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lunes, 25 de abril de 2016

PESCA. BOYA luminosa SIN PILAS. Funciona con agua de MAR



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ÍNDICE

1. En qué está basado este flotador o boya
     1.1. En la pila de cobre/magnesio
     1.2. En el ladrón de julios
2. Croquis de la boya
3. Dificultades a vencer para que fuese "bueno, bonito y barato"
     3.1. Sujeción para unir la boya a la línea (sedal)
     3.2. El problema de la oxidación. Impermeabilizar el ladrón de julios
     3.3. Que se pueda reponer el electrodo de magnesio
     3.4. Materiales sencillos de obtener
     3.5. Sin herramientas costosas.
4. Materiales necesarios
5. El montaje
     5.1. Sujeción para la línea (sedal)
     5.2. Montaje con los electrodos cobre+zinc+separador
     5.3. Hacer circuito del ladrón de julios
     5.4. Unir electrodos y ladrón de julios
     5.5. Impermeabilizar ladrón de julios con parafina o cera
     5.6. Taladrar la botella. Decidir la línea de flotación
     5.7. Introducir el conjunto en la botella y cerrarla
6. Prueba en un cubo con agua salada
7. Prueba real en el mar, pescando de noche con esta boya
8. Posible segunda versión, mucho más reducida en tamaño y peso
9. El Vídeo



1. En qué está basado este flotador o boya

Se trata de una boya o flotador luminoso, para pescar por la noche. Sin pilas

Muchos seguidores me han sugerido -y desde hace mucho tiempo- que haga este montaje, y me he decidido a hacerlo, sobretodo después de mis dos últimos vídeos que, pensándolo bien, invitan a hacerlo: Una boya o flotador para la pesca que se ilumina sin necesidad de pila, la luz se activa cuando los dos metales que hay en el interior de la boya tocan el agua de mar, y se desactiva al retirarla del mar. Este montaje dura mucho tiempo, muchas noches, y cuando se gasta el electrodo de magnesio, se repone, y a funcionar otra vez.

Este útil está basado en dos de mis últimos experimentos:

1.1. En la pila de cobre/magnesio

En este vídeo: Pila casera que se activa con agua de mar vemos como encerrando dos trozos de metal en un frasco y sumergiéndolo en agua salada se produce una tensión de 1.5 voltios.


Fig 1. Motor alimentado por la pila Cu-Mg (4,5 volt)

Esto no es nuevo, hace ya un tiempo "descubrí" el poder de la combinación cobre-magnesio en lugar del habitual cobre-zinc. En este otro vídeo podéis ver el comportamiento de esta batería: Pila potente con cobre y magnesio. Allí se demuestra que la tensión obtenida con cobre-magnesio es el doble que con otros tipos de pila.








1.2. En el ladrón de julios

A la pila anterior le añadiremos este circuito. 

La tensión de 1,5 voltios obtenida en la pila está "bien" pero... no es suficiente para excitar a un LED que necesita al menos 3 voltios. Para eso está el circuito Ladrón de Julios que es uno de mis últimos vídeos. 


Fig 2. Ladrón de julios encenciendo un LED con menos de 1V

Se demuestra en ese vídeo que, con una tensión de 1 voltio (o menos) se puede hacer lucir un diodo LED de alto brillo a pesar de que estos LED necesitan al menos 3 voltios, y la verdad, para una boya en pesca nocturna tampoco hace falta más luz...










Ya veremos si funcionan ambas cosas trabajando solidariamente entre sí, pero de momento cada una de ellas, por separado, hace su trabajo bastante bien tal y como puede verse en los dos vídeos anteriores.



2. Croquis de la boya

El siguiente esquema muestra la gran simplicidad de este gadget.


Fig 3. Croquis de la boya

Se basa en una botella de plástico, pequeña, pero de boca ancha (unos 33 milímetros de diámetro) por la cual podemos pasar el mecanismo hacia su interior. En la botella se hacen unos taladros para que pueda entrar el agua y activar la pila. El agua también hace el importante papel de semi-sumergir la boya y que pueda sentir mejor la picada de algún pez.

En la parte baja de la botella, los dos electrodos que deben estar en contacto con el agua de mar para que entreguen corriente. 







¿El agua de mar oxidará a los electrodos? 



Fig 4. Electrodos de cobre (izquierda) y magnesio (derecha)

Claro que sí, en eso se basa el funcionamiento de esta pila: La corrosión galvánica. Pero el cobre no se corroerá, sólo se recubre de óxido que puede ser retirado lijándolo después de varios usos. Sólo el magnesio se corroerá, pero eso después de muchas horas de uso y ese es precisamente el "coste" de esta pila. El magnesio se puede sustituir (es barato) y... a funcionar otra vez.




