DIY Cargador de baterasELECTRNICAetiquetas:tutoriales8FLARESTwitter0TweetFacebook1Google+7Pin It Share0Email--Email to a friendAquellos que somos unos apasionados de la electrnica y construimos numerosos proyectos semana a semana, utilizamos una materia prima elemental sin la cual todo lo que hacemos no tendra posibilidad de ser:la energa elctrica. Cuando no la tenemos nos acordamos delo necesario que es tener siempre a mano un sistema de iluminacin deemergencia. En laanterior entregapudimos ver cmo se construye un circuito para generar la energa suficiente que sea capaz de encender una luminaria de bajo consumo.Hoy veremos cmo construir el circuito que mantendr siempre cargada la bateraque activar el sistema de emergencia en el momento indicado.

Todos los sistemas de iluminacin de emergencia necesitan disponer deuna fuente de energacapaz de suministrarles potencia durante el mayor tiempo posible a los circuitos encargados de encenderlas luminariasincorporadas (en nuestro caso utilizamos una sola)durante los momentos en que el suministro de red deja de estar presente. Para que la batera est siempre completa en su capacidad de acumular energa necesitamos un circuito que pueda conectar, en forma automtica, un cargador y que observe de manera continua la tensin en los bornes de la batera. Es decir, cargarla hasta un lmite seguro de operacin apropiada y mantenerla siempre dentro de lmites correctos de tensin. Vale recordar que una batera no puede estar conectada a un cargador de forma continua ya queun exceso de tiempo de carga termina arruinando la batera. Es por esto que nuestro diseo debe estar siempre atento a mantenerla en buenas condiciones para cuando sea necesario su funcionamiento.En nuestro trabajo de esta semana utilizaremos una sola batera, pero pueden conectarse varias en el arreglo serie paralelo que sea necesario de acuerdo a las caractersticas del equipo generador. El circuito que desarrollaremos en este artculo estar orientado haciala carga y manutencin de una batera de plomo cido, igual a la que ya hemos utilizadoen artculos anteriores. De todos modos, como expresamos antes, el diseo puede adaptarse fcilmente a sistemas compuestos con varias bateras.

En cuanto a la aplicacin para la que deseamos utilizar la batera, se esperan algunas particularidades al razonar el funcionamiento del desarrollo que contrastan con otros tipos de usos ms tradicionales. Por ejemplo, y aunque suene paradjico,esperamos no utilizarla nunca. De hecho, las oportunidades en que ser requerida su aplicacin sern muy pocas al mes, incluso al ao, en zonas residenciales de una ciudad media. Tal vez existan lugares donde los cortes en elsuministro energticosean ms frecuentes. En estos casos ya no bastar con una simple lmpara de bajo consumo para resolver el estado de emergencia imprevista, sino quehabr que lograr la obtencin de electricidad mediante otro tipo de generadoresms importantes, ms eficaces y que puedan abastecer a toda una vivienda en sus necesidades mnimas. El desarrollo que nos convoca no es una UPS ni un sistema que pueda reemplazarla energa de red domiciliaria; es una luz de emergencia, tan preciada en los momentos de oscuridad total, desesperante y absoluta.El circuito fundamental es extremadamente sencillo y muy fcil de implementar. Para cargar nuestra batera de plomo cido necesitaremos nada ms que un circuitorectificador de onda completa y una resistencia en serie con la baterapara limitar la corriente de carga. Tan slo eso. El desafo en este diseo es construir un sistema de control que nos permita cargar la batera a un rgimen de corriente constante para mantenerla siempre dentro de los lmites operativos de uso y dentro de los mrgenes de seguridad que establece el fabricante para su corriente y tensin de carga. Para esto utilizaremos el popularNE555(que cada da demuestra ser til para ms aplicaciones) y un puado de componentes ms.El cargador se inicia con un transformador convencional de 110VAC o 220VAC (segn el pas donde vivas) que en su secundario pueda entregar una tensin de 15VAC. Si utilizas un transformador con derivacin central y dos bobinados de 15VAC, puedes emplear dos diodos para armar un rectificador de onda completa. Si en cambio utilizas un transformador con una salida nica de 15VAC, debers utilizar un puente de 4 diodos para obtener el mismo resultado. En ambos casos,lacorrientenominal del secundario no debe ser inferior a 2Amperes. Un fusible de 1Amper para mejorar la seguridad del conjunto completa la etapa de entrada y conexin a la red domiciliaria. En el ejemplo que te mostramos, D3 y D4 cumplen la funcin de rectificar la seal alterna de entrada, mientras que D5 y D6separan y aslanla tensin rectificada y sin filtrar que es enviada al circuitovisto en el artculo anteriordonde se la utiliza para detectar la ausencia de la tensin de lnea y viceversa.

