Sugerencia para conexión directa de un motor que originalmente funcionaba con tarjeta.

Sugerencia para conexión directa de un motor que originalmente funcionaba con tarjeta.

En esta ocasión queremos compartirles un proyecto realizado con éxito en su etapa de prueba para lo cual hicimos uso de un motor de lavadora que originalmente viene diseñado para funcionar bajo el control de una tarjeta electrónica (sin capacitor).       Estando en su estructura y conexión original, no es posible hacerlo trabajar con normalidad al conectarlo de manera directa.     Para hacerlo se requiere de ciertas modificaciones muy cuidadosas entre las que se encuentra la incorporación de un capacitor para que funcione sin echar a perder el costoso componente.
La imagen siguiente corresponde al motor en cuestión.       Se trata de un motor de inducción con tacómetro y protección térmica, cuyos bobinados vienen conectados en triángulo.

La imagen que vemos mas abajo, corresponde al diagrama de conexión de sus componentes internos y de sus terminales:

  En este diagrama podemos ver que el motor tiene tres bobinas internas cuya resistencia es de mas o menos 5 ohmios cada una y están conectadas en triángulo por lo cual al conector del motor le corresponden 3 terminales para estas bobinas en triángulo o en delta.     Sus tres terminales son el cable blanco, el gris y el rosado del conector del motor.     De modo que salen al mismo conector por donde también salen los dos cables rojos del tacómetro, por lo que a dicho conector salen 5 terminales.  (ver la foto anterior)     También en el diagrama podemos ver que hay dos termo fusibles en el motor los cuales van conectados en serie y cuyos terminales salen a un conector independiente por medio de un cable de color celeste y otro de color negro.     La siguiente imagen nos indica la ubicación de los fusibles térmicos en el motor:

Referente al diagrama anterior nos representa la configuración original del motor, siendo esta la que le permite trabajar de forma óptima y en la plenitud de sus capacidades, pero solamente bajo el mando de un sistema de control electrónico para el cual ha sido diseñado y fabricado dicho motor.      Sin embargo al no disponer de la tarjeta, podríamos entonces recurrir a una modificación que nos permita hacer que este motor funcione sin dicha tarjeta, ya sea de forma experimental o para algún propósito que no demande el 100% de la capacidad del motor ya que al modificarlo, también perderá parte de sus dotaciones originales. Entonces si optas por hacer funcionar el motor sin su tarjeta , pues acá está nuestra sugerencia:
        Podemos hacerlo de dos formas distintas.      Veamos a continuación una de ellas.                          En primer lugar debemos saber o recordar que un motor de inducción "normal" para lavado, requiere solo de dos bobinas iguales con un punto de conexión común y de un capacitor adecuado, lo cual ya hemos tratado en otros post y en varios videos de nuestro canal ELECTRO REPARACIONES LMC en youtube.         Pero como el motor del cual estamos tratando en este post, tiene tres bobinas iguales conectadas en triángulo, entonces podríamos desconectar una de ellas de modo que al hacerlo podamos disponer de la típica conexión de un motor de inducción para lavado al cual quedaría operando solo con dos bobinas iguales con un punto de unión común donde se conecte un extremo de cada una de dichas bobinas mientras su otro extremo les queda libre.     A la vez podemos prescindir del tacómetro dado que ya que no nos será útil.

En este diagrama podemos ver que hemos cortado el alambre que une a la bobina que está a la derecha  del diagrama con el cable blanco, quedando dicha bobina fuera de operación.    Ahora nuestro motor de lavado, solo funcionará con la bobina de izquierda y la de abajo cuyos valores son iguales.    El tacómetro ya no cuenta, pero sí los fusibles térmicos.     En la siguiente imagen vemos el corte realizado a la bobina que se unía al cable blanco.

En el siguiente diagrama podemos ver la estructura resultante luego de haber desconectado una de las bobinas, la cual hemos borrado del diagrama para ir simplificandolo dado que para el funcionamiento del motor ya no cuenta a como tampoco cuenta ya el uso del tacómetro.   Tal como podemos ver las bobinas restantes tienen dos de sus extremos libre (el de cable blanco y el de cable rosado) mientras que el cable gris corresponde al punto o conexión común de ambas bobinas.       Los cables negro y celeste, corresponden a los terminales de dos fusibles de protección térmica los cuales van conectados en serie unidos por un cable de color blanco.   Aquí el diagrama:

Ahora bien, el diagrama que vamos a ver a continuación es el mismo, pero ya le hemos incluido un capacitor conectado en en paralelo entre los terminales libres (cables blanco y rosado) de las dos bobinas que vamos a usar, mientras que en el punto de conexión común (cable gris), se han conectados los termo fusibles en serie con dicho cable gris, para luego unirlos con el neutro de la red de suministro de 120v para nuestro caso.        Entonces si conectamos este circuito a la red de 120v CA de modo que el neutro vaya al punto común y la fase en el cable blanco, es decir a un lado del capacitor el motor girará en un sentido, mientras que cambiamos la fase al cable rosado o sea al otro lado del capacitor, el motor girará en el sentido contrario.    Veamos entonces el diagrama:

La imagen siguiente nos sugiere parte del material necesario para poner en funcionamiento el motor una vez hecha la modificación que hasta ahora hemos comentando.        El cable de alimentación, es de dos conductores, siendo uno de ellos el neutro y el otro la fase.  (Es recomendable el uso de un cable con conexión a tierra).    En este caso la pinza tipo lagarto que corresponde al neutro, lo conectamos al terminal correspondiente al cable de color gris (común) en el conector del motor.     Recordemos que en dicho conector no debemos tomar en cuenta los dos cables rojos del tacómetro ya que no los necesitamos.       En dicho conector, solo usaremos los terminales que se unen al cable gris, al cable blanco y al cable rosado.     Ahora bien, los terminales del conector que se unen a los cables rosado y al blanco, los conectamos al capacitor mediante conductores.      Las pruebas realizadas con este montaje las hemos hecho con un capacitor de 40 uF y 450 VAC y nos ha dado buen resultado, sin recalentamientos ni zumbidos y con mucha velocidad.     No obstante puede ser que en dependencia del tipo de motor se requiera otros valores de capacitor.

