNPD1- 1N4007 - diodo rectificador desilicioD3, D5, D6 - 1N4148 - diodos de si-licio de uso generalD2 - BZX79C12V - diodo zener de12VD4 - BZX79C4V7 - diodo zener de4,7VLED - led comúnK1 - relé - ver textoC1 - 4,7µF x 250V - capacitor elec-trolíticoC2 - 2,2µF x 16V - capacitor elec-trolíticoC3 - 47µF x 16V - capacitor elec-trolíticoR1 - 2,7kΩ - 10W - resistor dealambreR2 - 2,2kΩ - resistor (rojo, rojo, rojo)R3 - 10kΩ - resistor (marrón, ne-gro, naranja)R4 - 47kΩ - resistor (amarillo, viole-ta, naranja)R5 - 1,8kΩ - resistor (marrón, gris,rojo)R6 - 470kΩ - resistor (amarillo, vio-leta, amarillo)R7 - 100kΩ - resistor (marrón, ne-gro, amarillo)R8 - 100Ω - resistor (marrón, ne-gro, marrón)P1 - 470k - potenciómetro linealF1 - fusible de 100mA

Varios: Placa de circuito impreso, zócalopara circuito integrado, caja PB203,cable, toma, soldadura y tornillos.etc.

Si va a emplear un sistemarecordatorio electrónico para evi-tar que queden las luces del autoencendidas, la idea es la sigu-iente: "si usted saca la llave decontacto y abre la puerta con losfaros encendidos, suena una alar-ma, que le avisará".

Si la llave está en el contacto,no habrá problema en dejar losfaros encendidos, pues se suponeque usted está en el auto, con-sciente de lo que está haciendoy de que es posible abrir y cer-rar las puertas sin que se ac-cione la alarma.

El circuito consiste en unsistema lógico digital con inte-grados CMOS, que reconocelas condiciones en que la alar-ma debe sonar y activa un pe-

queño oscilador de audio que ali-menta un parlante de buena po-tencia.

Con pequeñas adaptaciones, elmismo sistema puede funcionarcomo una alarma conjugada con-tra robo, bastando para eso agre-gar algunas puertas lógicas y unsistema de inhibición del vehículo.

Los pocos componentes usadosen este proyecto son de bajo costo

y adaptarlos a cualquier vehículono es difícil.

Para detectar las condicionesen que debe sonar la alarma apartir de las informaciones (nive-les lógicos) de 3 entradas o cir-cuitos sensores, usamos 2 puertasNOR de un 4002 CMOS.

Una de las puertas es conecta-da como un sensor del nivel deseñal en los faros, mientras que la

otra sirve para indicar lacondición en que tendremos elaccionamiento de la alarma.Así, teniendo en cuenta la sali-da (pin 13) tendremos nivellógico alto solamente en unacondición: cuando los faros es-tén encendidos (nivel alto en laentrada correspondiente a R1y, en consecuencia, bajo en el

SISTEMA RECORDATORIOELECTRONICO

Si suele olvidarselas luces encen-didas de un lo-cal o los farosdel coche encontacto, al de-scender, damosaquí una solu-ción práctica. Setrata de un cir-cuito que emite un sonido cuando no se cumplen determi-nadas pautas preestablecidas.

Marcelo Daniel Delegui

M O N TA J E S


Llave Puertas Faros Alarma

1 X X inactiva0 X 0 inactiva0 0 1 inactiva0 1 1 activa

1

pin 1) y haya un nivel alto en loscontactos, así como en las lám-paras internas accionadas por laspuertas.

La tabla de verdad mostradaen la figura 1, permite analizar laoperación del sistema hasta la sal-ida de esta etapa.

X = irrelevante (el nivel puedeser 1 ó 0, indistintamente).

Vea entonces que, para quehaya disparo de la alarma, bas-tará tener un nivel alto en el pin13 del CI-1. La etapa de disparo yla alarma vienen a continuación.Para alimentar la alarma a partirdel nivel lógico, polarizamos eltransistor Q2 en el sentido direc-to, llevando Q1 a saturación. Q1conduce entonces intensamente lacorriente hacia un oscilador deaudio formado por el integrado CI-2 y por el transistor Q3.

La frecuencia generada por eloscilador, que emplea 3 de las 4puertas NAND de un 4011, estádada por el capacitor C1 y por los

resistores R11 y R12. Este capaci-tor podrá ser alterado en caso dedesear un sonido más grave o másagudo. Valores mayores del capac-itor llevan a un sonido más grave.

La cuarta puerta forma unbuffer que excita directamente labase de un transistor de potenciaTIP31 (Q3). Este transistor excitaentonces el parlante con buenapotencia. Si el volumen obtenidofuera muy alto, bastará agregar alcircuito el resistor R15, cuyo valorpuede estar entre 10 y 100Ω.Cuanto mayor el valor agregado,menor la intensidad del sonido.

Como se trata de un recordato-rio, hasta un sonido bastante dé-bil es admisible (en caso que ust-ed no desee llamar la atención denadie más); en este caso, Q3puede ser suprimido con la conex-ión de un buzzer piezoeléctrico enel pin 10 de CI-2.

Para mantener las tensionesestables en los integrados y evitarque picos de alta tensión genera-

dos por el sistema de igniciónpuedan ocasionar problemas defuncionamiento, usamos 4 diodoszener en puntos estratégicos delcircuito.

En la figura 2 mostramos el di-agrama completo del recordatorioelectrónico.

En la figura 3 tenemos nuestrasugerencia de placa de circuitoimpreso.

Los integrados CMOS debenser instalados en zócalos DIL de14 pins. Para Q1 y para Q3 sedeben usar disipadores de calor yel resistor R4, si se lo usa, debeser de 1W. El parlante debe ser de10 cm para mejor calidad desonido y rendimiento. Los diodoszener son todos de 400mW, mien-tras que D1 puede ser cualquierdiodo de silicio de uso general. Loscapacitores son comunes: C1 esun capacitor de poliéster, cuyovalor depende de la frecuencia delsonido, y C2 es un electrolíticopara 16V o más.

S I S T E M A R E C O R D AT O R I O E L E C T R O N I C O


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El aparato podrá ser montadoen una cajita plástica y colocadoen cualquier punto bajo el paneldel vehículo. Será interesante pre-ver una llavecita para desactivarel sistema en caso de un desper-fecto del auto.

Las entradas del aparato sonconectadas en los siguientes pun-tos:

a) Faros - después del inter-ruptor del panel que acciona losfaros.

b) Puerta - junto al polo querecibe tensión cuando la lámparade cortesía enciende al abrir laspuertas.

c) Contacto o Partida - de-spués de la llave de contacto en elpanel.

El negativo de la alimentaciónva a cualquier punto del chasis yel positivo a cualquier punto de lainstalación que reciba 12V. Elconsumo de corriente de la unidadno llega a 1A en la condición de

activado y es despreciable en lacondición de espera, lo que signifi-ca que no será necesario usar ca-ble muy grueso en su instalación.

Hecha la instalación, retire lallave del contacto con los faros en-cendidos.

No debe ocurrir nada. Pero alabrir la puerta la alarma debesonar.

Para usarlo sólo debe recordarque, si se olvida de apagar losfaros al salir del auto, el aparatole avisará disparando la alarma.

Para modificaciones que permi-tan el uso de más de una entrada,observe que los pines 9 y 10 delCI-2 están unidos. Los mismospueden usarse separadamente,dejando así una entrada lógicamás para aplicaciones diversas,como por ejemplo una alarmacontra robo.

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LISTA DE MATERIALES

Q1 - TIP32 - PNP de potenciaQ2 - BC548 - NPN de uso generalQ3 - TIP31 - NPN de potenciaD1 - 1N4148 - diodo de uso gral.D2 al D5 - 12V x 400mW - zener-CI-1 - CD4002 - Integrado CMOSCI-2 - CD4001 - Integrado CMOSC1 - 10nF - Poliéster - ver textoC2 - 10µF x 16V - ElectrolíticoR1, R2, R3 - 1k5 R4, R5, R6, R7, R9 - 10kΩR8 - 2k2 R10, R13 - 1k ΩR11, R12 - 47k ΩR14 - 120ΩR15 - 10 a 100Ω x 1W - resistor -ver textoPTE - parlante de 8 ohmF1 - 2A - fusible

Varios: Placa de circuito impreso, cajapara montaje, cables, estaño, disi-padores de calor, etc.

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El circuito descripto, simula labaliza de luces en vaivén que poseeel auto fantástico en su parte de-lantera. El circuito está elaboradoa partir de dos circuitos integradosbastante comunes: el 555 y el4017).

El 555 está configurado comooscilador biestable que actúa comogenerador de pulsos de sin-cronización, que serán los quegeneren la velocidad del efecto. Ac-tuando sobre el potenciómetro P1de 1MΩ, podemos ajustar la veloci-dad con que se produce la corrida.Los pulsos de este integrado, reti-rados del pin 3 (salida) son lleva-

dos al contador 4017 que opera ensu salida una pequeña matriz dediodos que permite programar elefecto.

Se utilizan 8 salidas de modo dealimentar 5 lámparas. Las dos lám-paras de los extremos enciendenuna vez cada ciclo, mientras quelas tres centrales encienden dos ve-ces, de allí que sean necesarias 8salidas para la obtención del efec-to.

La etapa de potencia es forma-da por transistores del tipo 2N3055o equivalente que permiten la ex-citación directa de lámparas de12V 40W. Estos transistores

BALIZA CONEFECTOS ESPECIALES

Es conocida porcasi todos, la balizaque permite el de-splazamiento delencendido de unnúmero determina-do de leds en for-ma de vaivén, ysimula así el deco-rado de auto fan-tástico. Este circuitoposee alguna mod-ificación para quepuedan emplearse lámparas de cierta potencia en unnúmero comprendido entre 2 y 10.

Por Ariel Matías González

M O N TA J E S


LISTA DE MATERIALESR1 = 10kΩR2 = 10kΩP1 = 1MΩR3 a R7 = 100ΩC1 = 1µf x 50V - electrolítico

x 16VC2 = .1µf - cerámico

D1 a D6 = diodos 1N4148

CI1 = CI NE555

CI2 = CI CD4017

La = lámparas 12V x 40WTr1 a Tr5 = 2N3055 - NPN de

potencia

deben ser montados en disipadoresde calor. Esta es una modificaciónrealizada sobre los circuitos clási-cos, que permite emplear lámparasde potencia con el objeto de pro-

ducir una señalización importante,útil cuando nos quedamos paradosen la ruta de noche por algun des-perfecto en el automóvil.

También podemos utilizarlo en

la versión que accionasimples leds y que nonecesita de etapa depotencia, usandose co-mo elemento decorati-vo, para ello se susti-tuyen los transistores.Los leds pueden en-tonces conectarse di-rectamente en los pun-tos de salida (donde seconectarían los resis-tores) con un resistorlimitador de corrientecuyo valor típico es de390 ohm.

La alimentación delcircuito se hace contensión de 12V que

puede provenir de la batería delauto, o para una aplicación domés-tica, a partir de una fuente de ali-mentación.

