¡¡¡ATENCIÓN, INFORMACIÓN IMPORTANTE!!!

Una parte de los montajes que se publican en este blog son peligrosos, y algunos, potencialmente letales. Debo advertiros que las precauciones se deberán de extremar al máximo, sobre todo, en el caso de realizar experimentos con altas tensiones. Toda la responsabilidad, respecto a posibles accidentes, recaerá sobre las personas que decidan llevar a la práctica alguno de estos diseños. A los menos introducidos en la temática de las Bobinas de Tesla les sugiero que, antes de intentar construir una, lean las recomendaciones de seguridad de esta página.

Gracias a todos.

21 de diciembre de 2012

RADIORECEPTOR CON DETECTOR DE GERMANIO (II)



Para empezar construiremos la bobina y el condensador variable que conformarán el circuito tanque, que será el encargado de sintonizar las emisiones. Lo haremos de la forma más simple posible y sin ceñirnos a valores estrictos, empleando para su elaboración materiales comunes.

La bobina está dispuesta sobre un tubo de PVC de 1½" de diámetro exterior, también se puede hacer con otra medida aproximada u otro material, como el cartón o la bakelita. El hilo que empleé era el sobrante de mi Bobina de Tesla (de su secundaria) con un grosor de 0,68mm. (22AWG aprox.) se antoja un poco grueso, pero lo aprovecho aquí por no comprar otro más fino que a priori sería más adecuado. Perforamos el tubo cerca de su base para sujetar el hilo y que salgan ordenadas las conexiones, cada 20 ó 25 vueltas vamos sacando una derivación para el selector rotativo, en total seis tomas más la tierra. Al final (arriba de la bobina múltiple) y separada 1cm. +ó- de ésta haremos otra independiente con unas 20-25 espiras, conectado su extremo inferior en común con la anterior en su toma de tierra, el otro extremo será para la antena, lo hacemos de esta manera para poder cargar el paso amplificador de alta frecuencia a esta bobina y así acoplar la señal amplificada sobre las otras seriadas del circuito tanque.



Aspecto de los dos bobinados: antena y sintonía con sus 6 tomas + tierra.



Selector rotativo conectado a las seis derivaciones.



Valor mínimo de inductancia. Lectura entre tierra y la primera toma.



Máximo valor en la sexta derivación.


Para hacer el condensador variable he utilizado: lámina fina de aluminio, varilla roscada M5, tuercas normales, de seguridad y ciegas; luego el conjunto va sujeto entre dos láminas de metacrilato que sirven de aislante y carátula de mandos (como veremos más adelante). La parte móvil va unida a un mando plástico situado en el frontal para la sintonía, su desplazamiento angular es de 180º.

Está compuesto por doce laminas de aluminio de 6X6 cms., la mitad van plastificadas (las de la parte fija), con esto evitamos que se toquen entre sí al desplazarse unas sobre otras, esta fina lámina plástica actúa por tanto como dieléctrico y permite una máxima aproximación entre las placas para así ganar en capacidad. Es necesario un mínimo de unos 300-400pF. para disponer de un rango de frecuencias suficiente.  Recordar que a mayor superficie enfrentada entre placas y menor distancia entre las mismas tendremos mayor capacidad final, ésta también se verá afectada por el tipo de material que se emplee como dieléctrico:



Cálculo de capacidad para condensadores (A es el área enfrentada de las placas paralelas, no la total).



 Constantes dieléctricas de algunos materiales.


El resultado que nos proporcione la anterior fórmula habrá que multiplicarlo por el númeo total de placas menos una, en nuestro caso serían once.

Todas las placas van separadas por medio de una arandela metálica para controlar de manera uniforme su separación y para que exista contacto eléctrico entre ellas, sumándose así todas las capacidades. Como vemos en la fórmula, si las separamos más obtendremos una menor capacidad final. En un primer momento probé con las placas separadas por dos arandelas y no llegué a la capacidad mínima requerida, luego probé con solo una y se incrementó mucho su valor, llegando hasta un máximo de 727,6pF. A las placas forradas les hay que recortar el plástico  alrededor del orificio de engarce (por las dos caras) para que las arandelas hagan buen contacto con las láminas de aluminio.

El número de placas y el material dieléctrico es orientativo, si no llegamos al valor mínimo añadiremos más placas o trataremos de aproximarlas de la misma forma que yo he hecho, es una gran ventaja montarlo sobre varilla roscada, porque así pofremos añadir o quitar placas para conseguir el valor que más se adapte a nuestras necesidades.

