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Watimetro con Arduino


Realmente construir un watimetro no es demasiado  complejo cuando hablamos de corriente continua , por ejemplo pensando en una instalación fotovoltaica , pues basta  simplemente en recordar  la formula física de la  Potencia(P)   , la cual es el producto de la tensión instantánea(voltios) por la intensidad  (Amp ) , es decir  P = V x I ,  expresándose la unidad de potencia en  Watt o KW
Pero la potencia  en watios,  no expresa  ensimismo  potencia energética, por lo  que se recurre  al  producto de la potencia (vatios)  por el tiempo (en horas) , es  decir  E = P x t , expresándose  la unidad de energía que  todo conocemos como  vatios hora(Wh) o kilovatios hora (kWh).

Si unimos ambas formulas sustituyendo el valor de P obtenemos E =Px t= (V xI) x t , es decir  el producto de la tensión  e intensidad por el el tiempo

Precisamente pues de la ultima fórmula anterior queda claro que para medir la energía que necesitamos tres parámetros:

  1.  Tensión
  2.  Intensidad
  3.  Tiempo

Veamos pues como  obtener estas valores con un Arduino  para obtener en tiempo real en un display lcd  la potencia en kwh de un sistema en cc

En el siguiente  video podemos ver el proyecto funcionando, incluso enviando datos al IoT  con  Xively (esta opción ya no esta disponible para aficionados)

Medida de tensión

El voltaje se puede medir con la ayuda de un circuito divisor de tensión  formado  por dos resistencias iguales  . Como el  voltaje de entrada en cualquier pin analógico de ARDUINO esta limitado a 5V por se logica TTL , el  divisor de voltaje servirá para  que el voltaje de la salida de ella sea menor que 5V y no queme la electronica interior.

Por ejemplo para una batería  que se utilice para almacenar la energía de un  panel solar de  6v  y   5.5Ah  de capacidad , tendríamos que bajar la  tensión desde 6.5v a una tensión menor que 5V para no estropear el Arduino.

Si usamos R1 = 10k y R2 = 10K  nos da una corriente pequeña 6.5v/(10k+10K)=0,325mA .

Es cierto que se podrían  tomar valores de R1 y R2    inferiores, pero el problema es que cuando la resistencia es menor  mayor corriente  pasas  a través de ella generando como resultado gran cantidad de energía  disipada en forma de calor(recuerde  que P = I ^ 2R) . por tanto el valor de las resistencias  puede ser elegido diferente pero debe tenerse cuidado para reducir al mínimo la pérdida de energía a través de las resistencias.

El resultado de la tensión entre una de las resistencias y masa seria igual a R xI =10k  x 0.325mA=3.25v que es inferior a 5v y, tensión soportada sin problemas  para el pin analógico de  ARDUINO

Calibración de voltaje:

Cuando la batería está completamente cargada (6.5v) obtenemos una Vout = 3.25v y ese seria el valor  que iría al  convertidor analógico digital  de un puerto analógico  de  Arduino

Si tenemos que medir los 3.25v desde el divisor de tensión   obtendremos un valor aproximado de 696 en el monitor serial (  sample1 es el valor de ADC corresponde a 3.25v)  .

Precisamente con ese valor o tendremos que extrapolar  que 3.25v  es equivalente a 696,  1 es equivalente a 3.25/696=4.669mv    por lo que podemos usar  estas dos reglas:

Vout = (4.669 * sample1 ) / 1000 voltios
voltaje de la batería real = (2 * Vout) voltios

Con el siguiente código de Arduino  podemos obtener el valor de tensión:

/ / tomar 150 muestras de divisor de tensión con un intervalo de 2 segundos y medio samples data collected for(int i=0;i<150;i++)
{
sample1=sample1+analogRead(A2); //leer  el voltaje del circuito divisor
delay (2);
}
sample1=sample1/150;
voltage=4.669*2*sample1/1000;

Medición de intensidad

Para mediciones de intensidad  es típico usar una resistencia en serie  de poco  valor con la carga  y medir la diferencia de potencial entre los extremos   de esta  y luego calcular   la intensidad gracias a la la ley de ohm (I=V/R  ) donde como vemos   dividiríamos este valor por el valor en ohmios de la resistencia

El efecto Hall se basa en  la producción de una diferencia de potencial(el voltaje de Hall) a través de un conductor eléctrico, transversal a una corriente eléctrica en el conductor y un campo magnético perpendicular a la corriente.

Afortunadamente actualmente existen CI especializados  como   son  los   sensores de corriente basados en efecto Hall ACS 712

Existen comercialmente  sensores de la gama ACS712  para  diferentes  rangos de corrientes máximas , así que se debe escoger este  según su requisito,como por ejemplo para una corriente máxima de 20 A.

ACS712.png

En el  esquema vemos un LED como una carga ( aunque  la carga real sera diferente) .

Tambien vemos el  ACS 712 (soporta  20Amps DC)  ofreciendo una una salida analógica 100mV/A

Tambien es destacar la alimentación del Arduino  cuya salida alimenta a través de la placa de prototipos a la ACS712

La calibración  es muy sencilla :
La lectura analógica  produce un valor de 0-1023, equiparando a 0v a 5v analógico .Leer 1 = (5/1024) V = 4.89mv
Valor = (4,89 * valor analógico leído) / 1000 V,  pero según hojas de datos offset 2.5V (cero corriente obtendrá 2.5V del sensor de salida)
valor Actual = (valor 2.5) V
corriente en amp = valor real * 10

Código de ARDUINO:

/ / tomando 150 ejemplos de sensores con un intervalo de 2 segundos y luego media de los datos de las muestras recogidos
for (int i = 0; i < 150; i ++)
{
+= sample2 analogRead(A3);  //  leer la corriente de sensor
delay(2);
}
sample2 = sample2/150;
=(5.0*sample2)/1024.0; 
actualval = val-2.5;  //tensión de offset es 2.5v
amperios = actualval * 10;

 Medición del tiempo

Para la medida del tiempo no se necesita ningún hardware externo, pues ARDUINO en sí mismo tiene contador de tiempo incorporado.

La función millis() devuelve el número de milisegundos desde que la placa Arduino comenzó a ejecutar el programa actual.

Código de ARDUINO:

long milisec = millis();  // calcular el tiempo en milisegundos
long time=milisec/1000; // convertir de milisegundos a segundos

 Calculo de la potencia y energía

Estas son las formulas basicas empleadas por el fw  en Arduino:
  • totamps = totamps + amperios;  //calcular amperios total
  • avgamps = totamps/tiempo;  // promedio de amps
  • amphr =(avgamps*time)/3600;  // Ah
  • Watts = voltaje * amperios;  //Potencia = Voltaje * corriente
  • energía =(watt*time)/3600;  // Vatios-seg vuelve a convertir en Watt-hora dividiendo 1hr(3600sec)
  •  energy=(watt*time)/(1000*3600); //para la lectura en kWh

completo.jpg

Todos los resultados se pueden visualizar en el monitor serial o mediante una pantalla LCD   de 16 x 2 caracteres para mostrar todos los resultados obtenidos en los pasos anteriores.

