El primer caso, se puede lograr con la combinaci\u00f3n de unos fines de carrera y un par de pulsadores, localizados fuera del recorrido de la cuchilla y sus alrededores.<\/p>\n\n\n\n
Para el segundo punto, podemos optar por un diodo rectificador D1, una resistencia R1 y un condensador C1. El montaje sumamente sencillo se muestra en la figura 1.<\/p>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/www.diarioelectronicohoy.com\/blog\/imagenes\/2020\/04\/fig701.gif\")
El diodo D1 se encarga de rectificar la corriente proporcionada por un secundario de un transformador o simplemente de la red a la que se conectar\u00e1 el equipo al que se ha de controlar, para lo cual deber\u00e1 observarse las precauciones b\u00e1sicas y elementales a la hora de seleccionar los diferentes elementos mencionados, respetando un margen de seguridad en la tensi\u00f3n a la que se someter\u00e1n en el montaje.<\/p>\n\n\n\n
A continuaci\u00f3n se intercala la resistencia R1 que ser\u00e1 la responsable directa del tiempo de carga del condensador, es decir, a mayor valor ohmico le corresponde un mayor tiempo de carga del condensador.<\/p>\n\n\n\n
El siguiente elemento, el condensador, debe escogerse de una considerable capacidad cosa muy determinante, pero sin perder de vista la tensi\u00f3n a la que se ver\u00e1 sometido, para evitar que se perfore y quede definitivamente inservible. A la hora de elegir el condensador, es conveniente considerar su tama\u00f1o y siempre que sea posible deber\u00eda optarse por un modelo electrol\u00edtico (de ah\u00ed el uso del diodo), como digo electrol\u00edtico debido esencialmente a la mayor capacidad y menor tama\u00f1o, cosa que en algunos casos no es posible, utilizando en tal caso uno de los no polarizados industriales de unos 8 a 12 \u00b5f y por seguridad 400V, los que suelen utilizar en los motores de las lavadoras o frigor\u00edficos.<\/p>\n\n\n\n
Bien, veamos que ocurre cuando se aplica una tensi\u00f3n a la figura 1 a, la corriente al atravesar el diodo D1, se rectifica a media onda, esto la reduce aproximadamente a la mitad, esta tensi\u00f3n se enfrenta al paso de la resistencia R1, que le restringe su paso a un valor previsto por el dise\u00f1ador.<\/p>\n\n\n\n
A la salida de R1, la tensi\u00f3n se precipita para cargar el condensador C1, que es el camino que menor resistencia le ofrece y, ese tiempo de carga, justamente es el tiempo que se pretende controlar, ya que durante ese tiempo de carga, la corriente no fluir\u00e1 m\u00e1s all\u00e1 del condensador. Hay que tener en cuenta que el tiempo de carga, no representa m\u00e1s que dos tercios (2\/3) de la capacidad total de C, rebasada la cual, la corriente empezar\u00e1 a fluir hacia el siguiente elemento conductor que encuentre, terminando as\u00ed el retardo.<\/p>\n\n\n\n
De lo expuesto, se puede asegurar que la corriente que atraviesa el circuito, recorre dos caminos; uno el representado por la l\u00ednea de trazos (Ic) durante los primeros 2\/3 de carga, y otro, el de la salida (Id). La salida puede conectarse a un rel\u00e9 que se encargar\u00e1 de producir el efecto deseado conectar\/desconectar, seg\u00fan lo previsto. Este sistema se estuvo utilizando hasta los a\u00f1os 70 en cierto control de los ferrocarriles de Espa\u00f1a, en el sistema de seguridad llamado \u2018hombre muerto\u2019<\/p>\n\n\n\n
