DIY - Luces de emergencia para el hogar

DIY – Luces de emergencia para el hogar

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Aquellos que somos unos apasionados de la electrónica y construimos numerosos proyectos semana a semana, utilizamos una materia prima elemental sin la cuál todo lo que hacemos no tendría posibilidad de ser: la energía eléctrica. Y como parecemos y somos (casi) humanos, cada vez que no la tenemos nos acordamos de lo necesario que es tener siempre a mano un sistema de iluminación de emergencia. También podríamos realizar un alimentador para el soldador tipo lápiz (cautín) para continuar con nuestros proyectos durante el día, pero durante la noche quedarse a ciegas, sin una iluminación mínima es una situación que no puede permitirse un lector de NeoTeo. Además, tu familia te lo agradecerá.

En cada página de electrónica donde exista un grupo de circuitos útiles para construir, siempre encontraremos uno llamado “Inversor 12VCC – 110/220VAC”. A muchos de nosotros nos ocurre que no nacimos sabiéndolo todo y que hay cosas de las que no tenemos un real conocimiento de su funcionamiento o su aplicación específica. Además, otra de las situaciones que ocurren en estos casos es que encontramos sólo un circuito sin siquiera dos renglones explicativos de las condiciones más elementales del desarrollo que allí vemos dibujado. Sucede que quien deja allí el circuito, intuye que sabemos lo que quiso hacer y cómo funciona eso que sólo a él le funcionó. Por lo general, luego de darle decenas de vueltas terminamos abandonando todo porque la frustración se apodera de nosotros al no poder lograr lo que el circuito promete.

DIY   Luces de emergencia para el hogar

En este artículo vamos a ver como construir un sistema de iluminación de emergencia con todos los detalles explicados paso por paso para que su realización sea exitosa y por sobre todo, útil para tu vida diaria. El esquema en bloques de la imagen superior intenta ser muy claro. El corazón del desarrollo se basa en un oscilador que se encargará de generar una señal de 50 o 60 ciclos por segundo para activar los transistores MOSFET quienes se encargan de conmutar, a través de cada uno de los bobinados del transformador T1, la energía que le suministra la batería Bat1. T1 es un transformador convencional de 110 o 220VAC (de acuerdo al país donde vivas) a 9Volts + 9Volts. El bobinado correspondiente a los 9Volts se conectarán a los MOSFET y la parte de 110/220VAC será la salida hacia una lámpara de bajo consumo.

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Podemos utilizar cualquier lámpara para la tensión de línea domiciliaria. El único secreto en este desarrollo será que debe ser de bajo consumo o CFL aunque también podemos utilizar las actuales lámparas a LED. Con un transformador T1 de la tensión antes especificada y de 2 Amperes de capacidad de suministro de corriente podemos colocar cargas de hasta 30W sin problemas. En este punto debemos hacer una aclaración que casi nadie hace. Si utilizas transformadores chinos, de los que llaman la atención por lo pequeño de su tamaño, procura sobredimensionarlo hasta 4 o 5 Amperes (la tensión continuará siendo la misma) para evitar excesos de temperatura luego de una o dos horas de funcionamiento. Por último y a la izquierda del diagrama se puede ver el bloque correspondiente al cargador de la batería Bat1. Aquí utilizaremos un sistema que cargará la batería hasta el valor correcto y luego cortará la carga de manera automática hasta que la tensión de la batería descienda y vuelva a reiniciarse el ciclo de carga. Al circuito del cargador lo veremos en la segunda parte de este artículo, junto a otras posibilidades de implementación de iluminación de emergencia. Por ahora consideramos una batería cargada a pleno y nos dedicaremos al funcionamiento del “Inversor”.

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En la etapa de potencia, a la salida del circuito, encontramos los ya conocidos transistores MOSFET IRFZ44N (los mismos que utilizamos para el puente H), el transformador T1 y un capacitor de 100nF X 630V para suavizar los picos de conmutación inducidos en el transformador. A este capacitor se le puede dar cualquier valor hasta 1uF (siempre utilizando capacitores de poliéster) o se pueden colocar varios en paralelo tratando de no superar ese valor máximo recomendado. Un fusible en la alimentación, al punto medio del transformador, siempre será una buena medida de seguridad y precaución. Remarcamos entonces lo importante a saber y entender: lo que habitualmente es el bobinado primario de un transformador, aquí es la conexión de salida hacia una lámpara de bajo consumo. Lo que siempre es el bobinado secundario de un transformador, aquí se conecta a los transistores de conmutación y a la batería según como indica el circuito.

