Cómo funciona el interruptor crepuscular con amplificador operacional usado en los circuitos electrónicos de ayuda a la conducción en automóviles
Interruptor crepuscular con Amplificador Operacional: Introducción
Los avances en la tecnología automotriz han permitido la incorporación de diversos sistemas electrónicos de ayuda a la conducción, que buscan mejorar la seguridad y la comodidad de los conductores.
Uno de estos sistemas es el interruptor crepuscular, el cual tiene la función de activar automáticamente las luces del vehículo cuando la intensidad luminosa del ambiente cae por debajo de cierto nivel. En este artículo, exploraremos cómo funciona este interruptor y cómo se puede implementar utilizando un amplificador operacional.
Antecedentes
En el pasado, se solían utilizar componentes discretos como transistores y condensadores para diseñar circuitos de interruptores crepusculares. Sin embargo, en esta ocasión, utilizaremos un amplificador operacional para lograr esta función. Esta elección no solo nos permitirá implementar un montaje práctico y sencillo, sino que también nos brindará la oportunidad de estudiar y comprender el funcionamiento de este dispositivo.
Descripción del circuito
El circuito electrónico del interruptor crepuscular utilizando un amplificador operacional consta de varios componentes interconectados. A continuación, detallaremos cada uno de ellos:
- Divisor de tensión: El circuito comienza con un primer divisor de tensión, conformado por una resistencia R1 de 1 kilo ohmio y una resistencia dependiente de la luz (LDR, por sus siglas en inglés) ubicada a la izquierda.
- Ajuste del umbral de encendido: Para ajustar el umbral de encendido de las luces del vehículo, se utiliza un potenciómetro de 10 kilo ohmios.
- Amplificador operacional: El amplificador operacional utilizado en este circuito es el modelo 741, con su configuración típica de alimentación de ±12 voltios.
- Realimentación negativa: Se establece una realimentación negativa mediante una resistencia de 220 kilo ohmios conectada entre la salida del amplificador operacional y su entrada negativa. Esta realimentación asegura el correcto funcionamiento del circuito.
- Componentes adicionales: Se incluyen un diodo zener de 5,1 voltios, una resistencia de polarización del transistor de 22 kilo ohmios, un diodo LED y una resistencia de protección del diodo de 470 ohmios.
Funcionamiento y aplicación práctica
El circuito diseñado no presenta histéresis, lo que significa que cualquier mínima sombra que aparezca activará automáticamente las luces del vehículo. Esto puede ser inconveniente, especialmente si se utilizan luces de xenón. Sin embargo, este es solo un ejemplo de implementación y existen otras soluciones que pueden abordar este aspecto.
Una vez montado el circuito, al tapar la LDR con una sombra, se puede verificar cómo el diodo LED se enciende automáticamente, lo cual indica que el circuito está funcionando correctamente.
Es importante recordar que, si se desea sustituir el conjunto resistencia-diodo LED por un relé, se debe incluir un diodo de protección.
Este diodo ha de ser del tipo rectificador y se ha de polarizar en sentido inverso para evitar averías en el circuito electrónico.
Conclusiones al respecto del interruptor crepuscular con Amplificador Operacional
El interruptor crepuscular es un componente clave en los sistemas de ayuda a la conducción
en los automóviles, ya que permite activar automáticamente las luces del vehículo cuando la intensidad luminosa disminuye por debajo de cierto nivel. En este artículo, hemos explorado cómo implementar este interruptor utilizando un amplificador operacional.
Es importante destacar que el circuito presentado en este artículo no es la única solución posible, pero es una opción funcional que utiliza componentes comunes y accesibles. Al realizar el montaje y probar el circuito, se puede verificar su correcto funcionamiento al observar cómo el diodo LED se enciende al tapar la LDR.
Además, se ha mencionado la posibilidad de sustituir el conjunto resistencia-diodo LED por un relé para activar las luces del vehículo. En este caso, es fundamental incluir un diodo de protección en sentido inverso para evitar daños en el circuito.
En conclusión, el interruptor crepuscular es un componente esencial en los sistemas electrónicos de ayuda a la conducción en los automóviles. Su función de activar automáticamente las luces del vehículo en condiciones de baja luminosidad mejora la seguridad y la comodidad del conductor. A través de un sencillo circuito utilizando un amplificador operacional, es posible implementar esta función de manera práctica y efectiva.
Por si aún quieres más:
Todo lo que tengo sobre los circuitos electrónicos de ayuda a la conducción.
Y, otro ejemplo del uso del Amplificador Operacional en el automóvil lo tenemos en el vídeo: «Encendido inductivo usado en el automóvil. Montamos su circuito«
Por cierto, también tenemos hecho el encendido automático de luces con Arduino.
