Cuando se corta la luz en un edificio, lo primero que la gente busca con la mirada es el cartel de salida. Por eso un letrero de EXIT que se enciende solo apenas baja la iluminacion es una de esas piezas de seguridad que vale la pena entender por dentro. Lo interesante es que no necesitas un microcontrolador ni codigo: con tres transistores bien elegidos y un sensor de luz, el circuito decide por si mismo cuando prender los LED.

En este tutorial vas a armar, sobre protoboard, un cartel de salida activado por oscuridad. Al terminar vas a entender como un fototransistor detecta la ausencia de luz, como dos transistores comunes hacen de interruptor y driver, y como dimensionar los LED rojos para que se vean bien incluso a plena luz del dia. Es un proyecto analogo clasico, barato y muy didactico para quien quiere dejar el mundo Arduino por un rato y ver electronica de verdad funcionando.

Este diseño esta inspirado en el circuito publicado por T.K. Hareendran en Codrey Electronics. Aca lo reescribimos paso a paso, le agregamos el detalle de por que funciona cada etapa y lo adaptamos a componentes que consigues en Chile.

Diagrama del circuito del letrero de salida con LED activado por oscuridad

Como funciona: la logica detras del cartel

A diferencia de un proyecto con sensor LDR y Arduino, aca toda la inteligencia esta en el hardware. El corazon de la deteccion es un fototransistor PT334-6C: mientras hay luz ambiente, conduce y mantiene un punto del circuito en un estado; cuando la luz cae por debajo del umbral, deja de conducir y dispara el cambio. La resistencia de 1 Mohm es la que define ese umbral de luz/oscuridad. Si la subes, el cartel se prende con menos oscuridad; si la bajas, exige un ambiente mas oscuro para activarse. Ese solo resistor es tu perilla de sensibilidad.

Despues vienen dos transistores bipolares que trabajan en equipo. El S8550 es un PNP que actua como etapa de conmutacion: toma la señal del fototransistor y la invierte para mandar la orden correcta a la siguiente etapa. El S8050 es un NPN de baja tension y alta corriente que hace de driver final de los LED. Segun su hoja de datos, el S8050 maneja hasta 700 mA de corriente de colector, asi que tienes margen de sobra para alimentar varios LED en serie, en paralelo o en una combinacion de ambos.

Una explicacion que el circuito original da por sentada pero conviene aterrizar: por que no conectar los LED directo al fototransistor. La razon es que un fototransistor entrega muy poca corriente, suficiente para detectar pero no para iluminar. Los dos transistores cumplen el rol de amplificar esa señal debil hasta una corriente capaz de prender LED brillantes. Es el mismo principio de un rele de estado solido hecho con piezas sueltas.

Materiales y conexiones

El circuito completo cabe en una protoboard chica y se alimenta con 12V DC, ya sea de una bateria o de una fuente switching. Para la fuente luminosa, Hareendran recomienda LED rojos (o ambar) de alto brillo, porque el rojo se lee mejor a distancia y en exteriores que casi cualquier otra señaletica, y los LED consumen muy poco, asi que el cartel puede quedar encendido toda la noche sin penalizar la cuenta de la luz.

Lista de piezas:

  • Fototransistor PT334-6C (sensor de luz ambiente)
  • Transistor NPN S8050 (driver de los LED)
  • Transistor PNP S8550 (etapa de conmutacion)
  • Resistencia de 1 Mohm (umbral de deteccion)
  • Resistencia de 2.2 kohm (limitadora de base)
  • Condensador de 1 uF
  • LED rojos de alto brillo de 5mm o 20mm (la cantidad la defines tu)
  • Bateria o fuente de 12V DC
  • Protoboard y jumpers

Un detalle de armado: respeta la polaridad del fototransistor y de los transistores. El PT334-6C tiene colector y emisor diferenciados, y tanto el S8050 (NPN) como el S8550 (PNP) tienen su pinout emisor base colector definido. Si los inviertes, el circuito no detecta o directamente no enciende. Cuando armes en protoboard, conecta primero la malla de alimentacion y deja los LED para el final.

Sobre los LED grandes de 20mm

Una alternativa muy vistosa para esta aplicacion son los LED rojos de 20mm. Son LED difusos de gran diametro, con mucha superficie luminosa, ideales para iluminar de manera pareja la placa con la palabra EXIT. Por dentro suelen traer varios chips en paralelo, por eso rinden tanto.

