Modelo Nº: 181
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BARRERA INFRARROJA. LARGO ALCANCE APLICACIONES Para controlar con eficacia procesos industriales es necesario contar con elementos y sensores ampliamente confiables. Este modelo ha sido diseñado especialmente para cubrir una distancia importante (aproximadamente 10 metros). Con esta potencia podemos manejar con total certeza contadores, topes de desplazamiento en maquinarias (fin de carrera), controladores controladores de paso de vehículos, personas, animales etc y sobre todo, es un accesorio sumamente util en los sistemas de seguridad (alarmas) También puede ser usado en fotografía para activar una cámara oculta y un sinnúmero de aplicaciones que seguramente usted encontrará. Es necesario tomar algunas precauciones porque esta barrera es muy confiable sólo si en el ambiente que se instala existe baja concentración de rayos infrarrojos. Por ello no es conveniente instalarla a la intemperie donde la variación lumínica del sol altera su normal funcionamiento. Por esta misma razón es conveniente mantener alejado el receptor de fu entes lumínicas fluorescentes. Si estos límites son respetados el resultado del funcionamiento de este modelo es excelente
Circuito eléctrico
Modelo Nº: 181
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LISTADO DE COMPONENTES RESISTENCIAS: R1 = 12 Ohms (Marrón-Rojo-Negro) R2 = 120 Kohms (Marrón-Rojo-Amarillo) R3 = 680 Ohms (Azul-Gris-Marrón) R4 = 2,2 Kohms (Rojo-Rojo-Rojo) R5 = 0,47 Ohms (Amarillo-Violeta-Plateado) R6 = 68 Ohms (Azul-Gris-Negro) R7 = 1,8 Kohms (Marrón-Gris-Rojo) R8 = 47 Kohms (Amarillo-Violeta-Naranja) R9 = 470 Kohms (Amarillo-Violeta-Amarillo) R10 = 27 Kohms (Rojo-Violeta-Naranja) R11 = 270 Kohms (Rojo-Violeta-Amarillo) R12 = 27 Kohms (Rojo-Violeta-Naranja) R13 = 1,2 Kohms (Marrón-Rojo-Rojo) R14 = 3,3 Mohms (Naranja-Naranja-Verde) R15 = 270 Kohms (Rojo-Violeta-Amarillo) R16 = 33 Kohms (Naranja-Naranja-Naranja) R17 = 3,3 Kohms (Naranja-Naranja-Rojo) R18 = 47 Kohms (Amarillo-Violeta-Naranja) R19 = 3,3 Kohms (Naranja-Naranja-Rojo) R20 = 2,2 Kohms (Rojo-Rojo-Rojo) R21 = 10 Kohms (Marrón-Negro-Naranja) R22 = 15 Kohms (Marrón-Verde-Naranja) R23 = 10 Kohms (Marrón-Negro-Naranja) R24 = 470 Ohms (Amarillo-Violeta-Marrón) R25 = 10 Kohms (Marrón-Negro-Naranja) R26 = 10 Kohms (Marrón-Negro-Naranja) R27 = 470 Kohms (Amarillo-Violeta-Amarillo) R28 = 15 Kohms (Marrón-Verde-Naranja) R29 = 10 Kohms (Marrón-Negro-Naranja) R30 = 56 Kohms (Verde-Azul-Naranja) R31 = 3,3 Kohms (Naranja-Naranja-Rojo) R32 = 470 Ohms (Amarillo-Violeta-Marrón) P1 = Preset 22 Kohms
CAPACITORES: C1 = 10 nF (Cerámico) C2 = 47 nF (Cerámico) C3 = 470 µF 16V (Electrolítico) C4 = 100 µF 16V (Electrolítico) C5 = 100 pF (Cerámico) C6 = 2,2 µF 63V (Electrolítico) C7 = 220 pF (Cerámico) C8 = 220 pF (Cerámico) C9 = 1 µF 50V (Electrolítico) C10 = 4,7 µF 63V (Electrolítico) C11 = 47 µF 25V (Electrolítico) C12 = 100 µF 16V (Electrolítico) C13 = 22 nF (Cerámico) C14 = 22 nF (Cerámico)
SEMICONDUCTORES: IC1 = 555 T1 = Tip 126 T2 = BC549B T3 = BPW 77 T4 = BC547B T5 = BC547B T6 = BC549C T7 = BC547B T8 = BC549B T9 = BC549C T10 = BC549C D1 = TSTA 7300 D2 = 1N4148/914 D3 = 1N4148/914 D4 = 1N4148/914 D5 = Led rojo 5 mm X1 = Relé izumi miniatura p/ Circ.Impresos 2 contactos inversores en 12V de Bob.