Otros diseños son totalmente válidos,  hay muchas maneras de construirlo y sobre esto existen numerosos planos en la red.





Plastificación de las placas fijas.


 
Lámina de aluminio, placas plastificadas y desnuda.



Valor mínimo de capacidad.



Valor tope. Enfrentamiento máximo entre sus placas.



Detalle del movimiento.


Como ya indicamos al principio, este montaje incluye una pequeña etapa amplificadora de audio y otra de antena para mejorar los resultados. La etapa de audio irá montada sobre una placa perforada de fibra de vidrio, en la que irá también el diodo de germanio OA95 (detector).

El conjunto va alimentado por una fuente de 13V que anteriormente era de una impresora portátil a batería. Estos 13V nos sirven  para energizar tanto el circuito de audio como para el amplificador de AF.


 

RADIORECEPTOR CON DETECTOR DE GERMANIO (I)



En esta práctica montaremos un simple receptor de radio basado en las famosas "galenas", esos  aparatos que tanto hicieron disfrutar a nuestros padres y abuelos. Para sacarle más partido incorporaremos dos mejoras al esquema básico, y que son: un pequeño paso amplificador de AF para la antena y una etapa de BF para el audio.

Los receptores a cristal de galena no necesitaban alimentación eléctrica para su funcionamiento, esto tenía como contrapartida una señal de audio extremadamente débil, siendo necesarios unos auriculares de alta impedancia además de un absoluto silencio para una correcta audición. Otro gran inconveniente era que para una recepción aceptable, relativamente lejos de las estaciones emisoras, necesitaban un largo "tendido" de cable a modo de antena (del orden de decenas de metros) y una buena toma de tierra.





Ejemplos de receptores de "galena".


En la actualidad no se suele emplear el cristal de galena (sulfuro de plomo) como detector, éste se sustituye por semiconductores de germanio en la mayoría de los casos. Las bobinas de sintonía se realizan a mano (existen infinidad de topologías) y el condensador variable se puede adquirir en tiendas especializadas, obtenerlo de un viejo aparato de radio inservible o fabricarnos uno artesanal, esta última opción es la que yo escogí, más que nada por mostrar el proceso y los parámetros que afectan al valor de su capacidad final.



Receptáculo para el cristal de galena y "bigote de gato" para su ajuste.



Esquema básico de un receptor con detección a semiconductor.


Este tipo de receptores solo nos sirven para la captación de frecuencias moduladas en amplitud (AM). Como se ve en el esquema básico, la antena capta la señal que es "filtrada" por el conjunto L1 y CV1 que conforma el circuito tanque sintonizador, funcionando como filtro paso-banda; la frecuencia de la estación que deseamos captar se sintoniza al variar el valor del condensador CV1 (al coincidir la resonancia del circuito tanque con la de la emisora en cuestión), luego esta cresta de frecuencia pasa por la etapa detectora representada por D1, y que en el caso que nos atañe será un diodo de germanio tipo OA95 que funcionará como rectificador de media onda; el paso siguiente es un filtrado de tipo paso-bajo mediante C1, en este punto ya está presente la señal de audio que queríamos extraer, finalmente está la carga RL que forzosamente tiene que ser un audífono de alta Z, aunque no lo especifique el esquema.



Diagrama de bloques de generación de una frecuencia AM. Fa modula en amplitud a Fc.



Proceso de demodulación: AM (a), detección (b) y señal de audio ya filtrada (c).



27 de noviembre de 2012

SOLDADORA POR PUNTOS (II)



En esta entrada veremos el resto de la construcción de la soldadora y mostraré como funciona con varios ejemplos.


La parte eléctrica es muy sencilla, solo dispone de un relé de 230V/16A para alimentar el transformador y dos condensadores supresores, uno para la bobina del relé y otro para el primario del MOT (cuya función es reducir sus respectivas extracorrientes de apertura). El resto de componentes son: una regleta de cuatro tomas, dos bornas para cables de gran sección, un interruptor general 2P/16A con testigo de neón, dos conectores XLR (uno hembra para montaje en superficie y un macho aéreo) para enchufar el pulsador de pie, un conector IEC macho de panel para el cable de alimentación, un ventilador de 230V y dos indicadores de neón situados en la parte frontal de la caja, cuya función es mostrar el estado del aparato: verde=stand by, rojo=on (trabajando).



Esquema eléctrico (el fusible a  la entrada de red es opcional).



Croquis de conexiones.