El conexionado del LCD sigue la conexión estandar de 4 pines para la linea de  datos mas las señales de control RS,RW  y Enable

Asimismo también es necesario un trimer de 10k  para el contraste de la pantalla

Resumidamente estas son pues las conexiones para el lcd

LCD -> Arduino
1. VSS -> GND de Arduino
2. VDD -> Arduino + 5v
3. VO -> Arduino GND pin + resistencia o potenciómetro
4. RS -> Arduino pin 8
5. RW -> Arduino pin 7
6. E -> pin Arduino 6
7. D0 -> Arduino – no conectado
8. D1 -> Arduino – no conectado
9. D2 -> Arduino – no conectado
10. D3 -> Arduino – no conectado
11. D4 -> Arduino pin 5
12. D5 -> Arduino pin 4
13. D6 -> Arduino pin 3
14. D7 -> pin Arduino 2
15. A -> Pin 13 de Arduino + resistencia (potencia de luz de fondo)
16. K -> Arduino GND (tierra de luz de fondo)

A continuación este es el  código de ejemplo para sacar por el monitor serie  los valores calculados

Serial.Print (“tensión:”);
Serial.print(voltage);
Serial.println(“Volt”);
Serial.print (“actual:”);
Serial.print(amps);
Serial.println(“Amps”);
Serial.print (“potencia:”);
Serial.print(watt);
Serial.println(“Watt”);
Serial.print (“energía consumida:”);
Serial.print(energy);
Serial.println(“Watt-Hour”);
Serial.println(“”);  //imprimir los siguiente conjuntos de parámetro después de una línea e
delay(2000);
Para manejar el  LCD tiene que primero importar la biblioteca de “LiquidCrystal” en el código.
A continuación este es el  código de ejemplo para sacar por el display  lcd  los valores calculados:
#include
lcd (8, 7, 6, 5, 4, 3, 2);
luz int = 9;
void setup()
{
pinMode (luz de fondo, salida); //set pin 9 como salida
analogWrite (contraluz, 150); //controls la intensidad de luz 0-254
lcd.begin(16,2); / / columnas, filas. tamaño de pantalla
LCD.Clear(); claro la pantalla
}
void loop()
{
lcd.setCursor(16,1); / / establecer el cursor fuera de la cuenta de pantalla
lcd.print(“”); imprimir carácter vacío
delay(600);
impresión de potencia y energía que un LCD / / /
lcd.setCursor(1,0); coloca el cursor en la columna 1 y fila 1

LCD.Print(Watt);
lcd.print (“W”);
lcd.print(voltage);
lcd.print(“V”);
lcd.setCursor(1,1); coloca el cursor en la fila 1 columna y 2 º
lcd.print(energy);
lcd.print (“WH”);
lcd.print(amps);
lcd.print(“A”);
}

 

Componentes

A continuación por ultimo algunos de los componentes necesarios para llevar a cabo este circuito:

 

1. ARDUINO UNO  (unos 9€ en Amazon)


3. Display LCD de 16 x 2 caracteres LCD (en Amazon con I2C  menos de 5€ )

4. ACS 712 SENSOR de corriente .Rango de corriente: 30A; Tamano: 31 x 13mm / 1.2 “x 0.5” (L * W) ( en Amazon unos 2€ )


Varios : resistencias de 10k v2,resistencia de 330ohm, POTENCIÓMETRO de 10K ,cables puente , placa de prototipos,etc

 

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Algunos detalles sobre la batería de los automoviles Tesla


Todos los vehículos  Tesla son accionados únicamente por la carga eléctrica almacenada en su baterías por que  son llamados vehículos eléctricos de batería o BEVs siendo la razón de la existencia de Tesla como  empresa , es decir simplemente gracias a que las baterías de iones de litio que usan estos vehiculos  tienen la mayor capacidad de carga de cualquier formulación práctica de la batería en la historia , por el coste y potencia  lo suficientemente alta como para hacer práctica BEVs.

 

Las baterías de iones de litio

La idea para el uso de celdas de batería recargables de iones de litio primero fue propuesta por un químico británico en la década de 1970   y realmente ha sido un exito total hasta nuestros días pues esta practicante en cualquier  dispositivo electrónico ( smartphones, relojes, bicicletas eléctricas, etc)

Son dispositivos aparentemente simples que constan de tres componentes básicos: dos electrodos, el ánodo negativo y el positivo cátodo separados por un químico “sopa”, llamado electrolito. Cuando estén cargadas las baterías de iones de litio, los iones de litio se ven obligados a migrar hacia el electrodo negativo donde se depositan. Durante la descarga, los iones de litio invertir dirección para el cátodo ( puede consultar mas detalles sobre de desarrollo de la célula de litio ion batería en este artículo de la Wikipedia) y un vídeo de  la televisión muestra NOVA (véase abajo) dedicada  a  las células de ion de litio en 2017  que demuestra las ventajas asi como los peligros asociados con las células de ion de litio..

 

 

 

Tesla ha estado utilizando 18650 células fabricadas por Panasonic en Asia en los coches de los modelos S y X desde 2013. Estas son las celdas de la batería pequeña, ligeramente más grandes que las baterías  AA estándar. Las células cilíndricas de Tesla son 18 mm de diámetro y 65 mm de alto. El diseño de la Panasonic, tal vez con el aporte de Tesla, es por algunos relatos de las formulaciones más robustas disponibles hoy en día en rendimiento,durabilidad y  funcionamiento confiable en el riguroso ambiente automovilístico.

El más popular paquete de baterías suministrado por Tesla contiene 7.104 células 18650   capaces de almacenar hasta 85 kWh de energía. Pero  no acaba mas que en empezar pues ya en el año 2015 Panasonic alteró el diseño del ánodo, aumento de la capacidad de la célula por cerca de 6%, permitiendo a los paquetes de baterías almacenar hasta 90 kWh de energía. Más recientemente, los ingenieros de Tesla reconfiguraron el funcionamiento interno de la batería para mantener 516 células en cada módulo para un total de 8.256 células capaz de almacenar un poco más de 100 kWh de energía que permite a los coches llegar  a disfrutar de una autonomía  de más de 300 millas.

Con el fin de mejorar la eficiencia de las células y costos ,Tesla ha construido una fábrica grande de la batería en Sparks, NV cerca Reno llamado Gigafactory 1 que está produciendo un nuevo diseño de célula llamado el 2170 porque es 21 mm de diámetro y 70 mm de alto para usarse inicialmente en  productos de almacenamiento en el hogar (la Powerwall Powerpack)  o  el nuevo sedán modelo 3, diseñado para ser más pequeño y menos costoso que el modelo S. El diseño basado en celdas 2170 es 46% menor en volumen que los basados en celdas 18650 y 10-15% más eficientes que las 18650 células, según J. B. Straubel, director técnico de Tesla.

 

Carga

Uno de los requisitos clave para las baterías del coche eléctrico, especialmente en viajes por carretera, es que necesitan recargarse relativamente rápidamente. Puesto que las baterías son dispositivos de corriente continua (DC) y ene  casa el sumunistro o eléctrico es de CA, la carga utiliza un circuito de 240 voltios 40 amperios de abastecimiento (cerca de 10 kW de potencia). El coche incluye  el circuito de carga  ( circuitería que rectifica la CA),la  cual  de  manera típica tarda varias horas. Consciente de que es mucho tiempo Tesla ha instalado   estaciones rapidas en todo el mundo que ofertan hasta unos 135 kW de potencia , requiriendo típicamente de 20 a 40 minutos.

Las baterías de Tesla que usan baterías Panasonic 18650 no pueden cargar más rápido que esto ,puesto que el voltaje de carga máxima de una celda de Panasonic es de 4,2 voltios y  Panasonic especifica un máximo de corriente de 2 amperios por célula de carga pero Tesla suaviza esta regla llegando   hasta 4 amperios. Por lo tanto ,la potencia máxima que puede puede utilizar un paquete de baterías del Tesla para cargar es 4.2 X X N donde N es el número de células en el paquete y I es la corriente máxima permitida por la célula. Para los paquetes de 85/90 kWh es 7.104 X 16,8 = 119.3 kW. Para los 100 paquetes de kWh es 8.256 X 16,8 = 138.7 kW. No hay manera para cargar más rápido sin aumentar la máxima carga por celula que podría acelerar la degradación de las células o algo peor.

Todas las células de la batería recargables se degradan con el tiempo con reacciones secundarias indeseables que ocurren en las células  produciendo subproductos que bloquean los iones de litio de alcanzar el ánodo durante la carga. Las baterías de Tesla están garantizadas contra fallos pero no degradación. Las primeras indicaciones sobre el uso de estas baterias  son que la degradación de células 18650 es muy lenta, perdiendo solamente un por ciento o dos de capacidad por año en el peor  por lo que las células son muy resistentes a la degradación, al parecer.

 

Bateria  para el modelo 3

El Tesla modelo 3 ha estado disponible por casi un año, de modo que  hackers ,manitas e incluso aficionados  en todo el mundo están dispuestos a investigar  mucho mas sobre lo  que se  oculta en su interior.

