CIRCUITO ELECTRONICO PARA PORTON AUTOMATICO.

Presentamos ahora una versión de circuito para portón automático  diseñada  en 1999 para unas puertas reja.

El principal requerimiento del  sistema fue que mientras el vehículo estuviera en la zona del portón el mismo no debía cerrarse independientemente del tiempo de permanencia del mismo en dicho lugar. En la práctica dicha situación podría darse en caso por ejemplo de apagarse el motor por algún motivo.

En el lugar del movimiento del portón se instaló un sensor infrarojo para detectar la presencia del vehículo siendo la salida del sensor de valor 1 lógico en la condición activa. Dicho sensor se conectaba en paralelo además con un botón pulsador instalado desde la recepción del edificio y con la salida del sistema de control remoto que también es activa en estado 1 lógico. La figura 1 muestra el circuito.

El circuito de control se construyó utilizando compuertas NOR la mayoría de las veces como compuertas inversoras y aplicadas como monoestables. Veremos la descripción del circuito en detalle.

El pulsador marcado como J1 en realidad corresponde a tres circuitos de cierre: a) el pulsador manual de la recepción, b) el contacto del relé correspondiente al sensor infrarrojo, c) el contacto del relé correspondiente a la tarjeta del sistema de control remoto. Al estar los tres contactos en paralelo (se representa solo uno en el esquema) basta con que se cierre uno para que el sistema ponga en marcha la apertura del portón.

El circuito formado por R1, R2,R3 y el zener D1 además de activar el transistor sirven para que el mismo no se dispare por un pulso estático de bajo nivel .  El voltaje para disparar el transistor debe ser  como mínimo del voltaje del zener más el voltaje base emisor del transistor. Esto elimina en general falsos disparos.

La compuerta U1A, el transistor Q1, C1,R6,R4, y el preset R5, forman un monoestable que determina el tiempo de apertura del portón. El preset R5 se encarga de un ajuste del mismo. Típicamente el mismo se fija en 30 segundos. En condiciones normales Q1 está cortado, C1 cargado, la salida de U1A está en 0 lógico y la salida de U1B en 1 lógico.

En éstas condiciones el  transistor Q2 está saturado y Q3 cortado. Con Q2 saturado el condensador C2 está descargado lo que hace que la entrada en la compuerta U2A esté en 1 lógico y la salida de la misma en 0 lógico. Por lo tanto el transistor Q4 está cortado y no llega corriente a la bobina de apertura del motor.

Por el contrario, el transistor Q3 está cortado, y el condensador C3 se carga al voltaje de la fuente lo que significa que el voltaje en la entrada de U2B está en 0v lo que hace que la salida de la misma esté en 1 lógico, lo que activa Q5 y la bobina de cierre del motor. Sin embargo, cuándo el motor cierra completamente el portón, el "fin de curso" J3 impide que el sistema se dañe (especialmente el motor). La misma función cumple J2 en la fase de apertura del motor. Observe que la salida de la compuerta U2C está en 0 lógico por tener un 1 en una entrada.

Cuándo se cierra J1 ( por un vehículo) se activa Q1 y C1 se descarga a través de R4 lo cuál pone la entrada de la compuerta en 0v y su salida en 1 lógico. Así Q2 se corta y C2 comienza a cargarse a través de R11. Luego de unos dos segundos aproximadamente el condensador se carga a un valor suficiente como para que la salida de la compuerta U2A pase a 1 lógico lo que activa el transistor Q4 el que activa el relé de apertura del motor. Observe que por unos dos segundos las 2 entradas de la compuerta U2C estuvieron en estado 0 lo que provocó qoe su salida estuviera en 1 lógico por ese breve tiempo.

Simultáneamente Q3 se activa lo que descarga el condensador C3 lo que mete un 1 en la entrada de U2B y un 0 en su salida lo que desactiva todo el sistema de cierre del portón. Después que el vehículo sale de la zona del sensor infrarojo (área del movimiento del portón) y después de que transcurren unos 30 seg  o el tiempo en que se haya ajustado con el preset R5 se invierte el proceso y el portón comienza a  cerrarse.

En resumen los circuitos de las compuertas U2A y U2B son circuitos lógicos de retardo de unos 2 segundos aproximadamente cuyo objetivo es poner una breve pausa entre una orden de cierre o apertura del motor para que el mismo no sufra daños. Esto podría ocurrir si por ejemplo el relé de apertura se cierra un instante antes de que se despegue el de cierre del portón. En éste caso ambos bobinados quedarían energizados por un instante al mismo tiempo lo que le podría provocar un daño severo al mismo.

Simplificando la explicación siguiente el circuito compuesto por las compuertas U2C y U2D es un circuito de seguridad que agrega un tercer relé que corta la corriente unos 5 segundos después que se completa un movimiento del portón (apertura o cierre). El circuito se dispara cada vez que se activa el motor tanto para apertura como para cierre ya que en ese momento las dos entradas de la compuerta NOR U2C  están en 0 lógico por 2 segundos. El tiempo se regula con el preset R15 de 100k. Este circuito es necesario por si falla uno de los interruptores de fin de curso ya que en ese caso la bobina correspondiente quedaría con corriente todo el tiempo lo que dañaría el motor.

Al cortar la corriente en el terminal común del motor se evitan daños en el mismo. Este circuito demostró una buena confiabilidad y durabilidad sin dejar de ser un circuito económico y práctico.