Los componentes provistos en Kits y Módulos podrán ser reemplazados por sus equivalentes
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SECUENCIA DE MONTAJE PLAQUETA RECEPTORA (100-181b y 100-181c) 1.- MONTAJ E DE R ES ISTENCIAS Como las resistencias no tienen polaridad no importa el orden de las patas al montar. El símbolo electrónico de la resistencia es: Para identificar el valor de cada resistencia es necesario respetar la lectura de los colores siguiendo el principio que se detalla en la figura.
2.- MONTA J E DE CA PA CITOR E S Comenzaremos por los capacitores no polarizados (los que tienen forma de disco cerámico) donde no importa el orden de inserción de las patas (lo mismo que las resistencias). Montaremos entonces, C5/C7/C8/C13 y C14 según la serigrafía de plaqueta. El símbolo electrónico del CAPACITOR Disco Cerámico es:
Para leer el valor del capacitor se agrega a los dos primeros dígitos de la cifra tantos ceros como indica el tercer número. El valor leído está expresado en pF. En el ejemplo: 104=100000 pF = 100 nF = 0,1 µF (ya que 1 µF= 1000 nF= 1000000 pF)
104
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Ahora montaremos los CAPACITORES Electrolíticos que Atención; S ON POLARIZADOS , por lo tanto debe respetarse el orden de inserción de sus patas. El símbolo electrónico del CAPACITOR Electrolítico es: -
+
Para identificar el valor electrónico basta con leerlo impreso en el cuerpo de cada capacitor, allí encontrará el valor expresado en µF (microfaradios) y además la tensión máxima que soporta dicho capacitor expresada en volts. Debemos tener presente que la tensión soportada por el capacitor tiene una tolerancia del orden del 20 % máximo, a partir de allí se corre el riesgo de quemarlos. 1) El terminal mas largo es el positivo 2) El terminal mas corto es el negativo y se indica en la cápsula (eventualmente en algunos se marca el positivo)
Montaremos entonces C4/C6/C9/C10/C11 y C12 según la serigrafía de la plaqueta
3.- MONTA J E DE S E MIC ONDUC TOR E S En esta plaqueta se montan D2/D3/D4/D5/T2/T3/T4/T5/T6/T7/T8/T9 y T10 según la serigrafía de la plaqueta.
a.- DIODOS R EC TIFICADOR ES Montaremos entonces D2/D3 y D4 según la serigrafía de plaqueta El símbolo electrónico del DIODO Rectificador es:
Para identificar el componente se leerá en el cuerpo su codificación. En este caso se lee verticalmente 1N4148.
Serigrafía Los diodos son polarizados por lo tanto debemos tener presente que la pata negativa es la que se encuentra más próxima a la raya . En la serigrafía de la plaqueta el negativo se representa con el dibujo del contorno de dicho diodo y la raya correspondiente.
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MA NUA L TE C NI C O b.- FOTOTRA NSIS TOR
Montaremos entonces T3 según serigrafía de plaqueta. Este es un componente especial, técnicamente se trata de un fototransistor encapsulado metálico. El símbolo electrónico del FOTOTRANSISTOR es:
Colector Base Emisor Para identificar este componente basta con leer en el cuerpo su codificación. En este caso particular se lee en la parte metálica BPW77.
e b c La parte superior de T3 asoma del lado cobre de la plaqueta. La carcaza de T3 debe ir soldada a la pista que rodea al agujero (masa de la plaqueta). Nótese que en la serigrafía de plaqueta está marcada la muesca que indica el emisor. Esta muesca debe coincidir con la muesca metálica que posee el fototransistor.
c.- DIODO LE D Montaremos entonces D5 según serigrafía de plaqueta. Este componente es un emisor de luz de 5 mm de diámetro y de color rojo encapsulado en plástico. El símbolo electrónico del DIODO Led es:
+ Anodo
Catodo
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Este componente no requiere de identificación puesto que se le conoce por su nombre, diámetro y color. Por lo tanto no figura en ningún lugar del mismo inscripción alguna.
El terminal positivo va conectado al extremo de R 24. E l terminal neg ativo al negativo de C 10.
Téngase presente que el terminal o pata más larga siempre es POSITIVO y por lo tanto la pata más corta es NEGATIVO.
d.- TRANSISTORES NPN Montaremos entonces T2/T4/T5/T6/T7/T8/T9 y T10 según la serigrafía de plaqueta Todos transistores son del tipo NPN (base positiva) El símbolo electrónico del TRANSISTOR NPN es:
Colector Base Emisor Para identificar este componente basta con leer el código impreso en la parte plana del cuerpo plástico donde dirá BC547 (o el código del reemplazo) c be
c
b e
Al insertar el transistor en la plaqueta debemos tener en cuenta que la parte plana del dibujo en la serigrafía coincida con la parte plana del transistor.
