Proyecto integrador

01 · Punto de partida

De noche se enciende sola

El proyecto usa diez temas a la vez: LDR que sensa (T29–30), preset que ajusta el umbral (T8), MOSFET que conmuta sin cargar el divisor (T22–23), LED dimensionado por color (T17), protección de fuente (T16/33) y documento repetible (método T1).

Especificación: con luz de día apagada, de noche enciende LED rojo; umbral ajustable; 5 V USB; consumo en reposo mínimo.

• ¿Por qué MOSFET y no transistor?
• ¿Cómo se dimensiona el divisor con preset?
• ¿Qué mido para darlo por bueno?
• ¿Qué documento queda al final?

02 · Diseño calculado

Números antes de pinchar

Preset 47k arriba, LDR abajo, gate al nodo, pull-down 100k de seguridad. LED rojo + 330 Ω en drain a 5 V.

Margen contra Vgs(th) ~2 V: día 0,2 ≪ 2 (apagado seguro), noche 4,05 ≫ 2 con Rds bajo (encendido franco). LED: (5−2)/330 ≈ 9 mA; MOS: P ≈ 0; divisor día: 5/49k ≈ 0,1 mA (eterno).

03 · Taller

Montar, medir y dictaminar

1. 1
   Divisor solo.

   Preset + LDR sin MOS: medir Vg tapado y al sol. Debe dar ≈ 0,2 / 4,0 V. Si no, revisar preset y luz parásita.

2. 2
   MOS + LED.

   Gate al nodo, drain a LED+330, source a GND, pull-down 100k. Tapado: enciende. Al sol: apaga.

3. 3
   Medir los 4 números.

   Vg día/noche, Vds on (mV), I LED. Comparar contra predicción (±15 % por LDR no calibrada).

4. 4
   Ajustar umbral.

   Girar preset hasta que conmute al atardecer deseado. Anotar posición (¡documentar el ajuste!).

5. 5
   Protección y cierre.

   Diodo serie en fuente si hay riesgo de inversión; informe de 7 bloques (Tema 28, curso 1).

04 · Mejoras honestas

Qué agregaría (y qué no)

Relé en vez de LED

Mismo gate maneja relé 5 V/70 mA + diodo (Tema 25): luz de 220 V conmutada (prohibido montarla acá, diseñado sí).

Histéresis real

Evita parpadeo en el umbral: comparador con realimentación (curso 4). Sin ella, el atardecer parpadea un rato: normal y documentado.

Segundo canal diurno

Otro MOS con LDR invertida (arriba): verde de día, rojo de noche. Mismo método, doble.

No hacer: BJT directo

La base cargaría el divisor y falsearía el umbral (Ib comparable a Idiv). Por eso MOS: la decisión técnica del proyecto.

05 · Informe en código

Predicciones + dictamen con medidas

Función del proyecto completo: predice, compara con medidas y dictamina:

def predecir(vs=5.0, r_preset=47000, r_dia=2000, r_noche=200000):
    vg_dia = vs * r_dia / (r_preset + r_dia)
    vg_noche = vs * r_noche / (r_preset + r_noche)
    print(f"Vg día={vg_dia:.2f}V (OFF) noche={vg_noche:.2f}V (ON)")
    return vg_dia, vg_noche


def dictaminar(vg_dia_m, vg_noche_m, vg_dia_p, vg_noche_p, tol=0.15):
    for nombre, m, p in [("día", vg_dia_m, vg_dia_p), ("noche", vg_noche_m, vg_noche_p)]:
        err = abs(m - p) / max(p, 0.1)
        print(f"{nombre}: med {m}V vs pred {p:.2f}V -> {'OK' if err <= tol else 'REVISAR'}")
    return True


pred = predecir()
dictaminar(0.25, 3.9, *pred)

Con medidas 0,5 V / 3,5 V: ¿dictamina OK? ¿Qué causa buscarías primero?

Barrido del preset

Ver el umbral moverse con el ajuste:

def barrer_preset(vs=5.0, r_noche=200000):
    for rp in [10000, 47000, 100000]:
        vg = vs * r_noche / (rp + r_noche)
        print(f"Preset {rp}: Vg noche={vg:.2f}V")


barrer_preset()

06 · Analogía programador

MVP con sensores

1. 1
   MVP = sensor + umbral + salida.

   Sin histéresis ni app: el producto mínimo que sensa y actúa. Shippearlo enseña más que perfeccionarlo.

2. 2
   Preset = config.

   Umbral ajustable en campo sin recompilar: feature flag con destornillador.

3. 3
   Informe = README.

   Otro lo repite solo con tu documento: definición de terminado del hardware.

07 · Exploración

Laboratorio: fases del integrador

Elegí tu fase: el laboratorio da objetivo, verificación y criterio de avance para no saltear pasos.

Preguntas para explorar

1. ¿Por qué medir el divisor sin el MOS primero?
2. ¿Qué revela Vds de 2 V en marcha nocturna?
3. ¿Qué fase convierte el montaje en proyecto aprobado?

08 · Comprensión

Confusiones frecuentes

09 · Práctica guiada

Ejercicios de integración

Ejercicio 1: predecir y medir

Con predecir(): Vg día/noche. Montá y medí ambas. Ejecutá dictaminar() con tus números. ¿Verde?

Ejercicio 2: mover el umbral

Con barrer_preset(): ¿qué preset centra el umbral si tu noche real da LDR 100k? Recalculá Vg noche.

Ejercicio 3: agregar relé

Sumá relé 5 V en paralelo con el LED (con su diodo). ¿Cambia Vg? ¿Itot? ¿Dictamen térmico del MOS?

10 · Síntesis

Ideas para recordar

Diez familias en un módulo que trabaja solo. Solo falta cerrar: en el próximo y último tema, balance del curso y puente al 4.