Los coches Tesla modelo 3 utilizarn  las celulas 2170  fabricadas  en  Gigafactory . Las células más grandes pueden ser capaces de utilizar más de 4 amperios de carga actuales que servirán para acelerar la carga  porque las células 2170 tienen más capacidad de almacenamiento de energía que las células 18650 células, así que proporcionalmente  necesitarán menos para crear un paquete con un determinado grado de kWh. (N es más pequeño, consigue más grande). Esto significa que la mayor carga de energía es sin sentido para estas baterías aqunye la relación. 4.2 X N X  todavía se aplica.

Este modelo  aunque es considerablemente más barato que el modelo anterior, con un precio de  $35.000 dolares   USD  ,el nuevo Tesla sigue siendo un precio demasiado alto para comprarlo para desmontarlo por simple curiosidad ,así que para Jack Rickard  conocedor de vehículo eléctrico [Jack Rickard]  compró el primer 3 modelo averiado para a tenerlos en sus manos  procediendo a hacer un desmontaje  largo en lo que podría decirse que es el corazón y el alma de la máquina: su batería de 75 kWh.

En el camino hicieron algunos descubrimientos interesantes y obtuvo una idea sobre cómo Tesla ha podido caer el coste de los 3 modelos,hasta llegar al precio  “tan bajo” actual  en comparación con sus anteriores vehículos.

En un Tesla, la batería es un gran panel plano que toma efectivamente la parte de  debajo del vehículo. Para quitarla  necesitamos un gato   hidráulico y  levantar el modelo 3 en un elevador estándar y luego bajar la batería con una tabla de elevación pequeña. Es aquí se observan las primeras diferencias: mientras que la batería del modelo S fue hecha para el rápido intercambio (una característica aparentemente que rara vez se ha utilizado en la práctica), la batería de la batería del modelo 3 obviamente pretende ser una pieza permanente del vehículo; de  modo que no es sencillos retirarla pues ocupa  una buena porción del interior.

La batería del coche pues puede considerarse  el cambio más grande para el modelo 3

 El paquete de baterías contiene en realidad el sistema de gestión de la batería en una unidad integrada, cargador y convertidor DC-DC. Mientras que en el modelo de estos componentes fueron instalados en el vehículo, en el modelo 3, la mayoría de la electrónica primaria se almacena en este módulo lo cual reduce considerablemente el cableado y la complejidad del coche,

 

[Jack] menciona el hardware importante sólo queda el modelo 3 (más allá de los motores)  en  el equipo de interfaz de usuario en la consola central. Cuando el protocolo de comunicación para este módulo de electrónica inverso diseñado, puede terminar siendo excepcionalmente útil no sólo para las conversiones del vehículo eléctrico pero cosas como almacenamiento de energía de fuera de la red.

En el video podemos ver el proceso completo de desmontaje  de la batería del un Tesla model 3   filmado  como  un documental

 

Tesla parece decidido por este formato 2170 para ofrecer diferentes capacidades de baterías peor en cambio, los fabricantes tradicionales han tenido que conseguir celdas mejoradas para poder ofrecer otras capacidades de batería, como ocurre ahora por ejemplo con el Renault ZOE de 41 kWh y el de 22 kWh.

Tesla ha apostado por este formato de batería, algo que no han hecho el resto de fabricantes tradicionales. Por el momento, parece que la compañía californiana está decidida a bajar los costes significativamente con este formato. ¿Acabarán usándolo el resto de fabricantes? Por el momento, parece que no.

 

 

Fuente https://hackaday.com

Soldador de puntos casero para celdas 18650


En otro post hablábamos en este blog de los  supercondensadores y sus posibilidades  dado que  diferencia de los condensadores ordinarios, las baterías almacenan energía en una reacción química, y debido a esto, los iones se insertan realmente en la estructura atómica de un electrodo.

A diferencia de un condensador, los iones simplemente “se adhieren”. Esto es importante, porque almacenar energía sin reacciones químicas permite que los súpercondensadores se carguen y descarguen mucho más rápido que las baterías y debido a que los condensadores no sufren el desgaste causado por las reacciones químicas,también duran mucho más tiempo.

La soldadura  por  puntos  lleva con nosotros unos 40 años, pero a pesar de su antigüedad   sigue  gozando de buena reputación en los nuevos tiempos usándose de forma intensiva  también en aplicaciones de electrónica  donde la soldadura convencional con estaño no es efectiva, como   por ejemplo  a la hora  de conectar baterías entre si con laminas de níquel (por ejemplo las famosas  celdas 18650) ,   entre  sus miles de aplicaciones más.

En esencia la tecnología de la soldadura por  puntos  no es nada compleja , pues  la  configuración típica de un soldador de puntos no ha variado a  lo largo de los años,  consistiendo básicamente en  una fuente de muy baja tensión (entre 3 y 15V) de alta intensidad   conectada a un cabezal para soldar.

Desgraciadamente, a pesar de que no incluye demasiada tecnología, un soldador de puntos es uno de los pocos equipos donde la construcción casera  de este  es mucho  más barata que comprarlo montado,  incluso si se decide a comprarlo en alguno de los famosos  portales chinos, ya que incluso comprándolos  allí , su precios van entre los 200€ en adelante. Si no  estamos dispuestos  a desembolsar esa cantidad otra opción es fabricar un soldador de puntos  nosotros mismos  pues  en la red  se pueden ver  una gran cantidad de diseños de soldadores de puntos basados en viejos transformadores de microondas , a los que  se les elimina el secundario de AT  por medios mecánicos y simplemente se rodea en el interior del entre-hierro  en ese espacio que ha quedado vació de  dos vueltas de cable de gran sección ( al menos de 8 mm).

NO recomendamos construir  un soldador de puntos   basándose en un transformador   de microondas, no sólo por el voluminoso espacio  que ocupa ( y el ruido que genera) , sino, sobre todo,  por  el  peligro que conlleva extraer dicho transformador , pues esta muy cerca el condensador de alto voltaje, cuya  carga puede estar presente mucho tiempo después de que el horno de microondas esté desenchufado (y es extremadamente peligrosa una descarga de este tipo ). No confíe en la resistencia de purga interna del condensador , pues puede fallar y es muy  peligroso ( si lo va a hacer, al menos conecte dos cables de prueba de clip de cocodrilo  a la tierra del chasis de metal de microondas, asegurándose  de que los cables no estén rotos,sujete una resistencia de 10K … 1M al otro lado de un cable de prueba y descargue los dos terminales del condensador uno por uno a través de una  resistencia de   1MΩ utilizando alicates aislados ).

 

Solador de puntos basado en  supercondensador

Construir un soldador de puntos basándose en condensadores  por tanto  es la forma mas habitual de  y fácil de construirlo    a un precio bastante asequible.

Estas configuraciones funcionan  durante  mucho tiempo y normalmente   son  mucho mas optimas y eficientes  que los soldadores basados en transformadores de microondas modificados que como hemos comentado albergan cierto peligro.

La alta temperatura destruye las baterías de litio, por lo que la soldadura  tradicional térmica no es una opción, así que esta configuración  es perfecta  , y justo . es por eso  que hay personas que la llaman “soldadura fría” .