B A L I Z A C O N E F E C T O S E S P E C I A L E S


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En esta nota les propongo elmontaje de una luz de freno in-termitente para aumentar la se-guridad de su auto y, a su vez,obtener un bonito efecto de lu-ces.

El prototipo se acciona du-rante algunos instantes cuan-do el conductor pisa el freno.

Se instala en la luneta tra-sera, en la posición de mejorvisualización, y su función esla de alertar al conductor delauto que viene detrás del suyo,del momento exacto en que ha-brá una reducción brusca de lavelocidad.

Este procedimiento ayuda aevitar un choque trasero, loque hoy en día es muy común.

El circuito que proponemos

hace que las luces junto al vi-drio trasero parpadeen de mo-do intermitente, cada vez queel freno es accionado.

Las luces son de baja poten-cia, de 12V, y se instalan enuna pequeña manguera trans-parente, que se fija al auto. Silas luces no fueran rojas, bastacon envolverlas en un papel ce-lofán de este color para resolverel problema de visualización.

Las principales característi-cas son las siguientes:

• Tensión de alimentación =12V

• Corriente: 100mA (segúnlas lámparas utilizadas)

• Número de canales de ac-cionamiento: 4

La base del proyecto es elcircuito integrado 4017, queconsiste en un contador/deco-dificador hasta 10 en tecnologíaCMOS.

A cada pulso aplicado en laentrada de este integrado (pin14), una de las salidas toma elnivel alto, mientras que la ante-rior pasa al nivel bajo. Tene-mos, entonces, que una secuen-cia de pulsos hace que seproduzca un accionamiento delnivel alto de la primera en di-rección de la última salida,mientras las demás semantienen en un nivel bajo.

Para producir el efecto bus-cado, tenemos un oscilador quegenera los pulsos. Este oscila-dor se ha diseñado en base al

LUZ INTERMITENTE PARASISTEMAS DE FRENO

Este circuitoencenderá in-t e r m i t e n t e -mente una se-rie de lucescada vez quese acciona elpedal delfreno de unautomóvil. Por ser de armado sencillo y fácil instalaciónresulta una solución ideal para aumentar la seguridad enun automóvil. Las aplicaciones pueden expandirse a ilu-minación de marquesinas, animación de espectáculos,etc.

Por Ernesto Silva

M O N TA J E S


clásico 555, cuya frecuencia esajustada por el trimpot P1 paradar el efecto deseado. En el4017, mientras tanto, usamos 4salidas, de modo que durante eltiempo en que los pulsos son

aplicados a las otras salidas,tengamos un intervalo.

Cada salida utilizada en el4017 está conectada a un tran-sistor driver que excita las lám-paras de carga.

En el proyecto usamostransistores BD135 parapermitir la utilización delámparas de hasta 300mA;sin embargo, si las lámpa-ras fueran de consumomucho más bajo (50mA,por ejemplo), pueden usar-se transistores BC547.También, en este últimocaso, se pueden emplearleds.

En la figura 1 mostra-mos el diagrama completodel aparato que fue publi-cado en alguna oportu-nidad en las páginas deSaber Electrónica (Nota deRedacción: En Saber Nº77).

Para el accionamientomomentáneo, o sea: cuandoexiste apenas uno o dos guiñosy después las lámparas dejande parpadear, aunque el frenose mantenga accionado, existe

L U Z I N T E R M I T E N T E P A R A S I S T E M A S D E F R E N O


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un circuito diferente, que pro-ponemos en esta oportunidad ycuya disposición circuital segrafica en la figura 2.

En la figura 3 observamos ladisposición de los componentesen una placa de circuito impre-so. Para mayor seguridad, loscircuitos integrados deben serinstalados en zócalos DIL, se-gún el conexionado.

Como el accionamiento decada lámpara se hace por unlapso muy pequeño, los transis-tores no necesitan de disipado-res de calor.

Los transistores admitenequivalentes, como el BD137 yel BD139, y las lámparas indi-

cadas son de 50mA x 12V, aun-que pueden usarse hasta las de300mA.

Los cables de conexión a laslámparas pueden ser largos ysoldarse directamente a sus ba-ses; de esta manera, se facilitasu introducción en una man-guera o tubo transparente.

Para probar el aparato bastaconectarlo a una fuene de 12V.Las lámparas deben parpadearen secuencia. Luego, ajuste P1de modo que los trenes de pul-sos se produzcan en intervalosde 1 a 1,5s, aproximadamente.

Una vez verificado el funcio-namiento y hecho el ajuste, elaparato puede instalarse en el

auto. La caja con la placa y loscomponentes pueden ubicarsedentro del baúl, donde se fija-rán las lámparas.

El cable A se conecta al pun-to que alimenta las luces de fre-no ya existentes, y el cable B alchasis del auto, en cualquierpunto.

Una vez hecha la instalación,el accionamiento del aparato se-rá automático: al pisar el frenose produce el encendido de laslámparas.

En este circuito tenemos dos555. Uno de ellos se utiliza parahabilitar el oscilador de clocksólo por el tiempo ajustado en eltrimpot P1.

L U Z I N T E R M I T E N T E P A R A S I S T E M A S D E F R E N O


LISTA DE MATERIALES

CI1 - 555 - circuito integradotimer.CI2 - 4017 - circuito integradoCMOS.Q1 a Q4 - BD135 - transisto-res NPN de media potencia.R1 - 22kΩR2 - 10kΩR3, R4, R5, R6 - 1kΩP1 - trimpot de 100kΩC1 - 10µF x 16VC2 - 1.000µF x 16V

Varios

X1 a X8 - lámparas de 50mA x12VF1 - fusible de 1APlaca de circuito impreso, zó-calo para los integrados, cajapara montaje, mangueratransparente, cables, soldadu-ra, etc.

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Las principales característicasdel circuito que describimos enestas hojas son:

a) Accionamiento por sensoresrecorridos por corrientes de re-poso muy bajas.

b) Temporización que impideque la alarma se active por untiempo mayor que el ajustado, yevita así el desgaste de la batería(en el caso de automóvil o casa) oque los vecinos sean incomoda-dos más de lo necesario, paraque se tomen las medidas nece-sarias en relación a un eventualintruso.

c) Acción intermitente queproporciona un sonido másagradable, del tipo pulsante parabocinas, chicharras, etc. y queademás, impide que se queme labocina en caso de usarla paraproteger un automovil.

d) Posibilidad de inhibición ex-terna por medio de un segundosensor del tipo NA, que da tiempoal propietario para que, accionan-do el interruptor general (escon-dido), desactive el sistema.

El primer control es de tiempode activación que fácilmentepuede llegar a los 15 minutos con

los componentes indicados. Un aumento de valor del ca-

pacitor C3 permite aumentar eltiempo de activación intermi-tente.

El segundo control es de ve-locidad de intermitencia dado porP2.

Las posibilidades de adapta-ciones se relacionan con sensoresNA que pueden ser conectados enparalelo con Q1.

Tenemos otra posibilidad deaumento de tiempo dado al propi-etario para desarmar la alarmacon el aumento, tanto de R6 co-

ALARMA UNIVERSALPROGRAMABLE

Esta alarmatiene tempo-rización queimpide quese active du-rante untiempo may-or que elprogramado,produciendoun sonido in-termitente. Posee un sistema de inhibición por reed switchcon segunda temporización, para permitir que el propi-etario pueda desconectarla antes de que se active. El cir-cuito utiliza sensores tipo reed, pero puede ser operado porcualquier sensor del tipo normalmente cerrado.

Por Arnoldo Gabriel Gérome

M O N TA J E S


mo de C5.Una característica importante

de este sistema es su baja corri-ente de reposo, del orden depocos miliampere, lo que posibili-ta su alimentación hasta con pi-las, siempre que el dispositivo ali-mentado para hacer ruido,admita este tipo de alimentación.

Los parámetros eléctricos deeste circuito son los siguientes:

Tiene una tensión de ali-mentación de 6 a 12V.

La corriente de reposo es de10mA (típ.)

Temporización máxima: 30minutos

Temporización de desarme: 1minuto.

Corriente de carga: 6ANúmero de sensores: ilimitadoEl primer bloque de la alarma

consiste en el circuito de disparoque consta del sensor tipo reedswich magnético, cuya cantidaden serie puede ser ilimitada. Estesensor consiste en un switch quese mantiene cerrado cuando estáen contacto con la otra parte del

par, un pequeño imán. Fijando elimán en la parte móvil de unapuerta o ventana y el reed en laparte fija, cuando la puerta oventana está cerrada el reed tam-bién estará cerrado, polarizandoasí en el corte el transistor.

Si cualquiera de los reedsfuera abierto por la separacióndel imán, el resistor R1 dejará deser cortocircuitado a la tierra yQ1 recibe polarización suficientepara ir a saturación.

El resultado es que en sucolector tenemos una brusca caí-da de tensión hacia cerca de cerovolt, lo que es suficiente para dis-parar el bloque siguiente de nue-stro circuito: el temporizador.

Luego tenemos un mo-noestable con el circuito integra-do 555.

La salida de este circuito inte-grado se mantiene normalmenteen el nivel bajo (0V) hasta el in-stante en que su pin 2 de disparosea puesto a tierra. Esto ocurrepor un instante con la aberturadel sensor.

C1 hace que, aunque el sensorsea cerrado nuevamente, con laaproximación del imán del reed,el disparo del 555 no sea inter-rumpido.

La salida de este circuito inte-grado va entonces al nivel alto, osea, pasa a presentar una ten-sión del mismo orden de la de ali-mentación por un intervalo detiempo que depende del ajuste deP1, R5 y del capacitor C3.

Tomando P1 y R1 como R yC1 como C, el tiempo total puedeser calculado por:

T = 1,1 . R . C

Para garantizar que en cuantola alarma sea alimentada, el pul-so de tensión inicial no ocasionesu disparo, una red formada porR4 y C2 en el pin de control del555 lo inhibe, y evita el disparo,hasta que la tensión se estabiliceen todos los puntos del circuito.

Con X2 abierto, en cuanto laalimentación sea conectada, C5se carga hasta que el pin 2 de CI-

A L A R M A U N I V E R S A L P R O G R A M A B L E


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1a se vuelve del mismo orden quela tensión de alimentación. Enestas condiciones CI-1a se com-porta como un inversor, donde laentrada es el pin 1 y la salida, elpin 3.

Esto significa que, si la alar-ma fuera disparada, y la salidadel 555 fuera al nivel alto, la sali-da de CI-1 irá al nivel bajo y enconsecuencia la salida de CI-1birá al nivel alto, pues tambiénfunciona como inversor. El resul-tado de este proceso es que el os-cilador lento formado por el IC-1centra en acción produciendo unaseñal rectangular cuya frecuenciadepende del ajuste de P2 y del

valor de C6.Las subidas y bajadas de nivel

lógico en la salida de la puertaactúan sobre un buffer formadopor CI-1d y éste excita el transis-tor Q2 que tiene como carga labobina del relé. Esto significa queel relé abre y cierra sus contactosde modo intermitente en una fre-cuencia determinada por C6 ypor el ajuste de P2.