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MA NUA L TE C NI C O 4.- MONTAJE DE PR ES ET
Montaremos entonces P1 según la serigrafía de plaqueta y cuyo número de orden es 51. El símbolo electrónico del Preset es:
Extremo Punto medio Extremo Para identificar su valor debemos leerlo impreso (o estampado) en la parte aislante del cuerpo del componente, en nuestro caso se leerá 25 K que corresponde al valor 25 Kohm.
Debemos tener en cuenta que el preset no tiene polaridad puesto que es una resistencia, variable, pero resistencia al fin.Para efectuar un correcto montaje debemos considerar que necesitamos lugar para ajustar el tornillo que varía la resistencia, entoces será importante la posición de inserción para posibilitar dicho ajuste cómodamente.
5.- DIA G R A MA DE C ONE XIONE S DE L R E C E PTOR
Es importante que la longitud de los cables sea lo menor posible. Recordar que la plaqueta se alimenta con 12 Vcc.
PLAQUETA TRANSMISORA (100-181a) 1.- MONTAJ E DE R ES ISTENCIAS Montaremos entonces R1/R2/R3/R4/R5 y R6 según la serigrafía de plaqueta.
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MA NUA L TE C NI C O 2.- MONTA J E DE LOS C A PA C ITOR E S
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Montaremos entonces C1/C2 y C3 (este último es electrolítico, por lo tanto es polarizado) según la serigrafía de plaqueta
3.- MONTA J E DE S E MIC ONDUC TOR E S En la plqueta van montados D1/T1 y IC1 segun la serigrafia de plaqueta.
a - DIODO INFR AR R OJO Montaremos entonces D1 según la serigrafía de plaqueta. Este componente es un diodo infrarrojo de 5mm de diámetro. Es similar a T3 pero solo tiene dos terminales. El símbolo electrónico de el DIODO INFRARROJO es el siguiente:
Como todo diodo la pata más larga es positivo y la más corta negativo. Recomendamos soldar a la plaqueta sin cortar sus patas, es decir que las patas queden lo más largas posible. Esto se hace a fin de permitir el ensamble en un gabinete plástico visualizando la cresta del diodo.
b.- TR A NS IS TOR PNP (bas e neg ativa) Montaremos entonces T1 según la serigrafía de la plaqueta. El símbolo electrónico de este componente es:
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Como puede observarse en su configuración interna este TIP 126 contiene 2 transitores PNP y su código puede leerse directamente impreso en la parte plástica de su cuerpo (en nuestro caso dice TIP 126 y se agrega la marca o código del fabricante)
El aspecto físico que presenta este transistor puede verse claramente en la figura anterior. Nótese que por ser de encapsulado TO 220 sus patas están alineadas y como consecuencia no resulta lo mismo insertarlo de un lado u otro. En la serigrafía de la plaqueta se ve claramente que la parte metálica está representada por una linea gruesa negra.
c.- CIR CUITO INTEG R ADO. Montaremos entonces IC1 como dice la serigrafía de plaqueta El símbolo electrónico es:
Para identificarlo debemos leer en el cuerpo. En nuestro caso dice NE555.
Para evitar deterioros por recalentamientos en el circuito integrado se coloca un zócalo de 8 patas donde luego se insertará el integrado, sin necesidad de soldarlo. El zócalo posee también una muesca (al igual que el integrado) que deberá coincidir con la muesca impresa en la serigrafía; respetando esta ubicación estaremos evitando poner el integrado al revés. Con esto ya tenemos soldados todos los componentes electrónicos.
4.- MONTAJ E DE TE R MINALES El positivo y el negativo de la alimentación están indicados en la serigrafía (indicados como "+" y "-"). La alimentación es de 12 Vcc.
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Por fin concluímos el montaje de las plaquetas, transmisora y receptora ya están con todos sus componentes insertos y soldados; ahora debemos saber si esto realmente funciona. Para ello le sugerimos que se asegure (siguiendo los pasos de verificación) del correcto montaje antes de conectar la alimentación.
