FÁTIMA BARCELÓ RICO  -  ANA SANZ MOLTÓ,   grupo C11

 

 

ALERTA  ELECTRÓNICA

 

 

  

 

 NOMBRE DEL DISEÑO Y EXPLICACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO.

 

El circuito que se ha montado es una alerta electrónica más conocido como sirena, parte fundamental de cualquier sistema de alarma. Con este modelo se puede conseguir un gran efecto sonoro si se asocia con un amplificador esto implica que sea de una gran utilidad para diversas aplicaciones.

 

El funcionamiento básico de este circuito se basa en la aplicación de dos temporizadores "555" montados en cascada. El segundo de ellos es el que genera una frecuencia musical básica mientras que el primero suministra una frecuencia mucho más débil que incide sobre la frecuencia de las señales emitidas por el segundo, lo que implica una sucesión de subidas y descensos de los valores de la frecuencia musical emitida, que una etapa de amplificación toma como carga previamente a la alimentación de un altavoz.

 

La energía es suministrada por una pila de 9V que el conmutador pone en servicio. El consumo depende esencialmente de la regulación de la potencia emitida a nivel del altavoz. El condensador de 220 uF, situado en la posición nombrada como C1 en el esquema, asegura un filtrado mínimo de la tensión de entrada, dado que las oscilaciones producidas por el generador de frecuencia introducen ondulaciones al nivel de alimentación y sin este condensador esas ondulaciones se transmitirían al primer temporizador. Seguidamente, tras el condensador C1, se encuentra C2, cuya misión es desacoplar la pila de alimentación del resto del montaje. Tanto C1, como C2 estan conectados a los terminales de masa y alimentación de los dos temporizadores.

 

La frecuencia musical básica está generada por el segundo temporizador. Esta frecuencia depende esencialmente de las resistencias R5, R6 y C5, y es igual a la inversa de 0.7*(R5 + 2*R6)*C5.

 

Si solo tuviéramos la frecuencia de este temporizador la sirena emitiría un sonido de frecuencia fija, es decir, un único sonido constante, y por tanto no sería lo que comúnmente conocemos como sirena. Por ello el circuito presenta el otro temporizador, el primero situado en el esquema. Éste tiene una frecuencia de emisión de onda mucho más pequeña que el segundo. Esta frecuencia está regulada por R1, R2 y C3.

 

Cuando aparecen estados altos a la salida del primer temporizador el condensador C7 se carga progresivamente a través de R3, situada a la salida del primer "555". Se produce el efecto inverso, es decir la descarga de C7, cuando se producen estados bajos en la salida de este temporizador. En el terminal positivo de C7  resulta un potencial en diente de sierra, que según su amplitud en un momento dado tiene una incidencia más o menos importante sobre la frecuencia musical básica, puesto que esa tensión es la tensión se le aplica a R4 , que es por donde circula la corriente de entrada al segundo "555". Esta influencia tiene lugar en sentido ascendente, puesto que primero se produce la carga de C7, seguida de la correspondiente disminución de la frecuencia, debido a la descarga del condensador. Estas subidas y bajadas de la frecuencia musical básica son lo que da el efecto fónico tan particular que tiene la sirena.

 

Tras el segundo "555" aparece una resistencia ajustable de 10k de valor. Este potenciómetro permite separar una fracción más o menos grande de la amplitud de la señal aportada por el segundo temporizador, lo que permite regular la potencia del sonido a la salida en el altavoz. Un dato importante es que el circuito Darlington formado por los dos transistores trabaja con ganancia constante y realiza una fuerte amplificación de corriente debido a su configuración en colector común.

 

La potencia del sonido emitido aumenta si se gira el cursor del potenciómetro en sentido horario.

 

 RELACIÓN DE COMPONENTES Y CANTIDAD.

