En este innovador proyecto, se presenta un sistema de campana electrónico simple que utiliza iCs comúnmente disponibles para su uso en institutos educativos. Este proyecto simple y fácil de fabricar tiene las siguientes características:
- Suena la campana automáticamente después de cada período de 40 minutos
- Muestra en forma digital la hora actual y el número de período de la clase en curso.
- El sistema se apaga automáticamente después del último período (11º período). Sin embargo, el reloj digital que muestra la hora actual continúa funcionando como de costumbre.
La figura 1 muestra el diagrama de bloques del sistema, que tiene tres partes. La Parte I tiene el reloj digital habitual que comprende un divisor de frecuencia cum de oscilador de cristal de cuarzo iC mm5369, chip de reloj mm5387 y pantallas de cátodo común de 7 segmentos.
El pulso de 1Hz (es decir, un pulso por segundo) se toma del reloj digital y se usa en la parte ii del circuito. La precisión del sistema depende de este pulso de 1Hz, obtenido del circuito de reloj digital estándar. en la parte ii del sistema, el pulso de 1Hz se usa para obtener un pulso cada 40 minutos, empleando un circuito contador de cuatro etapas.
los pulsos obtenidos a intervalos de 40 minutos conducen el transistor T4 (ver Fig. 2) a saturación durante unos segundos (la duración exacta se decide por el circuito de retardo que comprende el resistor R47 de 56 kiloohmios, condensador de 100 µF C4 y diodo D7). Cuando el transistor entra en saturación, el relé rl2 se enciende y la campana suena durante unos segundos.
Cualquier bocina / sirena electrónica que use un amplificador de potencia de audio de la potencia deseada puede usarse para la campana. En el prototipo, el autor utilizó una cinta de audio grabada con el sonido habitual de una campana de bronce, con una grabadora / reproductor de 150 vatios, con cuatro unidades de altavoces de 20 vatios. Se considera adecuado para el campus de cualquier instituto educativo. Sin embargo, los lectores pueden usar cualquier otro sistema de sonido de acuerdo con sus requisitos.
La parte iii consiste en el contador de períodos y la pantalla. Muestra el período actual en curso. El número de pulsos recibidos a intervalos de 40 minutos se cuenta por este circuito contador y la unidad de visualización muestra el número de período.
Se utiliza un circuito de relé adicional para que la fuente de alimentación suministrada a las partes ii y iii del sistema se interrumpa automáticamente al final del undécimo período. Al día siguiente, el sistema debe reiniciarse y el ciclo se repite.
El circuito
La figura 2 muestra el diagrama detallado del circuito. El circuito de reloj de la parte i del sistema está diseñado con cristal de cuarzo de 3,58 MHz, oscilador y divisor de cristal MM5369 (IC3), chip de reloj MM5387 (IC4), cuatro pantallas de 7 segmentos de cátodo común y algunos componentes pasivos. Para obtener más detalles sobre el reloj digital, los lectores pueden consultar el proyecto «Módulo de reloj del automóvil» en la edición de septiembre de 1986 o Proyectos electrónicos (Vol. 7) publicados por EFY. Los interruptores automáticos S1 y S2 (ajuste de tiempo lento y rápido) se pueden usar para configurar la hora del reloj digital.
(Nota. Para referencia, las configuraciones de los pines de los circuitos integrados MM5369 y MM5387 / LM8361 se reproducen aquí en las figuras 3 y 4, respectivamente).
El pulso estándar de 1Hz se toma del pin 39 de IC4 y se conecta al pin de entrada de reloj 14 del contador de década IC7 (CD4017). El pin de transporte 12 de IC7 emite un pulso cada 10 segundos, que está conectado al pin de reloj 14 del siguiente contador de década CD4017 (IC8). El terminal de reinicio (pin 15) del IC8 está conectado al pin 5 (salida No. 6) del mismo IC. Este IC divide así la señal por un factor de 6 y su pin 12 (pin de transporte) da una salida de un pulso cada minuto. Este pulso se aplica a iC9 (CD4017), donde se divide además por un factor de 10 para producir un pulso de salida en cada intervalo de 10 minutos. Finalmente, se obtiene un pulso en cada intervalo de 40 minutos de IC10 (CD4017), que está configurado como contador dividido por cuatro, ya que su pin de reinicio 15 está en cortocircuito al pin de salida Q4 10 de IC10.
