En este proyecto te enseñaremos a construir una alarma despertadora electrónica utilizando el circuito integrado CD4093. Este diseño incorpora un sensor de luz (fototransistor) para activarse automáticamente al amanecer.
Lista de materiales
- 1 circuito integrado CD4093 (compuertas NAND Schmitt Trigger)
- 1 fototransistor BPW40 (sensor de luz ambiental)
- 1 transistor BD135 (amplificación de corriente)
- 1 potenciómetro 1MΩ (P1, ajuste de sensibilidad)
- 1 resistencia de 10kΩ (R1)
- 1 resistencia de 47kΩ (R2)
- 1 condensador cerámico de 47nF (C1)
- 1 condensador electrolítico de 100µF (C2)
- 1 buzzer piezoeléctrico o altavoz pequeño
- 1 fuente de alimentación de 6-12V DC
- Protoboard o PCB para montaje
- Cables de conexión
Descripción del circuito
El corazón del sistema es el integrado CD4093, que contiene compuertas NAND con trigger Schmitt. Estas compuertas proporcionan histéresis, evitando falsos disparos por fluctuaciones de luz.
El fototransistor BPW40 actúa como sensor de luz ambiental, variando su conductividad según la intensidad lumínica.
El potenciómetro de 1MΩ permite ajustar el umbral de activación, mientras que las resistencias de 10kΩ y 47kΩ establecen los puntos de operación.
El transistor BD135 amplifica la señal para accionar el buzzer o altavoz, proporcionando suficiente potencia sonora.
Los condensadores de 47nF y 100µF filtran interferencias y estabilizan la alimentación.
Principio de funcionamiento
- El fototransistor BPW40 detecta el aumento de luz ambiental (amanecer)
- La resistencia entre colector-emisor del BPW40 disminuye
- El voltaje en la entrada del CD4093 supera el umbral Schmitt
- Las compuertas NAND cambian de estado, activando el circuito
- El transistor BD135 recibe la señal y acciona el buzzer
- El sonido continúa hasta que se interrumpe manualmente la alimentación
Ajustes y calibración
- Girar el potenciómetro P1 para establecer el nivel de luz de activación
- Para mayor sensibilidad: disminuir el valor de R1 (10kΩ)
- Para retardo de activación: aumentar el valor de C1 (47nF)
- El volumen del sonido puede regularse con la tensión de alimentación (6-12V)
Aplicaciones prácticas
- Despertador automático que suena al amanecer
- Sistema de alerta por cambio de luminosidad
- Control automático de iluminación
- Proyectos educativos de sensado ambiental
- Base para sistemas de automatización simple
Mejoras opcionales
- Añadir temporizador 555 para controlar duración del sonido
- Implementar selector de tonos con resistencias variables
- Agregar interruptor crepuscular (activa con poca luz)
- Incluir batería de respaldo con circuito de carga
- Añadir display LED para indicar estado
Conclusión
Este circuito de alarma despertadora basado en el CD4093 y BPW40 es un excelente proyecto para aprender sobre sensado de luz, triggers Schmitt y control de actuadores.
Su diseño simple pero efectivo demuestra cómo combinar componentes analógicos y digitales para crear sistemas automáticos funcionales.
Perfecto para entusiastas de la electrónica que desean construir dispositivos prácticos con componentes accesibles.