Si quisiéramos evitar la acciónde la alarma, entrando en el au-tomóvil o en la casa y teniendotiempo para el desarme, actu-amos sobre X2.

Cuando X2 cierra sus contac-tos por la aproximación de un

imán, C5 se descarga y con estoel nivel lógico del pin 2 de CI-1acae prácticamente a cero. De estaforma, independientemente de loque ocurra con la entrada 1, lasalida del pin 3 va al nivel alto yen consecuencia la salida de CI-1b, que comanda el oscilador vaal nivel bajo.

El CI-1d que consiste en unbuffer inversor mantiene en susalida el nivel bajo, dada suconexión a la salida del CI-1c ycon esto el transistor en el cortelo que impide la energización dela bobina del relé.

El tiempo de carga de C5 através de R6 determina cuánto eslo que el propietario puede de-morar hasta que el sistema seadesinhibido y vuelva a funcionar.

Vea que, si en el intervalo indi-cado el sensor fuera activado ydespués volviera a lo normal, laalarma no será disparada cuandotermine el tiempo de carga del ca-pacitor C5. Esto significa que elsensor X2 también puede ser us-ado cuando salimos de un ve-hículo o de casa para armar laalarma, pues la misma darátiempo para que el sensor seacerrado nuevamente después deuna abertura.

En la figura 1 se da el diagra-ma completo de nuestra alarma.

En la figura 2 tenemos la dis-posición de los componentes enuna placa de circuito impreso.

Sugerimos la utilización dezócalos DIL para el montaje delos circuitos integrados. Como elsistema tiene cierta sensibilidad ala humedad, principalmente elCMOS, dada su elevada impedan-cia de entrada, y además de esto,los transistores pueden ponerse atierra, provocando disparos er-ráticos, además de usar una bue-



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na caja metálica a tierra, el ca-pacitor C7 es muy importante.

Los resistores son todos de1/8W ó 1/4W con tolerancias de5 a 20% y los capacitores elec-trolíticos deben tener una tensiónde trabajo de por lo menos 16V.

Los demás capacitores puedenser cerámicos o de poliéster. P1 yP2 son trimpots comunes.

Los sensores son del tipo red-switch magnéticos comunes quese pueden conseguir en cualquiercasa de alarmas. Son bastantecompactos, y pueden ser oculta-dos fácilmente en puertas y ven-tanas.

P1 y P2 son trimpots comunesy el relé depende de la tensión dealimentación usada.

El transistor Q1 también ad-mite equivalentes, pudiendo serusado cualquier tipo de silicioNPN de uso general.

Para la conexión al sistema dealarma externo sugerimos la uti-lización de un puente de tornil-los, ocurriendo lo mismo enrelación con la conexión de lossensores.

En el diagrama mostramos so-lamente un sensor (X1), pero losmismos pueden ser conectadosen serie en cantidades ilimitadasy el cable usado puede ser fino decapa plástica sin blindaje.

Para probar el aparato bastaalimentarlo y conectar como car-ga en el relé, por ejemplo, unalámpara.

Cuando la alimentación seaconectada, el sensor X1 debe es-tar cerrado y P1 ajustado para eltiempo mínimo (menos resisten-cia). P2 debe estar en su posiciónmedia o poco más.

El sensor X2 debe estar abier-to, o sea, sin el imán cercano.

Con alimentación, el relé debepermanecer desactivado y el cir-cuito en condición de espera.

Al alejar el imán de X1, laalarma debe disparar por untiempo determinado por el ajustede P1, y entonces el relé abrirá ycerrará sus contactos de modointermitente.

Colocando P1 en la posiciónmedia, e inicialmente aproximan-do por un instante un imán a X2,veremos que al alejar el imán deX1 la alarma no dispara. Estosignifica que el sistema de inhibi-ción externa está funcionando.

Comprobado el funcionamien-to podemos proceder a su insta-lación para protección definitiva.

El interruptor general que de-sactiva la alarma, a través delcorte de alimentación debequedar en un lugar bien oculto.

Con el cambio de R1 por unpotenciómetro de 220kΩ en seriecon un resistor de 10kΩ podemosconectar en serie con los resis-tores un fotorresistor (LDR) comoel FR-27 o bien sustituir los sen-sores de X1 por estos compo-nentes (hasta 3), obteniendo asíel disparo por la interrupción delhaz de luz.

Con todos los LDRs ilumina-dos, y el potenciómetro debida-mente ajustado el transistor semantiene en el corte.

Si cualquier foto-resistor(LDR) detecta su luz cortada, eltransistor conduce y con estoocurre el disparo del monoestable555.

Una combinación de 3 LDRscon cualquier cantidad de sen-sores magnéticos permite la pro-tección por sistema múltiple deun gran ambiente.

Estas son sólo algunas de las

sugerencias que pueden re-alizarse para mejorar el desem-peño de la alarma; sacarle mayorprovecho dependerá del ingenio yla experiencia de cada uno.



LISTA DE MATERIALES

CI-1 - 4093B - integrado CMOSCI-2 - 555 - integrado - timerQ1 y Q2 - BC548 o equivalentes -transistores NPN de uso generalD1 - 1N4148 - diodo de silicioK1 - relé de 6 ó 12V - ver textoX1 y X2 - sensores magnéticos dealarma - ver texto P1 - 1MΩ - trimpotP2 - 2,2MΩ - trimpotR1 - 47kΩ x 1/8W - resistor (amar-illo, violeta, naranja)R2 - 22kΩ x 1/8W - resistor (rojo,rojo, naranja)R3, R4 y R5 - 10kΩ x 1/8W - resi-stores (marrón, negro, naranja)R6 y R7 - 100kΩ x 1/8W - resis-tores (marrón, negro, amarillo)R8 - 2,2kΩ x 1/8W - resistor (rojo,rojo, rojo)C1 y C2 - 10µF x 16V - capaci-tores electrolíticosC3 - 1000µF x 16V - capacitorelectrolíticoC4 - 100nF - capacitor cerámico ode poliésterC5 - 10µF a 100µF x 16V - capaci-tor electrolítico - ver textoC6 - 470nF a 1µF - capacitor elec-trolíticoC7 - 220µF x 16V - capacitor elec-trolítico

Varios:

Placa de circuito impreso, cajapara montaje, puentes de termi-nales con tornillos, fuente de ali-mentación, cables, estaño, tornil-

Describimos un control develocidad para pequeños mo-tores con un sistema remoto deactuación por llave o toque. Enel caso de un joystick, por ejem-plo, podemos usarlo en un sis-tema de brazo o grúa experi-mental, ocurrirá lo mismo enrelación al sistema de toque.

También con relación al joy-stick, podemos aprovechar suscuatro llaves internas para elcontrol de dos motores de modosimultáneo, acelerándolos o de-

sacelerándolos según lasnecesidades.

Con la palanca hacia ade-lante tenemos la aceleración deun motor (número 1, por ejemp-lo), y hacia atrás, su detención odesaceleración. Con la palancahacia la derecha tenemos laaceleración de otro motor y, ha-cia la izquierda, su desacel-eración o detención.

El control se caracteriza porsu linealidad, variando entre 0 y100% la tensión aplicada al mo-

tor y, en consecuencia, su po-tencia.

El mismo circuito tambiénpuede ser usado para el controlde otras cargas de corrientecontinua tales como pequeñaslámparas, calentadores,solenoides, electroimanes, etc.

En un electroimán, por ejem-plo, tenemos hasta la posibili-dad de controlar, en una grúaelemental, la fuerza de atrac-ción, dosificando la cantidad dechapas de metal que la misma

CONTROLADOR AUTOMATICODE MOTORES

El circuito qued e s c r i b i m o spermite el con-trol de veloci-dad de motoresde corrientecontinua, a par-tir del simpletoque de los de-dos en sensoreso bien pormedio de unjoystick de juegos electrónicos. El control produce la acel-eración o desaceleración constante del motor, según la posi-ción del joystick o del sensor tocado. Los motores controladospueden tener corrientes de hasta 1A, lo que significa que elproyecto es ideal para aplicaciones en robótica experimen-tal. En el proyecto incluimos una fuente de corriente continua,pero el sistema funcionará también a partir de pilas obaterías.

Por José Alberto Martínez

M O N TA J E S


es capaz de elevar o soltar.El corazón del circuito es un

amplificador operacional, conun transistor de efecto de cam-po en la entrada, del tipoCA3140, que opera como unseguidor de tensión, o sea, unadisposición amplificadora quese caracteriza por una gananciaunitaria de tensión, más una

impedancia elevadísima de en-trada, del orden de trillones deohm.

Esa impedancia de entrada estan alta que podemos conectar aloperacional un capacitor carga-do, porque él mantendrá su car-ga por un largo intervalo, sinninguna variación perceptible.Fue justamente aprovechando

esa posibilidad que elaboramosnuestro control por toque.

En la entrada del operacionalconectamos un capacitor de 1 a4,7µF de poliéster de buena cal-idad, que no presenta fugasperceptibles.

La carga y descarga de estecapacitor puede hacerse através de dos resistores de 1M5conectados a un par de contac-tos por toque o bien al joystick.

Cuando se activa el sensorX1, o bien la llave X1 del joy-stick es accionada, el capacitorse carga lentamente a través deR1 de modo que la tensión en laentrada del operacional subegradualmente.

Esa tensión es amplificada yaparece en la salida del opera-cional (pin 6), siendo aplicada ala base de un transistor BC548y después a la base de un tran-sistor de mayor potencia (Q1),capaz de controlar la carga.

Dependiendo del tiempo enque tocamos en X1 o ac-cionamos la llave del joystick, latensión sube entre 0 y 100% dela tensión de alimentación (quepuede ser de 6 ó 12V). Estoquiere decir que podemos

C O N T R O L A D O R A U T O M AT I C O D E M O T O R E S


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dosificar con facilidad, por eltiempo de accionamiento, la ten-sión en la carga.

Sacando el dedo del sensor, odesconectando el joystick, el ca-pacitor mantiene por largo tiem-po la tensión en la entrada deloperacional y, con esto, la veloci-dad del motor controlado.

Para alterar la velocidad delmotor, reduciéndola, tocamos enX2 o accionamos X2 del joystick.En estas condiciones, el capaci-tor se descarga lentamente através de R2, lo que permitedosificar exactamente la tensiónaplicada al motor, pues es prác-ticamente la misma de C3.

El led conectado en la salidade Q1 permite una visualizaciónde la acción de control.

La fuente de alimentación es-tabilizada de 1A puede ser de 6V(7806) ó 12V (7812), según eltipo de motor controlado.

En la figura 1 damos el dia-grama completo de nuestro con-trol por toque y joystick.

La placa de circuito impresoaparece en la figura 2.

Tanto el transistor Q1 comoel integrado de la fuente CI-1deben ser dotados de un disi-pador de calor, principalmente sila operación se hace con mo-tores de corrientes elevadas.