El circuito propuesto,  es bastante sencillo, pues simplemente  se basa en un simple circuito de carga a corriente constante basado en uan resistencia   y supercondensador de 500F/2.7V

El circuito es completando con un led con su correspondiente resistencia imitadora para indicar que el condensador esta cargado ,   así como unas puntas   de soldadura  que van conectadas directamente al condensador   u opcionalmente  por medio de un pulsador de  pie

solder.PNG

Los componente usados para este  montaje , por tanto, son los siguientes:

  • Supercondensador de 500F  de 2.7V
  • Placa de protección para supercondensador ( algunos ya lo suelen  integrar en el propio supercondensador)
  • Led rojo
  • Resistencia de 2.2 ohm y 5W   para cargador de 5v/2Amp (usar  5 ohm /5W si usa cargador  5V /1Amp
  • Resistencia 220ohm  1/4W
  • Fuente de  5V  2Amp ( por ejemplo un cargador usb )
  • Dos hilos rigidos  de cobre de 1mm de sección o mas
  • Pulsador de pie (opcional)

 

 

El montaje de estos componentes es bastante sencillo , pudiéndose incluso realizar las conexiones directamente sobre el propio super-condensador

 

Este circuito al no tener ningún elemento de control   ( como en el circuito propuesto con MOSFET que realizamos en este blog ) requiere  de cierta practica para controlar los tiempos necesarios para realizar la soldadura , aunque si se tiene dificultad  se podría intercalar entre cualquiera de los dos electrodos un pulsador de pie  que pueda soportar al menos los 2Amp,

Por supuesto al utilizar el circuito  debe tener la máxima precauciones de seguridad debido a la gran capacidad del condensador, pero sobre  todo , se recomienda desconectar el cargador cuando no este usando así como dejar descargado el condensador  cruzando los terminales si no se va  a usar el circuito

 

El modo de trabajo  es similar  a otros circuitos basados en super-condensadores:

  • Conecte  el circuito a  una fuente de 5V al menos 2Amp
  • Espere alrededor entre 5 a 10 Minutos  para cargar el condensador
  • El led rojo brillara  indicando que la carga del condensador esta alrededor de 2V
  • El led brillara intensamente señal que esta preparado para soldar
  • Use una  fina lamina de niquel para unir las baterias 18650
  • Apriete con fuerza el niquel con los bornes de las baterias
  • Use la  punta del electrodo para realizar la soldadura  de puntos primero tocando  con un extremo  y luego de forma momentánea con el otro
  • Debe liberar el contacto rapidamente

 

 

 

 

A continuación en el siguiente vídeo podemos ver todos  los  pasos  a la hora de construir este simple pero eficaz soldador de puntos ideal para  soldar  baterías 18650  o incluso otras  operaciones de soldadura  donde se requiera soldar elementos metálicos de poca sección.

 

Averías típicas de los teléfonos inalámbricos


Todos los teléfonos inalámbricos son  básicamente aparatos de radio que usando las frecuencias de 900 MHz en América Latina y Europa ,o  la frecuencia de los 2,4 GHz, 5,8 GHz y actualmente 1,9 GHz con la tecnología DECT  se  conectan  sin cables a una base de carga , que a su vez está conectada a la red telefónica local teniendo  un rango de alcance de unos 100 metros (aunque hay modelos especiales que pueden superar esa distancia).

La base del teléfono necesita estar conectada ,tanto a una línea fija ,como enchufada a una toma de corriente eléctrica y el teléfono funciona por medio de baterías recargables, las cuales otorgan movilidad y comodidad  a sus usuarios , los cuales  normalmente deben dejarlo en su base cuando no se usa.

Los teléfonos inalámbricos actuales  suelen ser aparatos duraderos, pero en mucha menor cuantía que los teléfonos alámbricos tradicionales, básicamente  por el uso de baterías,  así como de componentes en general  de peor calidad, por  lo menos  en cuanto al teclado se refiere.

Por tanto , a veces pueden averiarse dichos teléfonos y causar muchos inconvenientes, de modo que en pro  del planeta ( y también de nuestra economía)   es interesante intentar repararlos, pues muchos de  los problemas, como vamos a ver , son  fácilmente solucionables.

 

FALLO DE LA BATERIA

Descartado que el cargador de la base de carga  esta operativo (circunstancia que comprobaremos con un polímetro)  ,   la batería agotada es la avería más común  , pues   tienden a descargase la batería del teléfono rápidamente y el terminal avisa con el molesto pip pip pip cada 2 segundos para que lo volvamos a cargar   lo cual suele ser  indicio de que la batería  ha llegado al  término de la vida útil de la batería y debemos sustituirla por una similar  de forma , tensión  y capacidad  respetando  escrupulosamente  la polaridad .

Al cambiarla dejaremos el terminal apoyado en la base de carga  por  unas 2 horas. cargando sin levantarlo por ningún motivo (obviamente excepto que sea una situación extrema  y con esto debería estar resuelto el problema.

IMG_20171119_184118[1].jpg

Puede  que  las baterías estén bien, pero  haya  interrupciones en su funcionamiento normal ,   avería causada casi al 99%  por un mal contacto de las baterías   con el porta-baterías.

Puede ser que por restos de oxido, o material químico de otras baterías que se  hayan estropeado, estos  manchen  los contactos del porta-baterías  impidiendo un buen contacto entre ambas , lo cual se soluciona limpiado muy bien dichos contactos con una lima o lija fina para metal.

Otro problema puede deberse a una presión inadecuada de las baterías  con el porta-batería ,  por ejemplo, por un desgaste de la almohadilla.

Este inconveniente simplemente puede solucionarse eliminando en primer lugar el material en mal estado con un cortante .

 

IMG_20171119_191203[1]

Una vez quitado el material simplemente cortaremos un tozo de fieltro auto-adhesivo   a la medida de la almohadilla:

IMG_20171119_191337[1].jpg

Cortado el fieltro, simplemente lo fijaremos a la tapa  como en la imagen y esto ya debería permitir que la batería no se mueva y quede asegurado el contacto eléctrico.

IMG_20171119_191412[1].jpg

FALLO DEL TECLADO

Es otras de las  averías mas típicas   y la mas fustrante  y descorazonadora, pues vemos como el terminal es funcional,   pero no podemos colgar o descolgar por una avería claramente física ,   que además  normalmente es intermitente y por cierto ,completamente normal debido al desgaste de los contactos por el el uso .

Para solucionar este problema,  lo primero que vamos hacer es retirar la tapa porta bateria luego retiramos la batería y seguimos el desarmado.
facil

Muchos de los terminales, aparte de los tornillos, llevan las tapas con ajustes presión que podemos liberar usando una navaja o herramienta especial.

 

IMG_20171119_184254[1]

Una vez abierta la tapa posterior, debemos tener cuidado especial con la conexión del altavoz trasero  (el que suelen usar para el manos libres  o para el tono de llamada) pues se pueden desoldar los cables que lo conectan a la placa base.

IMG_20171119_184410[1]

Tenemos que seguir desmontando  para llegar a la placa del teclado que limpiaremos con bastoncillos  de los  oídos, especialmente  en las teclas  que dan problemas.

 

IMG_20171119_190343[1].jpg

LLegados  a este punto,  limpia la botonera de goma ,hay personas que cortan pedacitos de papel aluminio del tamaño de cada botón (cortandolos con una taladradora de papel), de la parte interna del mismo y lo pegan con fastix o poxiran siempre el aluminio hacia el lado de la placa para poder hacer mejor contacto.

Otra solución   puede ser también usar  rafito por ejemplo usando un lapiz pintando  los círculos de goma de los pulsadores con este:

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Si ninguna de las dos soluciones responde , lo mas sencillo es optar por  cambiar las teclas que no usemos con frecuencia  como por ejemplo la # o el *   y sustituirla por la(s) averiada(s)   para lo cual  cortaremos con un cutter esa parte  y la colocaremos en  su nuevo lugar  y viceversa.

En caso de teclas de goma puede que tengan algunas teclas ( especialmente  las tecla de colgar o la descolgar) ,  tamaños ligeramente diferentes , pero esto no es problema pues nuevamente con el cutter podemos cortar ligeramente para que entren en su sitio.

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Finalmente, ajustaremos las teclas correspondientes  y realizaremos el proceso inverso  hasta montarlo definitivamente y ya debería  de funcionar nuevamente . !!Recuerde  respetar   bien la polaridad de la batería al cerrarlo!!!!!

 

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 PROBLEMAS  CON EL AURICULAR O MICROFONO

Reparacion
Para estos casos  necesitaremos un soldador de estaño, estaño y el auricular o micrófono  correspondiente a la misma.

Una avería  común es escuchar y que no nos escuchen ,  por lo que el origen del problema   podría ser el micrófono del teléfono  de modo que lo ideal es reemplazarlo por lo que deberíamos  proceder al desarmado, nuevamente marcando la polaridad de la posición de la batería, y cuando lo tenemos desarmado también verificamos la posición y polaridad del micrófonoRepara tu telefono inalambrico de las 4 fallas comunes facil . Atención al  comprar el repuesto ya que varía el espesor de este  ya que  puede que si compramos uno demasiado alto no podamos cerrar el terminal.