El pulso de salida en el pin 3 de IC10 permanece alto durante diez minutos y bajo durante 30 minutos. Este pulso de salida (cada 40 minutos) está conectado a la base del transistor T4 a través de una combinación de condensador C4 y resistencia R47, para energizar el relé y hacer sonar la campana. La combinación capacitor-resistencia de C4-R47 actúa como un circuito diferenciador, mientras que el diodo D7 corta la porción negativa del pulso. El tiempo de retraso puede ajustarse eligiendo los valores de combinación C4-R47 adecuados.
Después del retraso de tiempo preestablecido de unos segundos, el transistor se desconecta y el relé se desactiva, para apagar la campana. Sin embargo, el circuito de reloj de la parte I alrededor de IC4 y el circuito divisor formado por IC7 a IC10 continúan funcionando como de costumbre y, por lo tanto, la precisión de los períodos no se ve afectada por los tiempos de «encendido» y «apagado» del transistor T4.
Para contar y mostrar el período actual, se diseñó un contador de dos dígitos que utiliza dos IC de decodificador / controlador CD4026 de 7 segmentos con contador de décadas Cmos (IC5 e iC6) y dos pantallas de cátodo común de 7 segmentos (LT543). El pulso obtenido cada 40 minutos desde el pin 3 de IC10 también se conecta a la entrada de este contador de dos dígitos. Este contador cuenta estos pulsos y los muestra a través del LT543 (que muestra el número del período actual en progreso).
El contador de dos dígitos cuenta y muestra el número de período hasta 11. La salida del segmento ‘d’ para el dígito más significativo (MSD) y la salida del segmento ‘c’ para el dígito menos significativo (LSD) de IC5 e IC6 están conectados a las bases de los transistores T1 y T2 respectivamente, a través de las resistencias de 2.2 kilo-ohmios R1 y R2. Los colectores de los dos transistores están conectados entre sí, trabajando como una puerta NOR. Cuando las salidas de conducción del segmento «d» y «c» de IC5 e IC6 respectivamente, bajan simultáneamente (justo al comienzo del duodécimo período), la salida (voltaje de colector común de los transistores T1 y T2) sube. Esta salida también está conectada al pin de reloj 3 de IC2 (IC 7474), que es un flip-flop doble «D».
Aquí solo se usa uno de los dos flip-flops en modo alternar conectando su pin Q 6 al pin 2 de datos (D). El flip-flop se alterna después de cada pulso de reloj. La salida «Q» de este flip-flop impulsa el relé RL1 a través del transistor T3, y así desconecta el suministro a las partes II y III del sistema, justo al comienzo del 12 ° período (es decir, al final del 11 ° período). La reanudación del suministro puede tener lugar al día siguiente después de presionar momentáneamente el interruptor S3. Para la fuente de alimentación, se recomienda una batería de automóvil de 12 V con capacidad de carga.
En la Fig. 5 se muestra una PCB de un solo lado de tamaño real para el circuito (Fig. 2) y el diseño de componentes para la PCB en la Fig. 6.
Operación
Después de completar el circuito, pruebe el circuito de acuerdo con la descripción del circuito, como se discutió anteriormente. Para el funcionamiento del circuito, el interruptor s3 se presiona momentáneamente para reanudar el suministro a las partes ii y iii del circuito, a medida que se energiza el relé RL1. La visualización de períodos de 7 segmentos muestra DIS.5 y DIS.6 mostrará cualquier número aleatorio, que se restablece a 00 por la presión momentánea del interruptor S4.
Además, se presiona el interruptor S5 (DPDT) y luego se suelta exactamente en el momento en que se inicia el primer período. Esto restablece IC7 a IC10. La salida Q0 en el pin 3 de IC10 se elevará para energizar el relé y así encender el timbre durante unos segundos y avanzar la visualización del período de 00 a 01 (lo que indica que el primer período ha comenzado).
En lo sucesivo, el circuito funciona automáticamente, haciendo sonar la campana durante unos segundos cada 40 minutos. Por la noche, después de que finaliza el undécimo período y se cierra el instituto, la fuente de alimentación a las partes ii y iii del circuito se apaga automáticamente. Aunque el timbre de la campana y la visualización de los períodos continúan, el reloj digital continúa funcionando como de costumbre. A la mañana siguiente, la operación anterior debe repetirse.