El transformador debe tenerbobinado primario de 220V y se-cundario de 6+6 ó 12+12V,según la tensión del motor. Lacorriente también debe ser deacuerdo con el motor y su límiteestá alrededor de 1A.

Los electrolítico deben teneruna tensión de trabajo de 16V.

R5 es el único componentecuyo valor depende de la tensiónde salida. Para 6V use un resis-tor de 470 ohm y para 12V un

resistor de 1k2. Los demás resis-tores son de 1/8W con 5 ó 10%de tolerancia. Un componenteque debe ser elegido con cuidadoes C3, que debe ser de poliésterde buena calidad, con valoresentre 1µF y 4,7µF. El valor deeste componente determina lavelocidad de respuesta del sis-tema. Menor capacidad significauna variación más rápida altoque o acción del joystick. Paralos diodos rectificadores pode-mos usar equivalentes como los1N4004 ó incluso BY127.

Para la prueba basta conectarun motor de corriente continuade 6 ó 12V (de acuerdo con lasalida deseada), con corriente dehasta 1A o bien una lámpara in-candescente de las mismascaracterísticas para probar elfuncionamiento del control.

Conecte la unidad y toque enlos sensores, primero uno y de-spués el otro. La velocidad delmotor debe aumentar o dis-minuir, según el sensor tocado.Lo mismo debe ocurrir con eljoystick, ya que en este caso elmovimiento de la palanca haciaadelante acelera el motor y haciaatrás reduce su velocidad.Dejan-do de tocar los sensores, o con lapalanca en posición central, lavelocidad ajustada por el sis-tema para el motor se debe man-tener. Si esto no ocurre cambieel capacitor C3, que puede estarcon problemas de fugas. Com-probado el funcionamiento delsistema, sólo resta hacer su in-stalación definitiva.

Nota de Redacción: En estaedición se comienza con la de-scripción del funcionamiento deun robot controlado por computa-dora. Este controlador puede serempleado en dicho proyecto.

C O N T R O L A D O R A U T O M AT I C O D E M O T O R E S


LISTA DE MATERIALES

CI-1 - 7806 ó 7812 - Según latensión deseada - Circuito in-tegrado regulador de tensiónCI-2 - CA3140 - Amplificadoroperacional con entrada FETQ1 - TIP31 - Transistor NPNde potenciaQ2 - BC548 - transistor NPNde uso generalD1, D2 - 1N4002 - Diodos rec-tificadoresD3 - 1N4002 ó 1N4148 - Dio-do de silicio de uso generalLED - Led rojo comúnT1 - Transformador con primariode 220V y secundario de 6+6Va 12+12V, según la tensión de-seada, y 1A de corriente.S1 - Interruptor simpleS2 - Llave para corte de ten-sión F1 - Fusible de 1AR1, R2 - 1M5 - Resistores(marrón, verde, verde)R3 - 4k7 - Resistor (amarillo,violeta, rojo)R4 - 330R - Resistor (naranja,naranja, marrón)R5 - 470Ω (6V) o 1k2 (12V) -Resistor - ver textoC1 - 1000µF x 25V - CapacitorelectrolíticoC2 - 10µF x 12V - CapacitorelectrolíticoC3 - 1µF a 4,7µF - Capacitorde poliéster (100V o más)

Varios: placa de circuito im-preso, cable de alimentación,soporte para fusible, caja paramontaje, disipadores de calor,sensor o joystick, cables, es-taño, etc.Observación: los sensorespueden ser chapitas de metal

Presentamos un proyecto quese emplea para estimular omasajear determinadas zonas dela piel por medio de pequeñospulsos eléctricos, capaces de pro-ducir corrientes por nuestro or-ganismo, mucho más bajas quelas que podrían provocar algúntipo de lesión, pero suficientespara producir un estímulo.

La idea es generar pulsos demedia tensión durante intervalosreducidos, controlados en fre-cuencia para fortalecer los mús-

culos, nervios y otras áreas deter-minadas de nuestro cuerpo.

Este aparato debe ser usadopor personas idóneas en el áreade la medicina.

El estímulo es realizado porfuera, normalmente por medio dedos electrodos en forma de cha-pas que se colocan en la zona aser tratada.

En los aparatos de este tipo nodeben utilizarse alimentación di-rectamente de la red eléctrica, yaque podría no existir un límite en

la aplicación de corriente, lo queocasionaría daños físicos. Porotro lado, como las pilas no soncapaces de suministrar tensioneselevadas, es necesaria la apli-cación de circuitos inversores quepuedan vencer la resistencia dela piel para producir el requeridoestímulo.

El circuito inversor empleadotrabaja con corrientes muy pe-queñas, evitando las descargasbruscas en el usuario.

El proyecto tiene un oscilador

ESTIMULADOR MUSCULAR

Los pequeños es-timuladores elec-trónicos suelenemplearse parael tratamiento dedolores muscu-lares, contrac-turas y deficien-cias en la piel.También se sabeque los animalesdomésticos se re-ponen más fácil-mente de enfer-medades respiratorias cuando son tratados con estosaparatos. Propongo el armado de un estimulador eléctricode dos canales para su uso en electromedicina. Si bien noconstituyen un riesgo, recomendamos usarlos con la asis-tencia de profesionales médicos.

Por Rafael Alejandro Leone

M O N TA J E S


construido a partir de un circuitointegrado CMOS del tipoCD4093.

El circuito se muestra en lafigura 1 y en él se puede observarque la frecuencia puede ajustarsea partir de P1 (ajuste fino), o porel intercambio tanto de C1 comode C2. Si en lugar de S1 se coloca

una llave selectora, la banda defrecuencias puede ampliarse, sise coloca en lugar de C1 varioscapacitores de valores compren-didos entre 47nF y 470nF.

Aquí también pueden con-seguirse señales de frecuenciascomprendidas entre 1Hz y al-gunos kHz.

Este es el cir-cuito de mejorrendimiento, ya quetiene a su salida unFET de potencia, elcual posee un exce-lente rendimientoen la transferenciade energía hacia eltransformador, conlo cual se consigueuna considerabledisminución en elconsumo de energíaresultando un dis-positivo portátil, enel cual una bateríade 9V permite suuso prolongado. Ladisposición de loscomponentes enuna placa de cir-cuito impreso semuestra en la figu-ra 2.

Note que el cir-cuito impreso poseedos canales idénti-cos, a tal punto quehasta se han dupli-cado los nombresde los compo-nentes. Se ha he-cho de esta manerapara que puedanestimularse dospuntos en forma si-multánea.

En generalpuede ser empleado

cualquier FET de potencia con laúnica salvedad de que puedadrenar corrientes superiores a losdos ampere. Este componentedebe estar provisto de un buendisipador de calor.

El transformador es del tipode poder con primario de 220V ysecundario de 6V por 500mA.

E S T I M U L A D O R M U S C U L A R


2

Aquí también es conveniente queel circuito integrado vaya monta-do en un zócalo dil de 14 patas.Con P1 se ajusta la frecuencia y,con P2, la intensidad de los pul-sos generados. Ambos poten-ciómetros pueden ser lineales o

logarítmicos. Los capacitores C1y C2 deben ser de poliéster y C3un electrolítico para 12V. Laprueba de funcionamiento es se-mejante a los casos anteriores,razón por la cual no abundare-mos en detalles.

E S T I M U L A D O R M U S C U L A R


1LISTA DE MATERIALES

Semiconductores:CI1 - CD4093- circuito integradoQ1 - SPM830 o equivalente - FET depotencia

Resistores:R1 - 10kΩR2 - 10kΩR3 - 1MΩP1 - 100kΩP2 - 10kΩ

Capacitores:C1 - 220nF - poliésterC2 - 22nF - poliésterC4 - 1000µF - electrolítico

Varios:S1 - interruptor simple, S2 - interruptorsimple, B1 - batería 9V, T1 - transfor-mador 220V a 6V por 500mA, placa decircuito impreso, disipador de calor, so-porte para pilas, caja para montaje, per-illas para los potenciómetros, bornespara los electrodos, cables estaño, etc.

Al recibir el trabajo realizado porun grupo de estudiantes, sentí pro-funda admiración por la seriedadcon la que se puede encarar el es-tudio de un tema específico, entiempos en los que normalmentesuele “defenestrarse” la enseñanzaen Argentina. Me siento orgullosode poder compartir con Uds, estetrabajo realizado por:

· BONETTI, ANTONIO ALEJAN-DRO

· CASAS, ANGEL ANDRES· NICOLINI, CARLOS ALEJAN-

DRO· PEZZANI, CARLOS HERNAN

· URRUSPURU, GASTONLEONEL

Cabe aclarar que el dispositivoque comenzaremos a explicar fueconstituido en el marco de la cáte-dra que el Ing. Alberto Fusco dictaen el Instituto Juan XXIII de estaCapital Federal.

PRINCIPIOS DE ROBOTICA

Llamamos ROBOTS a todosaquellos mecanismos automáticos omáquinas con movimientos.

La ciencia que estudia todoeste tipo de máquinas se denomina

ROBOTICA y ha evolucionado rápi-damente con el desarrollo de los mi-croprocesadores.

“Como ROBÓTICA se "Co-mo Robótica se conoce el diseño,

fabricación y utilización demáquinas automáticas pro-

gramables con el fin de realizartareas repetitivas como el en-

samble de automóviles,aparatos y otras actividades”.

Básicamente, la robótica se ocu-pa del control de diferentes tipos demotores, mecanismos neumáticos ysensores por medio de sistemascomputadores.

ROBOTCONTROLADO POR PC

Damos en este in-forme, un panoramasobre un robotdidáctico diseñadopor un grupo de es-tudiantes del Institu-to Juan XXIII, que escontrolado por com-putador. Los con-ceptos aquí vertidossirven como basepara comprender cómo se ha realizado el mencionadoproyecto, que será publicado en su totalidad (teoría, diseño,circuitos eléctricos, circuitos impresos, programas, adquisi-ción de datos, puesta en marcha, etc.) en la próxima ediciónde Saber Electrónica.

Comentarios de Horacio D. Vallejo

I N F O R M E E S P E C I A L


En nuestro proyecto se controlamediante un adquisidor de datosacoplado a una computadora per-sonal (PC), el sentido de giro de mo-tores paso a paso, que más ade-lante explicaremos su principio defuncionamiento, su velocidad, suposicionamiento y la detección deun determinado movimiento.

Por otra parte también se con-trolan, por medio del PC, pistoneseléctricos que se basan en memo-rias de aleaciones de forma, másconocidas como “Alambres muscu-lares”, cuyo principio de fun-cionamiento es bien conocido porlos lectores de Saber Electrónica.

En la figura 1 se muestra unavista mecánica del robot que fueconstruido.

“ Todo el trabajo involucra unmicrocomputador, en nuestrocaso el sistema adquisidor dedatos con 8255, que utiliza elmicrocomputador de una PC,una o varias interfases, sus

conexiones y los programas quemanejan todo el sistema, es de-cir, la unión del hardware y el

software.”