Otras avería  común es lo contrario :nos escuchan pero nosotros no, lo cual suele  deberse al auricular . Procedemos al desarmado, verificando siempre la posición de la batería, cuando se encuentra desarmado lo desatornillamos y desoldamos los cables de la placa, verificando la polaridad de los mismos( casi siempre en la placa nos muestra la polaridad pero siempre es mejor prevenir que curar). Cambiamos el auricular, lo soldamos y listo.

 

 

SIN TONO

Busque  el dispositivo de interfaz de red, Abra la tapa y busca un cable corto con un enchufe RJ15 (similar al enchufe que se encuentra en el extremo del cable extensor de la línea fija) y desenchufe el enchufe .

Obtenga  un teléfono fijo con cable e inserte el enchufe modular en el extremo del cable de conexión dentro del PTR. Levante el auricular y escuche el tono. La ausencia de tono de marcado indica que el problema se encuentra dentro o más allá del PTR, y no en el teléfono inalámbrico.
Desenchufe el teléfono inalámbrico incluyendo la base y enchúfelo en el enchufe que queda dentro del  PTR. Enchufe el cable de alimentación de la base en un toma corriente o cable de extensión, da vuelta el auricular y verifica si escucha el tono de marcado. Realice una llamada para probar la base y el auricular. Si tu teléfono funciona bien en este punto, entonces el problema está en el cableado dentro de su casa y no en el teléfono inalámbrico.

 

Desenchufe todos los otros dispositivos electrónicos conectados a su línea de teléfono tales como máquinas de fax, enrutadores de red, modems, equipos de seguridad y dispositivos de identificador de llamada y verifique si escucha el tono de marcado cada vez que desenchufa un dispositivo para ver si hay otro dispositivo que esté causando el problema.
A excepción de su teléfono inalámbrico, desenchufa cada teléfono fijo conectado a la línea de teléfono uno a uno y verifica si escucha el tono de marcado cada vez que desenchufe un teléfono para ver si hay algún teléfono fijo causando el problema.

 

 

MALA COBERTURA

Busque la antena de la unidad base. Cada teléfono inalámbrico tiene una antena ( interior o exterior  )  tanto el terminal como en la unidad base que recibe las señales que provienen del terminal de modo , que  cualquier daño en las antenas pueden causar daños severos en la habilidad de la unidad base de transmitir señales de radio. Verifique si están dañada o si le falta alguna parte.

En caso de que esté dañada, llama al fabricante para saber si existe un repuesto para la antena y reemplaze la misma.

 

Actualización de la batería de una bicicleta eléctrica


A lo largo de los años  las baterías tanto  las de Ni/Cd como las iones de Litio terminan perdiendo su capacidad  , siendo necesaria su sustitución ,lo cual por cierto no es una tarea sencilla dado que no siempre están accesibles los recambios de estas.

Normalmente la baterías instaladas en las bicicletas eléctricas corresponden a configuraciones especificas  para cada modelo a la que se conecta, por lo que   dado a  que existen múltiples formatos ,tanto de compartimientos como de características eléctricas (tensión y capacidad en amperios /hora) se hace muy complicado reemplazarlas .

Para terminar de empeorar las cosas , en el caso de las batería de Ni/Cd  , éstas están compuestas por múltiples  células  que agrupándolas en serie o en paralelo nos producen la tensión y capacidad final, eso si unidas por laminas de niquel ,lo cual nos hace complejo su sustitución , a no ser que nos construyamos nosotros nuestra propia soldadora de puntos  para realizar precisamente las conexiones entre las diferentes celdas, las cuales  se pueden adquirir aparte en portales web especializados.

Como ejemplo ,vemos una batería  real  formada  por 20 celdas de 1,2V 7AH que en total nos viene a dar unos 24V (20X 1,2) y 7AH dado que  todas están conectadas en serie

 

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Un procedimiento para reparar la citada batería , seria adquirir 20 baterías de Ni/Cd 1,2V 7AH  y sustituir las antiguas por las nuevas  usando laminas de Niquel  con  una soldadora de puntos  para realizar precisamente las conexiones entre las diferentes celdas.

Afortunadamente la tecnología de las baterías Litio proporciona ventajas superiores a la vieja tecnología de NiCD,    entre ellas una densidad de energia mucho mayor , con el consiguiente ahorro de espacio   y peso .

Como actualmente el precio no es una barrera ( de hecho  se ha invertido la tendencia), lo ideal es reemplazar las viejas baterias de nicd por una nueva  de Iones de Litio , siempre  que la tensión sea la misma y la capacidad sea igual o superior.

Para el ejemplo de    una bicicleta eléctrica de bajo coste,  usando una batería de  24v 10ah de litio  nos seria suficiente para alimentar un  motor de 24v   y de potencias comprendidas entre 350w  o 250w.

Las especificaciones de la batería elegida son las siguientes:

  • Tensión nominal: 24V
  • Voltaje de salida: 16.5-25.2 V
  • Capacidad de la batería: 10Ah
  • Dimensiones: 68x100x112mm
  • Peso total: 2kg alrededor
  • Circuito interno de la protección: sobrecarga, sobre la descarga, sobre la corriente, protección del cortocircuito
  • Peso de la batería: cerca de 1825g
  • Embalaje: PVC azul
  • Celdas de la batería dentro: Células grandes modelo 18650.
  • Ciclos de vida: Más de 1000 veces
  • Descarga de la batería :La corriente de pico máxima: 36A/Corriente máxima de funcionamiento: 18A

 

 

bateria

 

La mejora en cuanto a  dimensiones y peso suelen ser considerables , tal y como se puede ver en la siguiente imagen , donde prácticamente  por una tercera parte doblamos la capacidad con una batería de Litio:

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Para controlar la bicicleta, dado que la caja de antigua  batería es demasiado grande, lo mas sencillo  es optar por una sencilla caja transparente donde  ademas del voltímetro de leds  (que suelen ir integrados en la caja de la batería) podemos conectar hasta 9 leds de alta potencia y los dos interruptores de corte del motor   y de la iluminación.

El esquema de conexiones de la caja propuesta es bastante sencillo pues se limita a solo dos interruptores , el voltimetro de leds que puede obtenerse de la caja original  y 9 leds de alta potencia que  se han obtenido de una luminaria de leds cuya fuente se habia quemado:

 

bicicleta lectrica

Resumidamente estos serian los pasos  a seguir  para realizar la conveersión:

  • Empezamos ubicando el voltimetro de leds que solo cuenta con dos cables : el negro o negativo que conectaremos a la mas general   y el rojo que conectaremos a la salida del interruptor general

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  • Practicaremos dos agujeros en la caja para los dos interruptores ( el general   y el de la iluminación)

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  • Seguidamente contrariamos las conexiones de los dos interruptores  que irán  tanto a los leds como al cable del motor

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  • El resultado como vemos es bajo la opinión del que escribe  bastante aceptable, mejorando  ademas en aspectos como la usabilidad pues ahora los controles de las luces y del motor se colocarían mucho mas accesibles

 

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  • Aunque el interruptor de encendido y  el voltímetro se podrian colocar en el mismo lugar  de la batería ( y nos ahorraríamos el cableado de tres hilos ) , en aras a mejorar la usabilidad se ha optado por llevar tres cables de 1 mm a la caja controladora:
    •  El negativo general   que ira conectado tanto  al motor  como  al negativo de la nueva batería
    • El positivo de la batería  , que nos servirá para alimentar los leds  o el motor en función de la posición de los interruptores
    • El positivo del motor  , el cual lógicamente viene de la caja para alimentar o no el motor brushless
  • Por ultimo , respecto a la nueva  batería , esta iría  donde  va el porta-baterías original  .

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Soldador de puntos sin transformador


La soldadura  por  puntos  lleva con nosotros unos 40 años, pero a pesar de su antigüedad   sigue  gozando de buena reputación en los nuevos tiempos usándose de forma intensiva  también en aplicaciones de electrónica  donde la soldadura convencional con estaño no es efectiva, como   por ejemplo  a la hora  de conectar baterías entre si con laminas de níquel,  entre  sus miles de aplicaciones más. En esencia la tecnología de la soldadura por  puntos  no es nada compleja , pues  la  configuración típica de un soldador de puntos no ha variado a  lo largo de los años,  consistiendo básicamente en  una fuente de muy baja tensión (entre 3 y 15V) de alta intensidad   conectada a un cabezal para soldar.