 

 

COMPONENTE

CANTIDAD

INTEGRADOS

 

"NE555"         

2

ZÓCALO 8 PATAS

2

RESISTENCIAS

 

100K

1

10K

1

1.5K

1

150K

2

47K

1

POTENCIOMETROS

 

10K

1

CONDENSADORES

 

220uF (electrolítico)

1

0.1uF

1

10uF (electrolítico)

2

10nF

3

100uF (electrolítico)

1

0.47uF

1

TRANSISTORES

 

BC108

1

2N1613

1

DIODOS

 

D1N4148

3

VARIOS

 

JUMPER (para conectar el altavoz externo)

1

SW KEY-SPST

1

BATTERY

1

ALTAVOZ

1

ACOPLADOR PARA PILA

1

 

 

INSTRUCCIONES DE MONTAJE Y AJUSTE

 

En primer lugar se monta el circuito en el capture (generando así el diseño .dsn). Este montaje consiste en colocar todos los componentes en el lugar asignado, así se obtiene el esquema total del circuito a montar, este esquema se haya en la primera página del esquemático1

Esquemático 1

Documento .DSN (orcad 9.2)

Una vez se tiene el esquema del circuito se crea en un bloc de notas una lista de todos los componentes con su footprint correspondiente (generando así el fichero upd). El footprint se obtiene de las librerías de layout (las propias del programa y las añadidas de la EPSA), en el caso de no aparecer el footprint a utilizar hay que crearlo.

Seguidamente se actualizan las propiedades del esquema de capture con el bloc de notas, comprobando que todos los componentes tienen el footprint que se la ha asignado.

A continuación se crea la netlist (generando el fichero .mnl). Se arranca el layout y se abre el fichero .tch que te sale por defecto, generando así, en  el caso de no tener errores, el fichero .max.  En el cual aparecen los componentes con sus conexiones.

Posteriormente hay que colocar de la forma más adecuada estos componentes, para que la placa quede del menor tamaño posible y que el trazado de pistas sea el más sencillo. Colocación correcta de los componentes

Cara AST del circuito

Antes de hacer el trazado de pistas hay que asignarles las condiciones que se requieren, como grosor, distancia entre ellas, etc... Y marcar el lugar de los tornillos.

Por último, antes de pasar a la realización física de la placa, se trazan las pistas. En este caso solo se ha utilizado la cara bottom de la placa. Seguidamente se le asignan los límites. Vease el fichero final del circuito listo para montar.

Fichero .max

 

Para descargar el fichero del Layout Click aquí

Fotolito de la placa. (en .PDF)

Tamaño real 12.2 x 6.1

Tras esto ya esta el circuito listo de forma teórica. Por ello lo siguiente es imprimir los fotolitos y con estos se hace la placa con todas las pistas en cobre. Vista trasera de la placa impresa.

vista trasera

Lo siguiente es taladrar el lugar donde van los pads, con diferentes brocas según el tamaño del pad y por último hay que soldar los componentes.

En nuestro caso, debido al tipo de circuito de que se trata hemos debido de dejar componentes sueltos, como son el conmutador y el altavoz, ya que en su utilización dificultaría el hecho de estar soldados directamente a la placa.

Placa montada

 

RECOMENDACIONES

A la hora de diseñar y montar este circuito hay que tener en cuenta varias consideraciones tales como:

    En primer lugar, es un circuito sencillo de montar y los componentes son fáciles de encontrar en cualquier tienda de electrónica.

     Un punto importante a la hora de actualizar los footprints de los componentes es tener en cuenta la dirección donde se encuentran. Por otro lado es necesario cargar las librerías a utilizar en el layout, porque sino no reconoce esos footprint.

      En el caso de querer modificar las pistas a este circuito se ha comprobado que no es necesario hacerle puentes, esto interfiere en el factor económico puesto que solo se utilizan placas de una cara de cobre.

      En este caso se ha utilizado un doble conmutador pero es recomendable utilizar no simple, puesto que ocupa menos lugar, es más económico y este circuito solo requiere un conmutador.

      Antes de imprimir el fotolito hemos de ver si todos los pads son del tamaño adecuado, recordando que el taladro es redondo y que una patilla alargada necesita más superficie que una redonda.     

     En el momento de soldar  es recomendable dejar el altavoz y el interruptor aislados de la placa, puesto que si se pretende poner en una caja se necesitaran fuera de la caja.

Ejemplo de aplicación

      Cuando haya que colocar los componentes hay que prestar atención a la orientación de los que estén polarizados, así como a los terminales de alimentación (cuidado con lo colores convencionales del acoplador de pila, rojo para el más y negro para el menos).