Este caso digamos que es el directo, tambi\u00e9n se puede utilizar una forma m\u00e1s, digamos sofisticada, a esta se conecta el rel\u00e9 RL, en serie con la resistencia R1, a la cual se le calcular\u00e1 su valor, de manera que la corriente que la atraviese, active el rel\u00e9 s\u00f3lo cuando el condensador C, se haya cargado. la tensi\u00f3n de trabajo del rel\u00e9 deber\u00e1 ser la que corresponda a la tensi\u00f3n nominal de alimentaci\u00f3n del circuito, para evitar que se queme cuando se active mediante la corriente de paso en carga.<\/p>\n\n\n\n
En ambos circuitos, se percibe que el control no es tal, ya que la carga del condensador se ve influenciada por muchos imponderables, adem\u00e1s de poco fiable. Se necesita un mayor control y rango de tiempos.<\/p>\n\n\n\n
La soluci\u00f3n puede estar en los transistores que permiten un mayor control de los diferentes par\u00e1metros. Debido al control de ganancia y paso de corriente que nos permite el transistor y mediante un montaje adecuado, podemos lograr una mejora en los tiempos y por lo tanto m\u00e1s fiabilidad, al utilizar condensadores m\u00e1s peque\u00f1os. V\u00e9ase en la figura 2, la b\u00e1scula formada por T1 y T2 a los que se ha a\u00f1adido un tercer transistor para mejorar la carga del rel\u00e9 a su salida. El funcionamiento de la b\u00e1scula determina mediante el ajuste de los potenci\u00f3metros P1 y P2 los tiempos de basculamiento obteniendo un mejor control de amplitud del tiempo de retardo.<\/p>\n\n\n\n
No obstante y a pesar de lograr una considerable reducci\u00f3n en la capacidad de los condensadores, lo que conlleva una mayor seguridad y control, no es bastante fiable en algunos casos y la industria necesitaba algo m\u00e1s compacto que le dotara de tiempos mas largos y fiables. Esto se lograr\u00eda mediante el circuito integrado temporizador \u00b5A555.<\/p>\n\n\n\n
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<\/a>EL TEMPORIZADOR \u039cA 555<\/strong><\/p>\n\n\n\n Creo que es hora de que utilicemos un circuito integrado, en la industria se viene utilizando desde los a\u00f1os 70, uno muy popular que adem\u00e1s de sencillo es muy eficaz y vers\u00e1til a la hora de producir temporizaciones, estoy hablando del socorrido \u00b5A555PC<\/strong>, que nos permite construir un temporizador mediante unos pocos componentes de bajo coste. Su estabilidad con la temperatura es de 0\u2019005 % por grado cent\u00edgrado. Aqu\u00ed, se describen de forma simple algunos aspectos de este CI. En otro manual, se entrar\u00e1 con mayor detalle.<\/p>\n\n\n\n Veamos el esquema te\u00f3rico en la figura 4 en la versi\u00f3n como monoestable y en la figura 4, con el modo astable .<\/p>\n\n\n\n Aplicando una se\u00f1al de disparo, el ciclo de temporizaci\u00f3n se inicia y una b\u00e1scula interna le inmuniza frente a futuras se\u00f1ales de disparo. Al aplicar una se\u00f1al de reposici\u00f3n (reset), el ciclo de retardo se interrumpe d\u00e1ndose por finalizada la temporizaci\u00f3n. Entre sus caracter\u00edsticas m\u00e1s importantes, hay que destacar el amplio margen de control de tiempo desde microsegundos a horas.<\/p>\n\n\n\n Funcionando como astable o monoestable, el ciclo de trabajo es capaz de proporcionar 200 mA de corriente en su salida.