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Los transistores Q1 y Q2 serán activados por un circuito integrado CMOS CD4047B que estará conectado para funcionar como un oscilador libre y que nos entregará una onda cuadrada en cada una de sus salidas (Q y /Q/)(/Q/ = Q negada), invertidas 180º entre sí. Esto resultará en que una de las salidas estará en estado lógico alto mientras la otra se encuentre en estado lógico bajo y viceversa. Este modo de funcionamiento alternará la conducción de Q1 y Q2 induciendo una tensión alterna útil en el secundario de T1, muy cercana al valor nominal de tensión del transformador. Recuerda siempre que la tensión de salida dependerá de la carga que le conectes a la salida del transformador T1. Si dejas la salida libre, puede que obtengas hasta 300V de tensión, pero al conectar una carga notarás que ese valor disminuirá y se establecerá entre los 175 y los 250 Volts, insistimos: de acuerdo a la potencia consumida por la carga. Si colocas cargas mayores a 30 o 40W la tensión caerá a valores inoperables. Si deseas obtener mayor potencia de salida, debes incrementar la capacidad en Amperes de T1 e intentar disminuir la tensión de 9 + 9VAC a 6 + 6VAC del mismo transformador para obtener mayor potencia de salida. También aumenta el valor nominal del fusible de protección.

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El circuito formado por P1, C1 y R3 se encargan de fijar la frecuencia de trabajo del CD4047B y responden a la fórmula T = 4,40 * R * C, donde R se expresa en Ohms, C en Faradios y T en segundos, siendo 4,40 un valor constante. De este modo, podemos “jugar” con distintos valores de capacitores y resistores hasta logar una frecuencia que nos entregue el mejor rendimiento de T1, el que se observará logrando la máxima tensión de salida. Esto significará que el núcleo será capaz de transmitir la mayor cantidad de energía desde un bobinado hacia el otro y que la frecuencia lograda será la óptima para este propósito.

El circuito de funcionamiento automático
Para comprender de manera sencilla el funcionamiento automático de la luz de emergencia, tomaremos a T1 (BC640) como un interruptor que para conducir (para comportarse como una llave cerrada) debe tener baja tensión en su base. ¿Cómo logramos una baja tensión en la base de T1? Haciendo conducir, como si fuese una llave cerrada, a T2 (A1015). De este modo, la tensión de la batería alimenta el circuito integrado (a través de R4), éste comienza a oscilar, actúa sobre los MOSFET y éstos hacen trabajar al transformador que se encargará de generar la tensión necesaria para encender la lámpara conectada a su salida. T2 conduce porque R14 pone su base a un potencial bajo. Cuando vuelve la energía eléctrica y el circuito se dispone a comenzar el ciclo de carga de la batería, la base de T2 recibe tensión positiva a través del divisor resistivo formado por R15 y R16, interrumpiendo la conducción de T2. Al pasar a cortarse la conducción de T2, también se interrumpirá la corriente que circula por T1, deteniendo la oscilación y apagando la luz de emergencia.

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Es decir, el circuito inicial del cargador de baterías con el transformador y el rectificador de entrada nos servirá de monitor para determinar cuándo la luz de emergencia se debe encender y cuándo se debe apagar. Por lógica, al interrumpirse el suministro eléctrico, la luz encenderá y al retornar la energía por la red, la luz se apagará de manera automática. Comienza a experimentar con diferentes transformadores y juega con los valores de P1 – C1 – R3 hasta lograr los resultados más eficientes. Nosotros te dejamos los valores para 50/60Hz pero recuerda que existen núcleos que trabajan mejor a frecuencias más elevadas (200, 300Hz.). En la próxima entrega te mostraremos el cargador con corte automático para la batería y su implementación en este circuito. Es decir, el cargador funciona hasta que la batería está completa y luego se interrumpe la carga para no dañar la batería. Todo eso armado en un montaje práctico y más luces de emergencia en la próxima entrega. ¿Te lo vas a perder?


Avatar de Mario
Autor: Mario
  • Falke

    Estimado Mario,

    Muy buena la idea de tener siempre un sistema de respaldo para cuando haya un corte en el suministro de energía eléctrica, sobretodo si es de noche.

    Muchos saludos amigo Mario!

