01 · Punto de partida
Dos bobinas que trabajan distinto
Un choque en serie limpia la fuente sin disipar como un resistor; una bobina de relé convierte corriente en clic mecánico. Ambas se eligen por L + Isat + DCR (Tema 13), ambas se verifican midiendo, y la del relé exige su diodo en antiparalelo para no patear al cortar.
Taller de hoy: filtro LC medido en rizado y relé 5 V con diodo, clic incluido.
- ¿Cómo dimensiono un choque de filtro?
- ¿Qué relé elijo y cómo lo acciono sin transistor?
- ¿Por qué el diodo va al revés?
- ¿Cómo verifico cada montaje?
02 · Filtro con choque
L en serie que limpia
Diseño: choque 470 µH (Isat ≥ 1 A, DCR ≤ 0,2 Ω) en serie + electrolítico 470 µF/25 V a GND. Frecuencia de corte aproximada fc = 1/(2π√LC) ≈ 340 Hz: por encima atenúa, por debajo pasa. Verificación: rizado AC antes/después con multímetro (debe bajar) y temperatura del choque (frío = Isat/DCR sanos).
| Decisión | Elegido | Motivo |
|---|---|---|
| Choque | 470 µH, Isat 1 A, DCR 0,15 Ω | fc ≈ 340 Hz con 470 µF; I pico < 70 % Isat |
| Capacitor | 470 µF/25 V 105 °C | Reserva + ripple con margen (Tema 11) |
| Verificación | Rizado AC + tacto | Menos rizado y frío = filtra |
Con 200 mA de carga: caída en DCR = 0,2×0,2 = 40 mV (nada) y P = 8 mW (frío). El choque filtra sin el costo de un resistor.
03 · Relé con diodo
Clic protegido
Diseño: relé 5 V, bobina 70 Ω (71 mA) accionado con pulsador desde USB 5 V, diodo 1N4007 en antiparalelo (cátodo al +). Al soltar, la bobina recircula por el diodo en vez de patear: sin chispa, sin pico.
Sin diodo
Pico al soltar
La corriente insiste y genera decenas de voltios: pica contactos, resetea micros cercanos, acorta vida.
Con diodo (cátodo al +)
Recirculación suave
La corriente gira por diodo+bobina decayendo con τ = L/R: clic limpio, sin pico. Cuesta un diodo.
- ¿Por qué al revés?
- En marcha normal el diodo está bloqueado (cátodo a +); solo conduce en el instante del corte, cuando la bobina invierte su tensión. Al derecho cortocircuitaría la fuente.
- ¿Qué diodo?
- 1N4007 sobra para relés chicos (1 A/1000 V); 1N4148 para señal. Criterio: If ≥ corriente de bobina, Vr ≥ fuente ×2.
- ¿Cómo se verifica?
- Clic audible + V bobina 5 V en marcha + contactos que conmutan (continuidad en NO/NC, Tema 25). Sin osciloscopio alcanza.
- ¿Transistor ya?
- Con pulsador manual no hace falta (este taller). Con micro sí: driver con transistor + diodo (Temas 20 y 25).
04 · Medición
Qué medir en cada uno
| Montaje | Medir | Esperado |
|---|---|---|
| Filtro LC | Rizado AC antes/después | Menor después; choque frío |
| Filtro LC | DCR del choque sin energía | ≈ 0,15 Ω (coherente con hoja) |
| Relé | V bobina en marcha | ≈ 5 V; I ≈ 71 mA |
| Relé | Continuidad NO/NC | Conmutan con el clic |
05 · Filtro y relé en código
fc, rizado y bobina calculados
Frecuencia de corte LC, caída en DCR y ficha del relé:
Python en tu navegador. Calculá tu filtro y tu relé antes de montarlos.
import math
def filtro_lc(l_uH, c_uF):
fc = 1 / (2 * math.pi * math.sqrt(l_uH * 1e-6 * c_uF * 1e-6))
print(f"LC {l_uH}uH + {c_uF}uF: fc={fc:.0f} Hz")
return fc
def rele(v_bobina, dcr):
i = v_bobina / dcr
print(f"Relé {v_bobina}V DCR={dcr}: I={i*1000:.0f}mA P={v_bobina*i*1000:.0f}mW")
print("Diodo: 1N4007 (cátodo al +), If>=I bobina")
return i
filtro_lc(470, 470)
rele(5, 70)Probá filtro_lc(100, 100): ¿fc? ¿Sirve contra rizado de 100 Hz? ¿Y de 10 kHz?
