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Informática => Electrónica => Mensaje iniciado por: Artikbot en 18 Septiembre 2010, 20:59 pm



Título: Descarga instantánea de batería de condensadores.
Publicado por: Artikbot en 18 Septiembre 2010, 20:59 pm
Hola!

Hace unos días estaba... digamos... descuartizando unas cuantas fuentes de alimentación en busca de un TL494 para un proyecto y localicé unos cuantos condensadores. La idea es que quiero hacer un dispositivo que usando una batería de condensadores en paralelo pueda descargar en una fracción de segundo (inferior a una décima de segundo), que usando el rebido transformador (creo que lo tendré que bobinar yo) amplifique esa salida de 200 a unos... digamos 3kV.

Pero esa no es la cuestión. La cuestión es que los condensadores son de tipo electrolítico y de 200V y 330uF.

Entonces yo me pregunto:

-Serán los condensadores capaces de soltar por ahí toda su capacidad en ese tiempo? Será la capacidad y el tipo de los condensadores suficiente para dar una salida de 0.0375A a 4kV (1.5kJ)? Hablando de corriente contínua.


Gracias!


Título: Re: Descarga instantánea de batería de condensadores.
Publicado por: Ivanchuk en 19 Septiembre 2010, 23:03 pm
Hola artikbot,
El tiempo de descarga del capacitor depende de la resistencia que usas para descargarlo. Si lo conectas cargado al primario de un trafo, deberias tener una oscilacion a una frecuencia que depende de la capacidad y la inductancia del primario (en teoria). Como siempre tenes una resistencia de perdida del capacitor (que normalmente es grande) y en el primario (es chica), la tension va a caer como el producto RC. Lo mismo deberia pasar en el secundario, salvo que tambien depende de la respuesta en frecuencia del trafo. Por ahi lei que los trafos que se usan para los flyback estan hechos para trabajar entre 15 y 50KHz.
En definitiva, si queres sacar el tiempo de descarga, medi la resistencia parasita y multiplicala por la capacidad total. Me parece que nunca vas a poder lograr ese tiempo, la capacidad parasita de los capacitores es grande por lo que van a tardar bastante en descargarse (tene en cuenta que si conectas dos en paralelo reducis a la mitad la resistencia parasita pero aumentas la capacidad). Los capacitores electroliticos no te sirven, estan polarizados, tienen que ser capacitores para CA. La capacidad del condensador, bue, depende del tiempo que quieras lograr.
Saludos.


Título: Re: Descarga instantánea de batería de condensadores.
Publicado por: Artikbot en 19 Septiembre 2010, 23:23 pm
La idea es la siguiente:

Batería de condensadores (intento alcanzar 10mF con condensadores de 200V) > transformador a 4kV (sería posible sin un oscilador a la salida del condensador? No verdad?) > bobina de cobre, hilo grueso (3.5mm2 seguramente, quizás más)

Entonces, la resistencia es extremadamente baja, por lo que la descarga es casi instantánea. Según mis cálcuos orientativos, la resistencia total del circuito R<<<<<<1Ohm

La idea de subir a 4kV es para evitar una intensidad muy alta > efecto joule bestia > fusión del aislante de la bobina.


De no ser posible subir directamente el voltaje de salida de los condensadores a 4kV con un transformador, cosa que me temo mucho (si alimento con CC sale CC, verdad?), hay algún oscilador accesible al bolsillo que sea capaz de soportar tal brutalidad de decarga? Contando que anda sobre 0.75-1kW la potencia que quiero descargar sobre la bobina. O por lo contrario, hay algún otro tipo de circuito que me permita convertir esa señal a alterna para pasarla al transformador?

Recuerdo algún proyecto de pequeño con los kits que vendían con los que conectaba a 4.5VCC un transformador y me sacaba alterna por el otro bobinado... Es eso posible o me acuerdo mal?



Gracias!


