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viernes, 29 de julio de 2016

Mosquitera eléctrica 2.0

 


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ÍNDICE

1. Presentación
2. El tamaño sí importa...
3. Materiales necesarios
4. Montaje
      4.1. Tratar todas las maderas con imprimación y esmalte
      4.2. Hacer el marco interno de madera
      4.3. Hacer el marco externo, también de madera
      4.4. Las dos mallas eléctricas con el separador aislante
       4.5. Soporte o sujecion para el circuito generador de AT 
      4.6. Poner la malla protectora de plástico
      4.7. Adosar el circuito generador de 1300 voltios
5. Acoplar esta mosquitera en la ventana
6. Prueba
7. IMPORTANTE: Pequeño cambio de última hora.
8. El vídeo
9. Otros vídeos que te pueden interesar
10. Toda mi colección de vídeos de youtube




1. PRESENTACION

Hola amig@s

Este proyecto es la mosquitera eléctrica 2.0. Hay una versión previa que hice el año pasado que funciona muy bien, es muy sencilla y está basada en incrustar una raqueta matamoscas del chino en una madera y colocar esta madera en una ventana semiabierta. La abertura de la raqueta permite pasar al aire mejor que lo hace una mosquitera convencional y también deja "pasar" moscas y mosquitos para fulminarlos.

Fig 1. Mosquitera eléctrica 1.0

Esa mosquitera 1.0 se podía mejorar, y eso es precisamente lo que vamos a hacer en este trabajo. En primer lugar, no vamos a limitarnos a la superficie de una raqueta. Vamos a hacer la mosquitera al tamaño de la hoja de una ventana. Pasará mas aire, mejor ventilación. También pasará mas luz que en la versión 1.0.

A cambio tendremos que trabajar un poco más, pero merecerá la pena...

El hacer una malla mosquitera electrificada tan grande como la hoja de una ventana genera un importante problema: Estas mallas metálicas son muy flexibles, pero para que funcione la raqueta dichas mallas han de estar a una distancia fija (unos 3-4 mm). Si la distancia es mayor a 4 mm puede que no salte arco cuando un bicho entra y se colará a nuestro cuarto. Si por el contrario la distancia entre mallas es menor de 3 mm, o peor aún: si se tocan entre sí, entonces saltará arco aunque no haya insecto implicado, y la trampa no funcionará si entra un bicho por otra zona de la mosquitera ya que está cortocircuitada suponiendo además un stress inútil para el circuito.


Fig 2. Tabiques internos aislantes para asegurar separación constante entre mallas

El fabricante de raquetas soluciona este problema poniendo una especie de tabiques separadores entre las mallas. Eso asegura una separación constante de 3-4 mm en toda la superficie de las mallas. Dada la gran superficie de la mosquitera 2.0 nosotros tendremos que hacer algo parecido. Lo veremos en la fase de montaje.



2. EL TAMAÑO SÍ IMPORTA...

Voy a dar las medidas de los materiales que utilizo, no tengo ningún problema en ello, pero no creo que sea de gran relevancia esta información ya que estas medidas están asociadas al tamaño de mi ventana que seguramente no será igual al de la vuestra.

Por eso, lo importante no son las medidas en sí, sino qué medidas tomar y cómo hacer los cálculos para diseñar la mosquitera y todo ello en función del tamaño de VUESTRA ventana.

Las medidas que hay que tomar son estas:

Fig 3. Medidas a tomar en la ventana y medidas de las maderas para hacer los marcos



3. MATERIALES NECESARIOS

Por orden de cómo vamos a ir utilizándolos para montar la mosquitera:

Todas las medidas van expresadas en milímetros


Para el marco interior

2 maderas de 1081 largo, sección 12 x 27
2 maderas de 472 largo, sección 12 x 27
4 tornillos largo 50, diámetro 3.5
El pegamento de la foto no hizo falta.





Para el marco exterior
2 maderas de 1135 largo, sección 27 x 27
2 maderas de 527 largo, sección 27 x 27
16 tornillos largo 50, diámetro 3.5
El pegamento de la foto no hizo falta







Opcional (recomendado): Para las maderas anteriores, antes de montarlas, alguna imprimación y un esmalte (pintura) para protegerlas de la intemperie.