Caída en DCR bajo carga
Cuánto voltaje se come el choque con tu corriente:
def caida_choque(i_a, dcr):
print(f"Caída={i_a*dcr:.2f}V P={i_a**2*dcr*1000:.0f}mW")
return i_a * dcr
caida_choque(0.2, 0.15)
caida_choque(2.0, 0.15)06 · Analogía programador
Cola y airbag
- 1Choque = cola con inercia.
Suaviza ráfagas sin perder mensajes (continua): rate smoothing con memoria magnética.
- 2Diodo = airbag.
No trabaja nunca... hasta el choque (corte): absorbe el pico y salva al resto.
- 3Relé = webhook mecánico.
Una señal chica dispara un efecto grande y aislado en otro circuito.
07 · Exploración
Laboratorio: guía de los 2 montajes
Elegí el montaje: el laboratorio da diseño, medición esperada y criterio de aprobado para tu taller.
Montaje → taller
app → veredicto
Filtro LC: fc 340 Hz, frío y silencioso.
Preguntas para explorar
- ¿Qué pasa si el diodo del relé va al derecho?
- ¿Por qué el filtro no sirve contra rizado de 50 Hz?
- ¿Qué medís primero si el relé no hace clic?
Ver respuestas sugeridas
- Cortocircuita la fuente al energizar (conduce directo): calienta/corta. Cátodo al +, siempre.
- fc 340 Hz atenúa desde ~kHz; a 50 Hz casi no filtra. Para 50/100 Hz se sube L y C (o se acepta rizado).
- V en bobina (¿llegan 5 V?) y continuidad de su camino: sin tensión no hay campo, sin campo no hay clic.
08 · Comprensión
Confusiones frecuentes
«El choque no disipa»
Disipa I²×DCR siempre: poco, pero existe. Con 2 A y 0,15 Ω son 0,6 W: tibio real. Ideal solo en la fórmula.
«Diodo al derecho protege igual»
No: al derecho conduce siempre y cortocircuita la fuente. La protección existe solo al revés (antiparalelo).
«Relé chico no necesita diodo»
Todo inductor patea al cortar, chico o grande. El diodo cuesta centavos; el pico cuesta contactos y micros.
«fc exacta con tolerancias»
L ±20 % y C ±20 % mueven fc ±20 %: se diseña con margen (una octava de distancia del problema). Exactitud ilusoria.
09 · Práctica guiada
Ejercicios de taller
Ejercicio 1: filtro con números
Con filtro_lc(470, 470) y caida_choque(0.2, 0.15): ¿fc? ¿Caída y P a 200 mA? ¿Aguanta el choque si Isat es 1 A?
Ver solución razonada
fc ≈ 339 Hz; caída 30 mV, P ≈ 6 mW: frío. Isat 1 A ≫ 0,2 A: sobrado. Filtro sano por todos lados.
Ejercicio 2: relé completo
Relé 5 V/70 Ω con pulsador y 1N4007. Calculá I y P; describí qué medirías en 3 pasos para darlo por bueno.
Ver solución
I ≈ 71 mA, P ≈ 0,36 W (bobina, normal). Medir: V bobina (5 V), clic + conmutación NO/NC, ausencia de chispa al soltar.
Ejercicio 3: sin diodo (mental)
Predecí qué pasa al soltar el pulsador sin diodo: ¿dónde va la energía? ¿Qué síntomas verías en un micro cercano?
Ver solución
Pico de decenas de voltios en bornes: chispa en el pulsador y posible reset del micro por acoplamiento. El diodo la recircula suave: física evitada por $2.
10 · Síntesis
Ideas para recordar
- Choque: fc = 1/(2π√LC), DCR con margen, Isat verificado.
- Relé: V/I bobina, diodo en antiparalelo siempre, contactos medidos.
- Medir rizado, DCR, V bobina y conmutación: rutina completa.
- Tolerancias L/C mueven fc: diseñar con una octava de margen.
- Bloque inductores cerrado: 2 apps aprobadas = nivel técnico.
Inductores aplicados de punta a punta. Ahora, los que deciden el sentido: en el próximo tema, diodos, tipos y selección.