Hacer una lámpara parpadeante en un sistema de señalización con batería de 12 V puede ser muy simple para quien tenga algún conocimiento de electrónica. Los osciladores lentos de varios tipos pueden alimentar transistores comunes que, a su vez, suministran la corriente para una lámpara. Sin embargo, si deseamos que este circuito tenga un rendimiento mayor, con una consiguiente prolongación de la carga de la batería, la obtención de un buen diseño no es tan simple. En este artículo damos una solución económica para los lectores que desean un proyecto con estas características.
Utilizando componentes activos CMOS de bajísimo consumo toda la energía requerida por el circuito es, prácticamente, la que produce los intermitentes de la lámpara. Como el ciclo activo del circuito es bajo, los intermitentes son de corta duración, lo que significa que el consumo total de energía se reduce prolongando la carga de la batería.
El circuito puede ser alimentado con tensiones de 6 o 12 V según la lámpara usada, lo que lo hace ideal para aplicaciones en las que se requiera la señalización a partir de baterías.
Entre las posibles aplicaciones para este circuito podemos citar las siguientes: intermitente alerta para coches, triángulos de señalización, boyas, sistemas de emergencia en carreteras, alertas en barcos, etc.
La potencia de los intermitentes depende exclusivamente del ciclo activo programado y de la intensidad de la luz de la lámpara elegida para la aplicación.
Características:
* Tensión de alimentación: 6 o 12V
* Ciclo activo: 2 a 30% (según la elección del ensamblador)
* Consumo sin carga: menor que 1 mA
* Rango de frecuencias de los intermitentes: 0,1 a 5 Hz
COMO FUNCIONA
Utilizamos dos componentes de tecnología CMOS bastante modernos en este montaje: un circuito integrado 7555 que es el equivalente CMOS del conocido temporizador 555, y un transistor de efecto de campo de potencia (Power MOS).
El circuito integrado CMOS se conecta en la configuración asimilable donde el capacitor C1 se carga a través de C1 ya que en estas condiciones el diodo D1 se encuentra polarizado en el sentido directo. Durante el período de carga del capacitor C1, la salida del circuito integrado (pin 3) permanece en el nivel alto y con ello el transistor saturado con la lámpara encendida.
Esto significa que R1 determina la duración del pulso de luz. Los valores entre 3,9 k ohms y 47 k ohms pueden ser experimentados, según el efecto deseado por el ensamblador.
Cuando la carga en el capacitor C1 alcanza 2/3 de la tensión de alimentación se produce la conmutación del circuito integrado. En estas condiciones, el capacitor C1 empieza a descargar ahora vía P2 y resistencia R2 que entonces serán responsables del intervalo entre los intermitentes, o sea, por el tiempo en que la salida del circuito integrado permanece en el nivel bajo y, por lo tanto, el transistor de efecto de campo en el corte. Con el transistor de efecto de campo en el corte no circula corriente por la lámpara que entonces permanece apagada.
Como P1 es variable podemos ajustar en este componente la frecuencia de los intermitentes. El lector puede percibir entonces que el rango de frecuencias de los intermitentes también está determinado por el valor de C1.
El FET de potencia Q1 se caracteriza por tener una resistencia entre el drenaje y la fuente (Rds) extremadamente baja cuando en conducción (saturado) lo que significa que en esta condición prácticamente toda la potencia se aplica a la lámpara. Podemos decir que se comporta como un interruptor que se enciende y apaga comandado por CI-1 y que tiene una resistencia de contacto extremadamente baja, inferior a 0,5 ohmios.
Los tipos indicados para este proyecto pueden controlar corrientes de hasta 3 amperios, pero equivalentes para mayores corrientes se pueden utilizar si la aplicación requiere.
Un fusible en la entrada del circuito protege el circuito y la instalación eléctrica del vehículo si se utiliza de esta forma. C2 funciona como un depósito de energía que ayuda a suplir la corriente elevada requerida por la lámpara en el momento en que se enciende.