Observemos la imagen siguiente.     Esta nos sugiere la conexión física de los componentes según el diagrama anterior.    La pinza tipo lagarto que representa al neutro de los 120v, se conecta al terminal del cable azúl que va a los termo fusibles y luego el otro terminal de de color negro dichos termo fusibles, se une por medio de un puente de cable blanco, al cable gris del conector del motor o sea al común del bobinado, quedando de esta forma los fusibles térmicos en serie con el conector común.      Por su parte la pinza que representa a la fase de los 120v, se conecta a un lado del capacitor de 40uF y de esta manera el motor girará con toda normalidad en un sentido.

Entonces tal como veremos en las siguientes dos imágenes, si conectamos la fase a un lado del capacitor y el neutro en el común,  el motor girará en un sentido, mientras que si cambiamos la fase al otro terminal del capacitor dicho motor girará en el otro sentido.      Esto es lo que nos sugieren las dos imágenes siguientes:   cabe recalcar que los termo fusibles deben estar siempre conectados aunque en estas imágenes los hayamos omitido.              En esta imagen vemos la fase conectada a un lado del capacitor.    El motor girará hacia un sentido.

 En la imagen siguiente vemos la fase conectada al otro lado del capacitor, por lo que el motor girará en el sentido contrario al anterior.

Cabe aclarar que el capacitor que hemos usado para este experimento, es un capacitor doble de aire acondicionado.   Por eso en el se ven 3 terminales ya que uno de ellos es común para los dos capacitores que incorpora el encapsulado.

        Veamos ahora un diagrama que nos permite realizar otra forma de conexión del mismo motor sin el uso de la tarjeta electrónica.       Tal como vemos en el diagrama siguiente lo que se hace es dejar la conexión delta o triángulo original del motor y conectar en el cable gris los termo fusibles en serie y de ahí conectarlos al cable neutro de la red de voltaje de 120v AC.    Luego la fase de dicha red de voltaje,  la conectamos al cable de color blanco.   Este cable blanco a su vez lo conectamos a un lado o terminal del capacitor y el otro terminal de dicho capacitor, lo conectamos al cable rosado.
En estas circunstancias, el motor girará con normalidad pero en un solo sentido.      Para que gire en sentido contrario solo cambiamos la conexión de la fase al otro extremo o terminal del capacitor, a como vemos en estos diagramas a continuación:

Con la configuración del diagrama anterior, el motor girará en un sentido.    Y con la configuración siguiente girará en el sentido contrario.

Cabe recalcar que al hacer funcionar el motor en estas condiciones, su rendimiento, se ve afectado en comparación con rendimiento obtenido cuando su tarjeta electrónica está disponible y en buenas condiciones, pero a modo experimental hemos podido hacerlo funcionar sin dicha tarjeta e incluso podríamos usarlo en un proyecto cuya demanda no sea tan exigente en cuanto a potencia por ejemplo.

Entradas relacionadas:

Sobre el Motor de del lavado en una lavadora de 2 tinas.

A continuación el video de mi canal Youtube  relacionado con el motor tratado en este post:

Video de mi canal Youtube relacionado con cierta modificación a otro motor de lavadora automática:

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Estructura, funcionamiento, fallas y posibles soluciones de una Cafetera o Coffee Maker

Estructura, funcionamiento, fallas y posibles soluciones de una Cafetera o Coffee Maker

Un Coffee Maker, cafetera  o preparador de café, es un electrodoméstico muy práctico y de mucho uso en los hogares cuya  función consiste en mezclar agua caliente con café molido para luego hacerlo pasar por un filtro de modo que la bebida quede lista en minutos, para ser servida.     Durante este proceso se requiere que este electrodoméstico, sea capaz de calentar agua y llevarla casi a su punto de ebullición mediante el uso de una resistencia eléctrica adherida a un pequeño conducto de aluminio y a una placa metálica sobre la cual se apoya el recipiente donde se vierte la bebida ya procesada.       El elemento tubular o conducto de aluminio, tiene la forma de un semi circulo o de herradura y a través de este fluye el agua procedente del depósito desde donde llega por gravedad.        Una vez que la resistencia se calienta, también lo hace el conducto de aluminio y por consiguiente el agua que hay en su interior cuya presión se incrementa y se ve obligada a fluir hacia el exterior por medio de unos ductos, para luego caer en forma de goteo sobre un recipiente en el que previamente se ha colocado café molido y que posee un filtro muy fino .       El agua muy caliente, se mezcla con el café y posteriormente pasa a través de los diminutos orificios del filtro llevándose consigo parte del café disuelto en ella, para finalmente depositarlo en otro recipiente generalmente de vidrio temperado, de donde luego se puede servir para su consumo.

Cómo funciona?

Para simplificar un poco la explicación de cómo se da el proceso, veamos tanto el siguiente boceto como las imágenes internas de un cofee maker y comentar a la vez su funcionamiento.

        A la izquierda del dibujo anterior tenemos el depósito de agua fría del cofee maker.   
Desde aquí el agua fluye por gravedad, pasando por una manguera de goma generalmente de color rojo, la cual contiene una válvula que da paso al agua en un solo sentido.      En este caso deja pasar el flujo de agua desde el depósito hasta el conducto de aluminio que está en el fundo del cofee maker y que va adherido a la resistencia eléctrica.   Sin embargo dicha válvula se cierra herméticamente cuando el agua intenta fluir en sentido contrario, impidiendo que se devuelva al depósito.

        Cuando se cierra el interruptor, la resistencia eléctrica se energiza con los 120v de corriente alterna que llegan a través del termostato y de los fusibles térmicos cerrando circuito con el neutro luego de haber atravesado la resistencia.     En estas circunstancias dicha resistencia empieza a calentarse junto con el ducto de aluminio al cual está adherida. 

