INTERRUPTOR POR SONIDO VERSIÓN 1.0

Este proyecto permite conectar o desconectar aparatos a distancia, sin necesidad de cables ni controles remotos, basta con aplaudir y automáticamente se encenderán o apagaran los elementos que este controlando.

Bueno el objetivo de este proyecto es permitir conectar y desconectar aparatos a distancia, basta con aplaudir y automáticamente se encenderán y/o apagaran los elementos que este controlando, ayudándonos a realizar algunas tareas de una manera sencilla. Se trata de un interruptor activado por sonido el cual permite conectar o desconectar a distancia cargas de baja potencia como lámparas, motores, televisores, radios, equipos de sonido, etc. Basta tan solo con aplaudir dos veces y automáticamente se encenderán y/o apagaran los elementos que este controlando, dando la posibilidad de ser de gran ayuda para personas incapacitadas y facilitarles un poco la vida.

CARACTERISTICAS:

-Utiliza como sensor un micrófono electret miniatura.

-Maneja cargas de 220Vac o 110Vac hasta de 100W.

-Mediante dos palmadas activa o desactiva la carga.

-Doble opción de alimentar el circuito por medio del puerto usb del computador o mediante cualquier fuente de alimentación que este entre 6.5 a 30 voltios.

-Ajuste de la sensibilidad del circuito por medio de un potenciómetro, permitiendo adecuarlo a nuestras necesidades.

-Visualización del estado de la carga por medio de una pantalla LCD 2x16.

FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO:

El micrófono electret miniatura convierte las ondas sonoras incidentes, originadas palmadas en señales eléctricas equivalentes que se encarga de disparar el temporizador 555 a través de un transistor 2N3904 (Q1), que se activa a través de un condensador, el temporizador extiende la señal y lo aplica a la entrada de reloj del flip-flop, debido a la disposición de tres estados de los flip-flop, se necesita una señal más para cambiar el estado de la salida es por ello necesario la segunda palmada, la salida del flip-flop se pone en  alto y esta señal llega a un transistor 2N3904 (Q2), luego el transistor conduce de emisor a colector y activa un relé de estado sólido que está formado por el optoacoplador (U5) y el TRIAC (U4). Permitiendo entonces activar o desactivar la carga conectada al circuito por medio de dos palmadas.

(Figura 1)

DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES PRINCIPALES DEL CIRCUITO

EL 555:

(Figura2)

El circuito integrado LM555 es un dispositivo altamente estable que se utiliza para la generación de señales de pulsos, en esta ocasión usamos el LM555 configurado en su modo monoestable, que consiste en la generación de pulsos de duración definida, el circuito formado por la resistencia R2 y R6, el condensador C6 y transistor Q1 de la figura 1 controlan el voltaje de entrada aplicado a cada comparador del LM555 y establece el momento de arranque y la duración del pulso de salida.

En condiciones normales cuando Q1 no conduce de colector a emisor, la entrada de disparo pin 2 del 555 está conectada al positivo del circuito a través de R2 y el comparador de disparo U2 aplica un bajo a la entrada  S del flip-flop del 555 figura 2.

Al mismo tiempo, la salida del temporizador pin 3 es de nivel bajo, la salida  _Q del flip-flop es alta, el transistor Q1 del 555 está ON, es decir saturado y su colector pin 7 descarga el condensador C6 del circuito y conecta a tierra la entrada de Umbral  pin 6, como resultado el comparador de umbral aplica un bajo a la entrada R del flip-flop. Puesto que la entrada S del mismo es también de nivel bajo, el estado previo de la salida pin 3 se mantiene, es decir sigue en bajo.

Cuando se produce el sonido el micrófono capta la señal y lo convierte en señales eléctricas y polariza el transistor Q1 por tanto este conduce de emisor a colector recibiendo el pin 2 del LM555 un bajo y el comparador de disparo aplica un alto a la entrada S del flip-flop, como resultado, el pin 3 pasa del estado bajo al estado alto, al ya no proveer la señal del micrófono la entrada S retoma otra vez al estado bajo pero la salida se mantiene alta.

Al mismo tiempo la salida _Q del flip-flop es baja, el transistor Q1 esta off y el condensador  C1 comienza a cargarse a través de la resistencia R6, cuando el voltaje sobre C1 se hace ligeramente superior a los 2/3 del voltaje de alimentación en este caso 5V, el comparador de umbral aplica un alto a la entrada R del flip-flop y la salida del circuito pin 3 se hace nuevamente baja.

Como consecuencia de este proceso, la salida ha permanecido en alto durante un determinado tiempo, contado a partir del momento en que el transistor Q1 del circuito de la figura 1 condujo de emisor a colector, en otras palabras el circuito ha emitido un pulso, la duración de este pulso se denomina periodo de temporización y se calcula mediante la siguiente fórmula:

T=1.1xR1xC1

Figura 3

El siguiente ejemplo aclara el uso de esta fórmula.

