Este documento describe el diseño y funcionamiento de un circuito estroboscópico alimentado con 220V o 120V. Explica cómo conectar 80 LEDs en serie para 220V o dos series de 40 LEDs en paralelo para 120V. También incluye diagramas de conexión, PCB y lista de componentes para construir el circuito en una placa de pruebas o impreso.

1. 1
Strober con LEDs alimentado a 220V
Para 220V use una
serie de 80 LEDs
+
100K
330K
Rv1 +
R1 10K
4.7K R5 R6
+
C1
8 7 6 5
NC
10K
225 C3 C4
Entrada R3
104 555
220 VAC 56K
R4 6V 47 uF 1 2 3 4
+
10K R9 *
C5 560
R8
22 uF 2.2 uF
Q2
10 Ohm C2
Q1
10K 2N3904
R2
R7
2N3904
Este sistema de luz estroboscópica se alimenta con una fuente simple diseñada
sin transformador. Incorpora un circuito tanque formado por un condensador de
poliéster de 2.2 uF (225) y una resistencia de 330K (R1). Después de que estos
dos componentes limitan la corriente a unos 60 miliamperios, se rectifica por
medio de un puente de diodos y el condensador (C2). El voltaje rectificado es de
305 voltios DC aproximadamente. Estos son reducidos a 6 voltios por medio de
un diodo zener y su respectiva resistencia de polarización (R3). El circuito
integrado 555 se encarga de controlar los transistores que funcionan como
interruptores, para encender los LEDs. Los LEDs son alimentados por el circuito
tanque directamente desde la fuente, antes del diodo zener
.
Se debe hacer una serie de al menos 80 LEDs, que al sumar sus voltajes dan un
promedio de 240 voltios. La fuente es de 305 voltios aproximadamente, pero
como el transistor 2N3904 (Q2) conmuta la corriente a gran velocidad, la vuelve
nuevamente corriente alterna cuadrada y esta baja a 250 voltios
aproximadamente. Se debe colocar una resistencia limitadora en serie con los
LEDs, que como su nombre lo indica, limita el exceso de voltaje que está por
encima de los 240 voltios.
Para hallar el valor de esta resistencia (R9), se toma el voltaje total y se le
resta el voltaje de consumo de los LEDs, y el resultado se divide por los
amperios de consumo de un LED.
250V 240V = 10V / 0.02 Amp = 500 ohmios. Podemos usar una resistencia
de 560 ohmios.
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2. 2
Strober con LEDs alimentado de 115V a 120V
Para 120V se colocan
2 series de 40 LEDs
100K
330K + +
Rv1
R1 10K + +
4.7K R5 R6
C1
8 7 6 5
NC
10K
225 C3 C4
Entrada R3
104 555
120 VAC 39K
R4 6V 47 uF 1 2 3 4
+
10K *
C5 240
22 uF R8
2.2 uF
Q2
10 Ohm C2
Q1
10K 2N3904
R2
R7
2N3904
Para alimentar el circuito a 115 o 120 voltios se deben hacer dos series de
40 LEDs. Como el voltaje rectificado se sube a 157 voltios
aproximadamente. Colocamos 40 LEDs en serie que si sumamos sus
voltajes, tenemos: 40 LEDs x 3 voltios de consumo de cada LED = 120
voltios.
Al igual que en el circuito para 220 voltios debemos colocar una resistencia
limitadora, pero no tan alta. Como solo son unos pocos voltios de pico los
que se presentan por encima de los 120 voltios, podemos usar una
resistencia de 240 ohmios.
La resistencia limitadora del diodo zener (R3), puede ser entre 22K y 39K.
Si se coloca mas baja, se calienta demasiado y si se coloca más alta, el
circuito no funciona.
Para el caso anterior con alimentación a 220, la resistencia limitadora del
diodo zener debe ser entre 47K y 68K.