Título: Re: Descarga instantánea de batería de condensadores.
Publicado por: simorg en 20 Septiembre 2010, 01:44 am

@ Artikbot

Citar
Recuerdo algún proyecto de pequeño con los kits que vendían con los que conectaba a 4.5VCC un transformador y me sacaba alterna por el otro bobinado... Es eso posible o me acuerdo mal?


¿Algo parecido a esto:?

(http://s2.subirimagenes.com/otros/5212179inversor2.jpg)

salu2.


Título: Re: Descarga instantánea de batería de condensadores.
Publicado por: Ari Slash en 20 Septiembre 2010, 20:37 pm
De no ser posible subir directamente el voltaje de salida de los condensadores a 4kV con un transformador, cosa que me temo mucho (si alimento con CC sale CC, verdad?), hay algún oscilador accesible al bolsillo que sea capaz de soportar tal brutalidad de decarga? Contando que anda sobre 0.75-1kW la potencia que quiero descargar sobre la bobina. O por lo contrario, hay algún otro tipo de circuito que me permita convertir esa señal a alterna para pasarla al transformador?


pues hechale un vistazo al enbobinado de los inversores de corriente de los lcd
tiene 3 fases de entrada y sale 1, esa una sera la positiva y la negativa la haces con un condensador electrolitico con la polarizacion deseada, aunque esto rectificara un poco la señal, la mantendra en cientos de volts pero a muy baja intensidad

tambien si puediese ser util puedes usar para invertir el tipico rombo de los 4 diodos, aunque esto rectificara, puedes usarlo de alterno a continua y de continua a continua

pero no me quedo claro quieres lograr voltaje a bajo amperaje
o alto amperaje a bajo voltaje?


saludos


Título: Re: Descarga instantánea de batería de condensadores.
Publicado por: skapunky en 21 Septiembre 2010, 00:14 am
En quetipo de fuentes estás buscando el TL494? Porque por que sea un circuito modulador PWM no quiere decir que todas las fuentes lleven uno.

Por cierto, los transformadores con CC no funciónan, lo digo por respuestas anteriores.

Artik explica mejor que quieres hacer, descargar condenasores? Cortocircuitalos, si són mas grandes tardaran mas tiempo. Habia una formula para calcular el tiempo de descarga de un consensador. Si mal no recuerdo es:

T_descarga = 4RC

Donde la R es la resisténcia parásita del condensador, los condensadores electrolíticos a frequencias altas funcionan mal, tienden a ser como una resistencia pura, esa resistencia pura es la resistencia parásita.


Título: Re: Descarga instantánea de batería de condensadores.
Publicado por: Artikbot en 21 Septiembre 2010, 00:40 am
Bien, me explico :)

Lo del circuito ya lo descubrí, lo que resulta es que de pequeñito yo no sabía que un transistor se podía usar a modo de oscilador, con luego un diodo en el secundario. Ahora ya está, ya me aclaro con esa parte :) Gracias!

La idea es usar condensadores para descargar carga a través de una bobina durante un instante de tiempo, muy muy muy pequeño. Tan pequeño como los condensadores permitan.

Como los eletrolíticos que tenía por casa no iban bien para eso (eran lentos) me he agenciado 45 cámaras fotográficas deshechables (o quizás debería decir deshechadas xD) con flash, y ahora tengo una bonita batería de condensadores descargados de 100uF a 320V.

La idea del sistema es la fabricación de un dispositivo tipo cañón gauss pero con una sola etapa de bobina y a una escala mucho menor.

Para el sistema de carga voy a usar el propio circuito de la cámara con flash, es súper sencillo y me sale gratis.

La idea es, a más intensidad de corriente más intensidad de campo por la fórmula de Icampo=I*l*B*sin alpha si mal no recuerdo. En este caso sin alpha=1, porque la fuerza actúa a 90º del sentido del corriente que circula por las espiras de la bobina. De aquí deduzco que subir el voltaje me es contraproducente ya que baja la intensidad.

