Taller de electrónica: Relé biestable

Compartimos una nueva práctica electrónica en nuestro taller para aprender electrónica para entender mejor el funcionamiento de los circuitos lógicos. Os explicamos el montaje paso a paso:

Con este sencillo montaje aficionados y estudiantes de electrónica aprenderán de forma práctica y rápida el funcionamiento de los circuitos lógicos. Normalmente, en los aparatos electrónicos el encendido y apagado se realiza por la simple presión de una tecla o pulsador.

Esta función recibe el nombre de biestable, pues hay dos estados claramente diferenciados (encendido/apagado) que permanecen constantes hasta que se pulsa la tecla. Se puede ver el esquema de montaje a continuación:

Fig.1: Esquema del montaje del circuito biestable.

El núcleo o corazón de este diseño es la báscula biestable del tipo J-K. Esta báscula está implementada en un circuito integrado de la serie CMOS 4000. La salida de la báscula (Q) es la patilla 1 del integrado. En esta patilla solo es posible la existencia de un nivel lógico alto (12v en nuestro caso), o nivel lógico bajo (cero voltios).

Componentes para el circuito de relé biestable.

Listado de componentes necesarios para el circuito.

El paso de un nivel alto a bajo, se produce en cada impulso de reloj (patilla 3), siempre y cuando las dos patillas J-K se encuentren a nivel alto (12v).

Las patillas de Set (puesta a 1) y Clear (puesta a cero están a un nivel lógico bajo, para que no interfieran en el funcionamiento del circuito). Los impulsos de reloj se aplican por medio del pulsador, de esta manera a cada pulsación el nivel lógico de salida de la patilla 1 cambia de valor.

Las resistencias R1, R2 y el condensador C1, forman un ‘circuito anti-rebote’. Cada vez que se acciona un interruptor o pulsador, el cierre de sus contactos origina una serie de ‘rebotes’, que pueden ser interpretados por el circuito como varios impulsos de reloj, lo cual originaría que la salida fuera inestable y variara de nivel muy rápidamente. Para evitar este inconveniente, es imprescindible utilizar estos componentes que absorben estos rebotes. La corriente entregada por la salida del integrado es de muy poco valor para poder activar una carga o relé, por lo cual ha de ser amplificada por un pequeño transistor. La resistencia R3 se encarga de limitar la intensidad de base T1.

T1 es un transistor bipolar de pequeña potencia que activa al saturarse el relé. El led y su resistencia limitadora de intensidad R4, nos informan de una manera visible de la situación de activación del relé. El diodo D1 se encarga de absorber los impulsos de tensión inversa generados en la bobina de relé cuando este se apaga.

En el esquema electrónico incluimos el patillaje del transistor y del integrado, con sus patillas numeradas.

Os recordamos que la numeración de las patillas en un integrado se realizan situando la muesca de mismo hacia arriba y numerándolas en el lado izquierdo de arriba hacia abajo, y en el derecho de abajo hacia arriba.

Dada la relativa complejidad del circuito, os recomendamos hacer las primeras pruebas en una placa tipo ‘protoboard’ para después montar definitivamente en una placa del tipo de líneas o puntos. El circuito se alimenta a 12v, pero en el relé se pueden activar indistintamente cargas de corriente continua o alterna de cualquier valor, siempre que las mismas no superen los valores de tensión de aislamiento del relé y corriente máxima de sus contactos.

Imagen del circuito de relé biestable montado.

Múltiples funciones

Se puede montar todo el circuito en una caja estanca de plástico y utilizarlo para una gran cantidad de aplicaciones. Por ejemplo, es muy sencillo realizar un práctico antirrobo para automóvil o un circuito de arranque del mismo, que por medio de un sencillo pulsador abra o cierre los contactos del arranque eléctrico. También podemos utilizar el circuito para encender o apagar bombilla con una sola pulsación.

Si os ha resultado interesante este montaje, en las revistas de Todoelectronica y en nuestro Curso de Electrónica encontraréis muchas más propuesta para disfrutar de la electrónica.