<\/p>\n\n\n\n En el apartado anterior vimos c\u00f3mo producir un retardo o temporizaci\u00f3n, la referida figura 3 esta aqu\u00ed, el esquema que se presenta es bastante sencillo y corresponde a un montaje monoestable, el cual se caracteriza por el modo de conexi\u00f3n de la patilla 2, Disparo, la cual debe permanecer en nivel alto, hasta el momento de empezar la temporizaci\u00f3n, hemos de hacer notar que esta patilla, debe ser repuesta a su nivel alto, antes de terminar la temporizaci\u00f3n, si se quiere ampliar el retardo, para evitar disparos fortuitos que variar\u00edan el tiempo previsto.<\/p>\n\n\n\n La salida es capaz de entregar una corriente de 200 mA m\u00e1ximo, en caso de necesitar mas corriente, utilizar un rel\u00e9 con contactos que soporten una mayor corriente. Mientras la patilla de disparo est\u00e9 a nivel alto, la salida patilla 3, permanecer\u00e1 a nivel bajo, esto debe tenerse en cuenta, para un mejor aprovechamiento del dispositivo.<\/p>\n\n\n\n Mediante este principio de esquema, podemos trazar un temporizador que encienda o apague una luz con un retraso de tiempo que vendr\u00e1 calculado mediante la siguiente formula: T = 1.1*Ra*C<\/strong><\/p>\n\n\n\n En la figura 5, se presenta el esquema que cumple con las exigencias descritas, con un retraso en el enciendo o apagado, de un diodo led. El circuito como se menciona, puede utilizarse tanto para el encendido como para el apagado de un diodo led o una l\u00e1mpara, as\u00ed mismo mediante un rel\u00e9, se puede poner en marcha o parar un motor. En las figuras, se pueden cambiar el diodo led, por un rel\u00e9 para dotar si es necesaria de mayor potencia a la salida.<\/p>\n\n\n\n En el caso de necesitar encender el led durante un tiempo previsto, dicho led se conectar\u00e1 entre la salida, patilla 3 y la masa o negativo, permaneciendo encendido hasta transcurrido el tiempo establecido desde el impulso de disparo, figura 6, un pulso de puesta a cero (PAC) en el reset reiniciar\u00e1 el retardo. Una posible aplicaci\u00f3n de seguridad, emitir una se\u00f1al de alarma durante un per\u00edodo de tiempo desde que se da la se\u00f1al corte, hasta que baja la cuchilla de la cizalla, evitando as\u00ed accidentes laborales.<\/p>\n\n\n\n En el segundo caso, o sea, necesitamos que el led, permanezca apagado durante un tiempo desde que se aprieta un pulsador y permanezca apagado hasta que vuelva a pulsarse. En este caso se conectar\u00e1 el led entre el Vcc de la alimentaci\u00f3n y la patilla 3 de salida, ver figura 7. Una aplicaci\u00f3n ser\u00eda que no se abra la puerta del garaje hasta que se le de la se\u00f1al y pasado ese tiempo se cierre de nuevo hasta la siguiente se\u00f1al de apertura.<\/p>\n\n\n\n Estos son dos ejemplos bastante corrientes y que pueden ponerse en pr\u00e1ctica en cualquier momento por parte del alumno o del profesional en las labores habituales con total seguridad. Como se ver\u00e1, la resistencia Ra<\/strong>, es conveniente ponerla del tipo ajustable para que sea m\u00e1s pr\u00e1ctico el montaje. En la figura 8, se muestran las se\u00f1ales de disparo flanco de subida, t<\/strong> el tiempo de retardo y de salida del esquema monoestable.<\/p>\n\n\n\n En este caso es la figura 9, la que nos presenta el esquema b\u00e1sico de este modo de funcionamiento. Puede ser interesante conocer su funcionamiento como astable (tambi\u00e9n llamado redisparable ya que eso es lo que hace, produciendo as\u00ed cierta frecuencia), ya que uniendo sus terminales 2 y 6, el circuito se auto dispara y trabaja como multivibrador.