¡Que no se te estropeen las baterías antes de tiempo! Constrúyete un cargador controlable y controlado: transforma tu transformadorResulta que el otro día me enteré de que con lo que estaba yo cargando las baterías de mi réplica china era un simple transformador de corriente y que éste me las estaba fastidiando carga tras carga por culpa de que, en el proceso de la carga de la batería, la corriente no se mantiene constante.
Lo conveniente para cargar una batería de niquel-cadmio es que la corriente eléctrica que se le suministra durante el proceso, sea de una magnitud acorde con las recomendaciones del fabricante (si es una corriente menor, en vez de tardar 14-16 horas, tardará más; y si es mayor corres el riesgo de sobrecargarla) y, además, dicha corriente ha de ser lo más constante posible.
Hay otros cargadores que disponen de circuitos integrados complejos que son capaces de recibir las señales de corriente alterna provenientes del enchufe de casa, “cortarlas” en pedacitos y seleccionar los fragmentos más aprovechables para cargar la batería con una corriente constante y adecuada. Es muy fácil distinguir estos cargadores de los que son simples transformadores:
si pesa mucho, es un simple transformador.Si eres pobre como yo y prefieres gastar tu escaso dinero en réplicas antes que en cargadores de baterías (aunque al final acabes haciéndolo de todos modos), te animo a seguir el briconsejo de hoy en el que fabricaremos nuestro propio cargador de baterías que no las estropea, a partir de ese transformador cochambroso que nos vino con nuestra réplica china (o no tan china).
Para ello necesitaríamos algo de inofensiva culturilla técnica (de la cual yo carezco), nada profunda... pero que tranquilamente podremos saltarnos e ir al grano si es que así lo queremos.
Necesitaremos los siguientes aparejos:
- Batería
- Cargador de batería (transformador)
- Soldador y estaño
- Polímetro
Y también los siguientes materiales:
- Transistor BD135 (NPN) o BD136 (PNP)
- Resistencia (de una magnitud que calcularemos según nuestras necesidades)
Y para los ‘pros’:
- Placa disipadora de calor
- Conmutador
- Resistencia variable
Fundamentos teóricos (apartado prescindible)Sin ahondar mucho en lo que vamos a hacer (puesto que ni yo tengo mucha idea del tema), se trata de construir un pequeño circuito capaz de mantener una corriente constante para que no se nos estropee la batería al cargarla con nuestro transformador.
Es preciso saber cuatro cosas acerca de un transistor:
1) Es un cacho de silicio dividido en capas cuidadosamente “dopadas” de propiedades eléctricas denotadas por “N” o “P” dependiendo de estas propiedades: si es una capa dopada con cargas negativas (que tiende a deshacerse de ellas) es de tipo “N”, y si es una capa con “demanda” de cargas, es de tipo “P”. De ahí lo de NPN y PNP. Podremos usar un transistor de cualquiera de estos tipos ya que estas propiedades solo afectarán a la polaridad del circuito. Esta foto muestra un transistor BD135 que exteriormente es idéntico al BD136
2) Como veis, el transistor dispone de tres patitas: Colector (c), por donde le llega la corriente; Emisor (e), por donde sale la corriente; y la Base (b), que es la patita que hace que el transistor tenga las propiedades que tiene (dicho mal y nunca). La siguiente imagen muestra la disposición de las patas en un transistor BD136. Dicha disposición es independiente de que sea NPN o PNP.
3) La corriente que entra por el emisor (Ie), no es la misma que “abandona” el transistor por el colector (Ic). Existe una corriente que sale por la base (Ib). La relación entre Ic y Ib es β, conocida como la “ganancia del transistor” y es el cociente β = Ic/Ib. Se puede conocer esta ganancia consultando las características del transistor que tengamos entre manos o midiéndola con un circuito que uno se puede construir. En nuestro caso β = 100. Otro parámetro a tener en cuenta será la “tensión de codo” que es la diferencia de potencial entre la base y el emisor (más o menos es la barrera de potencial que tiene que romper el circuito para que la corriente atraviese el transistor desde una capa de tipo P hasta otra de tipo N o viceversa. Para el caso de capas semiconductoras de silicio, el valor es de -0,7V).
4) Y más interesante, la relación entre la Ic y la tensión entre el colector y el emisor dibuja la siguiente gráfica:
Nuestro objetivo será conseguir la fórmula adecuada para que nuestra batería cargue con una corriente que se haye en esa “región directa” en la que es prácticamente horizontal, es decir: aproximadamente constante.
Ahora llega el momento de calcular. ¿Qué es lo que nos interesa? Conocemos la Ic que, según el fabricante, debería llegar la batería. Necesitamos pues acondicionar algún parámetro del circuito para conseguir hacer llegar esta Ic a la batería. Solo disponemos de los datos: la resistencia del circuito R, ganancia del transistor, tensión de codo del transistor, y la tensión del transformador (medible con el polímetro). La idea es modificar la resistencia del circuito R (soldándole un resistor de magnitud adecuada).
La Ley de Ohm para este circuito se puede expresar como:
Ib = (Ve - 0,7)/R
Despejamos R: R = (Ve - 0,7)/Ib
Como β = Ic/Ib , tenemos que Ib = Ic/β por lo que:
R = β (Ve - 0,7)/Ic ¡Y ya está! Solo tenemos que medir Ve con el polímetro, poner la Ic que el fabricante de la batería nos diga (leer lo que trae cada célula de la batería) y poner β=100 .
Veámos cómo lo hice yo con mi batería:
Mi batería pedía una Ic de 150mA. La tensión Ve del transformador me dio unos 9V.
De manera que la resistencia que necesito soldarle al circuito será:
R = 100(9 - 0,7)/(150·10^-3) = 8,3/(150·10^-5)= 5533Ω
Como los cálculos no son nada precisos en ningún momento, el resultado podemos redondearlo a 6kΩ o por ahí… Tampoco es que importe mucho que sea de 5k5, 6k, 6k y pico… La cosa es aproximarse a esa Ic deseada.
¡Bricolaje!Dependiendo del transistor que usemos, el circuito a montar será:
Modificaciones:Podemos hacer varias cosas:
- Si vemos que el transistor calienta mucho, le debemos colocar una placa disipadora de calor que puede ser una chapa metálica razonablemente grande a la que atornillemos nuestro transistor (servirse del agujerito roscado que tiene). Si no lo impedimos, la placa disipadora no estará aislada del circuito, por lo que tendríamos que mantenerla alejada de los otros cables para no tener cortocircuitos.
- Dado que nuestros cálculos son poco precisos y somos puntillosos, podemos sustituir el resistor por una resistencia variable con la que calibrar la Ic del circuito monitorizándolo con un amperímetro (siempre puesto en serie con el circuito).
- Si queremos cargar baterías que nos pidan Ic distintas (probablemente a causa de sus atributos de voltaje: 8,4V, 9,6V …) podemos instalarle un conmutador al circuito para que, por ejemplo, en la posición “A”, el circuito cargue una batería de 8,4V que nos pide una Ic de 50mA; y en la posición “B”, nos cargue una batería de 9,6V que nos pide una Ic de 150mA.
Espero que os haya gustado mi primer briconsejo dedicado al fabuloso mundo del Airsoft y que mis pequeños inventos os sirvan para algo.
Un saludo a toda la comunidad de Airsoft.
Caparsso.
Por favor, cualquier sugerencia, ampliación o ayuda será MUY bien recibida. Muchas gracias.