Para hacer la malla mosquitera haremos una especie de sandwich con estas tres capas:

1 trozo de malla metálica
1 trozo de policarbonato celular de 4 mm grosor
1 trozo de malla metálica





La mallas metálicas las corté (con unas tijeras) a unas dimensiones de 1079 x 524 y el agujero de estas mallas es de forma cuadrada con lados de 6 mm.

El material aislante entre mallas para asegurar una separación constante de 4 mm es policarbonato celular, mucho más barato y ligero que el macizo. Se puede trabajar muy bien: Taladrar, serrar, limar... pesa poco, es muy resistente a los rayos UVA, no quiebra y para colmo, no es caro. Se puede conseguir en establecimientos que hacen rótulos. Lleva un film protector con texto y dibujos que se quita fácilmente y queda muy transparente. Las medidas de esta plancha son prácticamente iguales a las de las dos mallas metálicas: 1079 x 524 y su grosor es de 4 mm.

Para unir esas tres capas (Malla - Plástico - Malla) necesitamos:

30-40 tornillos de nylon largo 25 Métrica M4

30-40 tuercas M4 

Doble de arandelas que de tornillos. 

Lo que tiene que ser de nylon es el tornillo, arandelas y tuercas no importan.


- Dos trozos de cable de unos 100 mm cada uno, uno negro y otro rojo, para conectar las dos mallas al circuito generador de alta tensión. Mejor si es cable siliconado para alta tensión que ofrece un buen aislamiento.


Circuito generador de alta tensión. Puede ser uno extraído de una raqueta matamoscas, o puedes hacértelo tú mismo según este vídeo

Si eliges usar un circuito de matamoscas del chino te recomiendo que sustituyas el pequeño transistor que lleva por un TIP31C.





Pequeño panel de 3 mm grosor para sujetar el tupper con el circuito.

Un tupper de tamaño adecuado para el circuito.

Cuatro tornillos nylon M4 + 4 arandelas + 4 separadores + 4 tuercas.



Cinco tornillos pequeños para madera, con arandela (no mostrados en la foto)

Una clavija de alimentación para empotrar en el tupper + dos cables cortos.

Un alimentador de 3 a 4.5 voltios.

Nota: M4 es "métrica cuatro", es decir, tornillos de 4 mm de diámetro.




4. MONTAJE

Como de costumbre en los trabajos con madera, recomiendo identificar cada madera (y su posición) con un número o código para no tener problemas con el montaje. 

Me acabo de dar cuenta de que en el plano o esquema de la fig.3 enumero las maderas de una forma, y en el vídeo las enumero de otra. Este error no tiene mucha importancia, lo importante es numerarlas y tenerlas identificadas.

El montaje lo haremos según la siguiente secuencia:


4.1. Tratar todas las maderas con algún producto que las proteja.

La madera de pino es bastante mejor que el aglomerado, el tablero DM, y otras tantas pero, aún así, será mejor darle algún tratamiento para evitar cambios dimensionales, pudriciones, etc.

Tratamientos:

Primero: Pintado a brocha con protector de fondo para evitar hongos, humedad y ataque de insectos.

Segundo: Primera mano a brocha de esmalte al agua, color blanco

Tercero: Segunda mano a brocha del mismo esmalte


Fig 4. Maderas "apalancadas" para ir dándoles los tratamientos


4.2. Hacer el marco interno de madera

Haremos un marco con las maderas 5, 6, 7 y 8 según la figura 3.
Basándonos en una superficie firme y lisa las presentaremos para unirlas.

Estas maderas tienen una sección de 27 x 12 mm. Tenemos que disponer la madera horizontalmente con la medida de 27 mm

Usaremos una escuadra para que el ángulo quede a 90 grados para luego no tener problemas a la hora de colocar la mosquitera en la ventana.