<\/p>\n\n\n\n Es de destacar que, el comportamiento de este esquema, a grandes rasgos, genera una se\u00f1al cuadrada en el tiempo, es decir, en la salida, el usuario dispone de una se\u00f1al cuadrada con un ciclo de completo que viene determinado por la formula:<\/p>\n\n\n\n F = 1\/T = 1.44 \/ [C*(Ra+2*Rb)]<\/strong><\/p>\n\n\n\n El condensador C1 se carga a trav\u00e9s de Ra+Rb y se descarga a trav\u00e9s de Rb. De esta forma, dimensionando adecuadamente los valores de Ra y Rb, se pueden modificar a voluntad el ciclo de trabajo (duraci\u00f3n estado alto \u2013 duraci\u00f3n estado bajo), ver figura 9.<\/p>\n\n\n\n La se\u00f1al cuadrada tendr\u00e1 como valor alto = Vcc y como valor bajo = 0V (aproximadamente). Si se desea ajustar el tiempo que est\u00e1 a nivel alto y bajo al 50%, se deben aplicar las f\u00f3rmulas:<\/p>\n\n\n\n Salida a nivel alto: T1 = 0.693*(Ra+Rb)*C<\/strong> En la figura 10, se presenta las se\u00f1ales del circuito astable con un ciclo del 50%. La duraci\u00f3n del estado alto depende de Ra y Rb, mientras que la duraci\u00f3n del estado bajo, depende de Rb.<\/p>\n\n\n\n En alguna aplicaci\u00f3n muy concreta, puede aprovecharse esta particularidad que ofrece el montaje astable, al producir un ciclo alto-bajo del 50%, lo que nos permitir\u00e1 (dimensionando adecuadamente los valores de las resistencias y el condensador), disponer de un per\u00edodo activo seguido de otro per\u00edodo inactivo, ambos lo suficientemente largos seg\u00fan nuestras necesidades.<\/p>\n\n\n\n Este \u00faltimo circuito integrado, con sus posibilidades, nos puede servir en muchos casos, pero ya que somos perseverantes y son muchos los caso en los que los tiempos a controlar deben ajustarse al tiempo real, debemos pensar en un circuito con mayores garant\u00edas de lo que hemos visto hasta ahora.<\/p>\n\n\n\n Puede encontrar m\u00e1s informaci\u00f3n sobre el circuito 555 en el tutorial descrito en este enlace.<\/p>\n\n\n\n Hasta aqu\u00ed, hemos tratado de alguna forma los principios de los temporizadores, desde lo m\u00e1s rutinario, que normalmente no utilizaremos, por lo obvio que resulta su falta de seguridad, hasta el m\u00e1s popular de los circuitos integrados, como el \u00b5A555<\/strong>, con sus dos vertientes de monoestable, en el caso de necesitar disparar el retardo por cualquier medio y astable, en el caso de necesitar un multivibrador o generador de frecuencias.<\/p>\n\n\n\n En esta parte, vamos a dar un paso m\u00e1s en la mara\u00f1a de posibilidades que se nos pueden presentar para trazar un temporizador o disparador con una se\u00f1al, retardo de tiempo programado.<\/p>\n\n\n\n En un principio, nos proveeremos de un circuito integrado de la familia CMOS, utilizaremos \u00e9ste, porque el margen de tensi\u00f3n para su alimentaci\u00f3n y bajo consumo, es bastante ancho con respecto al de otras familias. El circuito integrado en cuesti\u00f3n el CD4093, se trata de 4 puertas NAND (NO-Y) de 2 entradas, que es muy popular y econ\u00f3mico, cuyas patillas y tabla de la verdad, se pueden ver en la figura 11, obs\u00e9rvese la particularidad de las puertas NAND, siempre que una entrada se encuentre a nivel 0, la salida se encontrar\u00e1 a nivel 1.<\/p>\n\n\n\n Bien, otra particularidad no muy conocida de las puestas l\u00f3gicas es, su capacidad de amplificaci\u00f3n, que si bien es de baja ganancia y corriente de salida, no impide que la podamos utilizar en modo amplificador anal\u00f3gico, como vamos a hacer en este ejemplo, aunque como siempre sin entrar en pormenores y formulas para un estudio exhaustivo ya que, no es el caso.