Desgraciadamente, a pesar de que no incluye demasiada tecnología, un soldador de puntos es uno de los pocos equipos donde la construcción casera  de este  es mucho  más barata que comprarlo montado,  incluso si se decide a comprarlo en alguno de los famosos  portales chinos, ya que incluso comprándolos  allí , su precios van entre los 200€ en adelante. Si no  estamos dispuestos  a desembolsar esa cantidad otra opción es fabricar un soldador de puntos  nosotros mismos  pues  en la red  se pueden ver  una gran cantidad de diseños de soldadores de puntos basados en viejos transformadores de microondas , a los que  se les elimina el secundario de AT  por medios mecánicos y simplemente se rodea en el interior del entre-hierro  en ese espacio que ha quedado vació de  dos vueltas de cable de gran sección ( al menos de 8 mm).

NO recomendamos construir  un soldador de puntos   basándose en un transformador   de microondas, no sólo por el voluminoso espacio  que ocupa ( y el ruido que genera) , sino, sobre todo,  por  el  peligro que conlleva extraer dicho transformador , pues esta muy cerca el condensador de alto voltaje, cuya  carga puede estar presente mucho tiempo después de que el horno de microondas esté desenchufado (y es extremadamente peligrosa una descarga de este tipo ). No confíe en la resistencia de purga interna del condensador , pues puede fallar y es muy  peligroso ( si lo va a hacer, al menos conecte dos cables de prueba de clip de cocodrilo  a la tierra del chasis de metal de microondas, asegurándose  de que los cables no estén rotos,sujete una resistencia de 10K … 1M al otro lado de un cable de prueba y descargue los dos terminales del condensador uno por uno a través de una  resistencia de   1MΩ utilizando alicates aislados ).

En los últimos años, los supercondensadores han surgido como una alternativa o complemento importante para otros dispositivos de producción o almacenamiento de energía eléctrica como las pilas de combustible o las baterías . La principal virtud del primero frente a los dos últimos es la mayor potencia que es capaz de inyectar, aunque poseen una menor densidad de energía. Otras características de los supercondensadores son la rapidez de carga y descarga, pueden proporcionar corrientes de carga altas, cosa que daña a las baterías, el número de ciclos de vida de los mismos, del orden de millones de veces, no necesitan mantenimiento, trabajan en condiciones de temperatura muy adversas y por último, no presentan en su composición elementos tóxicos, muy común en baterías.
La principal desventaja de los supercondensadores es la limitada capacidad de almacenar energía, y a día de hoy, su mayor precio. En realidad debido a sus diferentes prestaciones, condensadores y baterías no son sistemas que rivalizan entre sí, si no más bien se pueden considerar en muchas aplicaciones como sistemas complementarios donde la batería aporta la energía mientras el supercondensador aporta los picos de potencia

Si Q es la cantidad de carga almacenada cuando el voltaje entero de la batería aparece en los terminales del condensador, entonces la energía almacenada se obtiene de la integral:

Esta expresión de la energía se puede poner en tres formas equivalentes por solo permutaciones de la definición de capacidad C=Q/V.


Los materiales  usados  como electrodos para supercondensadores son principalmente de tres tipos: óxidos de metales de transición, polímeros conductores y materiales de carbono activados.

Se puede decir que, actualmente, sólo los supercondensadores basados en carbono, o también llamados condensadores de doble capa (double-layer capacitors), han conseguido llegar a la etapa de comercialización.

SOLDADOR ELECTRÓNICO  DE PUNTOS

Es la forma mas habitual de  y fácil de construir un soldador de puntos   a un precio bastante asequible.

Estas configuraciones funcionan  durante  mucho tiempo y normalmente  estas configuraciones  son  mucho mas optimas y eficientes  que los soldadores basados en transformadores de microondas modificados.

La alta temperatura destruye las baterías de litio, por lo que la soldadura  tradicional térmica no es una opción, así que esta configuración  es perfecta  , (es por eso  que hay personas que la llaman “soldadura fria” )

El circuito propuesto es el siguiente:

soldador de puntos

Como vemos en el siguiente circuito,  el principio es bastante sencillo usando 10  transistores Mosfet del tipo IRF1404 (Vdss=40V, Rds(on)=0.004ohm, Id=162A⑥) en configuración  paralelo para  controlar la descarga de un supercondensador de 120 Faradio de 15V compuesto por la asociación serie de 5 condensadores de 120F /2.7v  , el cual  almacena la energía  suficiente para producir la chispa que permita realizar   la soldadura por puntos.

Las resistencias de 1k  y 10K únicamente sirven para asegurar que pase a conducción los transistores,  motivo  por el cual se usa un pulsador para que conduzca  únicamente durante un breve espacio de tiempo  en el que se mantenga apretando el pulsador

Aunque el IRF1404 soporta hasta 200W de disipación , el motivo por el que se usan 10 transistores en paralelo  es para  evitar usar un voluminoso radiador pues en esta configuración  la disipación por elemento se divide por 10 ,lo cual hacen innecesario cualquier disipador térmico.

Alternativamente  a  los supercondensadores se pueden emplear dos viejas baterías de gel de 12V  /7Ah , aunque el conjunto ya no sera tan liviano ,pero incluso será mas efectivo dado que no es necesario cargar  los condensadores tras cada soldadura  pues las baterías almacenan  suficiente energía para bastantes soldaduras  ( en el montaje de condensadores tras varias descargas si que los es)

El circuito montado, lo podemos ver en la imagen siguiente,donde se observa una peculiaridad importante: dada la gran intensidad que va a pasar por el circuito ,los bornes  de las dos conexiones de los mosfet , deben ser metálicos de buena sección para evitar que esto se quemen por el paso de la corriente:

Asimismo los cables de salida del circuito deben ser de una sección adecuada , y deberían terminar en una punta de cobre macizo para facilitar la soldadura

En la imagen se puede ver como se puede soldar dos pequeñas laminas de níquel

Por ultimo en la siguiente imagen podemos ver una versión   del conjunto ya montado apreciándose claramente el pulsador de pie, y en este caso el uso de las dos baterías  que sustituyen a  los supercondensadores dado su mayor autonomía  y rendimiento:

Componentes

10 X  MOSFET  IRF1404

Resistencia  de  10k 1/4w

Resistencia  de 1k

6  x  Condensador  de 120F , 2.7V   (para el caso de montaje con condensadores) o  2 baterías de 12V  7AH

Pulsador normalmente abierto

Interruptor general

Voltímetro panel (para el caso de montaje con condensadores)

Fuente 15V (para el caso de montaje con condensadores)

2 x puntas de cobre

Cómo construirse de forma segura un soldador de puntos


La soldadura  por  puntos  lleva con nosotros unos 40 años ,pero a pesar de su antigüedad   sigue  gozando de buena reputación en los nuevos tiempos usándose de forma intensiva  también en aplicaciones de electrónica  donde la soldadura convencional con estaño no es efectiva, como   por ejemplo  a la hora  de conectar baterías entre si con laminas de níquel,  entre  sus miles de aplicaciones más.

 

Obviamente,   gracias a la evolución de la tecnología , los soldadores de puntos  actuales tienen  mejores capacidades para controlar diferentes aspectos del proceso, sobre todo con la introducción de las fuentes de potencia con inversor CC y control de circuito cerrado, cambio  de la polaridad de las fuentes de potencia de descarga capacitiva para poder equilibrar pepitas de soldaduras, además de la adición de instrumental de medición, así como también  la posibilidad de ajuste del desplazamiento de la fuerza de los electrodos, lo cual  ofrece a los usuarios  más herramientas para garantizar la calidad de la soldadura.

En esencia la tecnología de la soldadura por  puntos  no es nada compleja , pues  la  configuración típica de un soldador de puntos no ha variado a  lo largo de los años,  consistiendo básicamente en  una fuente de muy baja tensión (entre 3 y 15V) de alta intensidad   conectada a un cabezal para soldar.