Aconsejo poner un tornillo de 50 mm largo y 3,5 mm diámetro en cada una de las cuatro esquinas. Para evitar romper la madera al poner el tornillo, mejor hacer un taladro previo con un diámetro ligeramente menor al del tornillo (3 mm estará bien). Para que la cabeza del tornillo no sobresalga ni rompa la madera haremos un avellanado (con una fresa) en la madera. La cabeza del tornillo no debe sobresalir.

Fig 5.  Taladrando para poner  un tornillo de 50 x 3.5 mm en la esquina.



La finalidad de este marco interno es sujetar las mallas metálicas y DEJARLAS FUERA DEL ALCANCE DEL MARCO DE LA VENTANA QUE ES METÁLICO. Las mallas quedarán internamente. Lo veréis mas claro a medida que hagamos el montaje.


4.3. Hacer el marco externo, también de madera

Vamos a hacer el marco externo de una forma parecida. 
Con el marco interno ya hecho y que nos servirá como guía o molde, disponemos estas cuatro maderas para formar otro marco rodeando al anterior. Como estas maderas (1 a la 4 según figura 3) son cuadradas con una sección de 27 x 27 mm, lógicamente, no hay ninguna posición en especial. 

Importante: Todas las maderas, las ocho, tanto el marco interno como el externo, mientras las estamos montando, deben descansar en una superficie plana y lisa.

Aunque este marco externo lo vamos a hacer usando el marco interno como "molde" que se supone que ya está a escuadra, no está de más desconfiar y usar también aquí la escuadra por si hay que hacer alguna pequeña corrección.

Al igual que en el marco interno, recomiendo poner un tornillo en cada esquina de este marco externo.

Fig 6. Ahora por fuera del marco interno, colocamos el marco externo.


4.4. Las dos mallas eléctricas con el separador aislante

Ya tenemos marco externo e interno unidos en una sola pieza.

Vamos a poner sobre el marco interno las dos mallas metálicas separadas entre sí por la plancha de policarbonato celular. 

Pero previamente hay que mecanizar la plancha de policarbonato y hacerle agujeros (de forma más o menos cuadrada ha sido mi elección) ya que sin esos agujeros no dejará pasar el aire y en vez de una mosquitera sería una simple tapia...

Una vez más, las siguientes medidas no tienen porque valer para vuestro caso particular (depende de las dimensiones de vuestra ventana), pero pueden servir de ayuda. Esta es la disposición de ventanas con sus medidas para mi plancha de policarbonato celular:



Fig 7. Disposición de ventanas en  el policarbonato


y ahora, con la sierra de calar, cortamos...


Fig 8. Con una sierra de calar hacemos las ventanas en el policarbonato...

Quedará como una especie de celosía que servirá para asegurar que las dos mallas metálicas están separadas a 4 mm, ni a menos ni a más. No hagas ventanas en ninguno de los cuatro bordes del policarbonato, ahí será donde fijemos el policarbonato al marco interior. Hay que respetar un margen de 27 mm en los cuatro lados de la plancha de policarbonato.


Fig 9. Así luce el policarbonato una vez hechas las ventanas.

Recortamos un trozo de malla metálica para que quepa en el marco interno, en mi caso, la medida de la malla será de 1079 x 524 mm.

Ponemos la malla (una sola, de momento) descansando sobre el marco interno. Una vez bien centrada, hacemos marcas con un rotulador sobre las maderas del marco interno para hacer taladros pasantes de 4 mm de diámetro. Aprovechamos los orificios de la malla para hacer las marcas precisamente ahí. Recomiendo una marca cada (mas o menos) 150 mm a lo largo del perímetro de todo el marco interno. No es necesario hacer las marcas mas cerca de 150 mm, pero tampoco las hagas a más distancia o puede que no queden bien sujetas.

Retiramos la malla y hacemos los taladros pasantes sobre las marcas que hemos hecho en el marco interno, con broca de 4 a 5 mm.

Ponemos la plancha de policarbonato sobre el marco interno y aprovechando que ésta es transparente, marcamos con un rotulador el policarbonato cada uno de los bastantes agujeros de la madera del marco interno. Sacamos el policarbonato y en esas marcas hacemos taladros de 4-5 mm.