VERIFICACION DE FUNCIONAMIENTO 1.- Comprobar que los componentes se hayan insertado como indica la serigrafía de la plaqueta. 2.- Comprobar especialmente la polaridad de los capacitores electrolíticos del receptor (C9/C10/C11 y C12) seguidamente se continua con el capacitor electrolítico del transmisor (C3). 3.- Comprobar la polaridad del DIODO INFRARROJO del transmisor (D1) y el Led Rojo (D5) del receptor y seguidamente todos los diodos rectificadores de la misma placa. 4.- Comprobar la correcta inserción de T3 (FOTOTRANSISTOR) y a continuación todos los transistores (uno por uno) en el receptor. No olvidar revisar el T1 del transmisor. 5.- Comprobar que el IC1 se insertó hasta el fondo del zócalo y se ha respetado la orientación de la muesca. Una vez que hemos revisado todas las polaridades pasaremos a alimentar el sistema teniendo presente que se utilizará una fuente para el transmisor y otra para el receptor, ambas de 12 volts en corriente contínua. Es importante tener dos fuentes separadas para evitar posibles oscilaciones. Ahora verificaremos el correcto funcionamiento de ambas plaquetas en conjunto. 6.- Colocar en un punto fijo el receptor y no moverlo más.Lo alimentamos con los 12 vcc.y notaremos que se enciende el Led rojo .A continuación orientar el diodo infrarrojo D1 del transmisor hacia en fototransistor T3 del receptor. Cuando se encuentren debidamente orientados el Led rojo se apagará pero ello no sucede a corta distancia, conviene ubicarse a un metro aproximadamente. Si giramos el cursor del preset hacia la derecha lograremos mayor sensibilidad, también vale lo contrario; es decir que para instalar a la mayor distancia (10 metros aproximadamente) el preset deberá estar todo a la derecha. Es decir que si se calibra a corta distancia el cursor a la izquierda y si se aleja deberá ganar en sensibilidad girando el cursor a la derecha. Una vez calibrado a la distancia deseada recomendamos fijar el cursor del preset con una gotita de pintura (esmalte para uñas).
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El sistema queda listo para funcionar cuando algún cuerpo opaco se interpone al haz infrarrojo y lo interrumpe, esto se detecta porque el Led rojo (D5) se enciende, es decir que en Stand by el Led rojo está apagado. Para evitar interferencias durante este proceso de calibrado recomendamos estar suficientemente alejado de tubos fluorescentes o rayos solares.
NOTAS DE MONTAJE Para montar en gabinete estas placas sugerimos: 1.- Utilizar gabinetes plásticos pequeños. Uno para el transmisor de 5 cm de lado y por lo menos 3 cm de altura.Se entiende que la alimentación de 12vcc viene de la linea. Uno para el receptor de 9 cm x 5 cm y también 3 cm de altura. Se entiende también en este caso que la alimentación de 12 vcc viene de linea. Importante: Tanto en el receptor como en el transmisor deben preveerse las perforaciones que permitan visualizar las crestas del diodo infrarrojo en uno y el fototrancistor en el otro.
2.- En caso que el receptor se encuentre expuesto a radaciones importantes que alteran su funcionamiento debemos colocar un filtro rojo delante del fototransistor. Esto se resulve fácilmente con un pequeño acrílico rojo pegado delante (o por dentro) del gabinete
NOTAS TECNICAS AMPLIATORIAS Ampliamos aquí en forma sintética y con lenguaje técnico más avanzado las características principales de este modelo. Sugerimos internarse en estas descripciones a aquellos que posean conocimientos superiores, para los que todavía están en sus primeros pasos, recomendamos agudizar la atención y consultarnos lo que no entiendan.
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ANALISIS DEL CIRCUITO El principio de funcionamiento de este circuito está dividido en dos bloques, transmisor y receptor. Sugerimos leer este análisis siguiendo al mismo tiempo el dibujo del circuito eléctrico ubicado en la primer página de este informe para mejorar su comprensión.
TRANSMISOR Utiliza un IC 555 en su configuración de multivibrador astable cuya frecuencia está
determinada por los valores de R1,R2 y C2. La frecuencia de oscilación es de aproximadamente 250 Hertz. En la pata 3 del IC tenemos los pulsos negativos que polarizan la base del transistor Darlington (T1) por medio del divisor resistivo formado por R3 y R4, cuando estos pulsos negativos ingresan a la base de T1, circula corriente en sentido emisor colector polarizando a través de R5 al diodo infrarrojo D1 quien emite una señal que será captada por el receptor.
RECEPTOR La señal se capta a través de T3 cuya base es sensible al haz infrarrojo.Está polarizado en emisor común con acople capacitivo. La señal detectada por T3 es tomada por T4 también polarizado en emisor común amplificándola lo suficiente como para excitar a T2 que se encuentra polarizado en clase A, ya en este punto la señal adquirió suficiente amplitud como para ser filtrada por T5, T7 y T9 que componen un filtro pasa banda de 250 Hz cuya amplitud puede ser modificada por P1 (ajuste de sensibilidad). Las resistencias 30 y 31 junto con el capacitor 10 y el diodo 4 conforman el demodulador de la señal que resulta rectificada antes de ingresar a la base de T8 quien cumple doble función; por un lado polariza a D5 (Led), a través de R24 para testear el enfoque correcto con D1 del transmisor y por el otro lado polariza la base de T10 a través de R21 manteniendo en reposo a T6 evitando con ello el consumo constante de la bobina del relé opcional. Al interrumpirse el haz infrarrojo la base de T6 queda polarizada a través de R20, obteniéndose el disparo de un nivel lo suficientemen te alto como para excitar un relé.