Esta boya va a trabajar en mejores condiciones que la versión de pila estática hecha con tuppers: Aquí el agua no es siempre la misma. Cuando se posa la boya en el mar, ésta se llena con agua nueva. Cuando se extrae la boya para cebar los anzuelos, se vacía de agua. Y se llena otra vez con agua nueva la próxima vez que lanzamos la caña de pescar. Como consecuencia, el agua se renueva cada pocos segundos, y el fenómeno de polarización tiene escasa trascendencia porque, en este caso, el consumo de un LED es muy reducido.

También el movimiento de la superficie del mar con su agitación ayudará a desprender las burbujas de hidrógeno responsables del indeseable fenómeno de polarización.

No hace falta que pongamos agua oxigenada a la pila (además, sería inútil, pues se escaparía a través de los agujeros).


Fig 4. No es necesaria el agua oxigenada en esta boya




3. Dificultades a vencer para que fuese "bueno, bonito y barato"

La primera idea que me vino para hacer este dispositivo es muy distinta de la que aquí os muestro. Esa idea o concepto inicial ha ido cambiando, se supone que para mejor, desde un diseño bastante tosco y con muchos problemas, hasta el actual que creo que es bastante sencillo, resistente y asequible a todos.

A menudo las prisas son enemigas de las cosas refinadas. Lo tengo comprobado: Cuando dejo una cosa "madurar" y no la hago inmediatamente, suele salir mucho mejor.

Las dificultades que tuve que superar fueron:


3.1. Sujeción a la línea (sedal)

Primero opté por pegar, con pegamento epoxi, el tubito de cobre a la botella: Fracaso total. Se despegó al hacer fuerza sobre él. El plástico de las botellas es muy problemático para usar pegamento, que parece que lo rechazan.

Mejor opción es "coser" el tubito de cobre a la botella, con hilo de cobre esmaltado de 0.8 mm de diámetro. Ahora no dependeremos del capricho de la adherencia de un pegamento, la unión es realmente fuerte. Es mejor que veáis la parte correspondiente del vídeo para ver como coser este tubito de cobre a la botella.

Como ventaja añadida, ahora podemos pescar a "corcho corrido" que nos permite seleccionar cualquier profundidad de pesca mediante el conocido nudo corredizo en el sedal.


Fig 5. Tubo guía de cobre para el sedal


3.2. El problema de la oxidación. Impermeabilizar el ladrón de julios

En el interior de la boya van ambas cosas: Los electrodos y el ladrón de julios.

Los electrodos, no es que puedan mojarse, es que deben mojarse para que la pila funcione. Pero... ¿Y el ladrón de julios?. No debe someterse a la acción del agua de mar, pues no sólo dejaría de funcionar, también sufriría de corrosión rápidamente.

Aquí también tuve una idea inicial un tanto vetusta: Pensé en encerrar el ladrón de julios en un pequeño recipiente, hermético, para evitar el contacto con el agua. Esta solución exige buscar un recipiente adecuado (y bien pequeño), mecanizarlo para sacarle unos bornes para conectarlo a la pila...



Fig 6. Protección con parafina. Fácil y eficaz 100%


Más tarde se me ocurrió que sería mucho más sencillo "dipear", es decir, sumergir en parafina o cera derretida el conjunto electrodos-ladrón de julios, y sumergirlo sólo hasta la altura deseada, de ese modo queda protegido el ladrón de julios (y parte de sus terminales de salida) al tiempo que dejamos al aire, sin proteger a los electrodos (como debe ser).



La parafina y la cera son aislantes eléctricos excelentes, no son solubles en agua (si lo fueran, esta solución no nos valdría), y lo mejor de todo: La parte cubierta de cera o parafina queda muy bien impermeabilizada, a salvo del agua de mar.

En la figura 6, a la izquierda, el conjunto electrodos-ladrón de julios ya tratado con el baño de parafina. Falta raspar el extremo del LED para dejar salir la luz.










Según veis en la figura 6, será muy fácil cambiar el electrodo de magnesio cuando se gaste, simplemente retirando la parafina de la parte de la soldadura electrodos-ladron de julios que está cubierta con dicha parafina. No importa que los terminales más próximos a los electrodos se hayan corroído: también serán sustituidos cada vez que se sustituya el magnesio, pero lo importante es que la parte de los terminales correspondientes al ladrón de julios están protegidos por la parafina.