         A medida que el agua en el ducto de aluminio se va calentando, su presión se incrementa y debido a esto se ve obligada a buscar una salida al exterior.     Una vez que el líquido en el ducto de aluminio se ha calentado y aproximado a su punto de ebullición, (mas o menos en un minuto) la presión es tal que el agua sale expulsada a través de una segunda manguera de goma y de ahí se dirige por el ducto de agua caliente, hasta su orificio de salida para caer en el recipiente que contiene café molido.      El incremento de la presión del agua en el conducto de aluminio obliga a que se cierre la válvula que está del lado del depósito de agua fría, de modo que el líquido no puede devolverse a dicho depósito y solo puede fluir hacia el depósito donde está el café siendo este su único sentido de circulación.        Estas válvulas son generalmente de plástico y el elemento de cierre es un pequeña esfera también de plástico que cubre completamente el orificio por donde pasa el agua.
Finalmente el agua que ha caído sobre el café molido, se mezcla con el mismo para luego pasar a través de los finos orificios del filtro, llevándose consigo la parte del café que se ha disuelto en ella, para entonces depositarse en un recipiente que generalmente es de vidrio temperado o de metal.

Una vez que el total del agua del depósito ha sido calentada y mezclada con el café, la resistencia que aún queda energizada, se encarga de mantener caliente la bebida cuyo recipiente se apoya sobre una base metálica que también va adherida a la resistencia de calentamiento.       En estas circunstancias, el termostato se encarga de mantener un nivel de temperatura tal que no exceda la capacidad de los componentes eléctricos del aparato y que a la vez la bebida permanezca caliente.

Diagrama eléctrico básico de un coffee maker.

  Esta imagen representa únicamente el diagrama de interconexión básica de un preparador de café.   Como podemos ver a la izquierda tenemos el conector del cable de alimentación que nos permite conectar el aparato a la red de suministro eléctrico de 120v.    Este cable de alimentación tiene dos conductores, siendo que por uno de ellos ingresa la fase y por el otro se conecta al neutro de la red eléctrica.     Entonces cuando cerramos el interruptor, la fase pasa a través de sus contactos hasta el termostato y luego a los fusibles térmicos en serie, para de ahí dirigirse a uno de los terminales de la resistencia calefactora, saliendo por el otro terminal de la misma con lo cual cierra el circuito con el neutro del cable de alimentación.     La luz piloto igualmente enciende al cerrar el interruptor, para indicarnos que el aparato está encendido, aunque no necesariamente esté calentando ya que bien podría haber algún fallo que impida que la resistencia caliente y el piloto por estar en la posición en que está siempre se encenderá.

Fallas y soluciones en un coffee maker.

Las fallas mas comunes que pueden presentar estos aparatos son de tipo eléctrico, aunque también suelen darse fallas en su estructura o componentes no eléctricos.                        Una de las fallas mas frecuentes de tipo eléctrico, es la apertura del fusible térmico.

El coffee maker no enciende y por tanto no calienta el agua.

Cuando el fusible o uno de los fusibles térmicos se daña, el aparato no enciende y por tanto no calienta el agua.      El fusible térmico normalmente viene con capacidad de soportar entre 250 y 270 grados, pero puede quemarse o abrirse por fatiga de sus materiales o por exceso de temperatura.    Antes de hacer la comprobación del termo fusible, primero desconectamos la alimentación eléctrica para trabajar sin riesgos.          Entonces para comprobar su estado, bien podríamos desconectar uno de sus terminales y bastará con el uso de un multímetro o tester en medición de continuidad o en el rango de mas baja resistencia, para corroborar si el fusible está abierto o no.    Las puntas de prueba del instrumento de medición, deben hacer buen contacto con los terminales del fusible y para la comprobación, se debe contactar una a cada terminal de dicho termo fusible.   (Tal como se sugiere en la siguiente imagen)

  Si el fusible está en buenas condiciones, el tester nos indicará continuidad o cero resistencia.     En cambio si no da continuidad o marca un elevado valor de resistencia o resistencia infinita, entonces el fusible se ha dañado y debe cambiarse por uno de iguales características que el original.     Es decir que la forma de corregir este fallo, es cambiando el fusible dañado por uno nuevo.    Se debe prestar especial atención a la conexión del componente ya que no es recomendable el uso de soldadura para fijarlo a su sitio en el circuito debido a los niveles de temperatura a que se ve sometido.       Lo mas adecuado es unir cada uno de sus terminales a los cables respectivos con el uso de acopladores especiales o si fuera el caso se puede usar tornillos.  No es recomendable puentear o sustituir este componente por secciones de alambre.
Otro componente eléctrico que suele fallar es el termostato, que normalmente viene unido al ducto de aluminio.     Antes de hacer la comprobación de este componente, desconectamos la alimentación eléctrica y seleccionamos en el multímetro la opción de continuidad o la de mas baja resistencia.          Al igual que con el termo fusible, se le debe medir continuidad o resistencia entre sus terminales, para lo cual podríamos desconectar uno de dichos terminales y conectar el tester a como se sugiere en la siguiente imagen:

Estando el termostato a temperatura ambiente, la resistencia entre sus terminales debe ser muy baja o bien igual a cero.     En caso de que tal resistencia sea alta o infinita, el componente debe cambiarse por uno nuevo de iguales características.      Para saber si el termostato está respondiendo a los cambios de temperatura, bien podríamos someterlo a calentamiento con el uso de una fuente de calor que bien podría ser la pequeña flama de un encendedor de cigarros.       Para esto lo que se hace es conectar las puntas de prueba del tester a los terminales del termostato asegurándonos de que hagan buen contacto.     Seguidamente acercamos la flama o fuente de calor, al cuerpo del termostato de modo que el mismo se caliente.   El termostato debe abrirse y elevar su resistencia a infinito en cuestión de segundos si está en buenas condiciones.      De lo contrario deberá cambiarse por uno de iguales características al original.          No se recomienda puentear o sustituir este componente con secciones de alambre.
La resistencia eléctrica o elemento de calentamiento que viene adherida al ducto de aluminio, es otro componente propenso a fallar ya sea por fatiga de sus materiales,  por un golpe o ruptura de su capa protectora.    El daño mas común en este componente es la apretura de su circuito interno.        Para comprobar el estado de la resistencia, debemos desconectar la alimentación eléctrica.    Luego podemos también desconectar uno de los terminales de dicha resistencia.       La forma de corroborar su estado es midiendo el valor de resistencia entre sus terminales a como lo sugiere la imagen siguiente:

El interruptor de encendido y pagado con frecuencia sufre las consecuencias del recalentamiento o flamazo de sus contactos los cuales pueden llegar a cubrirse de una capa de carbón que aislaría el paso de corriente e impidiendo el encendido del aparato.      También se dan casos en que dicho recalentamiento afecta la cubierta de plástico del interruptor derritiéndolo parcialmente y modificando su forma o estructura original, por lo que los contactos podrían desalinearse de su punto original ya no cerrar o abrir de forma normal, dando mal funcionamiento del electrodoméstico.        Para comprobar el funcionamiento del interruptor con el uso de un tester, se debe desconectar la alimentación eléctrica y luego de preparar el instrumento de medición para medir continuidad o baja resistencia, hacemos contacto con las puntas de prueba en cada uno de los dos terminales del interruptor.   Estando el interruptor en posición de encendido, la resistencia debe ser cero o casi cero, o sea que debe darnos continuidad, mientras que en la posición de apagado la resistencia debe ser infinita, es decir no debe dar continuidad.      Si una de estas dos condiciones no se cumple, entonces el interruptor debe ser sustituido.    En la imagen siguiente podemos ver la ubicación del interruptor en la mayoría de los casos.

Estos interruptores por lo general traen incorporado un neón o un led que nos indica cuando el aparato está encendido o apagado.     Esto incluye un tercer terminal en dicho interruptor.

Un elemento mas a considerar entre los componentes eléctricos del coffee maker, es el cable de alimentación el cual con el tiempo suele a sufrir los efectos de la temperatura al igual que un manejo inapropiado del mismo.     La forma de comprobar el estado del cable, es desconectándolo de la red de suministro eléctrico y midiendo la continuidad o resistencia de cada uno de sus conductores por separado.   Si el cable está en buen estado la resistencia debe ser cero o muy cercana a cero.    Si la medición nos da resistencia infinita en alguno de los conductores del cable o nos da lectura intermitente al mover el cable con nuestras manos, entonces todo de alimentación el cable debe cambiarse por uno nuevo.   Es recomendable que durante la manipulación del aparato, se le preste atención al cable de modo que no quede torcido ni forzado.
Es importante tener en cuenta que también puede darse fallos por ruptura o deterioro de el cableado interno del aparato debido a la alta temperatura a la que se ven expuestos durante su uso.        De tal manera  que ante un fallo en el que no enciende el artefacto, es conveniente incluir estos cables en las revisiones a realizar.     Estos conductores son de características especiales ya que están hechos para soportar altas temperaturas, por lo que no es correcto sustituirlos por cables corrientes o por conductores que no estén hechos para trabajar bajo regímenes de temperatura elevada.

El coffee maker enciende y calienta pero no fluye el agua o fluye muy poca.

Este fallo suele ocurrir con cierta frecuencia por obstrucción total o parcial, de la válvula que comunica el depósito de agua fría con el conducto semi circular de aluminio de la resistencia calefactora.   Esto puede darse a causa de suciedad en dicha válvula, partículas extrañas  e incluso por pequeños insectos.     La válvula viene introducida dentro de la manguerita de goma que comunica el depósito de agua fría con el elemento calefactor y se puede remover de su sitio para extraer la valvulita gracias a la flexibilidad de la manguera para su limpieza.      También es posible despejar dicha válvula sin extraerla de la manguera, usando cuidadosamente un alambre fino mientras hacemos pasar agua a través de la manguera, teniendo en cuenta su sentido de circulación.       

Al reinstalar la manguera con su válvula dentro, es importante tener en cuenta esto último, ya que si se instala de forma invertida entonces la válvula cerraría el paso de agua hacia la resistencia en lugar de facilitarlo.     Al hacer la revisión, de las válvulas, es recomendable asegurarse de una vez que todos los conductos de agua estén totalmente despejados.

El coffee maker tiene fugas de agua

Este es un fallo muy delicado debido a que podría caer el agua sobre los elementos energizados con 120v y  generar una descarga eléctrica al usuario.        Las fugas suelen suceder por diversas causas:    Bien podría ser por desprendimiento o rupturas en las mangueras de goma o en los tubitos de plástico que conducen el agua a como también podría generarse una fisura en el depósito de agua.     Es ciertamente normal también que durante alguna reparación o mantenimiento, haya quedado mal colocado alguno de los conductos de agua.    Aquí es bueno tener en cuenta que los únicos elementos reemplazables por ruptura, son las mangueras con sus válvulas y debemos asegurarnos del buen ensamblaje de algún otro ducto que lo requiera.

Cuidados adicionales a tener en cuenta.

Estos aparatos eléctricos preparadores de café, vienen hechos en su mayoría para funcionar con recipientes únicos o sea a su medida.   De modo que si se requiere reemplazar el recipiente de vidrio por ejemplo, es bueno tener en cuenta que debe ser de las medidas exactas para asegurar que asiente bien en su base y garantizar una buena transferencia de calor.      En muchos casos el contenedor del café molido y su filtro tienen ya una forma específica y no se pueden cambiar por piezas cuya forma o tamaño no coincida con las requeridas originalmente, para un buen funcionamiento.        Este contenedor en ocasiones trae una válvula en el fondo por donde fluye el café hacia el depósito de vidrio, de modo que al remover dicho envase de vidrio, la válvula mencionada se cierra e impide que el café se derrame.   En otros casos esa válvula no existe por lo que al hacer una reemplazo de ese contenedor,  si fuera necesario hacerlo, es importante tener en cuenta el detalle.
De igual manera si se trata de tomar un café, pues en la gran mayoría de los casos, es mas agradable tomarlo caliente o bien, servirlo caliente y dejar que poco a poco vaya tomando la temperatura que a cada quien le resulte agradable.     Esto es importante mencionarlo pues para que la bebida se mantenga caliente, el fondo del recipiente de vidrio o de metal, debe hacer contacto total con la base sobre la cual se asienta en el coffee maker.       Recordemos que esta base de metal, se mantiene caliente gracias a que está en contacto con la resistencia de calentamiento.     Entonces si el recipiente mencionado se reemplaza por otro que no es de la medida correcta, el contacto con la base no será el adecuado por lo que no habrá transferencia efectiva de calor y el café se enfría o quedará tibio, lo que para algunos no nos es de mucho agrado.
        A continuación les comparto una entrada relacionada con  otro útil electrodoméstico, similar como lo es la:
Pava o Jarra calentadora de agua.