LOS ROBOTS Y SUS APLICACIONES

El hombre, durante toda su his-toria, ha buscado el desarrollo deherramientas que puedan mejorar oamplificar su eficiencia mental yfísica. Entre estos podemos citar elarco y la flecha, la palanca, la rue-da, la máquina de vapor, el au-tomóvil, el computador y muchosotros.

Durante ese desarrollo ha surgi-do, primero en la imaginación (cien-cia ficción) y luego en la práctica, elinvento del robot.

Se ha concebido el robot comouna máquina creada a imagen y se-mejanza del hombre con capacidadde ejecutar diversas tareas y tam-bién con algún tipo de inteligencia.Esto se refiere a la capacidad detomar decisiones dirigiendo y modi-ficando su actuación de acuerdo aun programa y a las diversas situa-ciones que se puedan presentar du-rante su operación.

Esta capacidad incluye visión,tacto y reconocimiento de la vozque, aunque son rudimentarios ac-tualmente, se irán mejorando a me-

dida que avance la tecnología de loscomputadores.

Desde que se inició la ciencia dela Robótica se han imaginado, dis-eñado y fabricado una gran var-iedad de robots. Algunos de ellosno tienen utilidad práctica pero sehan desarrollado varios tipos congrandes aplicaciones. Entre ellosestán los manipuladores industri-ales, los robots domésticos, los ve-hículos especiales de control remo-to, las sondas espaciales, los robotsde juguete, las manos teledirigidasy los robots educacionales o didác-ticos.

“En nuestro proyecto, traba-jamos con un robot didácticoque es similar, en pequeña es-cala, a los brazos mecánicos o

manipuladores industriales queha sido el tipo más utilizado enla práctica, tanto en centros deinvestigación, como en indus-trias en donde tienen su apli-

cación real”.

Aunque parece limitado, unrobot formado por un solo brazodotado de varios movimientos re-sulta bastante versátil y productivoen una gran cantidad de trabajosrepetitivos para el ensamble y ma-nipulación de objetos. Por esarazón, este tipo de robot es el quemás se ha desarrollado y se han lo-grado con él una gran cantidad deaplicaciones.

Dependiendo de su construcciónmecánica, se pueden alcanzarmovimientos con precisión y levan-tar objetos con pesos considerables.

Nuestro proyecto fue diseñadosiguiendo el principio del brazo delhombre y fue fabricado con ante-brazo, codo, brazo, mano y un sis-tema de agarre.

Este robot tiene una capacidadde realizar movimientos que se de-

R O B O T C O N T R O L A D O P O R P C


1

nominan ¨grados de l ibertad¨.Esto se refiere a los diferentesmovimientos que puede realizar.

“En nuestro caso el robottiene cinco movimientos o gra-

dos de libertad. Estos son:movimiento giratorio de la base,movimiento del antebrazo haciaarriba y hacia abajo, movimien-to del brazo hacia arriba y ha-cia abajo, movimiento giratoriode la muñeca o mano y apertu-ra o cierre del mecanismo de

agarre”.

Cada uno de estos movimientosestá dirigido por un motor paso apaso que está acoplado a diferentestipos de mecanismos y conversoresmecánicos de movimiento, forma-dos por engranajes o piñones y ejes.Estos motores deben ser controla-dos por interfases que sean capacesde vincular a estos con la PC.

En el caso del sistema de agarreel movimiento se logra con pistoneseléctricos.

“DESCRIPCION GENERAL DE FUNCIONAMIENTO”

Para explicar el funcionamientogeneral del sistema, diremos que elmismo es comandado principal-mente por medio de la PC. Esta úl-tima a través de un sistemaadquisidor de datos (ya mencionadoanteriormente) es la encargada decontrolar, por medio del softwarecorrespondiente o, simplemente,por medio de un programa, una de-terminada secuencia de datos através de puertos de salida y de en-trada.

A partir de estos datos, los mis-mos se optoacoplan para aislargalvánicamente al PC del medio ex-terior y proteger así al mismo ante

algún eventual cortocircuito. Estosdatos así aislados son los encarga-dos de excitar una determinada se-rie de etapas de potencia que seránlas encargadas de controlar los dis-tintos servomecanismos del robot.

Para analizar más profunda-mente el sistema, realizaremos undiagrama en bloques general delmismo (figura 2) e indicaremos lafunción de cada elemento.

A continuación analizaremoscon más profundidad la función decada bloque y explicaremos cómo sevinculan entre sí, para un mejor en-tendimiento del sistema.

“FUNCION DE CADA BLOQUE”

Como habíamos mencionadocon anterioridad la PC es el disposi-tivo principal del sistema, ya que esla encargada de controlar todos losdispositivos del mismo.

En realidad el control del sis-tema lo realiza indirectamente, yaque la misma, a través del bus dedatos y de direcciones, es la encar-gada de programar al adquisidor dedatos y así enviar una serie de pal-abras lógicas o simplemente datosal exterior.

“Es obvio pues, que el PC re-quiere de un determinado soft-ware para realizar la progra-

mación del adquisidor de datos.Posteriormente explicaremos y

daremos los conocimientos bási-cos sobre el software, ya seaprogramación, compilación y

ejecución del mismo.”

ADQUISIDOR DE DATOS:

Es el encargado de interpretarlos datos y las direcciones enviadaspor el µP (microprocesador) del PC.

Estos datos son los que programanal adquisidor de datos, de forma talque de acuerdo a las direccionesprogramadas en el mismo, los datosse ejecutarán al exterior por el PortA, Port B o Port C, según sea selec-cionado en el 8255 (puerto paraleloprogramable) del adquisidor.

A su vez el Port C puede ser di-vidido en dos puertos de cuatro bitsy mediante su programación puedeser tanto de entrada como de sali-da.

Cabe aclarar que los puertos A yB también pueden seleccionarse co-mo entrada o salida pero con ladiferencia de que no pueden ser di-vididos en grupos de cuatro bits.

En nuestro sistema el Port A seencuentra seleccionado como sali-da, el Port B como salida también, yel Port C low como entrada y el PortC high como salida.

Cabe aclarar que en nuestro sis-tema se utilizan dos placasAdquisidoras de Datos, una seteadaen la dirección 200h (que fue de-scripta anteriormente) y otra setea-da en la dirección 220h. En esta úl-tima se utiliza sólo un Puerto(Puerto A), el cual se encuentra pro-gramado como salida.

ETAPA OPTOAISLADORAS DE LOS PUERTOS

Esta etapa cumple la simplefunción de aislar galvánicamente elPC del medio exterior.

Dicho de otra manera esta etapame permite proteger tanto el PC co-mo al adquisidor de datos de algúneventual cortocircuito, ya que suprincipio de funcionamiento sebasa en el hecho de que se enlaza através de fototransistores.

Por este motivo ante algún cor-tocircuito fuera del PC el circuitoperjudicado o dañado será exterior



al PC.Otra de las funciones que

cumple esta etapa es la de protegerla fuente de alimentación de lacomputadora, debido a que el con-sumo de corriente de las salidas delADQUISIDOR DE DATOS se “car-gan” en la fuente de la etapa optoa-

copladora, siendo el consumo de lafuente del PC muy bajo. Si observa-mos el diagrama en bloques de lafigura 1, se puede apreciar que seutilizan 5 etapas optoacopladoras(una para cada puerto).

ETAPA DE POTENCIA DE

LOS MOTORES

Es la encargadade manejar los bits decontrol provenientesde la etapa optoa-copladora de formatal que los mismoscontrolen los mo-tores.

Se denomina “dePotencia” por el sim-ple hecho de que através de señales pe-queñas de 5V. (“1” o“0”) y de baja corri-ente, controla señalesde corrientes altas yde mayores ten-siones. Dicho de otraforma, es la encarga-da de controlar almotor y alimentar lasdistintas bobinas delos motores de acuer-do con la secuenciadeterminada por elsoftware correspondi-ente.

A su vez esta eta-pa se encuentra con-trolada por un controlde torque exterior aésta y una fuente dealimentación.

Si observamos elsistema representadoen bloques podemosver que se utilizandos etapas de poten-cia, ya que cada unacontrola dos motores.

CONTROL DE TORQUE DE LOSMOTORES

Como su nombre lo indicacumple la función de controlar eltorque del motor a través de un bit



2

de información proveniente de laetapa optoacopladora del Port CHigh.

En realidad lo que hace es vari-ar la alimentación del motor, segúnel estado en que se encuentre el bitde control. Esto último lo realiza demanera tal que cuando el motor seencuentra girando o en movimientoel control de torque se encarga dealimentarlo en forma directa a lafuente, es decir que el motor con-suma la potencia necesaria para elgiro, mientras que cuando el motorse encuentra en estado de reposo elsistema descripto se encarga de quese le entregue una alimentación “al-ternativa”, es decir enviando untren de pulsos en vez de una ten-sión continua, de forma tal que elmotor disipe una potencia menoren reposo que en funcionamiento.Si no existiese este control, en elmomento en el cual el motor se en-cuentra en reposo, se correría elriesgo de quemar el mismo.

Cabe aclarar que este sistema seha implementado debido a que elmotor en reposo en realidad se en-cuentra clavado, es decir que estaubicado en una determinada posi-ción aguantando un peso sin queéste varíe esa posición.

Observando el diagrama en blo-ques vemos que se utilizaron en elproyecto 4 placas controladoras detorque (una para cada motor).

FUENTE DE ALIMENTACION DELOS MOTORES

Cumple la función de alimentarel motor para posibilitar el procesode energización de cada una de lasbobinas del mismo.

Las únicas consideraciones parasu utilización es que la tensióndebe ser la indicada en la chapa delmotor y debe ser capaz de entregar

la corriente necesaria para que elmotor funcione. De lo contrario lafuente podría ser destruida.

Si observamos en el diagramaen bloques, vemos que se utilizaron3 fuentes de alimentación para 4motores.

Esto es debido a que los motores2 y 3 tienen un consumo consider-able de corriente, mientras que losmotores 1 y 4 consumen muy pocacorriente en relación a los motores2 y 3.

Es por eso que se utiliza unafuente común para los motores 1 y4.

A los fines didácticos, en la figu-ra 3 se pueden ver las placas queconstituyen la parte electrónica delrobot.

FUENTES DE 12V Y 5V

Se encuentran para alimentarciertos dispositivos del sistemageneral que son los encargados derealizar un determinado controlpara su correcto funcionamiento.Estos dispositivos pueden ser relés,transistores, circuitos integrados,

etc.Estas fuentes son de muy bajo

consumo con respecto a las anteri-ormente descriptas.

ETAPA DETECTORAS DE PIEZAS

Como su nombre lo indica,cumple la función de detectar siuna pieza se encuentra en condi-ciones como para que el sistema deagarre del robot la tome.

Cuando la pieza es detectada através de una barrera infraroja for-mada por un led infrarojo y un foto-transistor enfrentados, dicha etapaenvía un dato al microprocesadorpara que el mismo envíe otro datoque será el encargado de determi-nar por ejemplo el cierre de lamano.

El dato enviado cuando la piezacorta la barrera pasa a través de laetapa optoacoplada del puerto Clow e ingresa en el adquisidor dedatos.