Esquema de contactos del zócalo Finder tipo 95.65.


El montaje en sí no tiene ninguna dificultad. Recalco que lo más importante es que el circuito de alta intensidad esté dotado de cables y electrodos lo más gruesos posibles, imperativamente de cobre, para reducir las pérdidas y evitar calentamientos excesivos, teniendo especial cuidado en sus conexiones.

Si necesitásemos más potencia para soldar chapas más gruesas podríamos solventarlo empleando otro MOT, o incluso más, teniendo que conectarlos en serie (sus secundarios) al igual que en la fuente de la Bobina de Tesla. Dependiendo del número de espiras en cada MOT y el grosor del cable podríamos tener más voltaje de salida manteniendo la intensidad, que nos sería muy útil para soldar materiales de mayor resistencia eléctrica, o mantener el voltaje de salida (reduciendo a una o dos vueltas de cable, más grueso del que empleé, en el secundario de cada MOT) y disponer así de mayor corriente. Hay que recordar que en una disposición seriada la intensidad la va a limitar el MOT menos potente, y será la misma en toda la línea. No creo que sea muy recomendable la opción alternativa de poner los secundarios en paralelo para aumentar la capacidad de corriente, porque deberían ser exactas sus características eléctricas para realizarlo con éxito (voltaje de salida idéntico y capacidad de corriente igual en cada unidad)...Siempre las desigualdades implican corrientes para tratar de equilibrar el circuito, y traen como consecuencia calentamientos y pérdidas, en este caso en particular pueden ser de varios amperios, produciendo un caldeo en los conductores incluso sin estar bajo carga.



 Interior del compartimento con el sencillo montaje.


El resto del proceso es puro bricolaje realizado con más o menos éxito, pero que mecánicamente cumple bien su función. El resultado final es bastante aceptable, el diseño del mueble fue saliendo sobre la marcha y adaptándose  a la disponibilidad de los componentes.



Soldadora terminada con las pinzas conectadas a las bornas de conexión de accesorios.

    

Vista frontal en la que se aprecia iluminado el neón verde de stand by.



Vista posterior con el interruptor general y el cable de alimentación. Lateralmente el XLR del pulsador de pie.



Pulsador de pie.



Electrodos de mano.



Resorte para la apertura de la palanca de los electrodos principales.



Detalle de los electrodos principales.



Área de trabajo con los soportes verticales para los electrodos de mano.


Ensayando soldaduras con diversos objetos vamos observando como  se comporta mejor y que factores influyen en el resultado final. Dependiendo de la potencia de la soldadora tendremos que ejercer más o menos presión sobre las piezas a unir y controlar el tiempo de soldadura. En nuestro caso, con una potencia baja, no debemos tentar soldar  piezas gruesas, no perderemos nada por probar, pero a partir de determinados espesores será imposible realizar una soldadura fiable.

Todo es cuestión de práctica...Algunas veces es necesario mejorar el ataque inicial debido al bajo voltaje de salida del que disponemos, para ello lijaremos los puntos elegidos para las soldaduras (en ambas piezas), de esta forma eliminamos restos de óxido o cualquier impureza que pudiese incrementar su resistencia eléctrica. No debemos exagerar la presión ni sobre todo abusar del tiempo de suelda en piezas muy finas, porque acabaremos perforándolas. Podréis ver su construcción y funcionamiento en este vídeo.



Soldadura de dos barritas de acero.



Soldadura de un terminal.



 Unión de dos cuencos de acero.



Las soldaduras son fuertes, solo se liberan rompiéndolas.



12 de noviembre de 2012

SOLDADORA POR PUNTOS (I)



Este montaje nos va a resultar muy útil para soldar delgadas chapas y pequeñas varillas metálicas de forma cómoda, rápida, limpia y sin necesidad de material de aporte.

El corazón del aparato va a ser, como no, un MOT (es que estos transformadores sirven para casi todo) al que tendremos que retirar su bobinado de alta tensión, para dejar libre el hueco que ocupa y así confeccionar un nuevo secundario.



Cualquier MOT nos puede servir, cuanto más grande mejor.



Procedemos a retirar el bobinado de alta con mucho cuidado.



Nos ayudaremos de un cincel o una barra metálica para empujar el hilo cortado.


El nuevo secundario estará constituido por dos o tres espiras de cable grueso y aislado, cuanta más sección tenga y nos quepa en el hueco mejor, pues habrá menos pérdidas de potencia en el conductor. El trayecto del cable hasta los electrodos de soldadura han de ser lo más cortos posible, y si se puede debemos de evitar emplear cables de aluminio debido a su peor manejabilidad y sobre todo por su menor conductividad, lo que nos obligaría a emplear mayores secciones.