Ejemplo: Calcule la duración de pulso de salida emitido por el circuito monoestable de la figura 3 si R1=1Mohms y C1=100uf.

Solución: Remplazando R1 y C1 por sus valores correspondientes, obtenemos:

T=1.1xR1xC1

T=1.1 x100x =110s

Es decir, el circuito genera un pulso de 110 segundos de duración (casi dos minutos) contados a partir del momento en que se acciona el interruptor de arranque. Este pulso puede utilizarse para varios propósitos, especialmente para temporizar eventos.

En el circuito de la figura 3 el LM555 se dispara manualmente, presionando un botón. En nuestro diseño del circuito se dispara el monoestable por el transistor Q1 de la figura 1

Calculando la duración del pulso de salida de nuestro circuito de la figura 1, donde tenemos los siguientes valores:

R6=1M y C6=330nf, entonces remplazando en la formula obtenemos:

T=1.1xR2xC5

T=1.1 x330x =0.363s=363ms

EL FLIP-FLOP TIPO D (4013):

En términos generales, un flip-flop o biestable, es un dispositivo digital capaz de almacenar un 1 o un 0, es decir, un bit de información, que perduran en el tiempo de un modo indefinido, aunque haya desaparecido la excitación que los originó. Es decir, son capaces de memorizar un bit de información.  

El flip-flop tipo D recibe esta denominación debido a su capacidad de transferir datos en el flip-flop. En forma básica es un flip-flop RS con un inversor en la entrada R, el inversor  agregado reduce el número de entradas de dos a uno     

Es un multivibrador capaz de permanecer en uno de dos estados posibles durante un tiempo indefinido en ausencia de perturbaciones. Esta característica es ampliamente utilizada en electrónica digital para memorizar información. El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas, internamente tiene dos flip-flop independientes uno del otro.

En este caso utilizamos el flip-flop 4013 para construir un monoestable y el otro para conmutar la señal de control que activa y desactiva la carga por medio de un relé electromecánico. 

DISEÑO DEL PCB DEL CIRCUITO:

El diseño del circuito lo realizamos en el software PROTEUS.

CIRCUITO DE VISUALIZACIÓN DE ESTADO DE LA CARGA

El cristal de 4Mhz y los dos condensadores de 22pf determinan la frecuencia a la que va a trabajar el microcontrolador, R1, R2 y el pulsador NA forman el circuito de reset, en este proyecto utilizamos el microcontrolador PIC16F84A el cual está conectado con un bus de 4 bits al módulo LCD 2x16, el control se hace por medio del pin RA4 del uC.

Descargue codigo Hex:

https://mega.nz/#!0VlmkJpZ!3AJkM8fOQSfbL9ioM2706lm0QXenNy-9blHnyISTwdA

Conexión de circuito completo

Finalmente ya concluido nuestro proyecto, podemos probar su funcionamiento conectando una lámpara y utilizando cualquier tipo de foco ya que nuestro circuito soporta hasta 100W.

 

Lámpara Ahorradora            Bombillo Incandescente                           Lámpara de LEDS

LISTA DE COMPONENTES

CAPACITORES:

2 Capacitores cerámicos de 330nf (C2, C6) 
2 Capacitores cerámicos de 100nF (C3, C4)          

1 Capacitor cerámico de 10nF (C5)

1 Capacitor electrolítico 22uF (C1) 

DIODOS:

2 Diodo 1N4148 (D1, D2)

TRANSISTORES:

2 Transistor NPN 2N3904 (Q1, Q2)

RESISTENCIAS:

1 Resistencia de 15k (R2)

1 Resistencia de 100k (R3)

1 Resistencia de 10k (R1)

1 Resistencia de 1M (R6)

2 Resistencia de 470 (R4, R8)

1 Resistencia de 1k (R7)

1 Resistencia de 330k (R5)

1 Potenciómetro de 50K (RV1)

OTROS:

1 Regulador de voltaje LM7805
1 integrado NE555

1 Flip-Flop 4013
1 Conector USB tipo B

4 Conectores de 2 pines

1 micrófono electret miniatura

1 optoacoplador  MOC3021

1 TRIAC BT163

LISTA PARA LA PANTALLA LCD:

2 condensadores cerámicos de 22pF

1 cristal de 4Mhz

2 resistencias de 10k

1 resistencia de 10 ohmios

1 resistencia de 100 ohmios

1 potenciómetro de 5K

Un PIC16F84A

Una pantalla LCD 2X16.

1 pulsador N.A pequeño para placa

Funcionamiento: 

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Descargar Versión 1.0:

https://mega.nz/#!ddlznQKY!DYjazBDLxP024uCLXtPjih71TBN0TmqtzRosEalFyYI

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