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3. 3
Diseño del circuito oscilador del estrober
7.4 cm
240 10K 104
2N3904
6V
47K
47 uF
100K
+
4.1 cm
10K
10K
AC 10 OHM
22 uF 2.2 uF
555
10K
225
4K7
330K 1N4007
AC
Posición de los componentes Circuito impreso PCB
240 104
10K
2N3904
6V
47K
47 uF
100K
+
10K
10K
AC 10 OHM
22 uF 2.2 uF
555
10K
225
4K7
330K 1N4007
AC
Máscara de antisolder Máscara de componentes
Utilice la guía de posición de componentes para colocar cada un de ellos. A la hora de
ensamblar, revise bien la posición de los condensadores, diodos, conectores,
transistores y el circuito integrado.
EL circuito impreso, máscara de componentes y máscara antisoldante que se
encuentran en esta página, son para imprimir con el método de serigrafía. Si desea
hacer el impreso con el método de planchado, avance a la página 8, donde
encontrará los dibujos del circuito oscilador y el panel de LEDs en modo espejo.
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4. 4
Diseño del panel frontal donde van los LEDs
9.2 cm
+
DEL LED
9.2 cm
+
Posición de los componentes Circuito impreso PCB
Máscara de componentes Máscara de antisolder
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5. 5
Diagrama de conexión para alimentacion de 220 voltios
+
+
220 V AC
560 104
10K
2N3904
6V
56K
47 uF
100K
+
10K
10K
AC 10 OHM
22 uF 2.2 uF
555
10K
225
4K7
330K 1N4007
AC
La manera de conectar el circuito oscilador al panel de LEDs debe ser de acuerdo al
voltaje con que va a ser alimentado el circuito. El dibujo muestra la forma correcta
de conectarlo cuando la alimentación es de 220 voltios.
Se deben colocar los 80 LEDs en serie. Para eso se deben unir las dos series de 40
LEDs, colocando un puente (jumper) entre el negativo del último LED de la primera
serie, con el positivo del primer LED de la segunda serie. La conexión del circuito
oscilador con el panel se hace instalando un cable de la salida positiva del circuito
oscilador, al positivo del primer LED de la primera serie y el otro cable va del
negativo del circuito oscilador, hasta el negativo del último LED de la segunda serie.
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6. 6
Diagrama de conexión para alimentacion de 120 voltios
+
+
120 V AC
240 104
10K
2N3904
6V
47K
47 uF
100K
+
10K
10K
AC 10 OHM
22 uF 2.2 uF
555
10K
225
4K7
330K 1N4007
AC
Para la conexión del circuito oscilador con el panel de LEDs con alimentación a 120
voltios, se debe hacer conectando las dos series de LEDs, positivo con positivo y
negativo con negativo y a su vez con el circuito oscilador, tendido en cuenta que de
igual manera corresponda la polaridad.
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7. 7
Montaje del estrober en protoboard para alimentar a 120V
AC
J
A I
B 2N3904
H
2N3904
C G
D F
E
104
~ _
555 + ~
E
F D
G C
H B
I A
J
5
22
AC
J
A I
B H
C G
D F
E
E
F D
G C
H B
I A
J
La placa de pruebas (protoboard), es una herramienta de estudio en la electrónica,
que permite interconectar componentes electrónicos, sin necesidad de soldarlos en
un circuito impreso, permitiendo al estudiante hacer un sinfín de pruebas de
manera fácil y rápida.
La placa de prueba está compuesta por tres piezas plásticas con orificios y láminas
delgadas de una aleación de cobre, estaño y fósforo, que pasan por debajo de los
orificios, creando una serie de líneas de conducción paralelas. Las dos líneas de
afuera están distribuidas de forma longitudinal y las líneas de adentro que vienen
de a 5 agujeros, están distribuidas transversalmente. El espacio del centro de la
placa es para facilitar la inserción de circuitos integrados, proporcionando una línea
de conexión por separado para cada pata. Al momento de hacer un circuito en el
protoboard, se utilizan las láminas transversales para interconectar los
componentes y las longitudinales para su alimentación.
Hemos proporcionado este diagrama de montaje en protoboard para los
estudiantes de electrónica que desean practicar y hacer sus propias variaciones.