Es siguiente video de mi canal en youtube, está enfocado en la cafetera o coffee maker:

Saludos, gracias a todos amigos y que DIOS les de Salud, Trabajo, Paz, Éxitos y mucha Prosperidad...!!!

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Conexión de un interruptor crepuscular

Conexión de un interruptor crepuscular 

Un interruptor crepuscular, es un dispositivo electrónico que nos permite automatizar el encendido y apagado de un sistema de iluminación tomando como referencia los cambios de intensidad de luz ambiental natural.        Este dispositivo cuenta con elemento de control conocido como fotoresistencia o (LDR) por sus siglas en inglés cuyo valor de resistencia varía en dependencia de la intensidad de luz que incide sobre el.     Esta variación de resistencia es la que nos permite controlar el funcionamiento de un relé que abre o cierra unos contactos que permiten conectar o desconectar una carga que normalmente es un equipo de iluminación.
Para que funcione el interruptor Crepuscular, debe estar conectado a 120v tal como se ve en los diagramas mas abajo.                 Durante las horas diurnas cuando incide luz en la fotoresistencia su valor óhmico baja a un punto que permitir el paso de corriente por la bobina del relé dado que están en serie.     Este paso de corriente por la bobina del relé  genera un efecto electroimán que atrae a uno de los contactos del interruptor, separándolo de otro y por tanto abriendo el circuito que alimenta a la carga conectada a dichos contactos la cual puede ser un circuito de iluminación.    Este interruptor trae sus contactos normalmente cerrados y solo se abren cuando se energiza la bobina del relé que atrae a uno de dichos contactos por el campo magnético o electroimán que se forma en la bobina de dicho relé.
Entonces valiéndonos de un interruptor crepuscular podremos despreocuparnos del encendido o apagado de las luminarias por ejemplo, del exterior de nuestra casa a una hora determinada ya que este elemento activará los contactos de su interruptor eléctrico accionados por el relé acorde a la luz ambiente.        Cuando la resistencia o LDR que esta en serie con la bobina del relé, detecta un nivel de luz ambiente débil o tenue durante el atardecer o durante la noche, la fotoresistencia incrementará su valor al punto que no permitirá el paso de corriente por la bobina del relé y al quedar dicho relé sin corriente por el incremento de la resistencia en la LDR, el electroimán desaparece por lo que los contactos del interruptor que se encontraban separados por la atracción de dicho electroimán, se unen nuevamente y cierran el circuito que alimenta a los elementos de iluminación.   

Configuración del interruptor crepuscular en presencia de luz sobre la LDR. (de día) el relé está energizado y los contactos abiertos, por lo tanto la luz está apagada.

Tal como hemos mencionado, la LDR se caracteriza por variar el valor de su resistencia en dependencia la la intensidad de luz que incide en ella.     Cuando la LDR recibe la incidencia de luz sobre su superficie, su resistencia disminuye y cuando no recibe luz en su superficie dicha LDR incrementa su resistencia.
De acuerdo al diagrama anterior, el interruptor crepuscular como tal tiene tres terminales, siendo uno de ellos el que recibe la fase (Línea) de la red de suministro que en este caso es de 120v CA.    El segundo terminal corresponde al neutro de la red de suministro y el tercer terminal, es el que da salida a la corriente eléctrica que alimentará la carga que en este caso es una lámpara de 120v.

Funcionamiento:

Recordemos que cuando hay incidencia de luz en la LDR, su resistencia será menor que cuando no recibe luz en su superficie.             Estando el interruptor crepuscular conectado a la red de 120v, tendremos voltaje entre los conductores de fase y neutro, así como en uno de los contactos del interruptor.     Ahora bien, supongamos que a la LDR le llega luz por ser de día.    Su resistencia en este caso es baja (0.5 a 0.3 kohmios para este caso) por lo tanto esto permite el paso de corriente desde el terminal de la fase, a través de la bobina del relé, y pasando por la misma LDR, se dirige a la resistencia limitadora, desde donde llega al neutro, cerrando el circuito con lo que se energiza el relé y bajo la acción del electroimán que se forma en el, atrae al contacto del interruptor que tiene la fase, separándolo del que conecta a la carga.      Esta atracción magnética sobre uno de los contactos del interruptor, hace que estos se abran y con ello se apaga la lámpara.    Esto es lo que nos ilustra el diagrama anterior, cuya configuración corresponde al circuito en presencia de luz ambiental o sea durante el día.
Veamos ahora el caso contrario en el siguiente diagrama:

Configuración del interruptor crepuscular en ausencia de luz sobre la LDR. (de noche) relé desenergizado, contactos cerrados, luz encendida.

Este otro diagrama nos representa al circuito, en ausencia de luz ambiente osea cuando la LDR no recibe incidencia de luz sobre su superficie o durante la noche. Su resistencia tiende a aumentar a a mas de 70 kohmios para este caso.         Esto conlleva a que la corriente en la bobina del relé sea tan pequeña que el mismo se desenergiza y desaparece la atracción magnética sobre el contacto del interruptor mencionado antes, por lo que el mismo se une con el contacto que conecta a la carga permitiendo el paso de la fase hacia la misma, por lo que la lámpara se enciende ya que esta cierra su circuito con el neutro de la red de suministro tal como se ve en el diagrama.

Imagen que representa el aspecto físico de un interruptor crepuscular.

Su embalaje o carcasa viene preparada para instalarse a la intemperie sin que las inclemencias climáticas representen mayores problemas para su estructura y funcionamiento.     Es recomendable que el mismo sea instalado en su base original para mayor firmeza y estabilidad.       Un detalle importante a tener en cuenta es que la ventanilla transparente que da acceso visual a la LDR, debe colocarse apuntando hacia el Norte y fuera del alcance o incidencia de fuentes de luz, como lámparas, etc. para evitar accionamientos no deseados o funcionamiento errático.      El artefacto luminoso a activar con el interruptor mencionado, no debe iluminar la ventanilla de la LDR para evitar el efecto retroalimentación.

Esta imagen nos muestra los tres terminales del interruptor crepuscular.