<\/p>\n\n\n\n Pong\u00e1monos en marcha, tomemos una de las 4 puertas disponibles en el 4011B y conectaremos la patilla 1 entrada a la patilla 14 que, es el positivo de alimentaci\u00f3n, la otra entrada patilla 2, por un lado la conectaremos a la uni\u00f3n de una resistencia R1 y el terminal positivo de un condensador electrol\u00edtico C1, el polo negativo del mismo a masa o negativo de la alimentaci\u00f3n, el otro extremos de la R1 lo conectamos al positivo de alimentaci\u00f3n, como se aprecia en la figura 12.<\/p>\n\n\n\n Cuando a la entrada E, le aplicamos un impulso, en la salida, patilla 3, podemos comprobar que tenemos un pulso de cierta duraci\u00f3n, que viene determinado por R1 (50k<R1<1M) y el condensador C1 (100pf<C1<1\u00b5f), v\u00e9ase la figura 12.<\/p>\n\n\n\n Se debe amplificar esta se\u00f1al mediante un transistor, con una resistencia de R2=10k en la base y otra en el emisor de 1k, donde se obtendr\u00e1 la salida no invertida. El motivo por el cual se debe utilizar este transistor separador, es precisamente para evitar cargar en exceso la salida de la puerta provocando un desequilibrio en su normal funcionamiento y sobre todo por que la corriente de salida de estas puertas es muy baja.<\/p>\n\n\n\n En cuanto a la patilla 1 de la puerta que, ahora tenemos conectada al positivo de alimentaci\u00f3n, si la desconectamos y la tiramos a masa temporalmente, mediante una resistencia R3 (10k\u03a9), nos sirve como control de inicio de la temporizaci\u00f3n, v\u00e9ase la figura 13.<\/p>\n\n\n\n Ahora, vamos a proceder con el conexionado de la puerta como funcionamiento multivibrador o astable, el cual producir\u00e1 una frecuencia dentro de los m\u00e1rgenes de la familia CMOS, entre los 0\u20191 Hz. y los 20MHz. En este caso, la disposici\u00f3n de la patilla 1, nos servir\u00e1 como bloqueador de la oscilaci\u00f3n, cuando la dejemos puesta a masa por medio de R3. Cuando la queramos habilitar, la pondremos a nivel 1 conect\u00e1ndola al +Vcc, lo que har\u00e1 que entre en oscilaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Si la habilitaci\u00f3n y deshabilitaci\u00f3n la producimos de forma controlada con una frecuencia baja, se comportar\u00e1 como una portadora, produciendo lo que llamamos trenes de impulsos. V\u00e9ase la figura 14.<\/p>\n\n\n\n Esta forma de conseguir realizar un temporizador o un oscilador controlados, puede servirnos en multitud de casos, pero sigue siendo muy ineficiente, me explico, no tenemos un control del tiempo real transcurrido, es muy poco fiable, no se puede decir que sea exacto. Para lograr controlar los tiempos de retardo con una precisi\u00f3n de cent\u00e9simas de segundo o mejor, tenemos que servirnos de la tecnolog\u00eda digital en su forma m\u00e1s natural, es decir mediante una se\u00f1al de reloj.<\/p>\n\n\n\n Llegados hasta aqu\u00ed, debo recomendar la lectura del tutorial \u2018base de tiempos<\/u>\u2018<\/strong>,<\/strong> en dicho tutorial o manual, se trata de forma simple c\u00f3mo generar una se\u00f1al de reloj con alta precisi\u00f3n, realizada mediante un cristal de cuarzo de uso cotidiano, as\u00ed obtendr\u00e1 una serie de se\u00f1ales patr\u00f3n, de forma econ\u00f3mica tanto para el profesional como para el estudiante.<\/p>\n\n\n\nFUNCIONAMIENTO MONOESTABLE.<\/h3>\n\n\n\n
FUNCIONAMIENTO ASTABLE.<\/h3>\n\n\n\n
Salida a nivel bajo:T2 = 0.693*Rb*C<\/strong><\/p>\n\n\n\nFUNCI\u00d3N MONOESTABLE<\/h3>\n\n\n\n
FUNCI\u00d3N ASTABLE<\/h3>\n\n\n\n