¡Hola! ¿Qué tal están?
En este texto vamos a ver distintas maneras de controlar una luminaria o una lámpara desde por lo menos dos lugares diferentes, lo cual podría resultarnos útil en variadas situaciones, y a veces se podría decir incluso obligatorio.
En este momento se me ocurre un escenario de esto último mencionado, cuando es por lo menos recomendable poder encender la luz en un punto determinado y a su vez apagarla desde otro diferente, porque como sucede a veces en ciertas casas un poco antiguas, podríamos tener que subir una de esas oscuras escaleras situadas en la misma entrada de una vivienda para llegar a la puerta de esta, y en una situación como esa sin duda nos veríamos obligados a encender la luz en un extremo de la escalera y luego desconectarla desde la otra punta, o en caso contrario hasta nos podríamos matar por el camino.
En fin, cada cual podrá pensar en un escenario donde resulte conveniente tener la posibilidad de controlar la luz desde varios puntos distintos, podría ser por vivir en un edificio o por haber construido una casa de varias plantas, y si dispone de un tiempo, sería bueno si les comentara a los demás sobre su caso o su idea.
La forma más simple de controlar una lámpara desde un par de puntos diferentes es con el uso de interruptores de dos posiciones (me imagino un poco más complicados de encontrar en nuestro país).
En la Figura 1 mostrada a continuación podemos ver un diagrama eléctrico de lo antes comentado (suponiendo tenemos un problema con la luz de una escalera).
En este caso deberíamos hacer pasar por los interruptores la línea viva proveniente de la red eléctrica de 110 voltios 60 Hz según lo dictan las normas.
Por lo demás, como es fácil notar, este método nos permite encender o apagar la luz desde uno de los puntos donde se encuentre situado uno de los interruptores, tal como hipotéticamente lo necesitamos.
¿Es posible utilizar un par de interruptores simples para controlar una lámpara?
La respuesta a la pregunta antes hecha es afirmativa, es posible utilizar interruptores de un paso de los comunes en las instalaciones eléctricas para controlar una lámpara desde dos o incluso desde más puntos distintos, pero esto podremos hacerlo a costa de complicar un poco las cosas por medio de un circuito, o por lo menos no se me ha ocurrido otra forma.
En efecto, para poder controlar una luz desde dos o más puntos usando interruptores con un solo contacto, deberemos usar circuitos lógicos u otro método parecido, aun si tampoco es tan complicado de hacer de todos modos.
En la Figura 2 expuesta a continuación podemos ver cómo nos es posible controlar la lámpara desde dos puntos distintos utilizando compuertas lógicas a base de relés con contactos normalmente abiertos (N.A), lo cual como imagino sepan ahora es obsoleto y no recomendable en la práctica, puesto hasta saldría caro, y sólo lo muestro como una mera curiosidad histórica, porque como seguro también conocen, en una época se implementaron computadoras completas utilizando puertas lógicas construidas a base de relés electromagnéticos.
La configuración de la Figura 2 se alimenta con una fuente de 5 voltios, aun cuando podría hacerlo con una de 12 voltios o de 24 voltios en dependencia de la tensión de los devanados de los relés empleados en su circuito, y como pueden ver, nos permite controlar la lámpara utilizando dos interruptores comunes presumiblemente situados en distintos sitios.
En el diagrama electrónico de la Figura 3, básicamente lo mismo de la Figura 2 con la simbología propia de las puertas lógicas en electrónica digital, se puede ver con más claridad las distintas funciones lógicas implementadas antes con los relés.
En este circuito se emplean dos puertas NOT, dos puertas AND, y una puerta OR, y en adición se usa un transistor NPN para controlar la lámpara por medio de un solo relé (podría ser el último de la derecha de la Figura 2); el diodo colocado en inversa y en paralelo con el devanado del relé sirve para proteger el transistor de la corriente inducida en dicho devanado cuando éste es desconectado.
Por
lo demás, tanto la Figura 2 como la Figura 3 representan básicamente lo mismo,
y esto también podría implementarse a base de componentes electrónicos
discretos tal como los transistores (o con válvulas de vacío).
Figura 3: Control de una lámpara desde dos puntos con interruptores simples y puertas lógicas (NOT, AND, y OR).
Pero como pueden imaginarse, en el mercado existen microcircuitos contenedores de varias compuertas lógicas (por lo común de la misma especie: NOT, AND, OR, NAND) tanto con tecnología TTL como con tecnología CMOS, los cuales sueles ser baratos, y nos permiten construir el circuito de la Figura 3 sin muchas complicaciones y en un espacio bastante reducido.
