Kit MOSMusic: Control de Iluminación de Alta Potencia Sincronizada con Música vía MOSFET y Arduino

Componentes y materiales

Herramientas necesarias

• Soldador
• Cloruro férrico (grabado PCB)
• Rotulador permanente (Sharpie)
• Alcohol isopropílico
• Hilo de soldar

Software

• Arduino IDE
• Proteus Design Suite (simulación)

Descripción del proyecto

MOSMusic (MM)

Estación de iluminación portátil sincronizada con música. Controla cargas de alta potencia (bombillas 120/220 V AC) desde un Arduino de forma segura y económica.

Problema

Los sistemas comerciales de luces sincronizadas con música son caros (>$40), de baja calidad y solo controlan LEDs de baja potencia. Para cargas reales de alta tensión se necesita aislamiento galvánico y drivers robustos.

La solución: Circuito por etapas

1. Etapa 1 – MOSFET CoolMOS C7 (600 V): Recibe señal 0-5 V DC del Arduino (consumo ~60 µA) y conmuta el optoacoplador. Ventaja: consumo ínfimo permite usar cualquier microcontrolador sin drivers extra.
2. Etapa 2 – Optoacoplador MOC3021: Aísla galvánicamente la lógica del lado de alta tensión. Requiere ~36 mA a 5 V (el MOSFET lo provee fácilmente).
3. Etapa 3 – DIAC + Triac 2N6073AG: El optoacoplador dispara el DIAC, que gatilla el TRIAC conectado a la bombilla en 120/220 V AC.

El diseño modular permite añadir canales (imagen 1) o usar drivers más potentes (imagen 2) sin rediseñar la etapa de control.

¿Por qué no relés?

Los relés son mecánicos ("click" audible), lentos y no soportan conmutación rápida (dimming, PWM). El conjunto MOSFET+opto+triac conmuta en microsegundos, silencioso y permite dimming.

PCB / Protoboard

• Módulos individuales por canal (expansible).
• Módulo integrado 4 salidas AC en una sola PCB.
• Archivos DXF/Gerber en carpeta "PCB Files" del repositorio GitHub.
• Fabricación casera: método rotulador + cloruro férrico (ver guía).

Desarrollo y seguridad

1. Prueba cada etapa por separado: primero bombillas con pulsador y guantes de seguridad (¡120 V AC!).
2. Plataforma LED + Arduino + sensor sonido para validar sincronismo (código en carpeta "Arduino Code").
3. Integración completa en protoboard → 4 canales + Arduino.
4. Montaje final en caja con 4 lámparas idénticas, portable y estético.

⚠ ADVERTENCIA: Manipular 120/220 V AC es peligroso. Usa guantes dieléctricos, aisla conexiones, no trabajes solo, verifica polaridad y tierra. Este proyecto es educativo; el autor no se responsabiliza de daños.

Código Arduino (lectura sonido + secuencia bombillas)

int analog1=0, analogm=0;
double basemean=0;
int base=0, gain=-5;
unsigned int sensibility=5;
int counter=0;

void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  pinMode(2, OUTPUT); pinMode(3, OUTPUT); pinMode(4, OUTPUT); pinMode(5, OUTPUT);
  digitalWrite(2, LOW); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, LOW); digitalWrite(5, LOW);
  Serial.begin(115200);
  for (int i=0; i<100; i++) basemean += analogRead(A0);
  base = (basemean/100) + gain;
  analogm = analogRead(A0);
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
}

void loop() {
  analog1 = analogRead(A0);
  if (abs(analog1 - analogm) < sensibility && counter >= 10) {
    digitalWrite(2, LOW); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, LOW); digitalWrite(5, LOW);
  } else if (abs(analog1 - analogm) < sensibility && counter < 10) {
    counter++;
  } else {
    counter = 0;
    if (analog1 >= (base-30) && analog1 < (base-10)) {
      digitalWrite(2, LOW); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, LOW); digitalWrite(5, LOW);
    } else if (analog1 >= (base-10) && analog1 < base) {
      digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, LOW); digitalWrite(5, LOW);
    } else if (analog1 >= base && analog1 < (base+10)) {
      digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(4, LOW); digitalWrite(5, LOW);
    } else if (analog1 >= (base+10) && analog1 < (base+20)) {
      digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(4, HIGH); digitalWrite(5, LOW);
    } else if (analog1 >= (base+20) && analog1 < (base+50)) {
      digitalWrite(2, HIGH); digitalWrite(3, HIGH); digitalWrite(4, HIGH); digitalWrite(5, HIGH);
    }
  }
  analogm = analog1;
  delay(50);
}

Recursos

• Repositorio GitHub: MOSMusic-MM
• Wiki técnico: GitHub Wiki
• Archivos PCB (DXF): módulo individual y módulo 4 canales.
• Esquemático completo en sección "Schematics".