3.3. Que se pueda reponer el electrodo de magnesio

Después de muchas horas de uso (pero muchas), el magnesio literalmente desaparece, corroído. Gracias a la protección que ofrece la parafina, las soldaduras de los terminales del ladrón de julios estarán intactas. Retiramos la parafina para que aparezcan esas soldaduras y ponemos otro trozo de magnesio. Volvemos a soldar y cubrimos nuevamente con parafina las soldaduras.


3.4. Materiales sencillos de obtener

Mas adelante, en la lista de materiales podéis comprobar que los materiales son bastante fáciles de obtener. Y no son caros.


3.5. Sin herramientas costosas.

Tampoco es necesario instrumental ni herramientas rebuscadas. A lo más, una taladradora y alguna lima, soldador, pegamento...



4. Materiales necesarios

- Una botella de plástico de pequeño tamaño, con boca ancha, de unos 30-35mm de diámetro

- Un tubito de cobre de 3 mm de diámetro exterior, largo 70 mm

- Trozo de tubería de cobre. Diámetro externo 29 mm y a un largo de 50 mm

- Trozo de magnesio obtenido de un termo eléctrico. Las medidas típicas son 26 mm de diámetro y lo cortaremos a 50 mm de largo. Habrá que rebajar el diámetro a unos 24 mm.

- Un separador de plástico para ambos electrodos. Debe tener un diámetro que le permita entrar entre ambos electrodos para separarlos y no hagan contacto entre sí. 

- Un cáncamo cincado para adosar al electrodo de magnesio

- Alambre galvanizado normal, de 1,5 mm a 2 mm de grueso, unos pocos centímetros de largo. Para unir eléctrica y mecánicamente el ladrón de julios a los dos electrodos. Debe ser galvanizado para que se pueda soldar.

- Un ladrón de julios, para lo cual necesitamos:
Un trozo de PCB pre-impreso de 40 x 25 mm
Una bobina toroidal hecha según 6:40 de este vídeo.
Un transistor NPN tipo 2N2222 o similar
Una resistencia de 1K (marrón-negro-rojo) de 1/4W
Un LED de alto brillo del color que prefieras, yo elegí blanco.

- Parafina, que puede ser obtenida de velas

- Un trozo de cobre de bobinar de 0.8mm diámetro y unos 30 cms largo para coser el tubito de cobre a la botella.

- Pegamento epoxi



5. El montaje

Una vez tengamos a mano los materiales anteriores:

5.1. Sujeción para unir la boya a la línea (sedal)

Es mejor que veáis la parte correspondiente del vídeo, a partir del minuto 7:05 donde vamos a adoptar una solución que realmente une el tubito de cobre a la botella (coserlo con hilo esmaltado de cobre de 0.8 mm), sin posibilidad de que éste se suelte, lo que significaría la pérdida de la boya (y la posible pieza que haya picado).


5.2. Montaje con los electrodos cobre+magnesio+separador

El magnesio viene en forma de bloque al que no se le puede soldar un cable, pues rechaza el estaño. Haremos en un extremo un taladro de 2 mm mas o menos para insertar un cáncamo y así poder soldarle el alambre hacia el ladrón de julios ya que el cáncamo si acepta la soldadura de estaño (Fig 7).


Fig 7. Magnesio con un cáncamo adosado

Hacemos el montaje cobre + separador + magnesio. El separador debe ir taladrado para que permita el paso de iones y la pila funcione mejor. El conjunto debería quedar así:

Observad que cada electrodo tiene soldado un trozo de alambre de 1,5 mm de diámetro para unirlos al ladrón de julios (Fig 8).


Fig 8. Conjunto electrodos-ladrón de julios unidos por alambre

5.3. Hacer circuito del ladrón de julios

En el trozo de PCB soldamos los componentes y después los conectamos entre ellos, quizás os valgan estas dos fotos de cómo los he dispuesto y soldado:

Fig 9. Ladrón de julios, lado componentes y lado cobre



















Soldaremos dos alambres al ladrón de julios, de 1,5 mm de diámetro.

Estos alambres los soldaremos (en el punto siguiente) a los alambres que ya llevan los electrodos. Quedará un conjunto electrodos-ladrón de julios, ambos unidos, eléctrica y mecánicamente.

Este dibujo ayudará a la hora de montar este pequeño circuito impreso:



5.4. Unir electrodos y ladrón de julios

Presentamos los alambres del ladrón de julios a los alambres de los electrodos. Ojo, no confundir la polaridad. El cobre es el positivo, el magnesio el negativo. Y los soldamos (Fig 8).