El terminal de línea o fase, es el que se conecta a la línea viva de la red de suministro de los 120v CA.    Tal como veremos mas adelante, este terminal conecta a la bobina del relé y a uno de los contactos del interruptor accionados por este relé y que alimentará a la carga.   El terminal neutro se debe conectar al neutro de la red de suministro de 120, pero a la vez este terminal sirve de neutro a la carga que se va a controlar con el interruptor crepuscular tal como lo hemos visto en los diagramas anteriores.       Luego el terminal que va a la carga, es por donde saldría la fase hacia la carga una vez que se cierren los contactos del interruptor y luego dicha carga cierra su circuito por el neutro ya mencionado.

La imagen refleja la conexión del cableado tanto de la red al interruptor como del interruptor a la carga. (referirse también a los diagramas anteriores).

En  imagen anterior podemos ver una conexión improvisada con pinzas provenientes de un cable de alimentación conectado a la red de 120v.    Dichas pinzas están conectadas de forma provisional a los terminales Neutro y Fase del interruptor a como debe hacerse en condiciones de conexión formal, para su uso adecuado.     En la imagen se puede ver que el neutro que proviene de la carga también se conecta al neutro de la red de suministro eléctrico y que la fase de dicha carga se conecta al tercer terminal debidamente marcado en la base del interruptor.   Es así como lo reflejan los diagramas anteriores.

Acá podemos ver los componentes internos del interruptor crepuscular.

Tal como se ve en esta imagen, el relé tiene a su lado las laminitas que llevan los contactos del interruptor que conecta a la carga.     Cuando el relé se energiza, se crea el efecto electroimán y atrae a la laminita de color plata que contiene a uno de los contactos y lo separa de la laminita de color dorado donde está el otro contacto que va a la carga.    Esto es lo que sucede en condiciones de luz diurna o sea cuando la carga o luces deben apagarse ya que la luz que incide en al LDR, disminuye su resistencia y se activa el relé abriendo los contactos tal como ya lo comentamos antes.

        Esta imagen muestra con mas claridad tanto la lámina plateada que contiene al contacto móvil que es atraído por el electroimán del relé a como también se ve la lámina de color dorado donde va el otro contacto que conduce hacia la carga.

         Y en estas dos últimas imágenes podemos ver o simular el cierre y apertura de los contactos, tal como sucede cuando el relé se energiza (de día) los contactos se separan y la luz o carga se apaga. Luego en la imagen de mas abajo, vemos la condición que se da cuando el relé se desenergiza (de noche) los contactos se unen y la luz se enciende:

Entrada relacionada:   Puntos de luz y puntos de luz conmutados para escaleras o pasillos.

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Pava o Jarra calentadora de agua.

Pava o Jarra calentadora de agua.

Es un práctico y útil electrodoméstico, muy difundido en los hogares y nos facilita calentar agua en cantidades menores (mas o menos dos litros), aunque esto puede variar.    El calentamiento del agua se realiza gracias a un elemento de calefacción o resistencia eléctrica generalmente ubicada en el fondo de la jarra y que convierte la energía eléctrica en energía calorífica la cual es absorbida por el líquido, pudiendo llegar en pocos minutos a su punto de ebullición si así se desea.    La resistencia eléctrica puede venir adherida a una placa metálica que normalmente constituye el fondo interior del artefacto, o bien puede ser una resistencia de inmersión o sumergible que tiene forma de espiral sujeta al fondo en uno de los costados de la jarra.

En estas imágenes podemos ver dos jarras calentadoras de agua de diferentes capacidades y en su interior podemos ver que su resistencia o elemento de calentamiento también difiere tal como lo comentamos antes.

Funcionamiento de la jarra calentadora cuya resistencia es la base misma del artefacto.

Para facilitar la explicación del funcionamiento de este electrodoméstico tan útil y práctico, nos apoyaremos en su diagrama eléctrico básico.

La fase proveniente de la red de suministro eléctrico de 120v, llega hasta uno de los terminales del conector de la base de apoyo de la jarra.   Dicha base es normalmente separable del recipiente, de modo que esto nos permite vaciar el agua caliente para su uso.        Pero cuando la jarra se encuentra sobre la base, los terminales del conector hembra de dicha base, se unen al conector macho del recipiente, para permitir el paso de corriente eléctrica desde el cable de alimentación de tal modo que al cerrar los contactos del interruptor principal la fase puede pasar a un terminal de la resistencia de calentamiento, saliendo por el otro terminal de la misma.
Una vez que la corriente eléctrica atraviesa la resistencia, pasa a un interruptor de seguridad desde donde se dirige al terminal neutro del conector de la base de apoyo, cerrando el circuito de modo que ahora la resistencia comienza a calentarse y el neón se ilumina indicando que el artefacto está encendido.
Tanto el interruptor principal como el de seguridad para este caso, son controlados por termostatos bimetálicos que le permiten abrir sus contactos una vez que la temperatura alcanza los niveles ya establecidos para cada uno de dichos bimetálicos.             En el caso del interruptor principal que es de tipo Normalmente Abierto y que está ubicado en la parte superior del asa o  agarradera de la jarra, el bimetálico obliga a abrir los contactos cuando percibe el vapor del agua en ebullición mas o menos a 100 grados centígrados, cortando el paso de la corriente a la resistencia y al neón, por lo que ambos elementos se apagan, retornando el interruptor a su posición de apagado.
Por su parte el interruptor de seguridad que es de tipo Normalmente Cerrado y que se encuentra sujeto a la parte inferior de la resistencia, sus contactos están en serie con el conductor que corresponde al Neutro de la alimentación eléctrica y se abren por seguridad y para proteger al circuito, en caso de que  encendiéramos la jarra sin agua en el depósito.        Esto debido a que al no haber agua, la temperatura se eleva rápidamente activando al bimetálico del interruptor para apagar el artefacto.        Esto se hace para evitar daños al circuito y a al material de la jarra por recalentamiento ya que al estar sin agua, la resistencia elevaría tanto su temperatura que podría llegar a fundirse o a derretir el material plástico de la base.

Estructura de este tipo de jarra calentadora de agua

Para detallar su estructura iremos desmontando y analizando cada una de sus partes de modo que podremos ver la forma física de cada pieza y a la vez analizar su funcionamiento básico dentro del conjunto de elementos.   

Esta imagen nos muestra la tapa superior de la jarra calentadora.

