La electrónica es una herramienta muy útil para solucionar ciertos problemas de nuestra vida

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Introducción

La electrónica es una herramienta muy útil para solucionar ciertos problemas de nuestra vida.

En este proyecto explicaré con detalles como diseñar una alarma antirrobo, para que nos proporcione protección en cualquier parte o lugar que deseemos, además de ser muy sencilla y económica, es muy compacta. Se detallaran todos los materiales a utilizar con su respectiva función, explicaré cada etapa del diseño y como se va transformando la señal. En otras palabras, seremos capaces de diseñar una alarma antirrobo, además de entender su funcionamiento podemos decir que con algunas modificaciones en su estructura se mejorara su función.

Materiales

• Fuente de voltaje DC 9V

• Sensor LDR
• 1 transistor 2N2222N
• 1 buzzer
• 2 Resistencias

• 470 ohm

• Potenciómetros

• 1Mohm
• 1Kohm
• 10Kohm

• 2 Diodos Led

• Relevador de 9V
• 1 baquelita
• 1 switch
• 1 conector para batería de 9v

Hipótesis

Diseñar un circuito capaz de emitir una señal de sonido cuando su sensor o componente principal se active.

Objetivos

• Principales

• Conocer la aplicación práctica de los elementos electrónicos a usarse en este proyecto.
• Aplicar los conocimientos aprendidos en clase.
• Comparar los valores medidos con los valores del simulador.

• Secundarios

• Aprender a usar las herramientas básicas de la electrónica

Marco teórico.

Buzzers

Produce un sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono. Sirve como mecanismo de señalización o aviso, y son utilizados en múltiples sistemas como en automóviles o en electrodomésticos, incluidos los despertadores.

Reelevador

Un reelevador es un dispositivo que nos permite activar o desactivar un circuito independiente al nuestro (otro circuito, con otra fuente de alimentación mayor o menor, a la de nuestro diseño). 

Este dispositivo consta de dos partes, la primera es la alimentación y activación del reelevador, y la segunda, es la alimentación y activación del circuito independiente. Este dispositivo que usaremos consta de 5 pines. 

• 2 pines se utilizan para la alimentación y activación del reelevador. (1 y 2)
• 1 para la alimentación externa del circuito independiente. (4) 
• Los otros 2 pines son salidas para la alimentación o activación del circuito independiente. (5 y 3) 

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Funcionamiento del relevador: 

1. cuando el reelevador se encuentra sin alimentación (desactivado), la alimentación externa independiente pasa a la salida1, alimentando todo circuito que se conecte en ese Pin; la salida2 permanece desactivada. 
2. Si el reelevador se activa aplicándole voltaje de alimentación, entonces la alimentación externa independiente pasa a la salida2, desactivando la salida1 y activando cualquier circuito conectado en ese Pin. 

Como se puede observar, el reelevador no puede tener activada las dos salidas al mismo tiempo, se activa una salida y se desactiva la otra, y viceversa, pero no ambas. Por lo tanto, colocaremos un circuito independiente en la salida desactivada del reelevador, para que cuando el reelevador se le de alimentación y sea activado, (por el paso de corriente en el transistor de colector a emisor), también se active nuestro circuito independiente.

Un sensor muy conocido y utilizado es el LDR; este sensor se encarga de actuar mediante la variación física de la luz. Como sus siglas lo indican LDR (Light Dependent Resistor) o Resistencia dependiente de luz; La función que realiza este sensor es variar la resistencia dependiendo de la cantidad de luz. 

Este semiconductor, tiene un valor inicial que esta dado a mínima luz o sin luz, que puede ser de 10 a 30 Mega Ohms y cuando le llega la luz a un máximo, su resistencia baja hasta 1Kilo Ohms o menos; Por medio de ese rango de valores nosotros podremos activar o desactivar un circuito electrónico.

Usaremos un transistor que actué como SWITCH, (conmutar), o en otras palabras, la corriente puede o no fluir a través del transistor; esto dependerá de la corriente reciba el transistor.