5.5. Impermeabilizar ladrón de julios con parafina o cera


Fig 10. Dipeando el ladrón de julios en parafina fundida.
La parte más delicada del proyecto, la vamos a solucionar de forma muy fácil: En un recipiente estrecho pero alto, al baño maría, derretimos parafina obtenida de velas. Cuando esté líquida y a unos 80º C, introducimos el conjunto electrodos-ladrón de julios (con el ladrón de julios hacia abajo) y recubrimos (Fig 10).

Usamos el "Baño María" para garantizar que la temperatura no sobrepase los 100º C



La electrónica soporta perfectamente 100ºC e incluso 150ºC, pero no mucho más, y en caso de calentar directamente la parafina, si no llevamos un control, puede sobrepasar fácilmente los 200ºC e incluso los 300ºC, tal y como lo hace el aceite de cocina común, y achicharraremos la electrónica...

Debemos sumergir en parafina hasta la soldadura de los alambres "y un poco más", dejando sin cubrir la parte de los terminales después de la soldadura, más próxima a los electrodos y por supuesto, los electrodos NO los cubriremos.


Fig 11. Ladrón de julios a prueba de agua
Sumergimos una primera vez, sacamos, dejamos solidificar la parafina. Volvemos a sumergir y volvemos a sacar: La capa de parafina será un poquito mayor. Sumergí 9-10 veces para obtener un grosor de capa de parafina aceptable (Fig 11).

Raspamos el extremo del LED para retirar la parafina y permitir salir a la luz. Por los laterales del LED apenas sale luz, así que los dejé con la parafina para mayor protección.




5.6. Taladrar la botella. Decidir la línea de flotación

El peso de los componentes en el interior de la botella no son suficientes para hundir la botella y mantenerla a flote verticalmente, como se supone que debe hacerlo una boya de pesca, pero es que además es necesario que el agua de mar penetre en el interior de la botella-boya para que la pila se active.

Para este fin, haremos una serie de taladros con un diámetro de unos 10 mm en la parte más cercana al tapón de la botella (Fig 12). Cuanto más altos hagamos los taladros, más se hundirá la botella. Hay que conseguir que sobresalga del agua sólo una fracción de la botella, lo suficiente para que se vea la luz. Cuanto más hundida esté la botella, más sensible será a las picadas.

La botella no llegará a hundirse porque el agua al penetrar en su interior, presiona al aire en la parte superior que no tiene por donde fugarse. A no ser que hagamos los agujeros en una posición demasiado alta, la botella no debería hundirse.


Fig 12. Botella con los taladros a 10 mm hechos

5.7. Introducir el conjunto en la botella y cerrarla

Introducimos el conjunto electrodos-ladrón de julios en la botella (ladrón de julios primero, el LED hacia arriba) y la cerramos.

Ya está dispuesta para usarse.


Fig 13. Para más claridad, en esta foto el ladrón de julios aún NO está recubierto de parafina




6. Prueba en un cubo con agua salada

Fig 14. La boya, luciendo en un cubo con agua salada. La flotación es correcta.
























En un cubo con 7 litros de agua y 250 gramos de sal (proporción en la que se encuentra la sal en el agua de mar) introduzco la boya. Tras entrar el agua en ella y quedar flotando, estabilizada, la luz se enciende a consecuencia del trabajo conjunto de los electrodos y el ladrón de julios, y así permanecerá durante mucho tiempo.



7. Prueba real en el mar, pescando de noche con esta boya

Hace tiempo que "no echo una caña" y ya empieza el calorcito. Además, creo que este vídeo cojea si no pruebo esto en un escenario real (Fig 15). 

La excusa perfecta para echar un rato en el puerto...


Fig 15. En esta foto quizás no se aprecie, pero el brillo de esta boya desde luego no se va a perder de vista...

En el vídeo, en 33:44 arrojo el cebo en el agua tras lo cual la boya se posa en la superficie del mar. Tras unos segundos se llena de agua, se estabiliza en posición vertical y ¡Zas!, comienza a lucir con una más que notoria luz blanca, que me avisará de cualquier picada.

La verdad, aunque conozca el mecanismo de porqué funciona todo esto, no deja de sorprenderme y parecerme un poco "mágico" el hecho de posar en el mar una botella "llena de chatarra" y que esta se ponga a lucir...

Ya lo decía nuestro amigo Einstein: "Lo mas imcomprensible del universo es que éste es comprensible..."



8.  Posible segunda versión, mucho más reducida en tamaño y peso

Estoy a la espera de recibir un material que pedí por EBAY. 

