Como identificar los bobinados de un viejo transformador


El funcionamiento de los transformadores se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, cuya explicación matemática se resume en las famosas  ecuaciones de Maxwell las cuales afirman que al aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario o inductor, producida esta por la corriente eléctrica que lo atraviesa, se produce la inducción de un flujo magnético en el núcleo de hierro. Según la ley de Faraday, si dicho flujo magnético es variable, aparece una fuerza electromotriz en el devanado secundario o inducido. De este modo, el circuito eléctrico primario y el circuito eléctrico secundario quedan acoplados mediante un campo magnético.

La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), aplicada al devanado primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), obtenida en el secundario, es directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns)

formaul.png

La tensión inducida en el devanado secundario depende directamente de la relación entre el número de espiras del devanado primario y secundario y de la tensión del devanado primario. Dicha relación se denomina relación de transformación (m) y  depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del secundario es el doble del primario, en el secundario habrá el doble de tensión que en el primario  (seria un transformador elevador  como en el caso de los transformadores de  AT).

Si usted es de los que guarda transformadores para nuevos proyectos o cualquier otro uso y desconoce  cual es su Primario  o Secundario   realmente no es demasiado complicado averiguarlo sin ningún tipo de medición previa , de forma segura y rápida . Por supuesto además también usando un polímero podrá  averiguar mas cosas .

Para el test  usaremos una configuración  con una bombilla incandescente o halógena  en serie con uno de los bobinados

Como no sabemos cual es el primario o cual es el secundario podemos probar con ambos con total seguridad pues al alimentar el transformador con esta lámpara pues  esta hará de limitador de corriente en ambos bobinados  sin dañar  estos.

Como bien sabemos si colocamos la tensión de red  directamente en el secundario de un transformador lo destruiremos , pero con esta configuración  serie no pasaría nada pues simplemente el bobinado  hará de resistencia inductiva encendiéndose   la lampara prácticamente  con toda su intensidad  lo cual es un indicio de  que ese el bobinado secundario (menos vueltas  y por tanto menos resistencia   y por eso  hay mayor luminosidad en la lampara conectada en serie con el )

En caso de colocar  la tensión de red   en serie con el otro bobinado ( primario )   no pasaría tampoco nada pues simplemente el bobinado  hará de resistencia inductiva encendiéndose   la lampara  muy poco   debido al  mayor numero de vueltas por tanto mayor  resistencia   y por eso  hay mucha  menor  luminosidad en la lampara conectada en serie con el  (incuso   podemos medir el voltaje de salida en el secundario   que sera proporcional al obtenido

Resumiendo  al conectar un bobinado cualquiera   con una bombilla  pueden pasar tres cosas:

  • Si el transformador esta en cortocircuito (o posee una espira en cortocircuito): la lámpara enciende con todo su brillo.
  • Si el transformador es funcional :  la lámpara enciende muy poco  en  el caso de conectarlo en el primario  y mucho si lo conectamos al secundario  , lo cual en ambos casos nos demostrara que  el transformador estará funcionando. Ademas  en le caso de alimentar el primario si mantenemos la conexión, podremos medir las tensiones de salida en el  otro bobinado (secundario ) que lógicamente estarán por debajo de la tensión  nominal pero de todos modos e nos dará una buena aproximación  del voltaje de salida
  • Si el transformador esa abierto: no se encenderá absolutamente nada la lampara

.

 

 

montaje serie
Como  vemos ,con un poco de practica hasta se pueden identificar si los bobinados son de primario o secundario de acuerdo a la intensidad de la lámpara.

Con ese método  usando  una lámpara de unos 25 W se podrán probar  transformadores de hasta 30 W, pero con bombillas de  100 W se podrían llegar a probar transformador de hasta 1000 W.

Físicamente hay algunos indicios que nos pueden  ayudar a distinguir los bobinados como por ejemplo  , la ubicación  y la separación de los terminales  , la cual  nos va a definir el tipo de bobinado:

  • Los más separados corresponden al primario (  red ) y suelen ir arriba
  • Los más juntos suelen ser la(s)  salida(s)

Asimismo , el grosor de los hilos también es un claro  identificador del bobinado:

  • El más fino : al bobinado de entrada
  •  El más grueso: el bobinado de salida

Como ejemplo  en la foto superior  claramente se aprecia la sección elevada de los bobinados lo cual es indicio que indica que corresponden  a  dos secundarios independientes divididos en dos secciones arriba y abajo.