Desgraciadamente, a pesar de que no incluye demasiada tecnología, un soldador de puntos  es uno de los pocos equipos donde la construcción casera  de este  es mucho  más barata que comprarlo montado,  incluso si se decide a comprarlo en alguno de los famosos  portales chinos, ya que incluso comprándolos  allí , su precios van entre los 200€ en adelante.

puntos

 

Puestos  a fabricar un soldador de puntos  nosotros mismos , en  youtube  se pueden ver  una gran cantidad de diseños de soldadores de puntos (buscar por su traducción inglesa : “spot welder”), fabricados de forma casera usando siempre viejos transformadores de microondas (dado  que son fácilmente obtenibles).

A estos  transformadores  se les elimina el secundario de AT  por medios mecánicos y simplemente se rodea en el interior del entre-hierro  en ese espacio que ha quedado vació de  dos vueltas de cable de gran sección ( al menos de 8mm).

Obviamente se  debe  tener  mucho cuidado si se decide seguir por ahí, pues  trabajar incluso con las piezas de  un horno de microondas es extremadamente peligroso ,ya que  debe saber  que nadie  ha  sobrevivido a un contacto fortuito de alta tensión,  dado que  la potencia disponible de más de 1000W es suficiente para matar al instante (desgraciadamente para la humanidad en las horribles  sillas eléctricas se utilizan 1500V) ya que el alto voltaje dentro de un horno de microondas es  de 3400 Vrms. Como sabemos que la potencia es proporcional al cuadrado de la tensión(V2 / R) , al tension presente en un microondas es 5 veces más peligrosa que  la tensión de una línea aérea de 1500V de un tren ,claramente en contraste con los circuitos HV de muchos productos electrónicos de baja potencia, que no son letales.

Bajo mi opinión, todos estos argumentos son mas que suficientes  para no  tener en cuenta ese método, sobre todo porque existen otros métodos mucho  mas seguros de construir un soldador de puntos casero, de modo que NO recomiendo construir  un soldador de puntos   basándose en un transformador   de microondas, no sólo por el voluminoso espacio  que ocupa ( y el ruido que genera) , sino, sobre todo,  por  el  peligro que conlleva extraer dicho transformador , pues esta muy cerca el condensador de alto voltaje, cuya  carga puede estar presente mucho tiempo después de que el horno de microondas esté desenchufado (y es extremadamente peligrosa una descarga de este tipo ). No confíe en la resistencia de purga interna del condensador , pues puede fallar y es muy  peligroso ( si lo va hacer, al menos conecte dos cables de prueba de clip de cocodrilo  a la tierra del chasis de metal de microondas, asegurándose  de que los cables no estén rotos,sujete una resistencia de 10K … 1M al otro lado de un cable de prueba y descargue los dos terminales del condensador uno por uno a través de una  resistencia de   1MΩ utilizando alicates aislados ).

Tenga en cuenta que algunos hornos de microondas de alta potencia utilizan un inversor de potencia HV electrónico en lugar de un transformador para ahorrar peso (de hecho esa es la tendencia actual ), obviamente,  en ese caso no serviría para semejante utilidad dicho componente…

Resumidamente hay dos formas de soldar con un soldador de puntos:

  • Soldadura por puntos de configuración en serie:Los electrodos están en el mismo lado. Es muy importante que la fuerza de ambos electrodos sea casi idéntica pues de lo contrario un lado será soldado mal.
  • Soldadura por puntos de configuración opuesta:Esta  técnica es la más utilizada consistiendo en que las piezas a soldar se sujetan entre los electrodos.

 

Los soldadores por puntos portátiles ligeros profesionales  ofrecen  una corriente de soldadura de al menos 4000 A, los cuales  permiten la soldadura de 2 hojas de acero de 1 mm . Un  soldador de punto casero normalmente puede ofrecer  1100A, que está bien para soldar pequeñas piezas electrónicas ( por ejemplo conectar baterías entre si con laminas de niquel  ) aunque se sabe que  hay personas que  han soldado 2 hojas de 0,75 mm con este tipo de soldadores de punto.

 

 

A continuación veamos varias  opciones  alternativas  y muy seguras que se alejan del uso del  típico transformador reciclado para realizar  un soldador de puntos casero:

 

CIRCUITOS BASADO EN  SUPERCONDENSADORES

 

Es la forma mas habitual de  y fácil de construir un soldador de puntos   a un precio bastante asequible.

Estas configuraciones funcionan  durante  mucho tiempo y bajo mi criterio  estas configuraciones  son  mucho mas optimas y eficientes  que los soldadores basados en transformadores de microondas modificados.

La alta temperatura destruye las baterías de litio, por lo que la soldadura  tradicional térmica no es una opción, así que esta configuración  es perfecta  , (es por eso  que hay personas que la llaman “soldadura fria” )

Como vemos en el siguiente circuito,  es principio es bastante sencillo usando 8  transistores Mosfet del tipo IRF1401 en configuración  paralelo para  controlar la descarga de un supercondensador de 1 Faradio de 15V  , el cual  almacena la energía  suficiente para producir la chispa que permita realizar   la soldadura por puntos.

Las resistencias de 1k  y 10K únicamente sirven para asegurar que pase a conducción los transistores  motivo  por el cual se usa un pulsador para conducir únicamente durante un breve espacio de tiempo:

 

 

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Otra opción, en lugar de usar transistores de potencia para controlar la descarga ,  es usar un tiristor de potencia de al menos 100Amp para controlar la descarga del supercondensador.

Esta configuración  conlleva que se necesita una pequeña batería  unido a a un pulsador normalmente abierto para cebar al tiristor  haciendo que este pueda conducir   permitiendo la descarga de  condensador sobre los electrodos .

Claramente este esquema se puede  modificar usado un red de resistencias similar  al el esquema anterior  para cebar al SCR, pero dado el poquísimo consumo  y que puede ir integrado en el interruptor de pie  no es una mala opción.

(Más información  en http://ledhacks.com/power/battery_tab_welder.htm)

 

 

Sobre este ultimo circuito también hay interesantes variaciones ,sobre todo controlando el tiempo de exposición de la puerta del tiristor, como por ejemplo con un circuito astable que proporcione el pulso adecuado.

Si le interesa el primer diseño ( quizás el mas simple) en el siguiente vídeo podemos ver el proceso de construcción del  primer montaje:

 

 

Esta configuración es muy típica para soldar la típicas  baterías de litio Panasonic ncr18650b ( las mismas baterías usadas por los vehículos  y placas solares de Tesla) , como podemos ver en el siguiente vídeo:

 

Este soldador ofrece un único pulso suficiente  para  la mayoría de las soldaduras , pero es posible construir otros mas avanzado basados   también en descarga capacitiva que  sea capaz de producir  doble pulso  emitiendo hasta  400 amps en 60 micro segundos  usando electrónica adicional como por ejemplo un Arduino…

 

SOLDADOR DE PUNTOS PORTABLE

Ahora vamos a ver cómo construir un soldador de arco pequeño para funcionar con una sola batería 3.7v . Otro condensador o uno más grande puede ser substituido y el voltaje fijado más bajo para aumentar el potencial total de los joules,  pero,  al parecer  con un condensador de  1000uf / 35v  es suficiente  para soldar  alambres de la plata, del níquel, del nichrome y del kanthal de  28-34 gr juntos.

Realmente cualquier fuente de alimentación antigua se puede sustituir por la batería usada , siempre y cuando se encuentre dentro de los límites de la tensión de entrada para la placa usada (LM2577)

El costo de los componentes es de alrededor de $ 25.

