Circuito de Indicador de Nivel de Agua

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Aquí tienes una guía paso a paso para diseñar el circuito usando comparadores para indicar de forma óptica el nivel del agua en un garrafón de 20 litros, sin alarmas:
1. Concepto General del Circuito
  • Sensor de Nivel:
    Se puede emplear un sensor óptico (por ejemplo, un conjunto LED–fototransistor) que varíe su salida (tensión o corriente) de forma proporcional al nivel del agua. La señal analógica resultante se condicionará para generar una tensión de referencia.
  • Comparadores:
    Utilizaremos comparadores (por ejemplo, LM393) para evaluar la señal del sensor contra niveles de referencia establecidos para cada intervalo de 5 litros (5L, 10L, 15L y 20L).
  • Indicadores con LED:
    Cada salida del comparador activará un LED de un color diferente, indicando que se ha alcanzado el nivel correspondiente:
    • Primer umbral (5 L)
    • Segundo umbral (10 L)
    • Tercer umbral (15 L)
    • Cuarto umbral (20 L)
2. Diseño del Circuito Paso a Paso
  1. Sección Sensor:
    • Utiliza un sensor óptico (por ejemplo, LED infrarrojo con fototransistor) cuyo valor de salida varíe según la cantidad de agua.
    • Añade un circuito de acondicionamiento (como un amplificador o un filtro) para obtener una señal estable.
  2. Divisor de Tensión para Umbrales:
    • Crea una red de divisores de tensión para generar las cuatro tensiones de referencia que corresponden a los niveles críticos (5, 10, 15 y 20 litros).
    • Estos puntos de referencia se pueden ajustar de acuerdo con la relación entre la salida del sensor y el nivel de agua medido.
  3. Sección Comparadores (por cada umbral):
    • Utiliza comparadores como el LM393.
    • Conecta la señal condicionada del sensor a la entrada no inversora (+) de cada comparador.
    • Conecta la tensión de referencia correspondiente a la entrada inversora (–) de cada uno.
    • Cuando la señal del sensor supere el umbral (es decir, el nivel de agua alcanza o supera el valor límite), la salida del comparador se pondrá en estado alto.
  4. Indicadores LED:
    • Cada salida de comparador controla un LED indicador de un color distinto.
    • Coloca una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED para protegerlo y asegurar un brillo adecuado.
  5. Fuente de Alimentación:
    • Emplea una fuente de +5V (o la tensión que sea adecuada para tus comparadores y LED) con la correspondiente conexión a tierra.
    • Asegúrate de que tanto la sección del sensor como los comparadores y los LED se alimenten de esta fuente estable.
3. Esquema Básico del Circuito
Un diagrama de bloques simplificado del circuito sería:

Table

BloqueFunción
Sensor ÓpticoDetecta el nivel de agua y genera señal analógica.
Condicionador de SeñalFiltra y acondiciona la señal del sensor.
Divisores de TensiónCrea los puntos de referencia para 5, 10, 15 y 20 L.
Comparadores (LM393)Compara la señal del sensor con las referencias.
Indicadores LED + ResistenciaMuestran visualmente el nivel alcanzado.
Fuente de Alimentación (+5V)Alimenta todo el circuito.
4. Simulación del Circuito
Para verificar y simular el funcionamiento de este circuito, puedes usar alguno de los siguientes simuladores:
  • LTspice:
    Muy popular y gratuito, ideal para simular circuitos analógicos como este.
  • TINA-TI:
    Otra opción robusta que ofrece simulación de circuitos analógicos.
  • CircuitLab:
    Herramienta en línea fácil de usar para confirmar el comportamiento del circuito.
5. Siguientes Pasos en Flux
Si deseas implementar este diseño en tu proyecto en Flux, el siguiente paso sería:
  • Ingresar los componentes básicos al esquema:
    Agregar comparadores, resistencias para divisores de tensión, LED con resistencias limitadoras y definir la fuente de alimentación.
  • Posteriormente, realiza el cableado del circuito siguiendo el diagrama de bloques mencionado.
Este diseño es una aproximación inicial que debes ajustar experimentalmente para que los umbrales de comparación correspondan a los niveles de 5 litros, considerando las características específicas del sensor óptico que elijas.
¡Espero que esta guía te ayude a desarrollar el circuito y realizar la simulación en alguno de los entornos propuestos (LTspice, TINA-TI o CircuitLab)!
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    A generic fixed capacitor ideal for rapid circuit topology development. You can choose between polarized and non-polarized types, its symbol and the footprint will automatically adapt based on your selection. Supported options include standard SMD sizes for ceramic capacitors (e.g., 0402, 0603, 0805), SMD sizes for aluminum electrolytic capacitors, and through-hole footprints for polarized capacitors. Save precious design time by seamlessly add more information to this part (value, footprint, etc.) as it becomes available. Standard capacitor values: 1.0pF 10pF 100pF 1000pF 0.01uF 0.1uF 1.0uF 10uF 100uF 1000uF 10,000uF 1.1pF 11pF 110pF 1100pF 1.2pF 12pF 120pF 1200pF 1.3pF 13pF 130pF 1300pF 1.5pF 15pF 150pF 1500pF 0.015uF 0.15uF 1.5uF 15uF 150uF 1500uF 1.6pF 16pF 160pF 1600pF 1.8pF 18pF 180pF 1800pF 2.0pF 20pF 200pF 2000pF 2.2pF 22pF 20pF 2200pF 0.022uF 0.22uF 2.2uF 22uF 220uF 2200uF 2.4pF 24pF 240pF 2400pF 2.7pF 27pF 270pF 2700pF 3.0pF 30pF 300pF 3000pF 3.3pF 33pF 330pF 3300pF 0.033uF 0.33uF 3.3uF 33uF 330uF 3300uF 3.6pF 36pF 360pF 3600pF 3.9pF 39pF 390pF 3900pF 4.3pF 43pF 430pF 4300pF 4.7pF 47pF 470pF 4700pF 0.047uF 0.47uF 4.7uF 47uF 470uF 4700uF 5.1pF 51pF 510pF 5100pF 5.6pF 56pF 560pF 5600pF 6.2pF 62pF 620pF 6200pF 6.8pF 68pF 680pF 6800pF 0.068uF 0.68uF 6.8uF 68uF 680uF 6800uF 7.5pF 75pF 750pF 7500pF 8.2pF 82pF 820pF 8200pF 9.1pF 91pF 910pF 9100pF #generics #CommonPartsLibrary
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