  • sbelmont

    Aqui donde vivo la electricidad es inestable y hay cortes muy seguido por lo que una lampara de emergencia es una gran ayuda en las noches. Tengo tiempo de querer hacer algo parecido pero con un CI NE555 para la oscilacion ó tambien uno mucho mas sencillo que consta de 2 Transistores, 1 Transformador como el que ilustras y 2 capacitores tantalum conectados a 2 transistores en forma cruzada en sus bases.
    Dejame buscar el diagrama y te lo envio Mario para que les des el visto bueno. Salu2.

    • adalberto

      #4 hola men disculpa serias tan amble de enviarme el diagrama a mi tambien me parece interesante lo que explicas te agadeceroa de atemano.

  • tankewn

    oooh!!! lo que daria por tener una de esas, con el terremoto de aca en chile mi casa se quedo sin luz, tube que esperar hasta que amaneciera para poder ver algo

  • Kniffe

    Hola tankewn, yo tambien quede a oscuras cuando sucedio el terremoto yo soy de la 3ª region y aun asi igual se sintio demasiado fuerte el sismo.
    Mario gracias por tu ayuda, me servira para pensar como hacer un sistema hibrido talves de alimentacion por paneles solares, carga a bateria y la iluminaria de bajo consumo. Me gustaria esperar tu proxima entrega del regulador de carga , que yo creo es uno de los elementos indespensables en este proyecto sino la bateria se ira desgastando paulatinamente hasta quedar inservible.

    Bye y saludos a mis compatriotas del sur que estan sufriendo los embates de la madre natura.
    PD: Tankewn es por tanque weon? ?? jejje..

  • Anonimo

    Hola! aqui tambien desde la sexta Region de Chile. El terremoto me pillo durmiendo en el segundo piso y fue imposible bajar por la escalera, el movimiento era demasiado fuerte no se podia caminar. Sin luz, sin agua, sin telefono lo unico que tenia era una celda solar que me llego justo el dia anterior, conectada a una radio era el unico contacto con el exterior. Pero claro hoy como nunca el sol tardo mas en salir.

  • Derkeshtai

    ¿Y si en lugar de las lamparas, se usaran Leds?

    Tengo lámparas de emergencia con dos modos, una es de 4 leds super brillantes y otro es un arreglo de 35 leds, con 4 leds la bateria dura casi 4 días, con los 35 dura casi 1 y medio.

  • Yesbond

    Hola Mario,

    Tus articulos son muy oportunos para las epocas en que estamos viviendo, ademas de servir en muchas ocasiones en las que siempre la luz la vamos a necesitar. Con este tipo de ayudas aprendemos de electronica y ayudamos en nuestro hogar. Me gusto mucho el primer parrafo del articulo, porque me pasa muy seguido que veo cosas que han hecho cosas geniales, como tu, y quiero hacerlas tambien.

    Un abrazo desde Colombia a nuestros amigos de Chile,

  • fernando

    sin palabras…. hace un rato volvió la luz, (se corto por un laaargo rato), mi vieja qria comprar una luz de emergencia… parece que ya no va a hacer falta

    gracias neoteo!!
    gracias Mario!!

  • nekotec

    Grande Mario. Me gustan estos ultimos proyectos orientados a la iluminacion. Esperando con ansias el 3er proyecto que mensionas.
    saludos y gracias por las ganas que siempre pones en estos articulos.

  • jp10

    Soy chileno, y a la hora del terremoto, estaba trabajando en mi computador, asi que experimente todo el terremoto.
    Salvo que teniamos pilas, y una pequeña radio, y nos enteramos de todo.
    Saludos a todos mis compatriotas, y tranquilidad.

  • Luxax

    buena nota marito querido, espero tener mas tiempo para sentarme bien con las bases de la electronica y la electricidad, porque tus proyectos siempre me alientan, los reviso 4 o 5 veces para ver si entiendo algo pero ni caso, sigo con proyectos viejos tuyos, me ayudo mucho el que hiciste hace un tiempo de aprender a soldar

    sobre el terremoto, dice mi vieja que aca en argentina se sintio mucho tambien, pero yo dormia como tronco, y mi esposa tambien, ni modo

  • meduag

    ex eselente este articuloooo esperare miuy pronto la otra parte y su montaje

  • pachu

    muy bueno Mario, la verdad mi sra. se ponía histérica cada vez que se cortaba la luz (y acá pasa a cada rato) con una luz de emergencia pequeña cambió la historia de muchas noches en casa.

