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Luz Rítmica, con fuente capacitiva

Control de luz al ritmo del sonido, integrando el circuito de control dentro del soporte de una lámpara. Se construye un circuito de pequeñas dimensiones, alimentado directamente de la red eléctrica con una fuente capacitiva. La detección del audio se realiza mediante un pequeño micrófono, incorporado en el propio circuito. De esta manera no es necesario realizar una conexión entre el equipo de música y la lámpara… sólo es necesario conectar la lámpara a la red eléctrica.

Esquema de montaje

Esquema: Luz Rítmica

El circuito de control de la luz rítmica lo podemos dividir en tres partes:

  1. Fuente de alimentación capacitiva
  2. Amplificador de audio
  3. Control de encendido

Fuente capacitiva

La alimentación de 5V se consigue directamente de la red eléctrica mediante una fuente capacitiva, sin aislamiento galvánico, lo que implica un riesgo de electrocución si se manipula el circuito cuando está funcionando.

Medida de la fuente 5V

El uso de una fuente capacitiva permite realizar este circuito de pequeñas dimensiones, permitiendo integrar todo el conjunto de control dentro del soporte de la lámpara. Los detalles de funcionamiento de esta fuente de alimentación se detallan en la siguiente entrada del blog:

Interruptor táctil con fuente capacitiva

Amplificador de audio

Este circuito no necesita estar conectado con un equipo de música, el sonido se toma a través de un pequeño micrófono incorporado en el PCB. El sonido captado por el micrófono se amplifica para conseguir el nivel suficiente para encender el diodo LED del Opto-Triac (MOC3020). Se utiliza el amplificador operacional LF356, aunque podría utilizarse cualquier otro equivalente, siempre que funcione con 5V. Para evitar una posible realimentación durante el encendido de la lámpara, por inducción entre  los impulsos de salida de alimentación y la entrada del micrófono, se monta un condensador de 1nF entre el pin de salida y la entrada «-» del amplificador operacional.  El condensador limita la respuesta del amplificador a altas frecuencias, limitando así su respuesta por inducción.

Control de encendido

El umbral de encendido de la lámpara se ajusta modificando el valor de la resistencia limitadora del LED (1K) del Opto-Triac (MOC3020).  El umbral de encendido variable, permite adaptar los destellos de la lámpara con el  nivel de sonido capatado por el micrófono.

Ajuste del umbral

Para el montaje de la placa de control se utiliza un PCB de tipo universal, lo que permite ir acomodando los componentes al tamaño del hueco donde irá instalado.

PCB luz rítmica

El circuito de control se fija con adhesivo termo fundible al soporte de la lámpara. Para evitar que el adhesivo entre en contacto con los componentes electrónicos, antes de pegar la placa de control, se protege con cinta adhesiva Kapton.

PCB dentro del soporte

Todos los detalles de este montaje, se muestran en el siguiente video:

 

 

 

 

 

Interruptor táctil con fuente capacitiva

Diseño de una fuente de alimentación capacitiva, para alimentar un interruptor táctil (electrónico) y sustituirlo por los interruptores mecánicos de una casa. Como el tamaño de este circuito es reducido, es posible ocultarlo dentro de las cajas empotradas que se instalan en las viviendas, para alojar los interruptores de tipo mecánico.

El diseño y funcionamiento del sensor táctil, se detalla en la entrada anterior:

Cargador USB con sensor táctil

Fuente de alimentación capacitiva

Las fuentes capacitivas aprovechan la resistencia reactiva que ofrece un condensador al paso de la corriente alterna (Xc = 1/2πfC), para reducir el valor de la tensión a su salida sin producir un consumo excesivo. La reducción de tensión en una fuente capacitiva se realiza con un divisor resistivo, al cuál se le añade un condensador en serie con las resistencias. Como cabe suponer, este circuito es válido para posteriormente rectificar la tensión y obtener una tensión continua, normalmente con un puente de diodos y un condensador a su salida como filtro. En este circuito, el valor capacitivo del condensador limita la corriente máxima que podemos obtener a la salida, a más capacidad más corriente. Es importante ajustar este valor al mínimo posible, con el fin de obtener un máximo rendimiento (menor consumo y disipación de potencia).

Interruptor táctil

Como se puede observar en el esquema del circuito, los valores del condensador del divisor y la resistencia de carga, son los que determinan el valor de corriente máxima de la fuente de alimentación. La resistencia de carga se debería poner de una potencia superior a la calculada, con el fin de proteger el circuito. Lo más delicado de este circuito es que se abra la carga, porque la tensión a la salida subiría mucho, provocando la avería del equipo que estuviera alimentando… además de la posible explosión del condensador de filtro, al superar su tensión máxima de funcionamiento.  Otro inconveniente que tienen este tipo de fuentes de alimentación, es que no existe un aislamiento galvánico entre su entrada y salida. Podría existir riesgo de electrocución si se manipula el circuito cuando está conectado a la red eléctrica.

Fuente capacitiva

Consumos en reposo

Este circuito tiene un consumo en reposo, el cuál varía en función de la corriente máxima que hayamos fijado en el circuito. A continuación se muestran las medidas y cálculos realizados en función de la corriente ajustada.

Consumo para 10mA

Consumo para 20mAEn el video siguiente se puede ver con más detalle el funcionamiento y las medidas realizadas con este circuito.