LED rojo difuso de 20mm de gran diametro para señaletica

Como ordenar los LED: serie, paralelo o mixto

Aca hay una decision de diseño que define cuanta luz y cuanto consumo vas a tener. Vale la pena entenderla bien porque el original la menciona pero no la explica:

  • LED en paralelo: todos ven la misma tension (la tension nominal de un solo LED), pero la corriente total crece o baja segun cuantos pongas. Es comodo con una fuente de baja tension, pero hay que cuidar que cada rama tenga su limitacion para que repartan corriente parejo.
  • LED en serie: por toda la cadena circula la misma corriente (la de un solo LED), pero la tension necesaria sube con cada LED que agregas. Con 12V tienes espacio para poner varios LED rojos en serie, ya que cada uno cae alrededor de 1.8 a 2V.
  • Combinacion serie paralelo: lo mejor de los dos mundos. Armas cadenas en serie del largo que te permita la fuente de 12V y luego pones varias cadenas en paralelo. Esto te da consistencia de brillo y confiabilidad, que es justo lo que quieres en un cartel de seguridad.

Como el S8050 aguanta hasta 700 mA, puedes escalar bastante la cantidad de LED sin cambiar el transistor driver.

Pruebas en protoboard

Hareendran probo el circuito en protoboard usando una placa de LED blancos de 12V como carga de salida, para verificar que la etapa de potencia respondia. La idea es la misma con tus LED rojos: una vez cableado, tapa el fototransistor con el dedo o apaga la luz de la pieza y la salida debe encenderse.

Montaje del circuito del letrero de salida en protoboard con la carga de LED

Con poca luz ambiente, el fototransistor deja de conducir, el par de transistores conmuta y la carga se ilumina. Si la salida no enciende cuando tapas el sensor, revisa la orientacion del fototransistor y el valor de la resistencia de 1 Mohm.

Carga de LED encendida al cubrir el fototransistor en la prueba de oscuridad

El resultado final es un letrero que se comporta exactamente como uno comercial: invisible mientras hay luz, encendido apenas oscurece. Despues solo queda montar la placa de LED detras de un acrilico con la palabra EXIT.

Resultado final del cartel de salida iluminado junto a un letrero EXIT de referencia

Un punto importante de instalacion que el autor remarca: el cartel debe ir sobre la puerta que conecta con la via de evacuacion, y el area alrededor tiene que quedar despejada para que la palabra EXIT se lea sin obstaculos. De nada sirve un buen circuito si nadie puede ver la señal.

Variantes y mejoras

Este circuito es una base estupenda para extender. Tres ideas que el diseño original no cubre:

  1. Respaldo con bateria recargable: agrega una bateria de 12V recargable en paralelo con la fuente y un diodo, de modo que si se corta la energia el cartel siga prendido. Es la diferencia entre una luz decorativa y una luz de emergencia real.
  2. Retardo anti parpadeo: si en tu ambiente la luz fluctua (por ejemplo, sombras que pasan), puedes aumentar el condensador de 1 uF a 10 uF para que el cartel ignore cambios breves y solo reaccione a oscuridad sostenida.
  3. Indicador de bateria baja: suma un LED testigo verde alimentado a traves de un divisor de tension simple para saber de un vistazo si la bateria de respaldo aun tiene carga.

Y si te interesa el lado digital del mismo problema, mas adelante puedes rehacer este cartel con un fototransistor o LDR leido por un ESP32, lo que te permitiria avisar por WiFi cuando se activa. Pero ojo: para una funcion de seguridad, la version analoga de este tutorial es mas robusta porque no depende de firmware ni de que la placa arranque bien.

Personalizacion para Chile

Los componentes de este proyecto los consigues en MechatronicStore con stock local:

  • Pack de transistores TO-92 (incluye S8050 y S8550) (SKU C-536), $8.290 CLP. Este pack trae justo los dos transistores que pide el circuito, mas otros 16 valores para tus proximos proyectos, asi que sale a cuenta frente a comprarlos sueltos.
  • LED de alto brillo de 5mm en colores, incluido rojo (SKU GA2-16), $100 CLP cada uno. Son los LED rojos de alto brillo que necesita el cartel. Compra varios para armar tus cadenas serie paralelo.
  • Para la version mas vistosa, los LED de 10mm en variedad de colores (SKU GP2-12) son una buena alternativa de mayor tamaño cuando quieras mas superficie luminosa.

Dos componentes que conviene que sumes a tu pedido aparte: el fototransistor PT334-6C de luz ambiente y una bateria o fuente de 12V DC. Si en tu caja de repuestos ya tienes un fototransistor de luz visible equivalente, sirve igual mientras respetes su pinout. Las resistencias de 1 Mohm y 2.2 kohm y el condensador de 1 uF los encuentras en cualquier kit basico de componentes.

Recursos

Version chilena con componentes en stock local en MechatronicStore.