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8. 8
Montaje del estrober en protoboard para alimentar a 220V
AC
J
A I
B 2N3904
H
2N3904
C G
D F
E
104
~ _
555 + ~
E
F D
G C
H B
I A
J
5
22
AC
J
A I
B H
C G
D F
E
E
F D
G C
H B
I A
J
NOTA: Las diferencias entre el estrober para alimentar a 120 voltios y el de 220
voltios son sólo tres:
La más importante es la conexión de los LEDs. Observe que en la página anterior,
en el diagrama de montaje a 120 voltios, los LEDs están todos con sus negativos
mirando al mismo lado y son dos series de 40 LEDs alimentadas en paralelo.
En este caso que alimentaremos a 220V, vemos que una serie de LEDs tiene sus
negativos mirando hacia la izquierda y la otra serie mira hacia la derecha, para
poder conectarlos fácilmente como una sola serie de 80 LEDs.
Otra diferencia es la resistencia de polarización del diodo zener, que en el caso de
120V es de 39K y en este caso de 220 está en 56K.
Para terminar la resistencia limitadora de los LEDs, para el caso de alimentación a
120V es de 240 ohmios, y de 560, para la alimentación a 220V.
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9. 9
Impresos en modo espejo
4.1 cm 9.2 cm
7.4 cm
DEL
9.2 cm
Circuito impreso PCB modo espejo
para planchado
Circuito impreso PCB modo espejo para planchado
Para la realización del circuito impreso (PCB) con el método de planchado, utilice
papel termo transferible, papel propalcote grueso o papel fotográfico. Debe imprimir
el dibujo del impreso en modo espejo sobre el papel, utilizando una impresora láser.
Luego coloque el papel sobre la baquelita con el dibujo mirando el cobre. Planche el
papel sobre la baquelita durante 10 o 15 minutos y luego sumerja en agua fría, hasta
que el papel se caiga y quede el dibujo impreso sobre el cobre.
A continuación sumerja la baquelita en cloruro férrico y agua caliente para que se
revele el impreso, ya que el cloruro remueve el cobre de las zonas que no están
cubiertas por el dibujo. Lave la baquelita y perfore los orificios donde entrarán los
componentes y proceda a colocarlos y soldarlos.
Nota: No olvide leer nuestra sección de recomendaciones antes de hacer cualquiera
de nuestros proyectos.
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10. 10
Lista de materiales
Transistores
Q1 y Q2 = 2N3904
Resistencias
R1 = Resistencia de 330K (naranja, naranja, amarillo) a 1/4W (puede usarse
de 100K, hasta 470K.
R2 = Resistencia de 10 ohmios (café, negro, negro) a 1W
R3 = Resistencia de 22K hasta 39K a 5W para alimentación a 120V y entre 47K
y 68K, para alimentación a 220V.
R4 = Resistencia de 10K (café, negro, naranja) a 1/4W
R5 = Resistencia de 4.7K (amarillo, violeta, rojo) a 1/4W
R6, R7 y R8 = Resistencia de 10K (café, negro, naranja) a 1/4W
R9 = Resistencia de 240 ohmios (rojo, amarillo, café) a 1/4W, en el caso de
Alimentar el circuito con 120V, y 560 ohmios (verde, azul café) a 1/4W para
alimentación con voltaje de 220V.
Condensadores
C1 = Condensador de 2.2 uF (225) poliéster a 250 voltios
C2 = Condensador de 22 uF a 350 voltios
C3 = Condensador de 0.1 uF (104) cerámico o poliéster
C4 = Condensador de 47 uF a 25 voltios
C5 = Condensador de 2.2 uF a 25 voltios
Varios
1 circuito integrado 555
1 base para integrado de 8 pines
80 LEDs blancos de 5mm o 4.8 mm.
4 diodos 1N4007
1 diodo zener de 6 voltios
1 potenciómetro de 100K
1 tarro o recipiente de helado
1 lámina de acero inoxidable de 30 cm x 2 cm de calibre 20
2 metros de cable 2x18
1 clavija de caucho
1 interruptor de paso
2 tornillos con mariposa y arandela.
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