ETAPA DE CONTROL DE LOS PISTONES

Cumple la función de controlar



3

la posición de los pistones de lamano, a través de dos bits de infor-mación provenientes de la etapa op-toacloplada del puerto A deladquisidor de datos seteado en ladirección 220h.

El control de la posición del“pistón eléctrico” lo hace de formatal que, en el momento en que elmicroprocesador envío una ordende cierre de la mano, la etapa decontrol se encargue de accionar el“pistón eléctrico” durante todo surecorrido, y en el momento que elpistón llegue a su tope, la misma seencargue de alimentar el pistón me-diante un tren de pulsos, de man-era tal que el pistón no se dañe. Di-cho concepto fue explicado

anteriormente, en la etapa contro-ladora de torque.

Esta etapa de control se carac-teriza por manejar corrientes muyelevadas que son capaces de excitara sendos pistones de la mano.

FUENTE DE ALIMENTACION DE LOS PISTONES

Se encarga de energizar losalambres de “NITINOL” de sendospistones.

La única consideración es quedebe ser una fuente de muy altacorriente (del orden de los 5A), yaque los pistones pueden ser alimen-tados tanto por alterna como por

contínua.Hasta ahora hemos realizado un

análisis conceptual del sistema, através de un diagrama en bloquesgeneral del prototipo.

En la próxima edición analizare-mos con más profundidad lo que escada bloque y explicaremos su fun-cionamiento a través‚ de un diagra-ma en bloques interno de cadaparte analizada anteriormente.Además, se darán todos los cir-cuitos intervinientes, con los corre-spondientes diagramas de circuitoimpreso, los programas de op-eración, etc.



El nombre tiristor definecualquier llave semicon-ductora cuya acción bi-

estable depende de una reali-mentación regenerativa tipo p-n-p-n.Los tiristores pueden ser dispositivosde dos, tres o cuatro terminales, y

los hay que conducen en un solosentido o en ambos.

El diodo controlado de silicio es eltipo de tiristor, por lejos, más conoci-do y empleado, juntamente con eltiristor tipo triac, que conduce lacorriente en los dos sentidos. De

ahora en más, y para seguir con lanomenclatura establecida por lapráctica, llamaremos tiristor al recti-ficador controlado de silicio (SCR).

Veamos una imagen simplificadadel tiristor, análoga a dos transis-tores, npn y pnp, conectados como

TIRISTORES EN EQUIPOS

DE COMUNICACIONES

Prosiguiendo con la descripción de componentes emplead-os en equipos de comunicaciones, vamos a explicar el fun-cionamiento de los tiristores o rectificadores controlados desilicio (SCR), que suelen encontrarse en las fuentes de ali-mentación, automatismos para los diferentes controles,

etapas de potencia, etc.

Por Arnoldo C. Galetto

R A D I O A R M A D O R


El recorte de blancos.

1

A B C D

en la Fig. 1a. Con las polaridadesindicadas Q1 no puede conducir porestar con polaridad inversa su juntu-ra base-emisor. Tampoco puede hac-erlo Q2 por no haber corriente debase. El par permanece así estableen un estado de no-conducción.

Si aplicamos un pulso positivo ala base de Q1, a través de R1, Q1comienza a conducir, la base de Q2se hace negativa y Q2 también em-pezará a conducir. La corriente decolector de Q1 provocará una corri-ente de base en Q2, aún después dehaber desaparecido el impulso ini-

cial. Queda entonces el par en un es-tado estable de conducción. La corri-ente de colector de cada uno, proveela excitación para el otro transistor.El circuito funciona con una gran re-alimentación positiva y se comportacomo un multivibrador biestable. Sidibujamos en forma esquemáticalas junturas de los transistores delpar, Fig. 1b y luego las agrupamos,llegaremos al esquema de la Fig 1c.

De esta manera podemos inter-pretar al tiristor como una estruc-tura formada por un par de transis-tores complementarios, fuertemente

realimentados y que presenta treselectrodos externos.

1) un ánodo a que corresponde alsemiconductor p, emisor del transis-tor interno pnp.

2) un cátodo k, que correspondeal semiconductor n, emisor del tran-sistor interno npn.

3) un electrodo de control, llama-do compuerta, que corresponde a labase del transistor interno npn.

En la Fig. 1d, se ve el símbolocon el que se representa habitual-mente al tiristor.

Con el SCR en equilibrio térmico,y sin tensiones externas aplicadas,los portadores se distribuyen de lamanera habitual, por lo cual las jun-turas se polarizarán internamentecomo se indica en la Fig. 2.

El tiristor con polarización inver-sa.

Al aplicar tensión inversa al tiris-tor, y examinando las Figs. 2 y 3, ve-mos que las junturas J1 y J3 quedanpolarizadas inversamente y la juntu-ra J2 en el sentido directo. En lapráctica, casi toda la caída de ten-sión ocurre en la juntura J3, por locual el dispositivo se comporta comoun diodo convencional polarizado ensentido inverso. Sólo circulará unapequeña corriente inversa - Io-propia de todo semiconductor.

Polarización directa.

a) Estado de no conducción.En este caso solo estará polariza-

da inversamente la juntura centralJ2, como se ve en la Fig. 4. El con-junto se comporta como un simplediodo con polaridad inversa, por loque solamente circulará la corrientede fuga Io, por el circuito externo. Enla Fig,5 vemos que la corriente en lajuntura central está formada portres términos: la corriente de fugapropia de la J2 polarizada inversa-mente (Inn o Idn); la corriente que en-

¿QUE ES UN TIRISTOR?


2

3

4

tra por el lado n, amplificada en lajuntura J3 y la corriente que sale porel lado p, amplificada en la junturaJ1. Si llamamos a1 y a2 a lasganancias de corriente en basecomún, de los transistores equiva-lentes (J3- J2 y J2- J1), tendremos:Inn = Io - a1. Io + a2. Io; la corrientede fuga externa Io es:

InnIo = ____________ [1]

1 - (a1+ a2)

Sabemos que los transistores desilicio tienen una ganancia muy pe-queña a corrientes bajas, pero queaumenta rápidamente con la corri-ente de emisor. Mediante un controlestricto del proceso de fabricación,se hace que la suma (a1+ a2) seabastante inferior a la unidad, esto,juntamente con el pequeño valor deInn, hace que la corriente de fuga Iosea muy pequeña.

Obtenemos así la condición debloqueo directo del tiristor, la que esestable dentro de los parámetrosmáximos de temperatura y tensión

del dispositivo.b) Estado de conducción.Si en la ecuación [1] la suma (a1+

a2) se aproxima a la unidad, laganancia interna del dispositivo sehace muy grande y la corriente es-tará sólo limitada por el circuito ex-

terno. Decimos en este caso que eltiristor está ‘cebado o encendido’.El encendido se produce porque el ade los transistores internos equiva-lentes del tiristor, es sensible a latemperatura, a la tensión y a la cor-riente. Cualquiera de estos mecanis-



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mos puede ocasionar un aumentotemporario de la corriente de emisor,y por ende, es potencialmente capazde llevar al dispositivo p-n-p-n al es-tado de conducción.

Los mecanismos más impor-tantes son:

1) Tensión. A medida que la ten-sión colector-emisor de un transistorse incrementa, se llegará eventual-mente a un punto donde la energíade los portadores de corriente (depérdida) que llegan a la juntura decolector es la suficiente para desalo-

jar portadores adicionales, los queha su vez lo hacen con otros, y lajuntura entra en un estado de rup-tura de avalancha, en el que la corri-ente aumenta bruscamente. En undispositivo p-n-p-n, cuando la corri-ente de avalancha hace que laganancia sea mayor que uno, el mis-mo entra en conducción. Este es elmecanismo de encendido normal-mente empleado para conmutar dio-dos de cuatro capas (diacs).

2) Velocidad de aumento de latensión. Todas las junturas p-nposeen capacidad, la que es tantomayor, cuanto más grande sea lamisma. Si un impulso de tensión seaplica repentinamente a los termi-nales colector-emisor de un transis-tor, una corriente de carga circularáa través de ellos para cargar la ca-pacidad base-colector. Esta corrientede carga representa una corriente debase para el transistor, de tal modoque lo lleva a conducción y así se ini-cia el proceso regenerativo que en-



8

9

ciende al tiristor. Fig. 6. i = C.dv/dt3) Temperatura. A medida que la

temperatura se eleva, la corriente depérdida, en una juntura p-n de sili-cio, se duplica aproximadamente ca-da 8˚. Cuando la corriente de pérdidade una estructura p-n-p-n, ha au-mentado lo suficiente con la temper-atura como para que la ganancia seamayor que uno, el dispositivo se dis-para.

4) Acción de transistor. La cor-riente de colector de un transistoraumenta cuando se inyecta corrientea su base (la compuerta del tiristoren nuestro caso). Este es el mecanis-mo normalmente empleado para dis-parar tiristores.

5) Energía radiante-luz. Cuandola energía radiante dentro del anchode banda espectral del silicio, se en-cuentra con la estructura cristalinadel silicio, libera una cantidad con-siderable de pares electrón-laguna.Esto lleva a que la corriente de pér-dida aumente, y otra vez se hace laganancia mayor que la unidad, y el

tiristor se dispara. Esta es lapropiedad que se aprovecha en lostiristores activados por luz (LASER),aparte del terminal normal de com-puerta, poseen una ventana translú-cida por la cual pasa la luz.

En la Fig. 7 se representa la car-acterística tensión-corriente del cir-cuito de ánodo del tiristor. En lazona de polarización inversa, lacaracterística es totalmente análogaa la de un diodo de silicio conven-cional y presenta la zona de bloqueoy la zona de ruptura (break-down),de carácter destructivo. La tensión -V representa la máxima tensión in-versa admisible y viene dada por elfabricante.

En la zona de polarización direc-ta, con tensiones inferiores a VDbo,se tiene la zona de bloqueo directo,en la cual, a pesar de que el tiristortiene polarización externa favorable ala conducción, permanece bloquea-do.

Al llegar a la tensión de avalan-cha VDbo (breakover) se pasa brus-camente a la zona de conducción en

la cual permanecerá, suponiendoque la corriente anódica supere unvalor crítico muy pequeño IDH, llama-da corriente de mantenimiento (delorden de unos pocos miliamperes).

Al inyectar corriente de compuer-ta la condición de avalancha se es-tablece a tensiones VDbo tantomenores cuanto mayor sea la corri-ente de compuerta, como se ve en laFig. 8. De esta manera el encendidotiene lugar con tensiones anódicasmenores, un par de volts, en lugarde más de 50 volt, como en el encen-dido por tensión. La potencia quedebe inyectarse en la compuerta esdel orden del watt o menor.

Apagado del tiristor.Hasta ahora estuvimos exami-

nando los distintos mecanismos paraencender el tiristor, corresponde en-tonces que veamos la forma de apa-garlo. Una vez que el tiristor ha sidoencendido, el estado de conducciónno puede ser modificado por ningu-na acción sobre la compuerta. Eltiristor volverá a su estado de no-conducción cuando:

1) La corriente anódica baje másallá de la corriente de mantenimiento.