  • Emmanuel

    Saludos a todos.

    En mi pais (Republica Dominicana) siempre ha existido problemas con la energia y por tal razon nos hemos adaptado de tal forma que todos tenemos inversores y no solo para la iluminacion si no para todo el energizado de la casa , en mi caso particular ya he ensamblado innumerables circuitos de estos los cuales funcionan a la perfeccion pero creo que aun no domino la logica por completo de como estos trabajan. Asi que agradeceria cualquie aporte, tambien en lo relacionado a la energia limpia.

    muchas gracias.

  • dds

    Saludos!
    Hace poco arme el circuito, pero solo del inversor (elimine toda la aprte del detector ,C4 y R4) pero tengo un problema , el circuito empieza a andar y unos segundos despues quema el fusible ( y eso que todas las pruebas las hice sin carga) a que se puede deber?
    gracias Saludos!

  • adalberto

    hola men disculpa seria tan amable de enviarme el diagrama del circuito de luz de emergencia me parece interesante te agradeceria gracias men te envio mi correo adalberto_salazar007@hotmail.com

  • Esteban

    Exlente proyecto, con respeto a la potencia que entrega a su salida va a depender del transformador, en este caso es de 2 amper? cuantas ampolletas soportaria dependiendo del consumo de estas?
    Quien de por aca armo y funciono?

  • Alex Jaimes B.

    hola esta muy bueno el proyecto , yo tengo la idea de modificar el circuito de un cargador solar que tengo que nomralmente al detectar movimiento prende un foco de halogeno, lo que quiero es cambiar el de halogeno por leds para que dure mas la pila y se puedan usar mas tiempo , aqui etambien creo que podria hacersealgo similar, enlugar del inversor para alimentar las lamparitas fluorescentes por que mejor no usar algo para alimentar leds? se me hace mas eficiente el uso con los leds por que casi no gastan energia, bueno es una sugerencia

    saludos desde saltillo coahuila, mexico

  • wampik

    hola a todos.

    Tengo una duda en donde alimentas el transformador el devanado primario es el que esta a la salida??? y tu alimentas con 9v+9v el devanado secundario.

    Se puede hacer eso??
    Disculpen mi ignorancia.

  • wampik

    hola a todos.

    tengo una duda sobre el transformador t1, lo que yo entiendo es que el devanado primario es la entrada que es de 120v y el secundario es salida que es 24v, lo que veo es que lo estas usando ala inversa osea tu entrada son los 24v y la salida es de 120v.

    Esto es correcto??? por que no sabia que se puede hacer eso.
    graicas

  • José Angulo Ferreyros

    Encontré unos focos (o bombillos) ahorradores de 12v Dc que consumen 12W. Conectarlos a una batería en forma directa me permitió acampar tres noches iluminado por dos focos con un consumo casi imperceptible, ya que cada uno significa 1 Ah. Me parece más económico y menos complicado. Me he entretenido haciéndole una caja con interruptores, voltímetro, amperímetro y enchufes, más un cargador de batería. Y pienso adaptarle un panel solar más adelante a fin de que la batería nunca se descargue por completo. Claro, esto sólo sirve para iluminar.

  • octavio

    muy buena tu idea de una sistema de emergencia pero lo lograste construir o tenes pruebas físicas de que funcione?

  • Erick.

    buen aporte, me hiciste recordar este proyecto solo una duda, tengo el diagrama del cargador automatico de baterias de ese diagrama, que va junto claro, http://www.youtube.com/watch?v=1ZhI_xyZJpA solo quiero saber el acoplamiento de los dos, porque tienen partes q marean, pero son del mismo proyecto… creo q sabes cual es la otra parte: http://www.neoteo.com/diy-cargador-de-baterias de antemano gracias…. o sino alguien que me diga como lo juntooo…

  • rafael

    hola men disculpa seria tan amable de enviarme el diagrama completo del circuito de cargador de vateria automatico y luz de emergencia me parece interesante te agradeceria gracias men te envio mi correo rafacampo3101@gmail.com

  • http://www.neoteo.com/miembro/imported_luftwaffe/ luftwaffe

    Hola que tal he estado tratando de analizar su circuito, pero veo que hace falta una gran parte no se si puedan subir de nuevo el diseño, se los agradeceria, mi coreo es alessio565@gmail.com