Si mis apreciaciones resultan ser ciertas, haré una segunda versión de esta boya de un tamaño y peso mucho más pequeños, realmente práctica y manejable.

Os mantendré informados...



9. El Vídeo




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jueves, 14 de abril de 2016

CIRCUITOS ÚTILES 15. Ladrón de JULIOS



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ÍNDICE

1. ¿Qué es un ladrón de julios?
2. Esquema y funcionamiento
3. Material necesario para hacer un ladrón de julios
4. Prueba del ladrón de julios en PROTOBOARD
5. Montaje
      5.1. El transformador toroidal
      5.2. Resto del circuito
6. Usos típicos
      6.1. Para extraer energía de una pila gastada
      6.2. Para elevar la tensión
      6.3. Como oscilador
7. Encender un LED de 3 voltios con tensiones de 0,7 a 1,5 voltios
8. El Vídeo




1. ¿Qué es un ladrón de julios?

A este circuito a menudo se le muestra con un halo de misterio y a veces incluso se afirma que puede dar "energía libre", lo que parece ser un sinónimo de "energía infinita", y con ello ya nos metemos en el terreno de lo magufo.

Nada de eso.

Un ladrón de julios no es más que un pequeño inversor basado en un sencillo oscilador. Como todo inversor, puede convertir una corriente continua de una tensión determinada en otra corriente con una tensión mayor.

Decimos que una pila "se gasta" cuando no hace funcionar al aparato que la incorpora. Pero eso no quiere decir que la pila esté gastada al 100%. Cuando un mouse o mando a distancia deja de funcionar, si se extrae la pila y se mide su tensión, se comprueba que no es de cero voltios. Si por ejemplo es una pila de 1,5 voltios, quizás hayan 1,1 voltios o 0,9 voltios. Es decir, la pila sigue teniendo energía a pesar de estar "gastada".


Y aquí es donde el ladrón de julios se luce. Si tomamos una pila de voltio y medio gastada (supongamos que ahora tiene 0,9 voltios) y la conectamos a un ladrón de julios, obtendremos una tensión superior a esos 0,9 voltios, y podemos hacer funcionar aparatos que necesitan más tensión, por ejemplo, un LED a tres voltios.

Fig 1. El ladrón de julios

De ahí el nombre de "ladrón" de julios. El julio es una unidad de energía, y lo de "ladrón" es porque es capaz de extraer los "últimos suspiros" de una pila.



2. Esquema y funcionamiento

Hay muchas variantes de ladrón de julios, pero son variaciones sobre un mismo tema.

El ladrón de Julios también recibe el nombre de oscilador de bloqueo por su forma de trabajar. Veamos su funcionamiento según el esquema siguiente de la figura 2

Fig 2. Esquema de un ladrón de julios con información adicional sobre componentes.

El negativo de la pila de la izquierda está conectado al emisor de T1, y el polo positivo de la pila al colector del mismo transistor. En estas condiciones, se produce los siguientes hechos:

1) El transistor T1 está polarizado directamente, comienza a conducir

2) En el bobinado b1 se produce un pulso de fuerza contraelectromotriz (las bobinas se oponen a los cambios de corriente generando un pulso de corriente en sentido contrario), y ese pulso es de un voltaje superior al aplicado. Si el voltaje aplicado es de 1,5 voltios, el pulso bien puede ser de 6 voltios, por ejemplo.

3) El pulso anterior generado por la bobina b1, con una tensión mayor que la aplicada es la explicación de porqué el ladrón de julios eleva la tensión.

4) En el bobinado b2 se induce también un pulso de tensión, que en el extremo "B" del bobinado es negativo, aplicado a la base de T1 lo bloquea, hace que deje de conducir. La resistencia R1 es para limitar la corriente y evitar que T1 se destruya ya que la base de un transistor maneja mucha menos corriente que el emisor y/o el colector.

5) Y estamos en las mismas condiciones que en el punto 1), con lo cual el proceso de vuelve a repetir.

Se puede ver que este circuito se trata en realidad de un oscilador. La frecuencia a la que oscila depende del valor de inductancia del toroidal así como otros parámetros del circuito tal como capacidades parásitas de los componentes. Pero típicamente es de miles o decenas de miles de Hz.

Si ponemos un LED de alto brillo de 3 voltios a la salida, éste lucirá a pesar de que el circuito está siendo alimentado por 1,5 voltios. Como ya dije, esto es posible gracias a los pulsos que genera la bobina b1 del toroidal.