La ventaja de utilizar circuitos lógicos CMOS radica por una parte en su consumo de energía menor, y por otro en su capacidad de funcionar en un más amplio rango de tensiones (3 a 15 voltios para las series 4000 y 74CXX), cosa a tener en cuenta si se pretende colocar los interruptores para la lámpara separados por distancias más o menos largas, porque como se sabe, en esas condiciones la tensión podría caer en cierta medida si se usa una tan reducida como los 5 volt de la Figura 3.
Por otro lado, poder disponer de distintas tensiones nos daría más libertad de usar un relé distinto para controlar la lámpara en vez de obligarnos a utilizar uno con devanado para 5 volt, incluso cuando esto podría resolverse igual si usamos componentes para controlar la tensión de alimentación de los circuitos lógicos a pesar de utilizar un relé con devanado de 12 o más voltios y una fuente en correspondencia.
Nota: Las funciones lógicas implementadas con la tecnología CMOS también suelen ser más rápidas en operación, sin embargo, esa no es una característica de impacto en un circuito como el presentado en este texto.
En cambio, los circuitos TTL están limitados prácticamente a los 5 volt de la Figura 3, a pesar de poseer una tolerancia de 4.75 a 5.25 voltios.
Por lo demás, no mencionaré un microcircuito en particular, porque cada cual puede encontrar todo lo necesario en Internet buscando sobre integrados con puertas lógicas OR, NOT, AND, etc., tanto si desea hacerlo con microcircuitos con la tecnología TTL como con tecnología CMOS; en este caso también podrían buscar integrados de las distintas puertas lógicas necesitadas, muchos de los cuales pueden llegar a tener 6 compuertas en su interior, o podrían más bien construir el circuito usando una sola clase de dichas funciones lógicas, dado toda puerta lógica puede ser implementada usando un conjunto de las otras.
Nota: En caso de buscar microcircuitos contenedores de puertas lógicas digitales nos sería recomendable intentar no desperdiciar demasiadas de ellas usando integrados con más de las necesarias.
En la Figura 4 pueden ver la disposición del circuito interno de un integrado 74HC00 conteniendo 4 puertas lógicas NAND.
Por cierto, en el diagrama de la Figura 5 pueden ver un circuito como el mostrado en la Figura 3, con la particularidad de estar usando para su construcción sólo un conjunto de puertas lógicas NAND en vez de compuertas NOT, AND, y OR.
El transistor NPN utilizado en todos los circuitos mostrados puede ser genérico, como mismo pasa con el diodo rectificador conectado con el devanado del relé, puesto se desempeña en modo de conmutación, y así su denominación dependerá nada más de la potencia necesitada por el devanado del relé usado en una situación específica.
El relé como tal a su vez dependerá de la potencia de la lámpara a ser conectada a sus contactos, dado estos deberán soportar bien la intensidad de corriente a pasar a través de ellos así como manipular la tensión propia de la red eléctrica. En este caso debería ser suficiente con un relé pequeño con devanado para la tensión del circuito construido, porque como se sabe en nuestros días es común que la iluminación sea poco consumidora, como sucede con los bombillos ahorradores y los bombillos led.
Nota: La corriente demandada por un bombillo ahorrador de 20 watt conectado en la red eléctrica común de 110 voltios sería de 0.18 A, y esa sería la mínima intensidad de la corriente a ser soportada por los contactos del relé (P = V * I).
Por todo esto, bastará con usar un transistor KT315 soviético o uno similar occidental como un 2N3397, o un BC547, los cuales poseen una corriente máxima de colector de 100 mA (existen distintas variantes de los KT315), la suficiente para controlar un relé pequeño y de poca potencia.
De todos modos, si nos vemos en la necesidad de usar un relé más grande, se puede utilizar para su control un transistor 2N2222 o un transistor BC337.
Por supuesto, los interruptores denotados como Int-1 e Int-2 son como se ha dicho de los normales usados por lo común en las viviendas, a pesar de que en este caso en particular podremos utilizar también otros diseñados para una tensión reducida, dado a ellos sólo llegarán los 5 voltios de alimentación del circuito de control del relé.
El circuito podría ser elaborado como un módulo metido en una caja y usar conectores para las conexiones externas con la lámpara, los interruptores, y la tensión para su propia alimentación.
Por último, podemos decir que este circuito podría ser mejorado agregándole algunos elementos más, como podría ser un led de señalización para indicar cuando la línea de la red está conectada o desconectada (contactos de relé abiertos o cerrados), o también podría modificarse un poco para usar un triac en vez de un relé para controlar la conexión y desconexión de la iluminación, etc.
¿Qué creen de esta solución?
¿Qué otras maneras conocen para controlar una lámpara desde distintos puntos?
¡Hasta pronto!
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