Ya casi lo tenemos:

Ponemos un tornillo de nylon en cada uno de los agujeros en el marco interno. La razón de usar tornillos de nylon es evitar cortocircuitar ambas mallas. 

Asomarán las roscas de los tornillos


Fig 10. Tornillos de nylon colocados. Asoman las roscas donde fijaremos las mallas metálicas


Ponemos una malla sobre el marco interno, haciendo pasar los tornillos por dicha malla.


Fig 11. Ponemos la PRIMERA malla metálica sobre el marco interno


Ponemos el policarbonato sobre la malla, que también deberá encajar a través de los tornillos si hicimos las marcas correctamente (Fig.9)

Ponemos la segunda malla sobre el policarbonato

La longitud de los tornillos de nylon es suficiente para permitirnos todo esto


Fig 12. Ponemos la SEGUNDA malla metálica sobre el policarbonato

Ahora ponemos una arandela sobre cada tornillo. No importa que la arandela sea metálica. El tornillo de nylon impedirá el corto entre ambas mallas.

Finalmente, ponemos una tuerca sobre cada tornillo y apretamos. 
No es necesario que la tuerca sea de nylon, pues de nuevo, el tornillo es el que realmente aisla ambas mallas, pero puesto que las tuercas de nylon son bastante baratas y no tienen el problema de la oxidación de los metales, yo las pondré de nylon. Importante apretar lo justo, si nos pasamos el policarbonato celular puede chafarse (es resistente, pero hasta cierto punto).


Fig 13. Arandela y tuerca en cada tornillo de nylon para sujetar todo.

Una vista de la mosquitera completa:

Fig 14. Las dos mallas metálicas con el policarbonato en medio.

En cada una de las intersecciones de la pieza de policarbonato haremos un taladro a 4-5 mmm para poner un tornillo de nylon. Con esto nos aseguramos que las mallas no se flexionen.


Fig 15. También hay que poner tornillos en los cruces o intersecciones del policarbonato

Otra foto de estos tornillos:


Fig 16. Detalle de tornillo en la intersección de tabiques en el policarbonato.


Nos queda una operación sobre esta parte:
Soldar un cable a cada una de las mallas para llevarlos hasta el circuito generador de alta tensión. Aconsejo fijar los cables por soldadura, pelando el extremo del cable lo justo para soldarlo y así evitar fugas o arcos. Yo voy a fijar los cables en la esquina inferior derecha.

Pondremos el cable rojo en la malla de "arriba" (la que va hacia el interior) y el cable negro en la malla de abajo (la del exterior). Mas tarde conectaremos estos cables al generador.

Fig 17. Los dos cables soldados, uno a cada malla. Irán conectados al circuito de alta tensión



4.5. Soporte o sujeción para el circuito generador de AT

Para sujetar el circuito generador de AT vamos a poner en la esquina inferior derecha, sobre el marco exterior, una pequeña madera plana, tal y como muestra la figura siguiente.


Fig 18. Madera soporte del tupper con el circuito de alta tensión

Las medidas de esta madera soporte no son exactas: Basta con que pueda albergar el tupper que hayamos elegido como contenedor del circuito de AT, eso sí, recomiendo un espesor de 3-4 mm, será suficiente.

En la madera soporte ya hemos fijado cuatro tornillos (de nylon) cuya cabeza apunta a la calle y la rosca apunta hacia el interior de la casa para, mas tarde, después del paso siguiente 4.7, fijar el tupper con el circuito generador de AT.

Fig 19. Sujeción del circuito, el tupper y la madera soporte.

4.6. Poner la malla protectora de plástico

Para evitar tocar involuntariamente la malla metálica que está bajo tensión, pondremos una malla que cubrirá toda la mosquitera, pero esta vez será de plástico, con orificio suficientemente pequeño como para que no quepa un dedo. Esta malla protectora la pondremos por la parte "de dentro", la que va hacia casa, no hacia la calle, y la fijaremos al marco EXTERNO.


Fig 20. Colocando la malla protectora aislante de plástico, hacia el lado de "casa".

