Diagrama y funcionamiento del circuito del interruptor automático de la luz del baño

¿Cómo hacer un circuito de interruptor de luz de baño automático?

Cada vez que entramos en nuestro baño, encendemos las luces y las apagamos cada vez que salimos. Pero a veces nos olvidamos de apagar las luces y otros electrodomésticos al salir del baño. Por estos errores tontos, desperdiciamos mucha electricidad todos los días y también disminuye la vida útil de la bombilla. Entonces, deberíamos hacer un dispositivo que pueda encender y apagar automáticamente las luces del baño. Le traemos la solución a este problema al crear un circuito que puede encender automáticamente las luces cada vez que alguien ingresa al baño y apagar las luces cuando alguien sale del baño. Las ventajas de este circuito es que la persona no tiene que preocuparse por el desperdicio de electricidad. Además, la persona no necesita preocuparse por las facturas de electricidad, ya que definitivamente reducirá el consumo de energía. Por ello, vamos a diseñar un sencillo interruptor automático de luz para baño u otras habitaciones relacionadas donde sea necesario.

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Componentes necesarios

• IC de amplificador operacional LM741
• IC del contador de décadas CD4017
• Transistor BC558 PNP
• Interruptor de láminas con imán
• Bombilla
• Módulo de relé de 5 V
• Dos resistencias de 10k Ω
• Resistencia de 100 Ω 
• Resistencia de 820Ω
• Cables de conexión

Diagrama del circuito del interruptor automático de la luz del baño

El diagrama de circuito de este dispositivo consta de dos componentes principales:el amplificador operacional IC LM741 y el contador de décadas IC CD4017. Un extremo del interruptor de láminas está conectado a una fuente de alimentación de +5 V, mientras que el otro está conectado a la base del transistor PNP BC558. El colector está conectado a los +5 voltios y el emisor está conectado a la entrada no inversora del amplificador operacional. El pin de salida del LM741 conectado al pin de reloj del CD4017. El pin 2 es el pin de salida del CD4017 que está conectado al pin de entrada del relé. El pin 4 del CD4017 está conectado al pin RESET del CD4017.

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Antes de continuar con el proyecto, les informaré sobre los componentes que vamos a utilizar en el proyecto del circuito del interruptor de luz automático.

Interruptor de láminas con imán

El interruptor Reed es un interruptor electromagnético que se utiliza para controlar el flujo de corriente en un circuito. En este proyecto se utiliza un interruptor de láminas para detectar la apertura y el cierre de la puerta. Contiene un pequeño interruptor magnético sensible sujeto a una pequeña fuerza magnética que encenderá o apagará el interruptor. El interruptor de láminas se compone de dos o más láminas ferrosas. El interruptor está encerrado en un pequeño sobre similar a un tubo de vidrio. Las lengüetas se magnetizan y se mueven juntas o separadas cada vez que un campo magnético se mueve hacia el interruptor.

Hay dos tipos de interruptores de láminas:normalmente abiertos y normalmente cerrados. En el interruptor normalmente cerrado, inicialmente no se tocan entre sí y cuando se hace contacto con un imán, tira de una lengüeta a la otra y completa el circuito. El funcionamiento del circuito normalmente cerrado es su opuesto. Inicialmente, las dos cañas están conectadas entre sí y cuando un imán se pone en contacto con las cañas, dos cañas se separan. Este interruptor de láminas se instalará en la puerta para detectar la apertura y el cierre del interruptor.

IC de amplificador operacional LM741

LM741 es un amplificador operacional IC que es un amplificador de voltaje electrónico de alta ganancia acoplado a CC. Tiene solo un amplificador operacional que se usa para comparar dos señales que son señales inversoras y no inversoras. La mayoría de los amplificadores operacionales tienen una mayor ganancia de CC, por lo que pueden usarse como amplificadores de voltaje y para realizar operaciones matemáticas en varios circuitos.

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Configuración de pines de LM741:

Número de PIN	Nombre	Descripción
1	Desplazamiento nulo	Se utiliza para establecer el voltaje de compensación de CC
2	Entrada –	Inversión de señal de entrada
3	Ingresar +	Señal no inversora
4	V-	Tierra o fuente de alimentación negativa
5	Desplazamiento nulo	Se utiliza para establecer el voltaje de compensación de CC
6	Salida	Salida del amplificador operacional
7	V+	Fuente de alimentación positiva
8	NC	Sin conexión

Este circuito integrado amplificador operacional se utiliza como circuito integrado comparador en los circuitos matemáticos. Si el voltaje en la entrada no inversora (+) es mayor que la entrada inversora (-), la salida del amplificador operacional es ALTA. Si el voltaje en la entrada no inversora (+) es más bajo que la entrada inversora (-), entonces la salida del amplificador operacional es BAJA.

LM741 IC tiene varias aplicaciones en circuitos eléctricos como, comparador, amplificador de CC, integrador, diferenciador, amplificadores sumadores, multivibrador, filtros activos y aplicaciones generales de retroalimentación.