 

 

En contraposición con la foto anterior , se aprecia que la sección  de los hilos es muy inferior a la anterior  y ademas van muy separados   y en otro lado  lo cual nos da indicios de que puede ser el primario

 

 

Respecto a las medidas , como hemos visto que el numero de espiras aumenta el valor de la resistencia , si medimos con un polímetro la resistencia de los bobinados   nos puede indicar claramente cual es cada bobinado :

 

  • Las  resistencias más bajas son para el secundario
  • Las resistencia  mas altas son para el primario
  • Excepto para los auto-transformador  no debe  haber continuidad entre primario y secundario
  • Puede haber varios secundarios para varias tensiones interconectados o  no entre ellos

 

 

!Ojo con la tensión pues en Europa es 220V y en América suele ser 110V , lo cual significa que un transformador  diseñado para trabajar con 110V  si lo conectamos a la red de 220 V lo quemaremos!(en cuanto la  frecuencia a pesar de ser diferente  pues en Europa es de 60hz y  en     Europa   50  Hz  para  el transformador  es indiferente ese valor)

¿Como determinar  si un transformador es de 220 o 110 V sin quemarlo en la prueba ? Pues una vez determinado el  primero usaremos un segundo transformador cuya salida sea  de 110V

  • En la salida de este conectan el primario del transformador dudoso.Si el transformador dudoso es de 110VCA no pasara nada ya que estaremos alimentando un transformador de 110VCa con 110VCA y tendremos a la salida los voltajes correctos.
  • Si el transformador dudoso es de 220 VCA y lo conectamos a 110VCA tampoco pasara nada, solamente que a la salida obtendremos la mitad de la tensión nominal.

 

 

Construyase su propio Ambilight en seis sencillos pasos


Ambilight es una tecnología diseñada para mejorar la experiencia visual  analizando una señal de video  entrante y produciendo una  luz lateral ambiental adecuada al contenido que se está visualizando en la pantalla  con  un resultado bastante atractivo , el cual  además de la sensación de estar viendo una pantalla aun mayor.
Hasta hace muy poco este efecto solo se podía conseguir si comprábamos una TV que contara con ese sistema y no había otra opción, pero   gracias  a la potencia de la Raspberry Pi  2 o 3  , una capturadora  de vídeo  y por supuesto , una tira de 50 leds WS2801  es bastante sencillo tal y como vamos a  ver a continuación.
En este  post  vamos a ver como es posible emular un sistema «Ambiligt»  donde el hardware que controlará  todo el sistema sera únicamente una Raspberry Pi 2  o 3  equipada con una distribución compatible ( Openelec)   y el software de control de  leds Hyperion. Además de controlar los leds, la combinación de la Raspberry Pi junto con Kodi constituye un excelente Media Center capaz de reproducir todo tipo de contenidos de audio, vídeo e imagen, de reproducir nuestra colección multimedia almacenada en el PC o en un disco externo, e incluso de reproducir directamente contenidos on-line si se posee  las  subscripción en el hogar  y por supuesto cuenta con la conexión  de suficiente ancho de banda como por ejemplo ftth.
Es importante ademas resaltar  que es  posible disfrutar de la emulación de  ambilight con fuentes de vídeo externas a la Pi  usando una económica  capturadora  de vídeo  que permitirá  que la emulación no solo funcione con el contenido multimedia que reproducimos desde la Raspberry Pi  , también  responderá a la señal de video externa que le introduciremos  procedente de una fuente externa de video como por ejemplo puede ser la señal de video procedente de un descodificador de Imagenio .
Para concretar  un poco  mas  en este montaje  necesitaremos los siguientes componentes:
  • Una Raspberry Pi 2 o 3
  • Un tarjeta microsd  de al menos 2GB   donde instalamos  el sw para la Raspeberry Pi
  • Fuente con salida microusb  para la Raspberry Pi (5V/1Amp)
  • Tira de leds con el chip WS2801
  • Fuente dimensionada para alimentar la tira de leds (5v /2amp debería bastar)
  • Capturadora de video usb USBTV007 o compatible
  • Caja para albergar la Raspberry-Pi 2

