Circuito simulador del titilar de una llama para un diorama
2012-12-26
Me pidieron un circuito para hacer titilar las lamparitas incandescentes de un diorama de modo que simularan el resplandor tembloroso de una llama. Aquí está una solución con muy pocos componentes discretos. Tiene las siguientes características:
- El titilar se logra encendiendo y apagando las luces muy deprisa según una secuencia pseudoaleatoria.
- El circuito puede mover cinco secuencias simultáneamente.
- La secuencia es una máxima de 32 bit, lo que es suficiente para engañar al ojo durante mucho tiempo.
Sobre el diseño
La generación de la secuencia de encendido y apagado está hecha mediante un LFSR, que es una manera de generar bits pseudoaleatorios. El LFSR está programado en un microcontrolador PIC12F629 porque el inventario no daba mejores alternativas. Las salidas del microcontrolador mueven transistores que funcionan como interruptores para el encendido y apagado de las lámparas. El estado de las salidas es una réplica de varios bits del registro de desplazamiento; como conviene que las salidas no tengan correlación aparente, conviene poner realimentaciones entre ellas, lo que en este caso se logró sin más que usar un polinomio muy, muy lleno: todos los bits salvo el quinto y el primero participan en la realimentación.
La secuencia avanzaba excesivamente rápido, así que hubo que poner un bucle de espera.
Cada una de las lámparas consumía alrededor de 150 mA con una alimentación de 4,5 V. En el momento de montar el circuito, sólo disponía de transistores BC547 capaces de mover 100 mA. En la fotografía de abajo se ve la solución: dos transistores en paralelo por salida. Esto puede ser muy mala idea porque los BJT son térmicamente inestables, pero hasta ahora no ha habido problemas. Encontré después unos BC337 capaces de mover 800 mA.
Esto habría que evitarlo.
El circuito fabricado movía dos lámparas, pero el microcontrolador puede llevar cinco lámparas diferentes.
Como las lámparas consumen mucha corriente, el microcontrolador tiene en paralelo a su alimentación un condensador para suavizar los transitorios. No comprobé si era estrictamente necesario o no.
Componentes
La lista de componentes es muy pequeña. Hacen falta:
- una placa de circuito;
- un microcontrolador PIC12F629;
- un condensador cerámico de 100 nF;
- hasta cinco lámparas;
- hasta cinco resistores de 2,2 kΩ;
- hasta cinco transistores NPN BC337;
- una batería de 4,5 V;
- cable y terminales para las lámparas.
Lo anterior supone que cada lámpara consume unos 150 mA con una tensión de 4,5 V. Si la corriente consumida es mayor, puede que haya que usar menos resistencia. Si la corriente consumida es menor, puede ser viable usar transistores más pequeños.
Esquema
Aquí está el esquema en dos formatos para impresión:
El esquema está disponible en el formato editable de gEDA/gschem:
flicker.tar.gz
El archivo contiene un directorio llamado sch
en cuyo interior están los siguientes ficheros:
- sch/flicker.sch: el esquema;
- sch/gafrc: configuración de gschem;
- sch/sym/lamp.sym: símbolo esquemático para las lámparas;
- sch/sym/pic12f629.sym: símbolo esquemático para el microcontrolador.
Programa
El código fuente del programa también está en el archivo flicker.tar.gz,
dentro del directorio asm: asm/flicker.asm.
Es ensamblador para PIC y está comprobado que compila correctamente
con GPUTILS. En sistemas
*nix con este compilador, basta usar el Makefile que está en
el directorio superior del árbol de código fuente:
make
El Makefile también tiene una regla
para escribir el programa con un PICkit 2 y PK2CMD:
make uplink
Categorías: DIY, Electricidad, Informática
Permalink: http://sgcg.es/articulos/2012/12/26/circuito-simulador-del-titilar-de-una-llama-para-un-diorama/
