Caso práctico: Alarma luminosa con relé y sensor de puerta

Materiales

• 1 × Fuente de alimentación DC 12 V (500 mA o más).
• 1 × Relé de 12 V DC, 1 polo conmutado (SPDT: contactos COM, NO, NC).
• 1 × Interruptor magnético para puerta (tipo reed con imán, contacto normalmente cerrado o normalmente abierto; usaremos tipo normalmente cerrado/NC).
• 1 × Diodo de protección para la bobina del relé (por ejemplo 1N4007).
• 1 × Lámpara de 12 V o tira de LED de 12 V (máx. corriente según capacidad de los contactos del relé; por ej. ≤ 1 A).
• 1 × LED indicador (opcional, por ejemplo LED rojo estándar de 5 mm).
• 1 × Resistencia para el LED indicador (1 kΩ, 1/4 W).
• Cables y protoboard (si el relé es para PCB) o regleta de conexiones.
• 1 × Multímetro digital (para tensión y corriente).

Guía de conexionado

Trata esta sección como la especificación oficial de conexiones. El esquemático ASCII de la siguiente sección implementa EXACTAMENTE estas conexiones.

• Alimentación principal:
• Conecta el terminal positivo de la fuente de 12 V al nodo etiquetado como +12V.

• Conecta el terminal negativo de la fuente de 12 V al nodo etiquetado como GND.

• Bobina del relé:

• Conecta un terminal de la bobina del relé al nodo +12V.

• Conecta el otro terminal de la bobina del relé al nodo VB node.

• Interruptor magnético de puerta (sensor):

• Conecta uno de los terminales del interruptor magnético al nodo VB node.
• Conecta el otro terminal del interruptor magnético al nodo GND.

• Se asume interruptor tipo normalmente cerrado (NC): con la puerta cerrada, el contacto está cerrado y une VB node a GND.

• Diodo de protección (diodo de rueda libre):

• Conecta el cátodo del diodo (marcado con banda, en el esquema se verá como [D1] 1N4007) al nodo +12V.
• Conecta el ánodo del diodo al nodo VB node.

• El diodo queda en paralelo con la bobina del relé, pero polarizado en inversa respecto a la alimentación (NO debe conducir en funcionamiento normal).

• Contactos de potencia del relé (para la lámpara/LED de 12 V):

• Usa el contacto común (COM) del relé y el contacto normalmente abierto (NO).
• Conecta el contacto COM del relé al nodo +12V.
• Conecta el contacto NO del relé al nodo VL node.
• Conecta el otro terminal de la lámpara/LED de 12 V al nodo GND.
• Conecta el nodo VL node a uno de los terminales de la lámpara/LED de 12 V.

• El contacto NC del relé no se usa en este caso práctico; déjalo sin conectar.

• LED indicador de activación del relé (opcional):

• Conecta el ánodo del LED indicador (lado positivo) al nodo +12V a través de la resistencia:
  • Conecta el nodo +12V a un extremo de la resistencia [R1] 1 kΩ.
  • Conecta el otro extremo de [R1] al nodo VI node.
• Conecta el cátodo del LED indicador al nodo VB node.
• El nodo VI node solo sirve como unión entre resistencia [R1] y ánodo del LED indicador.

Esquemático

            +12V
            |
            +--------------------+--------------------+
            |                    |                    |
          [R1] 1kΩ              [K]                  COM (relé)
            |                 Bobina                  |
      VI node o                 |                     |
            |                 VB node o---------------+
          [LED] Indicador        |                  NO (relé)
            |                 [D1] 1N4007             |
            |                  |                      |
           GND                 |                      o VL node
                               |                      |
                           Interruptor                [LAMP] 12V
                          magnético NC                |
                               |                      |
                              GND                    GND

Leyenda rápida:
– [K] Bobina es la bobina del relé (entre +12V y VB node).
– COM y NO son los contactos de potencia del relé.
– [LAMP] 12V es la lámpara o carga de 12 V.
– [LED] Indicador es el LED pequeño de panel, con su resistencia [R1] 1kΩ.
– [D1] 1N4007 es el diodo de protección de la bobina.

Mediciones y pruebas

• Verificación de tensiones básicas:

  • Mide la tensión entre +12V y GND con el multímetro en modo voltímetro DC. Debe leerse ~12 V.
  • Con la puerta CERRADA (interruptor NC cerrado), mide entre VB node y GND. Debe leerse ~0 V (está a masa a través del interruptor).
  • Con la puerta ABIERTA (interruptor abierto), mide entre VB node y GND. Debe leerse aproximadamente 12 V (la bobina queda alimentada).