PASO 1: SELECCIÓN DE TIRA DE LEDS y ALIMENTACIÓN

Antes de empezar  con el montaje ,  la tira de  leds   RGB   direccionable es muy importante que ésta esté basada en el chip  ws2801 (LEDs WS2801). Existen tiras basadas en el chip WS2801   en formato “luces de navidad”, pero lo mas habitual es adquirirla en forma de cinta autoadhesiva pues es mucho mas sencillo instalarlas detrás de nuestro TV  pues  se pueden pegar directamente en la parte de atrás del tv  y no necesitan un engorroso cableado   y ademas  no nos  dará  ningún tipo de problemas  con la Raspberry Pi

Un ejemplo de tira  compatible con WS2801 es  esta  que puede comprarse en Amazon por menos de 27€

tira de leds.png

 

Un aspecto importante que no debemos  olvidar  es que para alimentar dicha tira de leds  WS2801 ,  necesitaremos aparte  una fuente de alimentación  dimensionada para el número de leds que vayamos a adquirir , (lo normal seria  una fuente de  5v y 2A para  unos 50 leds)

Este tipo de tiras de leds  tienen que alimentarse  con una fuente de alimentación externa así que si pensaba alimentarlos con la propia Raspberry olvídese, ya que no va a tener los suficiente intensidad para ello  Para saber que fuente de alimentación necesita , tendría  que conocer el consumo .Dado que el voltaje de alimentación es de 5V  y el consumo viene indicado en vatios por metro, por ejemplo 8.64 watts por metro puede calcular la  intensidad necesaria  aplicando   la siguiente formula:

I (Amp) =P (Watts) / V (voltaje) ->  8.64/5 = 1.728 amperios. por tanto necesita una fuente de alimentación de 5V y 1.728 amperios (mejor 2 amperios para que vaya holgada)

Si se quiere ahorrar los cálculos visite http://www.rapidtables.com/calc/electric/Watt_to_Amp_Calculator.htm

Como regla aproximada  para 50 LEDs se necesitan al menos una fuente de  2 amperios ,para 100 leds 4 amperios, etc.

 

PASO 2 :CONEXIÓN RASPBERRY PI

Desde el punto de vista técnico usar un  conversor de niveles es lo correcto , pero es posible que muchas tiras de leds WS2801  a pesar de ser compatibles con niveles TTL , también sean tolerantes a 3.3V  y por tanto para conectar estas a la Raspberry Pi  2  o 3  no sea necesario por tanto este conversor , por lo que en una primera aproximación se podría prescindir de este circuito

Loas tiras de  LEDs  WS8201 tienen 4 conexiones:

  • Alimentación positiva de +5V DC
  • Tierra
  • Ddata
  • Clock

Los cables de alimentación van conectados a la fuente de alimentación  de  al menos 2 Amperios   y los cables de datos (data y clock) se conectan a los puertos GPIO de la Raspberry. Concretamente el cable data se tiene que conectar al pin MOSI y el cable clock se conecta al pin SCLK.  El negativo además de conectarse al cable de alimentación negativa de los leds debe conectarse a un pin  GND.

 

PASO3 : CONEXION CAPTURADORA

En el mercado existen multitud de capturadoras USB, siendo en general conocidas bajo la marca o  denominación de Easycap. A día de hoy, sólo dos tipos de chipsets son compatibles con el ambilight, por eso es importante seleccionar una capturadora de este tipo que internamente use uno de los siguientes chipsets:
  • STK1160 (el más antiguo)
  • USBTV007 (el más reciente).Se recomiendo adquirir el USBTV007 (también reconocido por Fushicai) porque funciona muchísimo mejor que el obsoleto STK1160.
Las últimas imágenes de OpenELEC son compatibles con ambos chipsets, pero deberemos certificarnos que efectivamente la imagen que tenemos en la Pi soporta el chipset de la capturadora conectada.
easycap.png
Acertar en la compra de la capturadora es el quid del éxito. Hay multitud de variantes, todas ellas conocidas genéricamente por EasyCap, pero no todas nos van a servir. La opción de ir por lo seguro es por ejemplo  adquirir la capturadora en la propia tienda de Lightberry (acertará al 100% porque ellos ya han seleccionado las que efectivamente valen para el ambilight , de hecho actualmente solo comercializan las USBTV007).