Este componente juega un papel importante en el buen funcionamiento del artefacto debido a que permite el cierre adecuado para evitar que se produzca un derrame accidental de agua caliente, pero a la vez permite la salida de una "cierta porción" del vapor mediante un filtro muy fino ubicado en su parte frontal superior.       Dicho vapor es resultado del calentamiento del agua y se deja escapar con el fin de evitar que la presión dentro del depósito de agua se incremente.       Convenientemente una parte del vapor caliente del interior de la jarra, se canaliza  por un orificio para activar al elemento bimetálico del interruptor principal, una vez alcanzado el punto de ebullición del agua.        De modo que cuando dicho bimetálico percibe el nivel de temperatura correspondiente para activarse, abre los contactos de dicho interruptor.       Este termostato bimetálico, recibe una corriente de vapor a través de un orificio que canaliza dicho que lo conduce hacia el elemento bimetálico, por lo que el mismo se  activará cuando la temperatura que percibe alcance el nivel requerido para ello.           Para entonces ya el agua habrá herbido durante unos minutos acorde al volumen de líquido que se haya depositado en el recipiente.
Si ponemos en funcionamiento nuestra jarra calentadora de agua y cometemos el error de dejar la tapa abierta, mal cerrada o si la misma está rota o se le ha removido el filtro que originalmente posee, entonces el vapor se escapará libremente y no conseguirá alcanzar que la temperatura se eleve lo suficiente dentro de la recipiente, ni se podrá canalizar adecuadamente dicho vapor hacia el bimetálico, para su activación.     Por lo tanto el electrodoméstico no apagará adecuadamente, incrementando el tiempo de calentamiento y su consumo de energía.

  

Este es el depósito de agua cuya forma y capacidad puede variar según fabricantes.

El depósito de agua cumple la función de contener el líquido en su interior para su respectivo calentamiento.     Para este caso en particular, el fondo de dicho depósito lo constituye una placa circular de aluminio que va directamente adherida a la resistencia de calentamiento.      No es conveniente exceder el límite o capacidad indicado para dicho depósito ya que con esto logramos evitar derrames de agua caliente durante el proceso debido a que el líquido al calentarse tiende a aumentar su volumen.     La capacidad del depósito de agua normalmente viene cerigrafiado en sus costados externos.

Esta imagen corresponde a la agarradera o asa de la jarra.

Para este tipo de calentador de agua, el asa o la agarradera cumple la función de permitirnos sujetar el artefacto para su debida y segura manipulación, pero a la vez sirve de alojamiento al interruptor principal y al neón indicador de encendido.

Interruptor principal de este tipo de calentador de agua visto de diferentes ángulos.

Este interruptor eléctrico una vez que se activa, se queda enclavado en su punto de activación con sus contactos cerrados, pero en su estructura cuenta con un vástago de plástico plástico el cual es empujado en su momento por el elemento bimetálico que responde al cambio de temperatura del vapor producto del agua en ebullición en el interior del depósito.        Al activarse el elemento bimetálico, empuja al vástago y este se encarga de abrir los contactos del interruptor.

Boceto que nos ilustra el funcionamiento de una lámina bimetálica.

Veamos un poco el modo en que funciona un bimetálico.      Para esto nos apoyaremos en el boceto anterior que nos refleja el funcionamiento básico de un interruptor con termostato bimetálico.  Para que el bimetálico pueda abrir o cerrar los contactos del interruptor en base al cambio de temperatura, el mismo dispone de una delgada lámina fabricada con metales especiales.         Esta lámina está hecha en base a dos capas muy delgadas de metales distintos (de ahí el nombre de bimetálico).         La esta diferencia radica en que cada capa de metal tiene un coeficiente de dilatación térmico distinto.         En el boceto, las láminas del bimetálico están representadas, una con color rojo y la otra con color azul.            Al calentarse la lámina bimetálica una de sus caras se dilata con mas rapidez que la otra.      El resultado es que esta lámina bimetálica, se curva dando un salto hacia una de sus caras al percibir determinados niveles de temperatura.         En su forma práctica, la lámina tiende a curvarse de golpe hacia la capa de metal que tiene menor coeficiente de dilatación, haciendo el "clic" característico.      Al curvarse dicha lámina, actúa sobre el vástago de plástico que a su vez empuja y separa uno de los contactos del interruptor desconectando el circuito.
A la izquierda del boceto tenemos una representación de la lámina del termostato bimetálico en condiciones de temperatura ambiente.  La franja roja representa a la capa de metal que tiene mayor coeficiente de dilatación térmica y la azul representa a la que tiene menor coeficiente de dilatación.       
En circunstancias de temperatura ambiente, podemos cerrar los contactos del interruptor.    Sin embargo para este caso, a medida que el líquido dentro de la jarra (con la tapa cerrada) se va calentando, el calor del vapor resultante alcanza a la lámina bimetálica del termostato.   Esto hará que la capa metálica de mayor coeficiente de dilatación (para el ejemplo es la de color rojo) se dilate mas rápido que la capa de menor coeficiente de dilatación (de color azúl) y como consecuencia de esto, la lámina del termostato bimetálico, se curva hacia el lado de menor dilatación, dando "un salto" y empujando el vástago que separa los contactos del interruptor, con lo cual se apaga la jarra.
Es importante saber que el elemento bimetálico del interruptor principal, tarda unos segundos en enfriarse y volver a su posición de reposo.   En este lapso de tiempo, dicho interruptor no se podrá activar nuevamente como para encender de nuevo la jarra.    Mientras haya agua o vapor lo suficientemente caliente dentro del depósito, el bimetálico podría quedar activado impidiendo que se pueda encender de nuevo el artefacto.     Es necesario abrir la tapa y esperar uno o dos minutos para que se enfríe lo suficiente la lámina bimetálica y pueda volver a funcionar el interruptor con normalidad.

Esta imagen representa al interruptor de seguridad.

