Jugar con los osciladores puede proporcionarnos un buen rato de diversión y, a la vez, una buena fuente de aprendizaje. Empezaremos por ver circuitos sencillos con LEDs. Esta es una buena forma de comprender el funcionamiento de los osciladores, puesto que los LEDs nos proporcionan una información visual muy útil. Además, son circuitos que podemos llevarlos a la práctica para construir elementos de señalización luminosa en serio, ya que son circuitos que tienen múltiples aplicaciones prácticas. En esta lección veremos como construir un doble FLASH, un SEMÁFORO sencillo, un INDICADOR de dirección, unas luces tipo coche de la POLICÍA o una señal luminosa de PELIGRO. Te recomiendo la lectura previa de estas lecciones, por su relación directa con el tema: - Formas de onda periódicas. - Osciladores: generadores de ondas. - LEDs: conexionado serie/paralelo. # Comenzamos... Me interesa bastante que comprendas bien los circuitos mostrados en la figura superior, ya que, son la base de todo lo demás. En la fig.A vemos un circuito simple de un LED con su R limitadora y su fuente de alimentación (una pila de 9V). Al LED le llega, por arriba (por su ánodo), una tensión de +9V y, por abajo (a través de la R), una tensión inferior a +9V, esto hará que el LED se ilumine. Diremos, por tanto, que el LED para iluminarse necesita una determinada V en su ánodo (A) y una V inferior a esa en su cátodo (K). Dicho de otro modo: debe de haber siempre una diferencia de potencial (d.d.p.) entre sus 2 patas (ánodo y cátodo) para que emita luz. En la fig.B vemos el esquema eléctrico del mismo circuito al que hemos añadido un conmutador en la parte superior (la rama "+" de la alimentación). Este conmutador va a permitirnos darle 0V o +9V al ánodo del LED, según sea su posición de conmutación. Si situamos el conmutador en la posición 1, entregaremos +9V al ánodo del LED. Si lo situamos en la posición 0, le estaremos entregando 0V. Con +9V en su ánodo el LED se enciende. Con 0V permanece apagado porque no hay esa d.d.p. necesaria para que pueda emitir luz. Por lo tanto, si vamos accionando el conmutador repetidamente, veremos que el LED: enciende, apaga, enciende, apaga... Enciende en la posición 1 del conmutador (cuando le damos +9V) y se apaga en la posición 0 del conmutador (cuando le damos 0V). Pues, eso mismo es lo que va a hacer un oscilador de onda cuadrada: entregar un voltaje alto (1), seguidamente, un voltaje bajo (0) y así se va a estar repitiendo, de forma automática, a lo largo del tiempo.   La fig.C muestra el mismo esquema pero, esta vez, con el conmutador situado en la parte inferior (la rama "-" de la alimentación). Este conmutador va a permitirnos darle 0V o +9V, esta vez al cátodo del LED, según sea su posición de conmutación. Con +9V (1) en su ánodo el LED permanece apagado porque no hay esa d.d.p. necesaria para que pueda emitir luz. Con 0V (0) se enciende. En esta ocasión, el LED funciona a la inversa del anterior: enciende con un 0 (0V) y se apaga con un 1 (+9V) ... esta condición invertida nos va a permitir hacer unas cuantas maniobras interesantes ;-)   # Conectando osciladores ! Arriba, en la fig.A, vemos el mismo circuito ahora conectado a la salida del oscilador de onda cuadrada, el cual le va a estar entregando, de forma continuada, "unos" (+9V) y "ceros" (0V) al ánodo del LED1. Su cátodo está conectado a masa (0V) por medio de la R. Cuando le llegue un 1 (+9V) el LED1 encenderá. Cuando le llegue un 0 (0V) el LED1 permanecerá apagado. En la fig.B podemos ver el oscilador atacando al LED2 por su cátodo y con su ánodo conectado a +Vcc por medio de la R. Esto, como ya hemos comentado anteriormente, hará que el LED2 funcione a la inversa que el de la fig.A. Cuando le llegue un 1 (+9V) el LED2 permanecerá apagado. Cuando le llegue un 0 (0V) el LED2 encenderá. Ambos circuitos harán que el LED se encienda y apague (como un FLASH) a la frecuencia del oscilador. En la fig.C tenemos el esquema en el que hemos unido los 2 circuitos anteriores (A+B). Su funcionamiento ya lo conocemos: un LED se encenderá con un 1 (el verde) y el otro con un 0 (el rojo). Como el oscilador le está entregando repetidamente: 1-0-1-0-1-0 .... ambos LEDs se estarán encendiendo y apagando alternativamente. Este circuito de la fig.C sería, entonces, un doble FLASH. De todos modos, este "invento" de hacer funcionar al LED de forma inversa no es perfecto. Por un lado nos obliga a hacer diferentes conexionados en los LEDs (unos van atacados por el ánodo, otros por el cátodo; unos van con la R a 0V, otros con la R a +Vcc) y, por otro lado, el LED conectado de forma inversa no suele llegar a pagarse del todo cuando debería estar completamente apagado.   