En el siguiente circuito se muestra el diagrama de un transistor en conmutación, tenemos un voltaje de alimentación, lo cual pasa por las resistencias R1 y R2 llegando hasta el transistor, dándonos una respuesta de salida.

        voltaje

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Salida

La resistencia R1  alimenta la BASE del transistor, mientras que la resistencia R2 alimenta el COLECTOR del transistor, entonces el transistor actuara en conmutación, abriendo o cerrando el paso de la corriente entre el COLECTOR Y EMISOR dependiendo de la corriente que entre en BASE. 

Por tal motivo R1 es variable, ya que podemos aumentar su valor para disminuir el paso de la corriente a la base, o reducir su valor de R1 para aumentar el paso de la corriente en la base y cada vez que el transistor reciba la corriente suficiente en la BASE hará conmutación dando paso a la corriente entre colector y emisor, es como un switch, abriendo o cerrando el paso de la corriente, según la corriente que reciba en la base. 

Si nosotros variamos R1, dejándola como resistencia MINIMA, entonces pasara mayor corriente, la suficiente en la base del transistor, y el transistor conmutara dejando pasar la corriente del colector al emisor haciendo un circuito activado.

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Ahora que ya tenemos un circuito básico y sencillo es cuestión de sustituir la resistencia R1 (potenciómetro) por nuestro sensor LDR y este actuara de la misma manera como se explicó anteriormente. 

Entre más luz exista en nuestro sensor, este tendrá una resistencia “mínima” haciendo pasar suficiente corriente hacia la base del transistor, y a su vez, el transistor conmutara y dejara pasar la corriente entre colector y emisor  haciendo un circuito activado. 
Pero si existe menos luz en nuestro sensor, este tendrá una resistencia “máxima”  haciendo que pase poca corriente o insuficiente en la base del transistor, y en ese instante no conmutará e impedirá el paso de la corriente entre colector y emisor haciendo un circuito desactivado y como es debido; por protección nunca se debe de conectar el sensor directamente a la fuente de poder, por tal motivo colocamos una resistencia de carga entre la fuente de alimentación y nuestro sensor LDR, esta resistencia se calculara para que no interfiera en nuestro sensor. En la mayoría de los casos, se le coloca una resistencia variable de carga, debido a que nuestro sensor puede ser alimentado con diferentes voltajes de trabajo, por el momento, quedaría de esta manera: 

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Ahora calcularemos los valores y veremos las características de los semiconductores a utilizar con un voltaje de entada de 9v que es lo más normal, también se podría usar de 6volts o 4 pilas, pero el trabajo del sensor seria mínimo y muy limitado, teniendo una salida de muy baja potencia. 

Los 9volts lo usaremos como alimentación del circuito, por lo tanto, los sensores LDR manejan resistencia, entre 10 a 30 MΩ; si nuestro sensor es de 10 MΩ, calcularemos cuanta corriente llega a nuestra base del transistor, esto se hace por medio de la ley de Ohms. 

V=I*R                                despejando I

V=9v                                I=V/R

R=10MΩ                        I=(9)/(10000000Ω)

I=?                                I=0.9µA

Pero debido a que tenemos una resistencia de carga en la entrada del sensor, la corriente disminuirá más aún, entonces debemos de buscar un transistor que funcione arriba de 0.9uA  para que cuando la resistencia sea “máxima”  exista corriente insuficiente para que el transistor deje de funcionar y cuando la resistencia sea “mínima” exista suficiente corriente para que el transistor se active haciendo un proceso de CONMUTACION. 

Uno de los transistores más usados para este tipo de diseño, es el 2N2222, este es un transistor de potencia. La resistencia del colector se utiliza como resistencia de carga del transistor para evitar que el voltaje de alimentación entre directamente al transistor; podemos utilizar una resistencia variable o fija; pero esta resistencia R2, la calcularemos dependiendo de lo que queremos activar o desactivar. 

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