Autora: Ing. Celis Cedeño / Centro de Ingeniería Eléctrica y Sistema (CIES). FIIIDT
La energía eléctrica es un recurso invaluable para el desarrollo de nuestras vidas. Su consumo responsable es importante debido al alto costo económico para el país y el ciudadano, así como por el costo ambiental.
Un consumo innecesario de energía eléctrica se da en algunos hogares con iluminación externa, donde es común que las luminarias queden encendidas en el día, principalmente por olvido durante las rutinas laborales matutinas. Para atender este problema se propone un circuito de detección de claridad cuya función es apagar automáticamente las luminarias exteriores de los hogares por medio un sensor que detecte la claridad del día. A continuación, se presenta los componentes electrónicos necesarios, el diagrama electrónico del circuito y su funcionamiento.
Componentes electrónicos necesarios
Los componentes electrónicos necesarios para este circuito son:
- (1) Transistor NPN 2N2222
- (1) Resistencia de 50kOhm y (1) de 2,2kOhm
- (1) Resistencia Dependiente de la Luz (LDR, por sus siglas en inglés “Light Dependent Resistor”)
- (1) Amplificador operacional LM324
- (1) Relé simple polo doble tiro 12V.
Explicación de cada componente.
- Transistor: Interruptor electrónico con 3 pines que es activado por una corriente aplicada a su base (Pin B), dejando pasar corriente por las otras dos, colector (Pin C) y emisor (Pin E). La denominación de los pines se encuentra en la ficha técnica del componente.
- LDR: Es un componente cuya resistencia eléctrica varía en función de la incidencia de la luz, generalmente de manera inversa. También llamado fotorresistor o fotorresistencia (Figura 2).
- Resistencia: Componente electrónico que se opone al paso de la corriente (Figura 3)
- Amplificador operacional: Dispositivo electrónico de amplificación de voltaje que consta de dos entradas y una salida (Figura 4).
- Relé: Interruptor cuyos contactos abren o cierran conforme se alimente su bobina (Figura 5)
Principio de funcionamiento
El LDR funciona de tal manera que presenta una alta resistencia eléctrica en la oscuridad (noche), disminuyendo la corriente y baja resistencia eléctrica en la claridad (día), aumentando la corriente (esto de acuerdo a la ley de Ohm [2]). Esta propiedad es aprovechable en la construcción de circuitos que permitan el encendido y apagado de luces de forma automática por la incidencia de la luz solar. A continuación se explicara cómo funciona este circuito.
En el circuito detector de claridad (Figura 6) existe una etapa de comparación, lo cual se hace con un amplificador operacional LM 324 configurado como comparador el cual tiene un pin inversor (negativo) y otro no inversor (positivo) [3]. En el pin inversor se está colocando un voltaje de referencia calculado para una incidencia de luz alta (día), el cual estará siendo comparado con el voltaje en el pin no inversor proveniente del LDR según la claridad del momento.
La conmutación del bombillo ocurre cuando el voltaje del pin positivo supera al del negativo, resultando en la saturación del transistor [1] que permite la alimentación de la bobina del relé desactivando sus contactos y apagando del bombillo.
Uso de las fuentes bibliográficas:
Figura 6: Simulación del circuito detector de claridad (Desarrollo propio)
Recomendaciones
El uso de ciencias aplicadas como la electrónica son de gran utilidad a la hora de dar solución a problemas de cualquier tipo, para este caso se presenta un circuito que permite el ahorro de energía en nuestras casas apagando de forma automática las luminarias cuando se detecte la claridad del día.
Una política de concientización y de socialización del conocimiento es fundamental para el bienestar del pueblo venezolano y para el ahorro de energía.
Referencias:
[1] Maloney, T. (1983) “Electrónica industrial moderna”. Pearson
[2] Rashid, M. (2004)” Electrónica de potencia”. Pearson
[3] Coughlin. R (1997)” Amplificadores operaciones y circuitos integrados”. Pearson
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