No hay que temer romper el LED siempre que nos mantengamos con unos componentes como los de este esquema, y no introduzcamos más de 1,5 voltios a la entrada. Tampoco importa el hecho de que en la salida tenemos corriente alterna y no continua: El LED no se romperá por la polarización inversa ya que se trata de un voltaje bajo. 

Y no veremos parpadear al LED debido a que esa alterna es de cientos o miles de HZ, lo que hace que nuestra inercia visual lo perciba como fijo. Esto está bien: Nos ahorraremos poner un rectificador. Sólo si el dispositivo a alimentar necesita forzosamente continua (por ejemplo, una pequeña radio) pondremos un rectificador a la salida.




3. Material necesario para hacer un ladrón de julios

Sólamente tres componentes son necesarios:

Fig 3. De izquierda a derecha: Transistor, resistencia y bobina


























- Un pequeño transformador toroidal. Nos lo haremos nosotros, y el núcleo toroidal se puede extraer de una vieja fuente. Las de ordenador suelen llevar varios toroides.

- Un transistor NPN de uso general. Un tipo común es el 2N2222

- Una  resistencia de 1K a 2.2K, de 1/4 W será suficiente.



4. Prueba del ladrón de julios en PROTOBOARD

Fig 4. Ladrón de julios montado en protoboard

En un momento dispongo los componentes en el protoboard y pruebo con una pila. Funciona a la primera. El LED se ilumina con buen brillo alimentando el circuito con 0,9 voltios de una pila gastada.

Puede ser que el circuito no funcione a la primera. En ese caso prueba a invertir los extremos del toroidal, rotulados como "A" y "B" en el esquema de la figura 2.






5. Montaje

La única parte que lleva algo de trabajo (pero no es complicado) es hacer el transformador toroidal. Voy a hacer este circuito (lo más reducido posible, juntando los componentes al máximo) porque seguramente lo usaré como un componente más en un próximo vídeo, 

5.1. El transformador toroidal

Una vez hayamos conseguido un núcleo toroidal de una fuente inservible, le quitamos el bobinado y dejamos el núcleo limpio. Vamos a hacer las dos bobinas simultáneamente para obtener una toma central.

Fig 5. Transformador toroidal con la toma central ya realizada.

Tomamos dos trozos de hilo esmaltado de cobre de 0,35 (vale de 0,20 a 0,40) y que mida 1,5 metros de largo cada uno. Ponemos los dos hilos juntos y comenzamos a bobinar con ese hilo doble. No importa en qué sentido, pero debemos hacer todo el bobinado en el mismo sentido, intentando cubrir todo el núcleo. Considero que no es necesaria la herramienta lanzadera para bobinar ya que solo vamos a bobinar un metro y medio de cable.Al terminar de bobinar tendremos dos pares de cables

- El par con el que iniciamos el bobinado
- El par con el que terminamos el bobinado.

Para hacer la toma central haremos igual que en el trafo toroidal del inversor de 600W: Tomamos un hilo del par de inicio y lo unimos a un hilo del par con el que terminamos, pero no seleccionaremos dos cables al tun-tun: Tenemos que asegurarnos que los cables que elegimos no pertenecen al mismo trozo de hilo. Esto lo podemos averiguar con el polímetro: Seleccionaremos una pareja de extremos que den infinito midiendo en ohmios. Unimos y soldamos esos dos extremos de hilo: Esa será la toma central.

Fig  6. El par de hilos de la foto izquierda son aptos para unirlos y formar la toma central
El par de hilos de la foto derecha no valen para hacer la toma central: Son los extremos de un mismo cable.

No olvidar que hay que raspar los extremos de los hilos para retirarles el esmalte o será imposible soldarlos.



5.2. Resto del circuito

El resto es bien fácil: Soldaremos el resto de componentes entre sí. El núcleo toroidal hay que sujetarlo bien al circuito, pues con su peso tiene tendencia 
a soltarse o romper otras cosas en caso de golpes. Este circuito no lo voy a montar en este post/vídeo. Lo montaré en un próximo proyecto porque lo usaré en un gadget en donde será un componente más.



6. Usos típicos

El ladrón de julios tiene muchas aplicaciones:

6.1. Para extraer energía de una pila gastada

Como ya hemos visto, permite extraer energía de una o varias pilas que otros dispositivos consideran "gastadas".


6.2. Para elevar la tensión

Este mismo circuito pero con un tercer bobinado en el toroidal se usa para obtener tensiones bastante altas, de más de 300 voltios.

Fig 7. El flash de las cámaras está basado en este circuito.