Para solucionar los "problemillas" comentados, es mejor modificar el circuito B y C anteriores tal y como muestra la fig.B´y fig.C´del gráfico superior. En vez de hacer operar el LED de forma inversa, lo que hacemos es colocar un inversor (p.ej. una puerta NOT) a la salida del oscilador y así tenemos 2 señales iguales pero una invertida respecto a la otra. Una salida tendrá la secuencia: 1-0-1-0... y la otra: 0-1-0-1... De esta forma, si conectamos ambos LEDs de la misma forma (con el ánodo al oscilador y el cátodo a masa por medio de la R) y atacamos a uno de ellos con la señal sin invertir y al otro con la señal invertida, ambos LEDs se encenderán y apagarán alternativamente. Ahora de forma correcta !.   # Empieza el juego ! Un oscilador de onda cuadrada , al tener una salida binaria (1 o 0), solo nos permite encender y apagar "algo" y no da demasiado juego para aplicar a una amplia variedad de circuitos. En cambio, aprovechando también su salida invertida y aplicando nuestra imaginación, podemos llegar a diseñar ya un buen puñado de circuitos interesantes de aplicación práctica. En la figura superior tenemos el esquema de un oscilador de onda cuadrada, o multivibrador, que podemos utilizar para nuestros juegos. Este oscilador es de frecuencia variable, de 0,25Hz a 25Hz (aprox.), y es recomendable alimentarlo con una fuente de alimentación o una pila de entre 9V y 12V. La baja frecuencia con la que trabaja es la adecuada para poder ver el funcionamiento de los circuitos un poco a “cámara lenta”, ya que, si encendemos y apagamos un LED con una frecuencia superior a 25 o 30Hz, el ojo humano deja de percibir el parpadeo del LED dando la impresión de que está siempre encendido y podría llevarnos a pensar que el oscilador no está funcionando adecuadamente. Por otra parte, los circuitos que vamos a ver a continuación deben funcionar habitualmente a una baja frecuencia para poder apreciar sus señales luminosas. El oscilador del esquema posee 2 salidas: la salida 1 (S1) y la salida 2 (S2), invertida respecto a la 1. Por lo tanto, si usas este circuito, ya no es necesario añadir el inversor que aparece en los circuitos que veremos a continuación. Arriba, la fig.A nos muestra el esquema de un doble FLASH del que ya se ha hablado. La fig.B muestra un circuito de un SEMÁFORO sencillo (sin el estado “ambar”) similar a, p.ej., un semáforo para control de tráfico en un punto de obras. Todos sabemos como funciona un semáforo, por lo tanto no necesita mucha explicación. Este semáforo lleva 2 líneas de control, con 2 LEDs en paralelo cada una. La línea 1, en azul, lleva la señal de la salida 1 (S1) que encenderá y apagará el LED verde de la izquierda y el LED rojo de la derecha. La línea 2, en verde, lleva la señal de la salida 2 (S2) que encenderá y apagará el LED rojo de la izquierda y el LED verde de la derecha. Así, cuando el control de la línea 1 mande encender (1), el control de la línea 2 (que está invertido) mandará apagar (0) y viceversa. Este proceso se repetirá indefinidamente mientras el oscilador esté funcionando. Los circuitos de la fig.C y fig.D son iguales: 2 líneas, cada una con 3 LEDs en serie. La única diferencia está en el color de los LEDs utilizados y en su forma de colocarlos. La fig.C nos muestra una colocación de LEDs en fila, alternando un LED de cada línea (seguir línea de color azul y línea de color verde). En la fig.D los colocamos en forma de flecha para indicar la dirección. Como en el circuito anterior: cuando el control de la línea 1 mande encender (1), el control de la línea 2 (que está invertido) mandará apagar (0) y viceversa. Este proceso se repetirá indefinidamente mientras el oscilador esté funcionando.   En la fig.E vemos el esquema de una señal parpadeante de PELIGRO. Este circuito, por la forma en que van colocados los LEDs (formando un círculo) parece más enmarañado de lo que es en realidad. De hecho, el esquema mostrado en la fig.F, es exactamente el mismo pero sin formar el círculo con los LEDs intercalados… a qué parece más fácil de entender? Son, igual que en los circuitos anteriores, 2 líneas (salida 1 y salida 2) que controlan, esta vez, a 4 LEDs en paralelo cada una de ellas. Por lo tanto, sucederá lo mismo que en los circuitos anteriores: cuando el control de la línea 1 mande encender (1), el control de la línea 2 (que está invertido) mandará apagar (0) y viceversa. Este proceso se repetirá indefinidamente mientras el oscilador esté funcionando.   Te dejo estos circuitos para que puedas jugar y verlos en acción en el simulador online: Simulación online.