Para fijar esta malla de plástico voy a usar tornillos para madera mas bien cortos, de unos 15 mm de largo en 3 mm de diámetro, aprovechando una arandela para aprisionar y fijar la malla. Habrá que poner bastantes tornillos a lo largo de todo el contorno del marco externo para asegurar esta malla.


Fig 21. Detalle de uno de los tornillos sujetando la malla protectora de plástico.

4.7. Adosar el circuito generador de 1300 - 1700 voltios

Es posible que haya que quitar el circuito de AT para poner la malla de plástico anterior. Ahora volvemos a poner ese circuito con su tupper y su madera soporte.

Hay que conectar:

1) La clavija de la alimentación (3-4.5 voltios) a la regleta del circuito
2) Los dos cables que soldamos en las mallas, a la regleta del circuito.

la mosquitera eléctrica ya está lista para funcionar.



5. ACOPLAR ESTA MOSQUITERA A LA VENTANA

Con la ventana abierta, ajustamos la mosquitera en el carril superior, pasamos la parte inferior hacia adentro y dejamos caer con suavidad la mosquitera. Si las medidas están bien tomadas debería quedar perfectamente encajada, sin atascarse, pero tampoco debería caer ni hacia dentro ni hacia la calle.


Fig 22. Colocando la mosquitera


Ajustamos la hoja de la ventana hasta que haga tope con la mosquitera

Puede ser necesario poner un burlete (adhesivo) en la mosquitera para que haga buen sello con la ventana.



6. PRUEBA

Con un destornillador o cualquier objeto metálico aislado hacemos contacto con ambas mallas metálicas. Cuidado de no deformar las mallas, no hay que empujarlas, simplemente hacer contacto. Deberían saltar chispazos bien visibles y audibles. 

El circuito no se romperá por hacer estas pruebas.


7. IMPORTANTE: Pequeño cambio de última hora

Después de estar varios días funcionando, la mosquitera amaneció "muerta".

No había tensión en las mallas metálicas. En principio sospeché del alimentador. Nada. El alimentador estaba OK.

El siguiente componente candidato a responsable de la avería era el único transistor, Q1 del circuito de alta tensión, un TIP31C, cosa que por cierto, me extrañaba ya que tiene unas especificaciones bastante por encima de lo que tiene que soportar. Lo comprobé y estaba bien. Aún así lo cambié. Nada. 

Seguía sin funcionar

Como el circuito primario (el ladrón de julios) no oscilaba, pensé que el problema era del primario, así que pasé a comprobar el transformador. Tampoco era el responsable de la avería. Lo probé no sólo en ohmios con el polímetro, también lo probé dinámicamente con tensión por si la avería consistía en un corto entre espiras. Puse 220 al primario y obtuve 12 voltios entre los extremos del 6+6. Todo bien.

¿Que podía estar pasando?

En la parte de alta tensión todo parecía estar bien, los condensadores no tenían fugas, los diodos no estaban en corto. Pero en algún sitio debía estar el problema...

Me decidí a sacar uno de los tres diodos MUR4100 y la lectura fue un tanto extraña: Ya sabemos que un diodo normal cuando se mide en ohmios debe dar infinito en un sentido, y centenares de kilohmios o incluso megaohmios en el otro sentido.

Sin embargo conducían en ambos sentidos, y sólo unos pocos Kilohmios, lo mas desconcertante es que cada vez que los medía me daban un valor distinto. Llegué a pensar que las puntas del polímetro estaban mal. Pero no: Cada vez que medía, el valor de resistencia era distinto.

Estaba claro que el cristal semiconductor interno del diodo MUR4100 estaba en mal estado. ¿Como es posible si estos diodos aguantan hasta 1000 voltios según el datasheet? Pues muy sencillo: La tensión media en cada diodo puede ser inferior a 1000 voltios, pero los PICOS pueden ser mayores a 1000 voltios, y un funcionamiento continuado en el tiempo termina por perforar esos cristales, los degenera y se vuelven conductores.