PASO 4: INSTALACIÓN DE LOS LEDS EN LA TV

Realmente lo mas sencillo es por optar por tiras adhesivas  WS2801 pues tienen la ventaja que la instalación es más discreta y queda mucho mejor. La desventaja es que seguramente tenga que cortar la tira  para  poder abarcar todo el perímetro de la televisión, lo cual  implica que una vez que haya cortado y pegado cada trozo, tendrá que soldar un conector a ambos lados para volver a unir los contactos de la tira  (aunque  si no quiere soldar la tira esta la opción de comprar tantos metros de leds en formato continuo y pegar esta por todo el perímetro de la TV doblándolas en las esquinas.

Una peculiaridad  de esta tiras ,es que ademas de que se pueden cortarse según la longitud que se requieran ( siempre por la linea de corte que separa cada bloque  chip+led rgb del siguiente) .Otro aspecto muy interesante  es que ,  también es posible ampliarlas gracias a  los conectores que llevan en cada extremo, pudiendo  unirse  entre ellas fácilmente sin soldar nada hasta completar la longitud total que  se necesite ( la cual normalmente sera el perímetro interior de su TV).

No debemos olvidar que esta tiras tienen una flecha que indican el sentido de la conexión de las tiras que debe respetarse escrupulosamente  sobre todo a la hora de conectar varias tiras entre si : es decir siempre empezaremos por la izquierda de la flecha con la conexión a la raspberry y seguiremos el orden de la flecha para interconectar las tiras que se precisen

conector.png

En todo caso , la distribución   mas  normal de montaje de la tira de leds  es pegar la tira horizontal mas grande  en la parte abajo   y seguir  hacia la derecha hasta continuar el perímetro de la TV como se ve en la foto siguiente:

 

PASO 5 :CREACIÓN IMAGEN OPENELEC

OpenELEC se construye desde cero específicamente para una tarea, para ejecutar Kodi pues sólo incluye el software necesario. Debido a esto  es pequeño (aproximadamente 150 MB), se instala literalmente en minutos, y, puede arrancar muy rápidamente en 5-20 segundos, dependiendo del tipo de hardware utilizado. Además, OpenELEC está diseñado para ser gestionado como un dispositivo: puede actualizarse automáticamente y puede gestionarse completamente desde la interfaz gráfica. Aunque funciona en Linux, nunca necesitará ver una consola de administración, un terminal de comandos o tener conocimientos de Linux para usarlo.
Para que nuestra Raspberry Pi funcione como un potente Media Center necesitamos una distribución de Kodi (antes XBMC), y adicionalmente,  el software para el control de los leds  ,que el ideal por prestaciones es el  Hyperion .Este sw puede instalarse  a partir de una imagen de OSMC o bien Openelec ,  pero otra forma mas sencilla y cómoda es  descargarnos alguna de las distribuciones ya existentes al efecto con el sw de Hyperion  ya preinstalado como puede ser la imagen de Lighberry basada en Raspbmc la cual ya  trae Hyperion preinstalado, el driver para la capturadora   y  por tanto  casi todo esta hecho.
En el caso de  disponer de una Raspberry Pi 2 o 3 descargaremos   OpenELEC 7 beta3 for RPi2 / RPi3

lightberry

Una vez descargada descomprimiremos el zip  recuperando la imagen que debería tener el formato   8gbsmallnew0518v2.img.   
Descargaremos e instalaremos  ( en caso de no tener instalado) el sw  SDFormatter con objeto de formatear a bajo nivel la tarjeta microsd.
sdfor
Asimismo, necesitamos  también la utilidad Win 32 Disk Imager que nos va a  permitir grabar de forma sencilla cualquier imagen en la tarjeta microSD:
win32
Tanto en el primer programa, como en este, es obvio que tendremos que cuidar en extremo  la unidad o  drive  /destino  que seleccionemos ,pues podríamos borrar el contenido de nuestra unidad flash usb , un disco externo, etc  , así que como recomendación, al ejecutar estas aplicaciones lo mejor  es extraer de forma segura todas las unidades removibles antes de usar ambos programas.