Con tres espiras de conductor trenzado de cobre OFC (disponía de unos metros del que se emplea en alimentar amplificadores de potencia en instalaciones de car audio competentes) consigo un voltaje en vacío de 2,8V con una intensidad de corriente en corto cercana a los 700A, que considero suficientes para soldar chapas no demasiado gruesas y pequeñas varillas metálicas.







Aspecto y medidas del nuevo devanado.



Prueba de capacidad (Fundiendo un tirafondo).



Fusión de una barrita de acero.


Mención especial merecen los electrodos que van a estar en contacto con las piezas a soldar, porque son los encargados de encauzar por sus puntas prácticamente toda la potencia que va a suministrar el transformador. Los que incorpora este montaje son de cobre puro, construidos a partir de una barra de 10mm.Ø. Es lógico que, tanto los cables como los electrodos, sean de un metal lo más conductivo posible para minimizar las pérdidas por efecto Joule, en este campo el cobre siempre lleva las de ganar (la plata está muy cara...). Apuntar a que cuantas menos uniones se establezcan en un circuito por el que va a circular una alta intensidad de corriente las prestaciones serán superiores, incrementándose su seguridad, fiabilidad y rendimiento, esto se debe a que las interrupciones añaden resistencia y por tanto pérdidas en forma de calor. Si un punto se calienta en exceso debido a una sección inadecuada o a un mal contacto existirá un alto riesgo de fallo a corto plazo, e incluso peor, un potencial incendio.



Varilla de cobre maciza empleada para la confección de los electrodos.


Una vez cortados a medida les damos forma a sus puntas de contacto, para esta operación me sirvo de mi taladro de columna y una lima, posteriormente igualo con lija de grano fino todo el conjunto, resultando un acabado bastante decente. La punta no debe ser afilada del todo, dejaremos una pequeña superficie plana para que asiente en la pieza a soldar, esto se realiza manualmente con una lima al final del torneado y su medida es un poco a ojo, esto es, buscando un equilibrio entre el diámetro del punto de soldadura que queremos y la potencia que nos suministre el MOT.



Desbastando con una lima.



Electrodo casi terminado, finalmente rebajaremos un poco su punta.

  
La conexión entre cada electrodo y su correspondiente cable conductor se efectúa mediante un crimpado un tanto "especial", resultando una unión muy eficiente desde el punto de vista eléctrico y bastante estable a movimientos. Para realizarla se taladra en uno de los extremos de cada electrodo, con una broca de 7mm., un túnel de unos 20mm. de longitud, suficiente para alojarar el cable desnudo y luego éste se pinza con un cincel para fijarlo de forma semejante a como lo hace una crimparora.



Taladramos una cavidad para alojar el cable.


 

 Crimpado de ambas caras utilizando un cincel.


Como complementos para soldar he construído unas pinzas y dos electrodos de mano, las pinzas son para soldaduras fuera de la tabla de trabajo, por ejemplo: piezas grandes que no caben el los electrodos de la palanca o elementos que no se puedan mover de su lugar original. Los electrodos de mano son muy manejables, y resultan muy útiles para soldar dos piezas por la misma cara. Estos complementos están realizados con el mismo tipo de cable y la misma barra de cobre que se usó para hacer los electrodos principales.







Pinzas para soldaduras externas.


 
Electrodos de mano para lugares de difícil acceso y soldaduras por la misma cara.


Todo está montado sobre un bastidor de MDF, el electrodo inferior esta sujeto por una tablilla de polietileno y el superior está montado en una palanca metálica con resorte, así  podemos ejercer presión sobre las piezas a soldar.

La parte electrica está protegida por una envoltura realizada también en MDF, dispone de tres rejillas de aireación para una correcta refrigeración, en este caso la ventilación es continua y forzada, gracias a un ventilador de 230V. que funciona de forma ininterrumpida.





 Bastidor y caja para alojar la parte eléctrica.


Para ponerla en marcha hay que pisar un pulsador (originalmente era un interruptor de los empleados en encender lámparas con el pie, pero lo he convertido a pulsador para tener un mejor control del tiempo de soldadura), gracias a esto disponemos de manos libres para manejar y sujetar mejor las piezas a soldar o aferrar con fuerza los complementos de la soldadora.



Pulsador de pie para un cómodo accionamiento.