Tal es el caso de las cámaras de fotos, que cargan un condensador de tipo electrolítico a más de 300V para accionar el flash. Y eso lo hacen a partir de los tres voltios que proporcionan las dos pilas que llevan. Incluso las cámaras desechables de bajo coste llevan este circuito. 



Ojo con las cámaras: Si se destapan y manipulan sin saber qué se está haciendo, pueden producir choques eléctricos peligrosos por este motivo.


Otro dispositivo popular que utiliza este circuito es el matamoscas eléctrico con forma de raqueta. En este caso, los 400 voltios obtenidos desde el ladrón de Joule (oscilador de bloqueo) son entregados a un triplicador y después de rectificados se alcanzan tensiones de casi 2000 voltios que cargan un condensador de baja capacidad (para que no sea letal para personas). 


Uno de estos chispazos puede fulminar a una mosca, avispa, mosquito, etc, hasta -literalmente- hacerlos arder.

Fig 8. Otro ejemplo de uso del ladrón de julios: Generador de alta tensión para matamoscas (casi 2000 voltios)




6.3. Como oscilador

Independientemente de que este circuito eleve o no la tensión aplicada, es indudable que tiene interés como oscilador en sí.



7. Encender un LED de 3 voltios con menos de 1,5 voltios

En el vídeo se hace una serie de pruebas para encender un LED de alto brillo usando una tensión desde 0,7 voltios hasta casi 1,5 voltios. 

El diodo LED brillará mas o menos. Podemos estar seguros de que el ladrón de julios está entregando 3 voltios, de lo contrario el LED no brillaría en absoluto.

El LED no muestra el más mínimo parpadeo gracias a que la corriente alterna generada es de una frecuencia bastante alta (cientos o miles de Hz) y nuestra inercia visual nos impide percibirlo.

Fig 9. El ladrón de julios haciendo funcionar un LED de 3 voltios con una alimentación de menos de un voltio.




8. El Vídeo




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domingo, 10 de abril de 2016

Pila casera que se activa al tocar el agua de mar




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ÍNDICE


1. ¿Cómo funciona esta pila?
2. Utilidad de este proyecto
3. Materiales
4. El montaje
      4.1. El cable
      4.2. El vaso o recipiente
      4.3. Los electrodos
      4.4. La conexión
5. Tensión obtenida
6. ¿Cómo encender un LED de 3 voltios con sólo 1 voltio?
7. El Vídeo



1. Como funciona esta pila?

Esta pila es del tipo húmedo, es decir, necesita un electrolito o líquido en su interior para que funcione. Ese electrolito será agua del mar gracias a la sal que lleva disuelta. Cuando esta pila está en tierra, está "seca", de modo que no funciona, con lo cual se puede decir que "no envejece" y estará siempre lista para ser usada.

Tan pronto como se echa al agua, el agua entra por los orificios de la parte baja del vaso inundando sus electrodos, activándose y entregando la corriente en sus cables de salida.

Esta  pila no se hunde porque el agua no inunda totalmente el vaso ya que en su parte superior está sellada. De todos modos, el cable actúa también como cuerda o cabo de sujeción para evitar que esta se hunda o se pierda.

Cuando sacamos la pila del agua, se vacía, y deja de entregar tensión o disminuye sus prestaciones... hasta que la volvamos a introducir en agua.

Después de usarla, es conveniente abrirla y limpiarla con agua dulce y secarla

El electrodo de cobre prácticamente no se gasta, se recubre de óxido que podemos retirar con un simple lijado. El electrodo de magnesio si se gasta, pero después de muchos usos.



2. Utilidad de este proyecto

Aparte del interés didáctico o la pura experimentación, si eres aficionado a la pesca, también puede ser un gadget original con el que encender una pequeña luz para ver en la noche.

Como esta pila puede estar años en seco, esperando pacientemente el momento de ser sumergida, puede servir como sensor para una alarma activa, ya se trate de una inundación o de un hundimiento.

Nosotros usaremos esta pila como fuente de electricidad para un próximo vídeo de un interesante circuito electrónico.



3. Materiales































- Un vaso de plástico con tapa, lo más hermético posible
- Un trozo de cable paralelo tipo altavoces rojo y negro
- Dos pinzas de caimán o cocodrilo. Una roja y otra negra para + y -
- Un trozo de tubería de cobre (Electrodo positivo)
- Un trozo de barra de magnesio (Electrodo negativo)
- Un trozo de tubo de plástico, como separador de ambos electrodos
- Un cáncamo para fijarlo al electrodo de magnesio



4. El montaje

Se hace en unos pocos minutos:


4.1. El cable

Servirá no sólo para entregar la corriente  generada, también como medio para tener la pila sujeta y que no se pierda.  En un extremo del cable soldaremos sendas pinzas de caimán para conectar dicho cable a los electrodos. El otro extremo del cable lo pasaremos por un orificio que haremos al vaso en el siguiente paso.