MONTAJE
En la figura 1 damos el diagrama completo del aparato.
En la figura 2 mostramos la disposición de los componentes en una placa de circuito impreso.
Observamos que este circuito también funciona con un circuito integrado 555 bipolar común, pero el consumo de corriente de este componente es ligeramente mayor. Sin embargo, para una variación de pocos miliamperios, que ocurre en este caso, la utilización del integrado común en la falta del original, no compromete en modo alguno el rendimiento del indicador.
De la misma forma, en la dificultad de encontrar el FET de potencia se puede utilizar un Darlington de potencia, pero como la resistencia entre el colector y el emisor es mayor que la del FET, tendremos un rendimiento ligeramente menor y la disipación de más calor en el transistores. Los transistores como los TIP111 o equivalentes se pueden utilizar en este caso o equivalentes NPN.
Para el circuito integrado será interesante utilizar un zócalo DIL y para el transistor de efecto de campo necesitaremos un pequeño radiador de calor.
Los resistores son todos de 1/8 W con un 5% o más de tolerancia y los capacitores electrolíticos deben tener una tensión de trabajo de 16V o más. Para C1 los valores pueden ser experimentados en una amplia gama, según los tiempos deseados.
El potenciómetro P1 puede ser lineal o log y eventualmente incluir un interruptor general para encender y apagar la unidad. El diodo D1 puede ser 1N4148, 1N914 o cualquier equivalente de uso general.
Para la lámpara, hay muchas opciones que dependen de la aplicación. Una lámpara de linterna de coche o incluso un faro pequeño de moto se puede utilizar dependiendo de la potencia y la tensión de alimentación. También pueden conectarse varias lámparas menores en paralelo en un sistema en el que la señalización deba ser simultánea en diversos lugares.
No se recomienda el uso de cables largos entre el aparato y la lámpara para que no se produzcan pérdidas que afecten a la luminosidad de los intermitentes. Una longitud máxima de 5 metros es lo que se considera razonable.
Todo el conjunto cabe fácilmente en una pequeña caja plástica que, dependiendo del uso debe estar protegida contra la lluvia.
PRUEBA Y USO
Para probar el aparato basta conectarlo a una fuente de 6 o 12V o batería, según el caso, observándose la polaridad de los hilos. Ajuste P1 para obtener los destellos en la frecuencia deseada.
Si desea parpadeos más largos, aumente el valor de la resistencia R1 y, si desea parpadear más corto, disminuya este componente, pero nunca a menos de 3,9 k ohms.
Si la frecuencia más baja aún no es suficiente para la aplicación deseada, aumente el valor del capacitor C1.
Comprobado el funcionamiento es sólo cerrar definitivamente el aparato en su caja y utilizarlo.
Para una mayor potencia de señalización un mismo circuito integrado 7555 puede excitar más de un transistor de potencia CMOS para tener mayor número de lámparas. Las resistencias R3 y R4 tienen sus valores mantenidos para cada transistor excitado.
Semiconductores:
CI-1 - TLC7555 - circuito integrado 555
Q1 - IRF630, IRF720, SPM630, etc. - transistores de efecto de campo de potencia
D1 - 1N4148 o equivalente - diodo de uso general
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 - 10 k ohms
R2, R3 - 4,7 k ohms
R4 - 1 M ohms
R5 - 1 M ohms - pote o trimpot
Capacitores:
C1 - 1 a 10 uF x 16 V - electrolítico - ver el texto
C2 - 1 000 uF x 16 V - electrolítico
Varios:
X1 - 6 o 12 V hasta 3A - lámpara - ver texto
F1 – 5 A - fusible
Placa de circuito impreso, zócalo para el circuito integrado, caja para montaje, soporte para el fusible, botón para el potenciómetro, radiador de calor para Q1, hilos, soldadura, etc.