viernes, 4 de septiembre de 2009

Transistor BJT como interruptor

Una de las aplicaciones de los BJT es funcionar como interruptor. O sea, que funcione solamente en saturación (conduzca la mayor corriente que pueda, teniendo un voltaje de salida Vce muy bajo) o en corte (no conduzca corriente, teniendo a la salida un voltaje igual a Vcc). Este proyecto lo hice hace casi un año en el curso de Electrónica 1.

Aqui pueden ver el circuito simulado en Multisim.



Aqui tienen la versión del video que hice en youtube:




Si no les quedó muy claro la explicación en el video, les amplio por etapas:

  1. El BJT (en este caso, el 2N2222) es un dispositivo electrónico que puede conducir corriente si se le aplica un voltaje suficiente en las dos terminales de entrada (base y emisor). Para darle dicho voltaje, se puede conectarle una resistencia de cierto valor. Para no tener que estarle conectando y desconectando, usamos una resistencia variable en el video (fotoresistencia o LDR, de Light Dependent Resistor) y un potenciómetro en el Multisim, debido a que no hay LDRs en dicho simulador. Se conecta una resistencia de valor fijo (que llamé R1 en el video) con un extremo en Vcc y el otro en la Base. El LDR se conecta con un extremo en la base y el otro en Tierra (masa).
  2. En el video, cuando el LDR tiene luz expuesta, su resistencia en baja. Recuerden que por Ley de Ohm V=IR, entre mas resistencia tenga en un dispositivo pasivo, mas voltaje tendré. Como la resistencia es baja, estaré sometiendo al BJT a un voltaje abajo en su entrada, por lo que no conducirá corriente eléctrica en la salida (colector a emisor). Al tapar con mi mano el LDR, estoy haciendo que el LDR tenga mas resistencia, por lo que el voltaje a la entrada del BJT será mayor, hasta "encender" dicho transistor, y así conducir corriente a la salida.
  3. El Relé está conectado en serie con el BJT. El relé es básicamente un interruptor, que se cierra (en este caso) al aplicarle suficiente corriente a su entrada, que es una bobina. Tienen que fijarse por que el relé no se les va a encender a menos que le proporcionen de la SUFICIENTE corriente. Pueden buscar las hojas de datos del relé para mas información, o simplemente a pura prueba y error medir con un multímetro la corriente que pasa por el relé en el momenento que se enciende. En la imagen pueden ver la corriente que el simulador tiene como corriente de encendido ON, que son 50mA y la corriente de apagado OFF, que son 25mA. Eso quiere decir que una vez que lo hayan prendido (como mínimo 50mA) para apagar el relé ocupan bajar a 25mA o menos. Yo usé un relé de 5V por que se supone que a ese voltaje se activa, pero en realidad lo que se ocupa saber es la corriente ON para este experimento.
  4. Una vez que conocen la corriente mínima para encender su relé, eligen una resistencia de colector pequeña (de unos 100 ohm o 470 ohm) en caso que vayan a trabajar con un Vcc (fuente) de unos 12V. Esto por que la corriente siempre debe ser limitada por una resistencia, ya que de no haber resistencias, la corriente puede subir peligrosamente y dañar los componentes o a uno mismo!
  5. El Relé tiene 5 patillas, 2 que son las bobinas (entrada) el cual ya se dijo que se conecta en serie con el BJT, o sea, un extremo a R1 y el otro al Colector; y 3 patillas que son Común, Normalmente Abierto (NA) y Normalmente Cerrado (NC). Aquí la gracia es cerrar el circuito entre la bombilla y la red eléctrica (120VRMS a 60Hz) cuando el relé se active. Por lo que conectamos un extremo del bombillo al Común y el otro a 120V. El otro extremo libre de los 120V se conecta al NA del Relé. En el video lo hice con un cable de extensión, que para motivos de seguridad es mejor que conectar algo directamente a la red.
  6. LISTO! Ahora cuando ustedes tapen el LDR, producirán un voltaje que encienda el BJT, lo que conducirá la suficiente corriente por el relé para activarlo, o sea, que el interruptor Común hará contacto con NA en vez de con NC, cerrando el circuito del bombillo con la red eléctrica, encendiéndolo.
NOTAS:

  • Cada LDR es diferente, tienen que elegir una que no varíe tanto. A mi antes no me funcionaba porque elegí mal los valores de R1 con la fotoresistencia, siendo la fotoresistencia de valores muy altos (megaohms) o cientos de Kohms cuando le daba mucha luz, haciendo que el fototransistor siempre estuviera encendido, aun que no le tapara luz
  • La polarización usada fue de divisor de tensión: R1 arriba y un R2 (en este caso, LDR) abajo. Para polarizar un transistor de silicón, normalmente se ocupan de 0.7V, por lo que R1/R2 debe ser tal que el valór mínimo de R2 sea tan pequeño con respecto a R1 que no encienda el transistor (VR2<0.7)>0.7V
  • Se pone un diodo en polarización inversa en la salida del transistor porque al tratar con la bobina del relé, cuando se desenergiza la bobina se produce un pico de corriente en polarización inversa que puede dañar el transistor. El diodo se pone para que la corriente se descargue através del mismo en vez del transistor.

Bienvenid@!

Pues bueno, este blog está hecho para postear acerca de proyectos, principios, tips, software y demás en el área de electrónica. Quisiera ayudar y compartir con todo aquel que quiera aprender acerca de esta carrera, no solo con proyectos sino también con conceptos y todo que ayude a formar al ingeniero o técnico en electrónica. Actualmente me falta cerca de un año para terminar el bachillerato, acabo de terminar el curso de Arquitectura de Computadoras, por lo que estoy mas familiarizado con el lenguaje ensamblador y el procesador de la familia 8051, pero aun me falta un curso para completar la rama Digital con el curso "Microcontroladores" en el cual usaremos el PIC16F877A, con el que ansío realizar proyectos.

Cualquier duda, consulta o sugerencia serán bienvenidas al correo daniel27r@hotmail.com

Disfruten!