Este circuito acciona un relé cuando Ia tensión de entrada cae por debajo de determinado valor. Puede ser usado como alarma o bien para el accionamiento automático de sistemas reguladores.
En muchas aplicaciones prácticas puede ser necesario un circuito que dispare una alarma, o bien, un dispositivo cualquiera, cuando la tensión de una fuente cae por debajo de cierto valor.
El circuito que presentamos aquí hace justamente eso: cuando la tensión de entrada cae por debajo del valor determinado por las características de un diodo zener, es accionado un relé, controlando una alarma o también cualquier dispositivo externo que la aplicación exija.
Dependiendo del relé y del SCR usado, este circuito puede operar con tensiones en la banda de los 9 a los 30 V, sin problemas de alteraciones de valores de los componentes.
Funcionamiento
En la figura 1 tenemos el circuito básico de la alarma, en que los elementos básicos son el diodo zener, el transistor y el SCR Su funcionamiento es el siguiente:
Cuando la tensión está por encima del valor zener del diodo, éste conduce la corriente de modo de polarizar en el sentido directo la juntura base-emisor del transistor. En estas condiciones, se manifiesta una baja resistencia entre el colector y el emisor del transistor, que impide el disparo del SCR.
En el momento en que la tensión en el circuito cae por debajo del valor zener del diodo de referencia, éste deja de conducir la corriente y, consiguientemente, no se tiene más la polarización directa de la juntura emisor-base del transistor.
El resultado de esto es que pasa a manifestarse una alta resistencia entre su colector y el emisor, lo que permite la polarización de la compuerta del SCR en el sentido de dispararlo. El SCR controla un relé que puede ser usado tanto para accionar una alarma, que damos en el diagrama en la figura 2, o un circuito externo conectado o desconectado, como muestra la figura 3.
Está claro que existe la posibilidad de accionar directamente un dispositivo de aviso por el disparo del SCR pero este dispositivo debe ser capaz de funcionar con la tensión que puede aparecer en el circuito en sus condiciones de disparo o, también , usarse una fuente separada, como. sugiere la figura 4.
En este caso se economiza el relé.
Componentes
El único componente que merece una atención mayor en este circuito es el relé, que debe ser disparado por la mínima tensión que puede aparecer en el circuito en las condiciones de subtensión y que debe ser capaz de soportar la máxima tensión de operación del mismo circuito.
Por ejemplo, si la tensión del circuito fuera 12 V y debemos disparar una alarma cuando la misma caiga por debajo de 10 V, un relé de 9 V puede ser usado perfectamente ya que éste normalmente puede disparar con tensiones tan bajas como 7 V.
En la hipótesis de que la banda de tensiones no sea común, y por lo tanto, no sea posible hallar un relé para la aplicación, sugerimos la utilización de fuente separada para su disparo.
El relé debe, entonces, ser accionado por la tensión de la fuente separada menos 2 V que es la caída que normalmente ocurre en el SCR Por ejemplo, si la tensión del relé fuera de 9 V, use una fuente de 12 V. Si la tensión del relé fuera de 6 V, use una fuente de 9 V.
Con relación al zener, observamos apenas que puede ser del tipo de 400 mW para la tensión deseada.
Montaje
Los pocos componentes que forman este circuito pueden ser montados en puente de terminales o en placa de circuito impreso.
En la figura 5 tenemos el diagrama completo de la “versión básica de la alarma de subtensión.
En la figura 6 tenemos el circuito montado en puente de terminales y en la figura 7 nuestra sugerencia de placa de circuito impreso en tamaño natural.
En el montaje debe tener en cuenta los siguientes cuidados:
a) El diodo zener es el componente que debe ser elegido de acuerdo con la tensión que se desea obtener el disparo (con un margen de variación de 0,6 V aproximadamente, que es la tensión de la juntura emisor-base del transistor). En la soldadura de este componente tenga cuidado y sea rápido en vista de su sensibilidad al calor. Observe su polaridad.
b) El transistor tiene una posición determinada en la que debe ser colocado, la cual es dada por su parte achatada. Sea rápido al soldarlo, pues este componente es sensible al calor.
c) El SCR, que puede ser del tipo C106, IR106 o MCR106 para 50 V o mas, tiene una posición determinada en la que debe ser colocado. No será preciso usar disipador de calor en este componente si la carga que va a ser disparada fuera el relé, o bien cualquier dispositivo que exija me nos de 1 A de comente.
d) El capacitor Cl determina la velocidad de acción del sistema, debiendo tener un valor mínimo de 1uF para que no dispare con la simple transición, y un máximo de 100 µF para que su acción no sea excesivamente lenta. Este capacitor tiene posición correcta para su colocación.
e) Los resistores son todos de 1/8 W con 10% o 20% de tolerancia y no tienen polaridad para su conexión. Observe solamente sus valores que son dados por las bandas coloridas.
i] El relé puede ser del tipo Schrack de gran sensibilidad, de la serie RU101, donde los tres guarismos finales indican su tensión de operación. Por ejemplo, el RU101012 opera com 12 V, mientras que el RU101006 opera con 6 V. Estos relés pueden controlar cargas de hasta 6 A de corriente en la red de alimentación de 110 V o incluso de 220 V.
Prueba y Uso
Si tiene una fuente de tensión variable que opere en la banda del aparato, la prueba será mucho más fácil,
Basta conectar la alarma de subtensión en esta fuente y ajustarla para proveer la tensión normal. Después, reduciéndose la tensión de la fuente por debajo de su límite de acción, la alarma debe disparar con el cierre del relé.
Para desconectar un aparato externo cuando la tensión cae por debajo de cierto valor, usamos los contactos NC.