• Comprobación de activación del relé:

  • Con el multímetro en voltímetro DC, mide entre COM y NO del relé:
    • Puerta cerrada: COM-NO debe mostrar una tensión próxima a la de la carga o estar “abierto” (si mides continuidad, debe marcar circuito abierto).
    • Puerta abierta: COM-NO debe mostrar una resistencia muy baja (casi cortocircuito); en modo voltímetro, la tensión entre COM y NO será ≈ 0 V cuando el relé está activado.
  • Observa la lámpara/LED de 12 V: debe encenderse claramente cuando la puerta se abre y apagarse cuando la puerta se cierra.

• Medición de corriente de bobina (I_bobina):

  • I_bobina (corriente de bobina) es la corriente que circula por la bobina del relé cuando está activada.
  • Para medirla, pon el multímetro en modo amperímetro DC y colócalo en serie con la bobina:
    • Desconecta el cable que va de +12V a la bobina.
    • Conecta el terminal positivo del amperímetro al +12V.
    • Conecta el terminal negativo del amperímetro al terminal de la bobina que iba antes a +12V.
  • Abre la puerta para activar el relé y lee la corriente: compárala con el valor típico de la hoja de datos (por ej., 40 mA). Debe estar en un margen similar.

• Verificación de caída de tensión en la carga (V_LAMP):

  • V_LAMP es la tensión que aparece directamente en los bornes de la lámpara/LED de 12 V.
  • Con el multímetro en voltímetro DC, coloca las puntas de prueba en cada extremo de la lámpara.
  • Con la puerta abierta (relé activado), debe leerse un valor cercano a 12 V.
  • Con la puerta cerrada (relé desactivado), V_LAMP debe ser ≈ 0 V.

• Pruebas funcionales dinámicas:

  • Abre y cierra la puerta repetidas veces comprobando:
    • Que el relé acciona sin parpadeos ni ruidos extraños.
    • Que el LED indicador (si se ha montado) se enciende solo cuando el relé está activado (puerta abierta).
    • Que no se calienta en exceso el relé ni la lámpara para tiempos de uso prolongados (tocar con cuidado tras varios minutos).

Errores comunes y cómo evitarlos

• Olvidar el diodo de protección de la bobina:
• Al desconectar la bobina, se genera un pico de tensión que puede dañar otros componentes.

• Asegúrate de que [D1] 1N4007 está en paralelo con la bobina, con cátodo a +12V y ánodo a VB node.

• Invertir los contactos del relé (usar NC en lugar de NO sin querer):

• Comprueba el datasheet o el dibujo en la carcasa del relé para identificar correctamente COM, NO y NC.

• Si conectas la lámpara a NC en lugar de NO, la luz estará encendida en reposo y apagada al abrir la puerta (comportamiento invertido).

• Uso de interruptor magnético de tipo incorrecto:

• Este caso práctico supone un interruptor NC (cerrado con la puerta cerrada).

• Si tu sensor es normalmente abierto (NO), la lógica se invierte: revisa las mediciones y adapta si es necesario (podrías querer usar el contacto NC del relé para mantener el comportamiento deseado).

• Sobrecargar los contactos del relé:

• Revisa la corriente máxima admisible de los contactos del relé (por ej. 3 A a 12 V DC).

• Asegúrate de que la lámpara o carga no supera ese valor; si es superior, deberás usar un relé más robusto o una etapa intermedia (contactores, MOSFET, etc.).

• Conexión incorrecta del LED indicador:

• No olvides la resistencia serie [R1] 1 kΩ para limitar la corriente del LED.
• Verifica polaridad: ánodo hacia la resistencia (y luego a +12V), cátodo hacia VB node.

Seguridad y buenas prácticas

• Trabaja siempre con la fuente desconectada mientras realizas o modificas conexiones.
• Aunque uses solo 12 V, evita cortocircuitos: pueden dañar la fuente o calentar peligrosamente los cables.
• Si adaptas este circuito para controlar tensiones de red (230 V AC) a través del relé:
• Mantén total separación física entre la parte de baja tensión (12 V) y la parte de red.
• No manipules la parte de red si no tienes formación específica y homologada.
• Usa cajas de conexión, clemas y aislantes adecuados para red eléctrica.

Posibles mejoras y extensiones

• Añadir una sirena de 12 V en paralelo con la lámpara para tener alarma sonora y luminosa.
• Añadir un temporizador (por ejemplo, usando un circuito RC con un transistor o un pequeño microcontrolador) para que la luz se apague sola a los X minutos de abrir la puerta.
• Implementar un interruptor manual de desactivación que permita anular temporalmente la alarma sin desmontar el sistema.
• Integrar un sensor adicional (por ejemplo, sensor de luz ambiente) para que la lámpara solo se active por la noche.

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Carlos Núñez Zorrilla

Electronics & Computer Engineer

Ingeniero Superior en Electrónica de Telecomunicaciones e Ingeniero en Informática (titulaciones oficiales en España).

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