4.2. El vaso o recipiente

El vaso lo haremos trabajar invertido, con la tapa hacia abajo. Esto es para impedir que el vaso se hunda en caso de que dicha tapa no sea hermética. 
De todos modos, el cable eléctrico servirá como sujeción evitando que se pierda aún en el caso de que se hunda.



Haremos un taladro en su fondo para pasar el cable que montamos en el paso anterior. Hacemos un nudo cerca de las pinzas para evitar que por tirones las pinzas se suelten de los electrodos.





Con epoxi, pegamos muy bien el cable por el orificio de salida. Debería quedar totalmente sellado. Esta es la clave para que la pila no se hunda, aunque también funcionará hundida.


Finalmente, haremos unos taladros en su tapa y en los laterales cercanos a la tapa. Sirven para que el agua ingrese en el interior al echarla al mar y así comience a funcionar. Para taladros de más de 4 mm es mejor usar fresa que broca. Una broca grande tiende a romper el plástico.





4.3. Los Electrodos

Serán los elementos activos de esta pila. Una vez el electrolito (agua de mar en este caso) ingrese al interior de la pila, ocurren reacciones de corrosión, donde el metal menos electronegativo (magnesio en este caso) se degrada, produciendo corriente eléctrica.

El polo positivo es de cobre
El negativo, de magnesio.


Para el polo positivo usaremos un trozo de tubería de cobre. Las medidas no son exactas: Es suficiente con que tenga cabida en el vaso. 

Podemos conseguir trozos de cobre en una buena gama de diámetros en una chatarrería. Quizás también en una fontanería tengan retales de tubo de cobre.

Le uniremos un pequeño trozo de cable para conectarlo a la pinza del cable que montamos en el apartado 4.1. He preferido soldarlo al cobre por ser la mejor opción.

Este electrodo no se gasta con el uso, mas bien tiende a recubrirse de óxido, que podemos retirar con un simple lijado.





Para el polo negativo usaremos un trozo de magnesio por ser el metal que, frente al cobre, ofrece un voltaje mayor (aprox. 1.5 voltios). También se pueden usar otros metales (cinc, aluminio, hierro), pero generan bastante menos voltaje que el magnesio (de 0,4 a 0,7 voltios)

Podemos conseguir magnesio gratis  de un viejo calentador (Lo utiliza como electrodo de sacrificio para proteger otras piezas más valiosas). Si no hay otra opción, incluso nuevo es barato en una tienda de repuestos.

A fin de poder conectar el magnesio al cable de 4.1 le adosaremos un cáncamo para lo que previamente haremos un pequeño taladro. El cáncamo va roscado.








4.4. La conexión interna

Ponemos sobre la tapa el cobre, el separador de plástico y el magnesio.




El separador de plástico es importante para evitar que cobre y magnesio se toquen. En ese caso, la pila no funciona. Yo he usado un trozo de tubo de PVC, pero se puede usar cualquier cosa, por ejemplo, un trozo de una pequeña botella de plástico. Es conveniente hacerle unos taladros a este separador para permitir el paso de la corriente de iones que hará funcionar a la pila.

Ahora conectamos la pinza roja del cable rojo al cobre (positivo), y la pinza negra del cable negro al magnesio (negativo). Cerramos el vaso.

Ya está listo para usar.



5. Tensión obtenida

Con la pila preparada en seco, la tensión obtenida es cero.

Esto permite una excelente conservación ya que no hay apenas corrosión. Esta pila puede estar latente durante años, sin degradarse, esperando a que la sumergamos.



Cuando la sumergimos en agua comienza inmediatamente a funcionar.

La tensión entregada es de 1,4 a 1,5 voltios, claramente superior a la obtenida en otras versiones de pila casera con otros metales, donde se alcanzan valores como mucho de 0,8 voltios.


























6. ¿Cómo encender un LED de 3 voltios con sólo 1 voltio?

Como ya comenté antes, en un próximo vídeo veremos un circuito electrónico que hará funcionar a un LED de 3 voltios aplicándole una tensión de tan sólo un voltio (e incluso menos), y ese circuito tiene sólo tres componentes de bajo costo.



7. El Vídeo




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