PASO 6 :CONFIGURACIÓN

Una vez terminada de  generar la imagen extraeremos la SD de nuestro PC  y la introduciremos en nuestra Raspberry Pi .
Una vez arrancada la Raspberry   lo primero es configurar Kodi para que se muestre en español. Para ello debe acceder a
SYSTEM > Settings > Appearance >International > Language , configurar el idioma en español de España y de esta forma ya veremos todos los textos y ayudas en español

También se pueden configurar add-ons, los skins, etc pero sobre todo puede ser interesante conocer  la dirección IP de la Raspberry Pi para conectarnos a esta  via ssh ,para lo cual nos iremos a Sistema–>Información del sistema  y tomaremos nota de la dirección IP ( por ejemplo la ip 192.168.1.54 ). Esta no servirá  para  conectarnos rro ssh ( por ejemplo con el programa putty)    con los siguientes datos:

Una vez que ya hayamos configurado Kodi a nuestro gusto y comprobado que accedemos sin problemas a nuestros contenidos multimedia vía red o directamente conectados a uno de los puertos USB de la Pi, pasaremos a personalizar la configuración del Hyperion para  introducir la configuración de LEDS de nuestra instalación de Lightberry.
Para ello tenemos varias opciones,pero la más sencilla y rápida es, con la  Raspberry conectada a internet,  desplazarnos hacia el menú PROGRAMS/PROGRAMAS y ejecutaremos  la aplicación pre-instalada, Hyperion Config Creator  la cual nos permitirá configurar paso a paso la instalación de nuestra  Lightberry en nuestra TV   donde iremos definiendo:
  • Tipo de tira de leds: en nuestro casi   podemos elegir  Lightberry HD for Rasperry pi (ws2801)
  • Numero de leds horizontales ( deben ser idéntico numero de leds  en ambos lados)
  • Numero de leds  verticales   ( deben ser idéntico numero de leds  en ambos lados)
  • Donde comienza el primer led (Right/button corner and goes up)
  • Confirmación  de  que tenemos un capturadora de TV conectada

Una vez terminado el asistente de hyperion confi creator deberíamos ver el arco iris  así como la prueba de colores  , con lo  que deberiamos  haber  terminado de  configurar nuestra instalación , pero ¿como comprobamos si esta funcionando la capturadora?  
Pues usaremos simplemente el segundo menú disponible en  PROGRAMS/PROGRAMAS y ejecutaremos  la aplicación pre-instalada Hyperion  Grabber Screenshot.
Al ejecutar  esta  appp ,  simplemente nos preguntara sobre el tipo de señal de video (en nuestro caso PAL) y en el caso de que tengamos conectada sobre la entrada de video de la capturadora cualquier señal de video ( por ejemplo procedente de un descodificador de imagenio ) entones  si la imagen presentada no es negra  , es indicativo que esta funcionando la capturadora ,  con lo cual  en cuanto reinicie el servicio Hyperion    ya debería ver como cambian las luces en función de la imagen de la fuente de video  externa  ( en nuestro caso desde un descodificador )  ,

 

 

Antes de  terminar  destacsar que para la plataforma  Android existe una app que  permite controlar los leds que tengamos instalados  estableciendo un color  fijo   o  incluso aplicando efectos bastante vistosos. La puede descargar aquí: https://play.google.com/store/apps/details?id=nl.hyperion.hyperionfree&hl=es

 

Si se decide a montar el circuito  lo normal es que le funcione a la primera  y a lo sumo tenga que hacer un mínimo ajuste en la secuencia RGB    ,pero si no le responde puede mirar este post que trata diferentes problematicas   , o directamente probar la tira de leds sobre un arduino

 

 

Fuentes:

https://github.com/tvdzwan/hyperion/wiki

http://lightberry.eu/