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IC contador de décadas CD4017

El CD4017 es un circuito integrado contador de décadas CMOS. CD4017 se utiliza para aplicaciones de conteo de rango bajo. Este IC es capaz de contar de cero a diez (el conteo de décadas). El voltaje de suministro de este IC es de 3 a 15 voltios y también es compatible con la lógica de transistores (TTL). La velocidad de reloj de CD4017 es de 5 MHz,

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Este IC se utiliza principalmente en aplicaciones de conteo y enciende 10 salidas secuencialmente en un tiempo predefinido y reinicia el conteo cuando sea necesario. Indica el estado del pin de conteo usando el pin de acarreo. Este IC contiene 10 pines de salida que van desde Q0 a Q9. El IC CD4017 funciona de 3 voltios a 15 voltios, pero generalmente se alimenta a 5 voltios en el pin VDD y se conecta a tierra en el pin de tierra del IC. El IC incrementa el contador de 0 a 9 (Q0 a Q9) cada vez que en una secuencia detecta un pulso alto del pin del reloj.

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Esta secuencia puede ser interrumpida por los pines RESET y Clock Enable. De forma predeterminada, ambos pines están conectados a tierra, pero si hacemos RESET pin HIGH, el conteo nuevamente comienza desde cero, por ejemplo, si el conteo está en el pin 5 y si hacemos HIGH RESET pin en este punto, entonces el contador llega al pin 0. Si activamos el pin Clock Enable, entonces el conteo se detiene en ese punto, por ejemplo, si hacemos HIGH el Clock Enable cuando el contador estaba en el pin 5, entonces el contador se detiene y se detiene en el pin 5.

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Configuración de Contador CD4017 :

Número de PIN	NOMBRE	DESCRIPCIÓN
1 a 7	Pines de salida	Pines de salida 5, 1, 0, 2, 6, 7 y 3 respectivamente
8	TIERRA	Pasador de tierra
9 a 11	Pines de salida	Pines de salida 8, 4 y 9 respectivamente
12	Llevar a cabo	Completa un ciclo completo por cada 10 ciclos de reloj
13	Habilitar reloj	Habilitar pin habilita el CD4017 IC
14	Reloj	La señal del reloj se proporciona en este pin
15	Restablecer	Pin para restablecer el contador a 0
16	DDV	3 voltios a 15 voltios

Este CD4017 IC tiene muchas aplicaciones en medición remota, automotriz, electrónica médica. Esto se usa principalmente como contador en contador binario o decodificador binario. Este IC también se utiliza en matriz de LED, perseguidor de LED y otros proyectos de LED.

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Transistor PNP BC558

BC558 es un transistor PNP en el que el colector y el emisor estarán polarizados hacia adelante. Cuando el pin base se mantiene en tierra y se abrirá (con polarización inversa) cuando se proporcione una señal al pin base. Así es como un transistor NPN es diferente de un transistor PNP. Se utiliza en aplicaciones de conmutación y amplificación.

La ganancia de este transistor PNP está en el rango de 110 a 800. La corriente máxima que podría fluir a través del pin del colector es de 200 mA, esto combinado con el alto valor de ganancia que hace Es una opción ideal para aplicaciones de amplificación de audio. También se utiliza como complemento de los transistores BC546 a BC550. Se requiere un voltaje de CC fijo para que el terminal funcione en la región respectiva de sus curvas características. El transistor permite que fluya una corriente de 100 mA a través del emisor y el colector en condiciones totalmente polarizadas. Por lo tanto, la región se denomina región de saturación. El voltaje típico permitido a través del colector-emisor o base-emisor podría estar en el rango de 200 mV a 900 mV. Cuando se retira la base de corriente del transistor BC558, el transistor se apaga por completo y llamamos que el transistor está en la región de corte.

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Funcionamiento de Automático Circuito del interruptor de luz del baño

Conecte correctamente el circuito como se indica en el diagrama del circuito. El interruptor de lengüeta se fija mientras que un imán se fija en la pared para cambiar el estado del interruptor de lengüeta. Esto significa que el interruptor de láminas siempre permanecerá en estado cerrado cuando la puerta esté cerrada y permanecerá en estado abierto cuando la puerta esté abierta. Así que primero abrirás la puerta y luego la cerrarás. Mientras tanto, el estado del interruptor de láminas cambiará dos veces, una al abrir y la segunda al cerrar la puerta. La apertura de la puerta mientras el amplificador operacional pasa a estado ALTO y luego el cierre de la puerta hará que el amplificador operacional pase al estado BAJO. Esto cambiará el estado del contador al pin 2, que está más conectado a la salida del relé y, por lo tanto, las luces se encenderán.

Después de completar tu trabajo en el baño, abrirás la puerta y luego la cerrarás. Esto también cambiará el flujo del amplificador operacional de ALTO a BAJO. Por lo tanto, cambiará el estado del contador del pin 2 al pin 4. El pin 4 está conectado al botón de reinicio que llevará el contador al pin 0, lo que como resultado apagará el relé y, por lo tanto, la bombilla. Así es cómo funciona el interruptor de luz automático .

De esta manera, puede crear un dispositivo como un interruptor de luz de encendido/apagado automático que pueda encender y apagar automáticamente la luz del baño sin la intervención humana.

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