Esta es simplemente una referencia de las piezas (con parte de digikey # ‘s), no dude en sustituir sus propios equivalentes:

  • Soporte de la mezcla: BH-18650-W-ND
  • Caja del Proyecto: 377-1165-ND
  • Interruptor Momentáneo: 507PB-ND
  • Resistencia: 3.6W-10-ND
  • Fusible: 507-1032-ND
  • ModuloLM2577;
  • Diodo: 1N914B-ND
  • Condensador: 399-6556-ND (es decir  un condensador de 1000UF 20% 50V )
  • Pinzas de cocodrilo liso de la mandíbula: 314-1018-ND

 

Como vemos, aparte del condensador de 1000UF ,el alma del circuito es el  LM2577 ,un ondulador dc-dc con  pantalla LED de 3 dígitos. Estas son sus principales características

  • Voltaje de entrada: DC 3-34V
  • Voltaje de la salida: CC 4-35V (ajustable)
  • Corriente de entrada: 3A (máx.)
  • Corriente de salida: 2.5A (máximo)
  • Tamaño (L x W x H): Aprox. 2,56 x 1,4 x 0,5 pulgadas / 6,5 x 3,5 x 1,2 cm

 

Método de ajuste: Conecte primero la potencia de entrada (3-34V), a continuación, utilizar un multímetro para monitorear el voltaje de salida y ajustar el potenciómetro.

En la siguiente imagen  vemos el esquema de funcionamiento  donde una vez mas vemos el circuito de carga del condensador con un pulsador  en la entrada  y  usando un diodo a la salida para impedir la corriente inversa .

 

 

 

La placa LM2577 tiene pastillas de soldadura en la parte superior, para todas las conexiones, llevar los cables de la parte posterior de la placa y soldar a la almohadilla. Algunas placas tienen IN / OUT y +/- marcadas en la parte posterior de la placa, otras no.

Con todo el cableado completo, puede probar y verificar que todo está funcionando como debería y ajustar el voltaje de la placa utilizando el potenciómetro. Enganchar los clips del cocodrilo a su multímetro y pulsar el botón momentáneo, usted debería ver el voltaje subir un poco y permanecer constante alrededor 12-14v que es donde las placas se fijan cuando usted las compra.

Usando un pequeño destornillador empiece a girar el potenciómetro mientras sostiene el interruptor hacia abajo. Si el voltaje no sube, lo está haciendo de manera incorrecta. Mantenga presionado el botón y girando el tornillo hasta llegar a 35v,lo cal permite  aproximadamente almacenar  0,6 julios  energía en el condensador. Toque los cables de alambre juntos y  causara una chispa (acción prevista) lo cual significa que ya puede empezar a soldar ( más info en http://www.instructables.com/id/Small-Welder-for-joining-Nichrome-and-Nickel-Wires/)

 

 

SOLDADOR DOBLE PUNTO

 

Basada en  el  principio  de los soldadores  de un punto , la mejora  del  circuito en primer lugar es hacer una descarga más pequeña para limpiar la superficie del material de impurezas tales como el petróleo y crear una soldadura débil. El segundo impulso con más energía hace  enlace final. Con el fin de tener un pulso estable durante la descarga de un condensador grande fue empleado.

El nuevo  diseño añade un Arduino UNO y un Driver de MOSFET MIC4451 para enviar las señales de control a los IGBT que deben controlar el circuito, entregando el pulso a los conductores utilizados para entregar la corriente alta de hasta 700 pulso amperios deben ser no más pequeños que el cable de filamento alto calibre 4. Un pedal momentáneo con audio jack de ¼” se utiliza para enviar la señal de control el microcontrolador.

Para mas información mire en http://www.instructables.com/howto/spot+welder+dual+pulse/

SOLDADOR BASADO EN EL USO DE UNA BATERIA DE 12V /45ah

 

Hay personas que optan en lugar de usar supercondensadores usar en su lugar Baterías de 12V de automóvil para generar la chispa. Con objeto de tener mas control se puede usar un relé de coche para controlar la descarga pero otros optan por electrónica mas sofisticada ,como por ejemplo usar un Arduino Nano.

Este soldador de puntos puede utilizarse para soldar  baterías 18650 . Se necesita un cargador   de 12V  y utiliza una batería de coche de 12V como fuente de corriente de soldadura. Normalmente una batería de 45Ah proporciona suficiente corriente para obtener buenas soldaduras con tiras de níquel de 0,15 mm. Si usa  tiras más gruesas de níquel tal vez necesite una  batería mas grande o  dos en paralelo.

La máquina genera un pulso doble, donde el primero es 1/8 del tiempo de la segunda. Tiempo del pulso del segundo pulso es ajustable mediante el potenciómetro y aparece en la pantalla en mS para que pueda ajustar exactamente el tiempo. Regulable de 1… mS de 20.

Ver el vídeo para obtener instrucciones detalladas sobre cómo construirla.

 

 

 

 

Archivos de proyecto:

https://github.com/KaeptnBalu/Arduino_Spot_Welder

Aspectos generales  para la construcción de soldador por puntos

 

 

Brazos:El aislamiento entre las articulaciones del brazo debe ser  bueno y la fricción entre los brazos debe ser muy baja; Apriete el perno de tal manera que la fricción sea pequeña pero la holgura no sea demasiado alta.

Portaelectrodos :Los soportes de electrodos pueden hacerse de una abrazadera de tierra de radiador de latón rectangular de 20 mm de ancho. Taladre un agujero de 4 mm en el centro para el tornillo de montaje. Agrande el orificio para el cable de soldadura a 7mm.

Cable de soldadura:Utilice un cable de soldadura flexible 3AWG / 25mm 2 con una longitud de 140cm, esto permite 3 devanados. Un cable más grueso NO da una corriente de soldadura más alta.Dado que la fuerza del electrodo es crítica, los brazos de soldadura deben ser capaces de moverse libremente, no obstaculizados por la rigidez de los cables. Por lo tanto, los cables tienen una curva grande. No utilice el cable sólido, el cable de la soldadura es flexible y costará apenas $ 15 / m.

Electrodos de punto de soldadura:Es importante usar una barra de cobre puro. No latón o alambre eléctrico, que es suave recocido. Utilice una barra cuadrada con el mismo tamaño que la ranura del portaelectrodo o coloque la barra en el tamaño adecuado. Un diámetro de la punta adecuado es de 1.5mm. Para mantenerlo simple puede archivar la punta del electrodo en vez de redonda.
Soporte de electrodo soldador por puntos:Limpie periódicamente las puntas del electrodo de soldadura con papel de lija.

Abrazaderas de muelle:La fuerza del electrodo es un parámetro igualmente importante como los otros parámetros de soldadura tales como la corriente de soldadura y el tiempo de pulso.  Ajuste la fuerza del electrodo desplazando la posición de la abrazadera de resorte y mida la fuerza con una báscula de cocina

Palanca de maniobra:Utilicé una a placa  de materiales plásticos pero pueden producir un pitido en el aluminio.

 

Medición de corriente de soldadura

Puede determinar la corriente de soldadura midiendo el voltaje a través de una cierta distancia del cable de soldadura.
Para calcular la corriente de soldadura puede  usar la siguiente formula:
I = U * diámetro [mm2] / (0,0175 * longitud [m])
Para la medición de la corriente de soldadura, se unen dos cables a un cable de soldadura a una distancia de 44,5 cm. El voltaje en el cortocircuito es 0.34V; Por lo que la corriente de soldadura máxima = 0,34 V * 25 mm2 / (0,0175 * 0,445 m) = 1100A.

 

 

 

 

CONSEJOS

  • Asegúrese de tener una buena conexión en las abrazaderas, periódico de lijado con papel de 400 grano puede ser necesario.
  • Asegúrese de mantener los extremos del cable tan cerca de los clips como sea posible.
  • Si su cable tiene un revestimiento en él, arena ligeramente las puntas a soldar.
  • En lugar de intentar empujar los extremos del alambre juntos, trate de superponer los extremos de 1 mm para una articulación fuerte.

Si tiene alguna pregunta o necesita ayuda para solucionar problemas de su soldador, el mejor lugar para obtener respuestas está aquí: http://www.e-cigarette-forum.com/forum/modding-forum/367095-resistance-no-resistance-wire -welder.html

ADVERTENCIA:

La combustión de metal galvanizado puede liberar humos tóxicos de óxido de zinc. Este proyecto es extremadamente peligroso y no debe ser intentado sin la supervisión de un adulto y la formación adecuada. El uso indebido o el uso descuidado de herramientas o proyectos puede resultar en descarga eléctrica severa, paro cardíaco, lesiones graves, daño permanente al equipo y propiedades y / o muerte. El uso de este contenido de video es bajo su propio riesgo.

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