He usado hilo de 0.7mm de diámetro para la bobina del inductor, es una bobina de 55mm de longitud, con 8mm de diámetro interior y 4 capas de hilo ben juntadito. El hilo es reciclado de unos transformadores, por lo que dice mi tester está en buenas condiciones y el bobinado no tiene cortos en ningún lugar.

la disposición de los condensadores es de 18 en paralelo, para no aumentar el tiempo de descarga pero sí la intensidad de corriente. Estoy usando un conductor de cobre común de 4.5mm de diámetro para no tostar nada.



Así pues, la idea es: Es realmente necesario subir el votaje? Ganaría algo? Según esa fórmula no, pero me estoy perdiendo algo quizás.


Título: Re: Descarga instantánea de batería de condensadores.
Publicado por: skapunky en 21 Septiembre 2010, 14:14 pm
La formula completa es: Icampo=I*l*B*sin(a), si el campo magnetico está a 90º sin(a) = 1, así que la fórmula simplificada queda:

Icampo=I+l+B

Por cierto, como mides el campo magnético? Tienes algún aparato para hacerlo?

Otra cosa...tu quieres hacer una arma  :P que te PILLADO jajajaja.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ca%C3%B1%C3%B3n_Gauss

Por cierto, quizá este enlace, aunque tenga un planteamiento algo diferente al tuyo, quizá te inspire y ayúde:

http://www.wisphysics.es/2008/06/canon-gauss-paso-a-paso


Título: Re: Descarga instantánea de batería de condensadores.
Publicado por: Artikbot en 21 Septiembre 2010, 23:41 pm
Ahahaha no es un arma, es un simple experimento que hace muuuuuuuuucho tiempo que quería hacer y POR FIN tengo los medios. Si te digo que hace 5 años, no hace ninguno.

El campo no lo mido, me baso en orientaciones. Cuando el cañón sea capaz de clavar un clavo en un taco de styrofoam, entonces lo empezaré a perfeccionar con sensores hall y diversos bobinados secuenciales. Por el momento quiero conseguir que funcione :P medir el campo para conseguir algo decente ya vendrá... en un futuro no muy lejano.

Esta mañana lo he probado, pero mi cacabobina reciclada no ha servido de mucho. ha movido el clavo unos 10 centímetros xDDD

El problema es que es 55mm de longitud y 4 capas, pero el hilo es reciclado, por consecuencia está revirado y cuesta enderezarlo, y aún así el bobinado deja mucho que desear. El caso es que ha movido algo, motivo suficiente para comprar un carrete de hilo decente y bobinar algo en condiciones.

El hilo está encargado, es un 0.7mm de diámetro, y voy a hacer 10 capas de hilo y 40mm de longitud. He pedido hilo de sobra por si se me va la pildorilla y quiero bobinar algo más serio.


la pregunta es... Sería posible usar un interruptor sólido para controlar el impulso hacia la bobina? Contando que es una burrada de energía por una fracción de segundo. O es más fiable ponerle un interruptor de contactos "heavy duty" y arreando?


Gracias!


Título: Re: Descarga instantánea de batería de condensadores.
Publicado por: skapunky en 22 Septiembre 2010, 00:22 am
En cualquier circuito, un interruptor ya de por sí provoca un transitorio, éstos suelen ser picos aunque en lo general se desprecian. En tu caso, si la corriente es muy alta, el interruptor no puede ser cualquiera. No se donde lo pondrás, pero lo peor que puede pasar es joderlo, así que ya sabes, cuando lo tengas puesto lo clickas con algo a distancia  :xD


Título: Re: Descarga instantánea de batería de condensadores.
Publicado por: Artikbot en 22 Septiembre 2010, 01:05 am
Hahaha en mi prueba con un micropulsador lo he apretado con un cepillo de dientes :xD :xD

La verdad es que los dos primeros "tiros" (si bien el tornillo ha llegado apenas a medio cañón xD) han ido bastante bien, no ha pasado nada raro, pero al tercero el interruptor ha actuado de soldador de puntos y se han soldado las terminales XDDDD creo que mañana cuando encargue el hilo de 0.8 iré también a por un pulsador "heavy duty" de esos de 250V a 5A o algo así para evitar que se solden las terminales xD (el típico Big Red Button :xD)

El interruptor va entremedio de las terminales de condensador - bobina, de modo que al cerrar cortocircuita los terminales del condensador y provoca una brutal descarga sobre el solenoide.