Recordemos que en este punto la seal rectificada no puede estar filtrada de manera eficiente (como sera lgico pensar) ya quela respuesta a la falta de energa debe ser inmediatapara encender la luminaria de emergencia. En una configuracin con capacitores electrolticos de gran valor, se demorara mucho tiempo el encendido de la luz hasta que los filtros se descarguen. Si vemos esta entrada de tensinen el circuito de la entrega anterior, notaremos que el filtrado es muy pequeo (10uF) acompaado por una resistencia (10K) encargada de drenar a GND la tensin de manera rpida y provocar un inmediato cambio de estado en los transistores asociados para activar el funcionamiento del CD4047 dentro del circuito del inversor.Retornando a nuestro circuito podemos ver la conexin de D6 que se encargar de conectar la tensin a los reguladores de 12Volts y 8Volts (VR1 y VR2). El circuito es muy elemental y ya ha sido visto en muchas aplicaciones por lo que no merece mayores comentarios. Slo vale mencionar el beneficio de conectar VR2 a la salida de VR1 (a travs de R12)para lograr un trabajo a menor temperatura por parte de VR2ya que su entrada nunca superar los 12Volts. Si en cambio la conexin se hubiera realizado en el ctodo de D6, la diferencia entre la tensin de entrada respecto a la tensin de salida habra sido mayor y en consecuencia la temperatura disipada sera siempre elevada. VR1 se utiliza para energizar el rel (o relay) encargado de conectar el cargador a la batera mediante R9 y, por su parte, VR2 alimentar con una tensin regulada de 8Volts al NE555. Esta alimentacin ser vista en la placa final mediante un indicadorLEDde color verde.Utilizando la red de resistencias divisoras de tensin internas que posee el NE555 y los comparadores de tensin que hacen cambiar de estado al Flip-Flop interno, armaremosdos redes externas ajustables para activar o desactivar la salida hacia el rel mediante T1. Esto es, P2 se regula para ajustar el nivel de tensin a la que se debe interrumpir la carga de la batera. P1, en cambio, se ajustar para determinar el umbral mnimo de tensin que tendr la batera para activar el cargador. Es decir, hasta qu valor dejaremos que baje la tensin de la batera para volver a iniciar la secuencia de carga.

Una batera, mientras se est cargando, incrementa poco a poco la tensin entre sus bornes hasta alcanzar un mximo (en nuestro caso, 13.8Volts). Luego, aldesconectarseen forma automtica el suministro de corriente de carga, la tensin acumulada experimenta un descenso normal de almacenamiento hasta un valor donde debe mantenerse y no debe ser inferior a los 12.5 a 12.6Volts de tensin. Por lo tanto, y en funcin de este anlisis,P2 se ajustar a 13.8Volts y P1 a 12.5Volts. Si durante perodos prolongados el equipo de iluminacin no se utiliza, la batera experimenta una prdida de carga natural, y por debajo de los 12.5Volts el cargador se activar para llevarla nuevamente a los 13.8Volts de mxima carga.El descenso de la tensin en bornes de la batera no puede ser rpido. Eso indicara que la batera se encuentra en mal estado y habra que proceder a su reemplazo. Una descarga normal luego de una carga completa debe durar en la batera unos dos das o ms hasta descender por debajo de los 12.5Volts. Para controlar el ritmo de carga y asegurarnos que nuestra batera se encuentra en ptimas condiciones, dispondremos de los LEDs indicadores de actividad del equipo.Cmo es el procedimiento para ajustar P1 y P2?Muy sencillo. Primero nos aseguraremos de quitar R9, si es que ya la hemos instalado. Luego, en lugar de la batera conectaremos una fuente de alimentacin variable y conectaremos la alimentacin a nuestro circuito. La fuente de alimentacin externa se ajustar a 13.8Volts y, por diseo, el cargador iniciar su trabajo en condicin de carga, es decir, con elrelenergizado. Con P1 y P2 colocados en su posicin central, comenzaremos a ajustar (muy lentamente) P2 hasta comprobar que el rel deje de estar energizado.El LED indicador rojo se apagar. Luego, pasaremos la tensin de alimentacin de la fuente externa a 12.5Volts (muy lentamente) y ajustaremos P1hasta que el rel se active y se encienda el LED indicador. Controlaremos que el extremo superior de tensin permanezca en 13.8Volts y de este modo habremos ajustado el controlador de carga de la batera.Cmo obtenemos el valor de R9?Partiendo de una resistencia de 68 Ohms 5W, colocaremos en las pruebas iniciales un ampermetro (un multmetro) para controlar la corriente de carga de la batera.Lo mejor que podemos darle a nuestra batera es una carga lenta y segura. Con un rgimen del 1% o 2% de la corriente mxima de carga, obtendremos los mejores resultados de funcionamiento y duracin de la batera. Por ejemplo, nuestra batera indica que tiene una capacidad de 7Amper/Hora. Los cargadores convencionales aplican un 10% del valor de corriente nominal (7A/H), es decir, 700mA (0,7Amper) de carga. A este rgimen y al cabo de una hora (o menos), la batera alcanza el valor mximo de tensin aconsejado por el fabricante (comprobado en ensayos de laboratorio). Si en cambio utilizamos una corriente de carga de 70mA (0,07Amper), nuestra batera alcanzar la tensin mxima a las 12 horas (promedio) de conexin. Esto nos permiteuna carga lenta y segura que desemboca en una mayor vida til de la batera, junto a un mejor rendimiento durante su actividad operativa.Si utilizas untransformadorde alimentacin de 2 x 15VAC, como hemos hecho nosotros, 68 Ohms es el valor exacto para R9. Si utilizas otras tensiones, debers controlar con un ampermetro la corriente de carga recordando la recomendacin hecha en el prrafo anterior. De este modo, la duracin de la batera, con el sistema inversor en funcionamiento, estar rondando las 4 Horas con la lmpara a brillo pleno tal como muestra el video. Por ltimo, podemos decirte que a estecargador de bateraspuedes adaptarlo a otras aplicaciones donde exista una batera que necesite ser cargada y controlada para optimizar su rendimiento.http://www.neoteo.com/diy-cargador-de-baterias/