Proyectos de este tipo, aparecen en uno de los primeros textos de la materia, Diseño y Tecnología de James Garratt, como aplicaciones de operadores eléctricos, principalmente el relé y los detectores de posición, más conocidos como "finales de carrera".
Las secuencias del proyecto de Garratt son las siguientes. Se pulsa un botón, la puerta empieza a abrirse, cuando se ha abierto del todo, toca un final de carrera y empieza ha cerrarse, hasta que se cierra del todo y se detiene. Este circuito se resuelve con dos finales de carrera y un relé de tres conmutadores que se queda enganchado o enclavado. Pero este modelo, que sirve como ejemplo de aplcación de operadores eléctricos, no tiene aplicación práctica, le falta que una vez abierta la puerta, permanezca en esta posición durante un tiempo, antes de empezar a cerrarse, para permitir que el coche pueda entrar o salir en la cochera. Esto requiere la intervención de un temporizador. Durante tiempo estuve buscando una solución, pero resultaba compleja, básicamente por el planteamiento:
Al terminar de abrirse la puerta había que iniciar dos acciones, detener el motor de la puerta y empezar contar el tiempo que la puerta tenía que permanecer abierta. Un cambio en el planteamiento simplificó notablemente la solución:
El tiempo se empezaría a contar cuando se pulsa el botón para que se abra la puerta e incluye el tiempo de apertura de la puerta y el que la puerta tiene que permanecer abierta para que pase el coche. Esta solución es factible porque el tiempo que tarda la puerta en abrirse es practicamente constante, y al ser el montaje más sencillo se reducen las probabilidades de que falle.
El proyecto es complejo, por lo que para explicarlo conviene trabajarlo por partes. Un primer acercamiento consiste en colocar un motor para mover la puerta, pulsando un botón la puerta se empieza a abrir y se detiene cuando se ha abierto. Volviendo a pulsar el botón la puerta empieza a cerrarse, deteniendose cuando se ha cerrado. Esto se resuleve con un conmutador doble que sirve para cambiar el sentido de giro del motor y con dos finales de carrera, pulsadores normalmente cerrados, que abre la puerta, uno en la posición de abierta y el otro en la de cerrada. Este es el esquema eléctrico.
Y esta es la foto de un conmutador doble.
El primer paso para introducir el temporizador es mover los conmutadores con un electroiman, los conmutadores con el electroiman, más nombrado como bobina, constituyen el relé. La temporización se consigue con ayuda de un condensador, pero si el condensador se descargará directamente sobre la bobina del relé, el tiempo resultría muy corto. Para dilatar este tiempo usamos como interuptor del relé un transistor trabajando en saturación y corte, sobre cuya base se descarga el condensador a través de una resistencia. El esquema eléctrico completo es el siguiente.
Y la secuencia de funcionamieto esta:
Al tocar el pulsador llega corriente a la base del transistor, lo que permite el paso de la corriente entre colector y emisor, que activa la bobina del relé, cambiando los conmutadores de posición y empezando a abrirse la puerta. A la vez se carga casi instantáneamente el condensador y aunque se deje de tocar el pulsador, la carga almacenada en condensador alimenta la base del transistor manteniendolo en saturación durante un tiempo.
En el circuito aparecen dos diodos en serie porque la bobina del relé necesita 6 voltios, que son exceivos para el motor. Los dos diodos disminuyen en 1,4 voltios la tensión del motor.
Es importante hablar de que por mucho que se explique siempre se escapará algo, o se resultará pesado, o no se logrará comunicar algo
Intentar hacer el trabajo con confianza, tomando decisiones sobre cosas que no conocemos cien por cien, nos ayudará a ir conociendo el proyecto, de los errores aprenderemos e iremos adquireiendo la experiencia que nos hará expertos.
Este prototipo lo monté en Mula en mayo de 2004 y lo he modificado para mostrarlo en un vídeo en internet, los tiempos iniciales podrían ser excesivos, por lo que le he colocado una puerta estrechita, que al abrirse antes hace que todo vaya más rápido. aunque el vídeo no dura ni cuarenta segundos, el tiempo en que la puerta está detenida, se hace largo.
SOBRE EL FIANL DE CARRERA
Como contestación a un comentario explico lo que es un final de carrera.
Se trata de un conmutador que en vez de ser accionado por la mano, en este caso lo accina la puerta cuando está totalmente abieta o totalmente cerrada. Se le pueden conectar tres cables, el común (C), el normalmente abierto (NO), y el normalmente cerrado (NC). En este circuito concreto se conecta solo el común y el normalmente cerrado. En esta foto se pude ver en la parte inferior donde se conectan los cables, repito, en este caso no es necesario el contacto del centro (NO). En el esquema electrónico de esta entrada, los finales de carrera aparecen con la leyenda FCA (final de carrera accionado cuando la puerta está totolmente abierta) y FCC (final de carrera accionado cuando la puerta está totalmente cerrada).
En el vídeo de esta entrada los finales de carrera no son comerciales, los he hecho con dos clavos y una chapa. La chapa permite el paso de la corriente entre los clavos. El trozo de madera, o el rotulador amarillo tocan las chapas, apartándolas de uno de los clavos, e interuumpiendo así el paso de la corriente. Se aprecia en el segundo vídeo.