Se me ocurre una idea... Si no calculo bien, el proyectil puede ir alante y luego atrás en la bobina, lanzándolo hacia atrás... En el mejor de los casos lo que puede pasar es que me quede corto y no aproveche toda la bobina, si pusiera un resistor variable entre los terminales de la bobina (también heavy duty xD) podría ajustar ese tiempo de descarga de un modo más o menos rudimentario, verdad? El caso es... Cómo conectarlo para evitar que se convierta en una bomba de relojería cuando el pulso lo atraviese?

Y la siguiente pregunta es más de aire electromagnético:


Según he leído, la máxima velocidad se alcanza cuando el proyectil es de la mitad de longitud que el solenoide, mientras que la energía cinética máxima se adquiere cuando el proyectil es de la misma longitud que el solenoide.
Mi deducción es, si yo ahueco el proyectil, pierdo masa, por lo tanto gano velocidad. Si hiciera un proyectil de la misma longitud del solenoide, de hierro puro (o del 99% xD) y a su vez lo perforo por dentro para aligerarlo, debería conseguir una E cinética muy alta (cerca de la máxima del proyectil) y a su vez muchísima velocidad por la baja masa de éste, no es así?


Gracias!


Título: Re: Descarga instantánea de batería de condensadores.
Publicado por: Artikbot en 6 Octubre 2010, 00:33 am
Por si alguno se acuerda de este proyecto... Al final puse muchos (muchísimos) condensadores en paralelo y tuve que diseñar un circuito de carga diferente...

Fue interesante el tema, nunca había tocado con electrónica digital tangible, y tras 10 días dándole que te pego saqué esto, que funciona a las mil maravillas y carga 4800uF a 330V en escasos 10 segundos. Sólo falta que me llegue el inductor (si alguien sabe de un sitio en España que vendan sería interesante... la farnell no profa que vale un cojón y medio).

Hala, este es el circuito en cuestión :P

(http://img59.imageshack.us/img59/1625/pcb7.png)

Es un convertidor Boost, lo escojí por su relativa simplicidad, por ser económico, ligero y de dimensiones relativamente reducidas. Todo el circuito no llega a 15€ xD

Tuve que aprender qué era un amplificador operacional, por qué se usaba la bobina en serie, porqué un MOSFET de canal N y no P.. buah. Ahí no aparece la parte de regulación de voltaje, está en desarrollo un módulo a 6V y 1A lineal, para alimentar el amplificador operacional y el NE555, el resto va por 7.4V directos de alimentación.

En fin, mañana lo empiezo a ensamblar todo y a sacar más condensadores para el banco... Esto va a ser fenomenal de la muerte :D


Título: Re: Descarga instantánea de batería de condensadores.
Publicado por: skapunky en 6 Octubre 2010, 15:45 pm
Los inductores en todas partes te corbarán un cojón y medio ya que se deben fabricar custom, es decir pides valores y en unos dias te lo traen. Otra opción es que lo hagas tu con la bobína y calculando lo que necesites.

PD: Vamos avanzando...ahora ya no haces los esquemas a mano !
PD: Y ese 555 que veo ¬¬, no querías hacer los pulsos de otra forma?


Título: Re: Descarga instantánea de batería de condensadores.
Publicado por: Artikbot en 7 Octubre 2010, 12:48 pm
Tengo una suerte que no me la creo. Destrozando una fuente de alimentación (la misma de la que salió el TL494 xD) he sacado un puñado de inductores, entre ellos uno de 125uH. El que necesito a 10kHz es un 86uH, así que perfecto :)

Mañana empiezo con el ensamblaje de este pequeño demonio >:D