2) Se desconecte la tensión deánodo.

3) Se polarice el tiristor en senti-do inverso, por un tiempo por lomenos igual al tiempo de apagado,que es el necesario para que tengalugar la recombinación de los porta-dores en la vecindad de la juntura



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11

central y ésta vuelva a quedar polar-izada inversamente.

Los puntos 1) y 2) son fáciles decomprender, examinemos el 3) conmás detenimiento. Fig. 9. Cuando untiristor se encuentra en estado deconducción, cada una de las tresjunturas está polarizada en sentidodirecto, y las dos regiones de base(Bp y BN) están saturadas con elec-trones y lagunas. Para apagar untiristor en un tiempo mínimo, hayque aplicarle una tensión de polari-dad opuesta. Cuando ésta se aplica,los electrones y lagunas en la vecin-dad de las dos junturas de los ex-tremos (J1 y J2), se difundirán através de ellas y provocarán una cor-riente inversa en el circuito exterior.La tensión sobre el tiristor per-manecerá alrededor de los 0.7 voltmientras fluya una corriente inversaapreciable. Después que los elec-trones y las lagunas en la vecindadde J1 y J2 han desaparecido, la corri-ente inversa desaparece y J1 y J2quedan polarizadas en sentido inver-so.

La recuperación del dispositivono es completa, sin embargo, ya queuna concentración muy alta de por-tadores aún existe en la vecindad de

la juntura central J2. Esta concen-tración disminuye por el proceso derecombinación de un modo indepen-diente de las condiciones de polar-ización externas. Después que losportadores han disminuido a un val-or bajo, J2 retomará su estado debloqueo, en este momento se puedeaplicar al ánodo otra vez una tensiónpositiva (menor que VDbo) y el tiristorno va a conducir.

El tiempo que pasa entre el cesede la corriente directa y hasta que sepueda aplicar con seguridad ali-mentación de ánodo, se llama “tiem-po de apagado”, (turn-off time). Seextiende desde unos pocos microse-gundos hasta varios centenares, de-pendiendo del diseño y de la con-strucción del tiristor.

Características de control.Entre los terminales de la com-

puerta y el cátodo existe una junturaPN, por lo cual el circuito de la com-puerta se comporta como un diodode impedancia Rc en paralelo con elcual existe una resistencia equiva-lente al resto del circuito. No ob-stante, la característica de la com-puerta Rc es muy poco afectada porla presencia de las otras junturaspase o no corriente por ellas. Es de-

cir que, a todos los efectos prácticos,la característica de control de lacompuerta resulta ser independientedel estado de conducción del tiristor.

Aplicando tensión a la compuertaVi, ver Fig. 10, se establece una cor-riente Ic la cual deberá estar limitadapor una resistencia externa R1. Si lacorriente Ic supera un cierto valormínimo, el tiristor entra en el estadode conducción. Este valor de corri-ente es prácticamente independientede la tensión anódica. Como en todosemiconductor, existen grandesvariaciones de las características decontrol entre ejemplares del mismotipo. Además la potencia requeridapor el encendido depende en gradosumo de la temperatura. Se debe us-ar la potencia necesaria para que en-ciendan todos los ejemplares de unmismo tipo, pero no debe so-brepasarse el máximo tolerado porun dispositivo en particular.

Mencionamos anteriormente queun tiristor puede dispararse cuandose le aplica un pulso de tensión en elcircuito ánodo-cátodo, debido alefecto dv/dt. Los tiristores de pe-queña potencia suelen ser muy sen-sibles a este efecto, y para elimi-narlo, se coloca entre la compuertay el cátodo una resistencia no mayorde 1000Ω. Los tiristores de mayorpotencia poseen una estructura de“emisor en cortocircuito” (shortedemitter) la que les permite tolerar unvalor mayor de dv/dt. El efecto prác-tico es semejante al de colocar unaresistencia entre compuerta y cáto-do. La Fig. 11 nos muestra el esque-ma de construcción de este tipo detiristor. La corriente de compuertaaplicada Ic circula lateralmente através de la región de compuerta tipoP. La caída de tensión desarrollada através de la resistencia de baselateral de tipo P polariza en sentidodirecto el lado derecho de la junturade cátodo. Si la Ic es suficiente, unacorriente de electrones se inyectandesde este punto, y comienza el efec-to regenerativo y el dispositivo se en-



12

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ciende en forma normal.Los métodos de encendido son de

tres tipos:1) Encendido por corriente contin-

ua.2) Encendido por corriente alter-

na.3) Encendido por pulsos.1) Este se ilustra en la Fig. 10. El

único requisito que debe llenar esque la resistencia tenga el valor cor-recto como para no sobrepasar ladisipación máxima de compuerta, yal mismo tiempo, asegurar quecualquier dispositivo del mismo tipopueda ser encendido.

2) Se representa en la Fig. 15.Como las tensiones de compuerta di-recta e inversa son distintas, habráque:

a) T rabajar con menores ten-siones de fuente Vs, o bien,

b) Suprimir el ciclo negativo conun diodo entre emisor y compuerta.Son válidas las mismas considera-ciones que en el caso anterior en loque respeta a la disipación y al en-cendido de todos los tiristores deuna familia dada.

3) Cuando el tiristor es encendidopor pulsos es posible inyectar

grandes potencias de cresta. El en-cendido por pulsos presenta lassiguientes ventajas:

a) El área de encendido cierto seincrementa a medida que el factorde servicio D disminuye y no existedisipación inversa en la compuerta.De esta manera pueden utilizarsegrandes tolerancias en los compo-nentes del circuito de control.

b) Se puede reducir a un mínimoel tiempo de retardo del tiristor.

Aplicaciones Básicas

El tiristor, considerado como ele-mento de circuito, se particularizapor dos propiedades esenciales.

a) Es un dispositivo biestable.b) El instante del encendido

puede ser controlado externamente ya voluntad por circuitos apropiadosde control.

Las aplicaciones de conmutaciónserían las del primer caso, y ellasson en su mayoría del tipo relevador,con la ventaja de eliminar a elemen-tos mecánicos. En general su empleoes simple y no haremos más comen-tarios sobre ellas por el momento.

El tiristor, alimentado desde re-des de corriente alternada, puedeentrar en conducción en cualquierinstante del semiciclo positivo de latensión aplicada, desfasando el en-cendido en un ángulo, llamado án-gulo de encendido. Fig. 12. De estamanera se varía la porción del semi-ciclo positivo en que el tiristor con-

duce, pudiendo variarse, en conse-cuencia, la potencia media entregadaa la carga, desde un valor nulo hastael valor de plena potencia. El restodel medio ciclo se denomina ángulode conducción.

El dispositivo por excelencia quese usa para disparar un tiristor es eltransistor de unijuntura (UJT), ypara sincronizarlo con la línea, demodo que el disparo sea siempre enel ángulo elegido, se lo alimenta conalterna rectificada. En la Fig. 13 seve un circuito básico, en él una señalde onda completa obtenida de unpuente rectificador se usa para ali-mentar y sincronizar el circuito dedisparo. El diodo zener recorta y reg-ula la amplitud de la alternada recti-ficada. Al principio de cada medio ci-clo el capacitor comienza a cargarsea través de la resistencia R, cuandola tensión sobre el capacitor llega ala tensión de disparo del emisor delUJT, se descarga abruptamente en elcircuito E-B del UJT y la resistenciaentre B y masa. Sobre esta resisten-cia se produce un pulso positivo, elque aplicado a la compuerta delSCR, lo hace entrar en conducción.A partir de este instante el tiristor secomporta como un diodo común queestá conduciendo y la compuerta yano lo controla más. Al final del mediociclo, la tensión sobre el tiristor in-vierte su polaridad y éste se apaga,al comenzar el siguiente medio ciclola operación se repite. Variando elvalor de R, variamos el momento dedisparo del UJT, y por consiguiente,el de disparo del SCR, con lo quevariamos la corriente que éste últimoconduce y que circula por la carga.En la Fig. 14 tenemos el esquemabásico de un rectificador en puentecon dos diodos y dos tiristores.

Bibliografía.

Boletín de Electrónica FAPESA.Año X, N5.

SCR Manual. Fifth Edition. Gen-eral Electric.



14

15

Para simplificar la interpretaciónde los datos y especificaciones sum-inistrados para cada modelo, usare-mos un listado numérico con unnúmero de guía cuyo significado es-tablecemos en la lista de la páginasiguiente.

En el listado que acompaña cadamodelo de camcorder se usan abre-viaciones cuyo significado es el sigu-iente:

AE = automatic exposure = ex-posición automática

AF = automatic focus = foco au-tomático

AI = auto iris = artificial intelli-

gence = iris automático = inteligenciaartificial

AWB = automatic white balance =balance de blanco automático

B/N = blanco y negrocc = corriente continuaCCD = charge coupled device =

dispositivo de acoplamiento capaciti-vo

DIS = digital image stabilizer =estabilizador digital de imagen

DSP = digital signal processor =procesador digital de señal

EIS = electronic image stabilizer =estabilizador electrónico de imagen

PIP = picture in picture = imagen

fuera de la imagenPOP = picture outside picture =

imagen fuera de la imagenTFT = thin film transistor = tran-

sistor de película delgadaTTL = through the lens = a través

de la lenteVITC = vertical interval time code

= código temporal de intervalo verti-cal

PUL. = pulgada (s)Las especifica-ciones de los camcorder en el sigu-iente listado están basadas en losdatos suministrados por cada marca.Se consideran correctas en momen-tos de escribir este listado.

LOS NUEVOS MODELOS DE CAMCORDER

EN LA TEMPORADA 1996-97

Parte 7

Continuando con el listado de camcorder de la presente tem-porada, deseamos llamar la atención del lector hacia losnuevos modelos digitales que usan el formato DV con uncasete de tamaño muy reducido. A medida que recibamos lasespecificaciones e ilustraciones relacionadas con estos mod-elos, las incluiremos en este listado.

Por Egon Strauss

V I D E O


LOS NUEVOS MODELOS DE CAMCORDER 96/97


Telefunken, modelo C1515.

NUMERO SIGNIFICADO DE LOS NUMEROS DE GUIADE GUIA

1 marca2 modelo3 formato4 tiempo de grabación en modo SP5 tiempo de grabación en modo LP o EP6 velocidad en modo SP7 velocidad en modo EP o LP8 control remoto9 lente o sistema óptico10 dispositivo captador de imagen11 obturador12 sistema de enfoque13 control de abertura14 mira electrónica15 micrófono16 titulador17 estabilizador de imagen18 dimensiones en mm19 peso en kg20 accesorios suministrados21 características especiales

1

Telefunken, modelo C1510.

2

Sanyo, modelo VM-EX220P.

3

Philips, modelo M 661.