Su función es cortar el paso de corriente y apagar el artefacto cuando lo hemos encendido sin depositar agua al recipiente.         Si por alguna razón dejamos la jarra encendida, pero  sin agua en el depósito, entonces no habrá líquido que disipe o absorba el calor de la resistencia, ni vapor caliente que afecte al termostato del interruptor principal para realizar el apagado.       Al no abrirse el interruptor principal, esto puede hacer que la resistencia se caliente a tal punto que pueda llagar  a derretir el material plástico de la base de la jarra o fundirse por exceso de temperatura.      Tal como lo habíamos comentado antes, para prevenir este inconveniente se ha instalado en el conjunto un interruptor de seguridad controlado por otro bimetálico.      Este último  va sujeto a la placa de la resistencia de calentamiento en su parte inferior.         Dicho termostato bimetálico, se activa a pocos segundos de encender la jarra sin agua en su depósito, debido a que en estas circunstancias la temperatura en la resistencia se eleva rápidamente al no haber agua que pueda absorber toda esa energía calorífica.          Este bimetálico, abre los contactos del interruptor de seguridad que van en serie con el neutro de la red de alimentación eléctrica y por tanto la jarra se apaga.

Resistencia de calentamiento adherida a placa de aluminio en el fondo de la jarra.

La función de este componente eléctrico, es la de convertir la energía eléctrica de la red de suministro en energía calorífica, una vez que se activa el interruptor principal o de encendido.      El calor generado en la resistencia, es transferido a la placa de aluminio que en si, constituye el fondo de la jarra, lugar desde donde la energía calorífica es absorbida por el agua.     Como resultado de esto, el agua se calienta hasta su punto de ebullición y a partir de aquí el termostato bimetálico del interruptor de encendido puede activarse para apagar el artefacto.        De igual manera el aparato puede ser apagado en el punto en que el usuario lo desee antes de que el agua empiece a hervir.     El componente de color negro que se aprecia en el centro de la resistencia, es el interruptor de seguridad.

Cable de alimentación

Este componente es el que nos permite conectar la jarra calentadora de agua a la red de suministro eléctrico de 120v en nuestro caso.     Está conformado por un conector de dos espigas que nos permiten conectar el cable a la red de suministro eléctrico a través de un toma corriente.    Dichas espigas van unidas a dos conductores:  uno para el neutro y el otro para la fase de la red eléctrica mencionada.   Es importante asegurarnos de que el cable se encuentre en muy buen estado ya que si llegara a tener conductores o alambres expuestos, podría darnos una peligrosa descarga eléctrica.   De igual manera, es recomendable mantenerlo limpio y sin torceduras que puedan causar su deterioro progresivo. 

Este elemento es el conector de la jarra que le permite separarse de su base.

La función de este elemento es la de permitir el paso de corriente hacia los interruptores y hacia la resistencia mediante la unión de dos conectores separables de tipo "hembra y macho" siendo el hembra el que va unido a la base y el macho el que va adherido a la jarra.        De esta forma la jarra pueda ser separada de su base para vaciar con comodidad el agua para su uso, o bien volver a posicionar dicha jarra en su base para una nueva fase de calentamiento si así se desea.      Las piezas circulares de este conector constituyen la conexión al neutro y a tierra, del aparato.    El pin del centro, es el punto de conexión de la fase.    Este conector y el que posee la base separable son los que hacen la función de conectores hembra y macho.

Base separable con conector hembra.

Este componente, constituye la base donde se apoya la jarra y que a su vez se puede remover.       Dicha base contiene al conector hembra donde encontramos la fase y el neutro de la alimentación eléctrica provenientes del cable de de conexión a la red de suministro eléctrico.          Su forma que en este caso es circular, coincide con el conector macho que viene adherido al fondo exterior del recipiente de agua.

Fallos y posibles soluciones.

Los fallos pueden darse tanto en su parte eléctrica como en la estructura física del aparato.     Uno de los fallos mas comunes se da por el mal funcionamiento de los termostatos bimetálicos que con el tiempo se ven afectados por el agotamiento de la lámina la cual pierde su capacidad de respuesta.      Otra causa de mal funcionamiento del artefacto, es la capa de carbón que se le forma a los contactos producto del flameo o chispa que suele generarse en ellos durante su cierre o apertura.      Lo recomendable en estos casos es el cambio total del interruptor ya que en su mayoría de los casos estos componentes son herméticos.
Una falla no muy común pero que se puede dar, es la apertura interna de la resistencia y la única solución es el cambio de la misma.        El cableado interno, junto con el cable de alimentación, son otra fuente de posibles fallos por ruptura o recalentamiento.         La mejor solución es el cambio de estos elementos por otros cuyas capacidades sean las requeridas, aunque si se tiene el conocimiento necesario, se puede recurrir a una reparación de los mismos.
Los daños en la estructura física de este electrodoméstico, al igual que los de tipo eléctrico pueden en ser considerados de modo que se evalúe si es posible una reparación o si amerita que la misma se lleve a cabo, teniendo en cuenta si los costos de tal reparación son viables dado que estos artefactos en la mayoría de los casos no suelen ser muy caros, pero si de mucha utilidad.
Entre los daños mas comunes en la estructura física de este tipo de calentadores de agua encontramos los relacionados con el sobre calentamiento del interruptor principal debido a tiempos de activación innecesaria mente prolongados.       Esto suele suceder cuando se elimina o se rompe el filtro de la tapa, así como cuando se deja la tapa abierta o mal cerrada mientras se está calentando agua, debido a que (tal y como lo mencionamos antes) en estas circunstancias el interruptor principal no se activará adecuada mente y se recalienta al retardarse considerablemente el apagado.      Este recalentamiento hace que se lleguen a derretir las piezas de plástico que forman parte de dicho interruptor y debido a esto se produce un mal funcionamiento del componente al desalinearse sus piezas internas por el derretimiento.
También suelen darse fallas por fugas de agua del recipiente, que están relacionadas en la mayoría de los casos con fisuras en el material de la estructura del artefacto.  De igual manera pueden darse daños en los sellos de goma provocando las fugas de líquido.    Estos fallos pueden conllevar a que el usuario se vea expuesto a sufrir descarga eléctrica por lo que ante la mas mínima señal de fuga lo recomendable es la evaluación del aparato para determinar si requiere y si es posible su reparación.

        A continuación les dejo un enlace a esta entrada que trata sobre otro útil electrodoméstico:
Estructura, funcionamiento, fallas y posibles soluciones de una Cafetera o Coffee Maker

Saludos mis amigos, gracias y que DIOS les conceda mucha Salud, Trabajo, Paz, Éxitos y Prosperidad...!!!

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