4



1 Telefunken Telefunken2 C1515 15103 VHS-C VHS-C4 45 minutos con 45 minutos con5 —- —-6 23,39 mm/seg. 23,39 mm/seg.7 —- —-8 no no9 zoom motoriz., 12:1 óptico, 120:1 digital, zoom motoriz. 12:1, F:1,6, macro

macro, F:1,610 CCD, 1/4 pul., 320.000 pixel CCD, 1/4 pul., 320.000 pixel11 1/50 a 1/2000 seg. 1/50 a 1/2.000 seg.12 manual autom.13 AE autom. AE autom.14 RTC, B/N TRC, B/N15 mono mono16 sí no17 sí no18 223 x 111 x 111 mm 223 x 111 x 111 mm19 0,780 kg 0,780 kg20 batería, cargador, cables, adaptador VHS-C batería, cargador, cables, adaptador VHS-C21 AE con 9 programas, cabeza de borrado AE con 9 programas, cabeza de

rotativo, efectos digit. EIS, control de edición borrado rotativo, efectos digit. lámpara incorporada, control de edición.

CAMCORDER PARA PAL

1 Sanyo Philips2 VM-EX220P M6613 8 mm VHS-C4 150 minutos con P6-150MP 45 minutos con EC-455 —- 90 minutos con EC-456 20,051 mm/seg 23,39 mm/seg7 —- 11,7 mm/seg8 sí no9 zoom motoriz. 10:1, F:1,6, macro zoom motoriz. 10:1, macro10 CCD, 164 pul. 320.000 pixel CCD, 1/4 pul. 320.000 pixel11 1/10.000 seg high speed12 autom. autom.14 TRC, B/N LCD, color, 0,7 pul.15 mono mono16 no no17 no no18 119 x 11 x 205 mm 76 x 118 x 241 mm19 0,760 kg 0,690 kg20 batería, cargador, cables, control remoto batería, cargador, cables, adaptador

VHS-C21 fuzzy Logig, preset 7 posic., cabeza de borrado sincro-edit, cabeza de borrado rotativo,

rotativo video-index VISS.

CAMCORDER PARA PAL



Sony, modelo CCD-TRV21PK.

5

1 Sony Panasonic2 CCD-TRV21PK AG-456U3 8 mm S-VHS4 150 minutos con P6-150MP 120 minutos con TS-1205 300 minutos con P6-150MP —-6 14,345 mm/seg 33,35 mm/seg7 7,172 mm/seg —-8 sí no9 zoom motoriz. 12:1 (48: digital) zoom motoriz. 12:1, F:1,610 CCD, 163 pul., 270.000 pixel CCD, 360.000 pixel, 1/3 pul.11 high speed 1/8000 seg.12 automl y manual autom. y manual13 autom. autom. y manual14 LCD, color, 3 pul. TRC, B/N15 mono Hi-Fi estéreo16 sí sí17 no no18 122 x 114 x 216 mm —-19 1,035 kg —-20 batería, cargador, cables, control remoto batería, cargador, cables21 efectos digitales, menú E-Z, cabeza de borrado efectos digitales, entrada A/V, cabeza

rotativo, procesador digital, titulador, conector de borrado rotativo, doblaje de audio yde control LANC, AE, parlante incorporado, video, generador de VITC.reducción digital de distorsión.

CAMCORDER PARA NTSC

Panasonic, modelo AG-456U.

6



1 Sharp Sharp2 VL-E42U VL-E32U3 8 mm 8 mm4 150 minutos con P6-150MP 150 minutos con P6-150MP5 —- —-6 14,345 mm/seg. 14,345 mm/seg.7 —- —-8 sí sí9 zoom motoriz. 8:1, F:1,8, macro zoom motoriz. 8:1, F:1,8, macro10 CCD, 1/4 pul. 270.000 pixel CCD, 1/4 pul. 270.000 pixel11 autom., manual autom., manual12 AF AF13 autom. autom.14 LCD, 4 pul., 89.622 pixel, TFT matriz activa LCD, 3 pul., TFT matriz activa15 mono mono16 no no17 no no18 194 x 140 x 91 mm 198 x 124 x 86 mm19 0,891 kg 0,841 kg20 batería, cargador, cables, control remoto batería, cargador, cables, control remoto21 visor LCD de 4 pul., cabeza de borrado rotativo visor LCD de 3 pul. cabeza de borrado

rotativo

CAMCORDER PARA NTSC

1 Panasonic Panasonic2 PV950A PV9603 VHS VHS4 120 minutos con T-120 120 minutos con T-1205 —- —-6 33,35 mm/seg 33,35 mm/seg7 —- —-8 no no9 zoom motoriz. 14:1 zoom motoriz. 14:1 (digital 20:1)10 CCD, 163 pul., 270.000 pixel CCD, 1/3 pul., 270.000 pixel11 1/60 a 1/10.000 seg. 1/60 a 1/10.000 seg.12 AF AF13 autom. manual autom. y manual14 color, LCD, 0,7 pul. 96.600 pix TRC, B/N o,66 pul.15 mono mono16 no no17 no EIS18 86 x 210 x 381 mm 86 x 210 x 381 mm19 —- —-20 batería, cargador, cables batería, cargador, cables21 lámpara incorporada, cabeza de borrado titulador, efectos digitales, cabeza de

rotativo, zoom de velocidad variable borrado rotativo, zoom de velocidad variable, lámpara incorporada.

CAMCORDER PARA NTSC

CIRCUITOS PRACTICOSFICHA Nº 61 - SABER Nº 116

DIVISOR PROGRAMABLE DE FRECUENCIA


OSCILADOR A CRISTALEste circuito puede excitar una entrada TTL y su frecuencia está determina-da por el cristal, debiendo respetarse los límites del integrado en el caso deotros valores. La alimentación puede efectuarse con tensiones entre 5V y15V. Para 5V se excitan los integrados TTL y para otras tensiones laexcitación es de los integrados CMOS.

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Este circuito puede dividir la frecuencia de una señal rectangular TTL por val-ores enteros entre 1 y 99. Para eso basta cerrar las llaves de programaciónsegún la numeración binaria deseada: para dividir por 51 hacemos 0101 y0001. Los diodos son de uso general como los 1N4148 ó 1N914 y la ali-mentación es de 5V.


FILTRO DE RUMBLE


CONTADOR/DECODIFICADOR

La empresa National sugirió este filtro que presenta una frecuencia de cortede 50Hz con una atenuación de 12dB por octava. La ganancia es unitaria yla distorsión armónica total es inferior a 1%.

fc =1

2π C1√R1 R2

Damos la fórmulapara calcular loscomponentes paraotras frecuencias. El capacitor de 10nF(C4) en la entradadel circuito es paramejorar su estabili-dad.

Este circuito seproyectó paradisplays de 7segmentos concátodo comúncomo elFND500. La ali-mentación esde 5V pues setrata de la lógi-ca TTL y puedeconectarse aetapas seme-jantes.

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CIRCUITOS PRACTICOSFICHA Nº 65- SABER Nº 116

PREAMPLIFICADOR PARA MICROFONO


OSCILADOR MODULADO - CMOSEste circuito produce oscilaciones rectangulares a intervalos. El 4011 oscilacuando por acción del 4069 (modulador) se lleva el pin 5 al nivel LO. Por lo tan-to la frecuencia de modulación está determinada por el capacitor C1 de 220 nFy la frecuencia de las oscilaciones por el capacitor C2 de 10 nF. La alimentaciónpuede estar entre 5 y 15V.

Este amplificador para micrófono es sugerido por la empresa National y usala mitad de un circuito integrado LM387, con una ganancia de 52dB. El nivelde ruido es menorque -67dB y la dis-torsión armónicatotal es inferior a0,1%. La sensibili-dad de entrada esde 2mV para micró-fonos o transduc-tores de otros tiposde 200 ohm aproxi-madamente.

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LLAVE DE TOQUE


GUIÑO DE POTENCIA

El toque simultáneo de los dedos en los electrodos hace que se encienda lalámpara. La lámpara es de 9 ó 12V con corriente máxima de 60mA, segúnla tensión de ali-mentación. En su lugarpuede usarse un relésensible para 6V,como el MC2RC1.

Este guiño de potencia puede controlar lámparas hasta de 100W en la redde 110V y hasta 200W en la red de 220V, en función del puente de diodos.El control es de onda completa y el ajuste de frecuencia se hace con P1yC1. El capacitordebe tener val-ores entre 470nF y 1 uF y es depoliéster con unatensión de traba-jo por lo menosde 400V. El SCRdebe armarsecon disipador decalor.

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REFORZADOR DE SEÑALES DE RF


PROBADOR DE CONTINUIDADLa continuidad se verifica por el encendido del led que puede ser decualquier clase. La corriente de prueba es sumamante baja, así que no espeligrosa para la integridad de los circuitos y componentes probados.

Este circuito amplificando señales de AM y FM, mejora la recepción de las radiospoco sensibles. La bobina de RF se prepara enrollando de 100 a 150 vueltas dealambre 28 en una varilla de ferrite de unos 2 cm de longitud y 0,6 cm dediámetro. Las conexiones deben ser cortas para evitar la producción de oscila-ciones.

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DETECTOR DE HUMEDAD


RELE INTERMITENTE

Una resistencia elevada entre los electrodos mantiene encendido el led 1,mientras que una resistencia baja entre los electrodos hace que se encien-da el led 2. El ajuste del punto de transición se hace con el potenciómetrode 10k. En lugar del sensor de humedad pueden usarse otras clases desensores.

Los tiempos deaccionamiento y losintervalos son determi-nados por C1 y C2 yajustado en una buenabanda mediante P1 yP2. Los valores de C1y C2 pueden modifi-carse a voluntad, en labanda indicada paraobtener el compor-tamiento deseado parael circuito. El relé es deltipo MC2 RC1 para 6Vo, también, MC2 RC2.

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Transistor de efecto de camppo de canal N para aplicaciones en VHF,ya sean amp[lificadores o mezcladoresCaracterísticas:VDG ………………………………………………………………………………………30VVDS ………………………………………………………………………………………30VVGS ………………………………………………………………………………………-30VIG…………………………………………………………………………………………10mAPtot …………………………………………………………………………………3450mW

ARCHIVOSABERELECTRONICA

2N4416Componentes:

TRANSISTORES

Circuito Integrado procesador-decodificador para sonido estéreo odual, que se emplea en videograbadores y TV color. Posee dos amplifi-cadores de entrada, una matriz de baja distorsión y salida para par-lantes y auriculares.


TDA3803Componentes:INTEGRADOS

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Nº

348

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EV.

Nº

116

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349

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Nº

116

Nº

350

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Nº

116

Decodificador de 4 a 16 líneas con entradas con cerrojo, construidascon circuitos MOS complementarios. Se emplean en decodificadoresde baja disipación y alta inmunidad al ruido.

CARACTERISTICAS

Tensión de Alimentación ........................3V a 15VVDD .................................................-0,5V a +15VTensión de entrada................-0,5V a VDD + 0,5VDisipación del encapsulado......................500mWInmunidad al ruido típica .........................0,45Vpp


CD4514Componentes:CMOS


2N4416Componentes:

TRANSISTORES

Componentes:INTEGRADOS

TDA3803ARCHIVOSABERELECTRONICA

Componentes:CMOS

CD4514ARCHIVOSABERELECTRONICA

se116

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