Esta es también la razón de porqué "sólo" obtenía 1300 voltios a la salida de este generador de alta tensión aunque en la alimentación pusiera 12 voltios.

Con una alimentación de 3.5 voltios ya obtienes 1300 voltios a la salida, pero si aumentas la tensión de alimentación, la salida no aumenta.  Eso es porque los diodos D1, D2 y D3 no aguantan esas tensiones y ocurre el fenómeno avalancha que, en principio, no los destruye, pero si la situación se mantiene en el tiempo, como digo, se perforan.

La solución puede consistir en usar un diodo de más voltaje, pero eso supone buscar un diodo bastante especial y seguramente bastante caro.

Podemos usar un recurso mucho más fácil: Donde antes poníamos un diodo ahora pondremos dos, en serie, respetando las polaridades. Así, se suman las tensiones soportadas. Esta vez voy a usar diodos MUR480 en lugar del MUR4100 que también aguanta 4A y 1000 voltios, pero es bastante más barato. Ahora necesitaremos 6 diodos en vez de 3. Una imagen vale más que 1000 palabras:


Fig 23. Antes: Un diodo.                             Ahora: dos diodos en serie

Con este cambio no solo evitaremos que este circuito se rompa por funcionar de forma ininterrumpida. También conseguimos (si lo deseamos) elevar a casi el doble la tensión de salida. De un máximo de 1300 voltios pasamos a casi 2200 con tan sólo 6 voltios de entrada. En la siguiente foto podéis ver el polímetro a través de la sonda de alta tensión marcar casi 2200 voltios con esos 6 voltios de alimentación:


Fig 24. Con 6 voltios de alimentación se obtienen más de 2100 voltios. Menudos chispazos...

Sin embargo, recordemos que el condensador C4, que almacena la carga a la salida, es para un máximo de 2000 voltios, no vayamos a romperlo también, además, si volvemos a subir la tensión desaparecerá la ventaja de haber puesto dos diodos en serie. Aconsejo limitar la salida a unos 1700 voltios que se consiguen alimentando al circuito con 4.5 voltios como mucho

Si deseas mantenerte en los 1300-1400 voltios será suficiente con alimentarlo a tres voltios, y esta tensión ya es más que suficiente para fulminar a los mosquitos.

En fin, éste ha sido un pequeño contratiempo difícil de prever pero fácil de solucionar y que nos ha servido para aprender un poco más...



8. EL VÍDEO




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9. OTROS PROYECTOS QUE TAMBIÉN TE PUEDEN INTERESAR.

Para hacer este proyecto necesitas un circuito generador de alta tensión como el que llevan las raquetas matamocas. Puedes usar uno de alguna de estas raquetas pero te recomiendo que le cambies el transistor que lleva (normalmente un 2SD965) por uno más potente y fiable, como el TIP31C

Circuito mas fiable (aunque a costa de ser algo más grande y pesado) es el que propongo en el siguiente vídeo, con materiales muy fáciles de obtener. No es necesario andar buscando transformadores especiales, y desde luego, este transformador no se te va a romper nunca en este circuito.

No olvides poner dos diodos en serie en vez de uno sólo en D1, D2 y D3 tal y como se comenta en el punto 7 de este mismo articulo del blog.

CIRCUITO GENERADOR DE ALTA TENSIÓN





Trampa avanzada anti-mosquitos

No tiene nada que ver con mosquiteras, pero es una trampa que literalmente devora a los mosquitos tras atraerlos con cinco factores: Luz UVA, calor, emisión de H20, emisión de CO2 y aromas simulando sudor humano. Los mosquitos son aspirados por un ventilador y encerrados en un cesto donde mueren deshidratados en pocas horas. No es necesario usar insecticidas ni chispazos.

ALTAMENTE EFICAZ








CIRCUITOS ÚTILES 15. LADRÓN DE JULIOS

El circuito generador de alta tensión para las trampas de mosquitos está basado en gran medida en un circuito muy popular conocido como "Ladrón de Julios". Conoce a fondo este circuito con este vídeo:








Mosquitera eléctrica 1.0

La precursora de esta mosquitera 2.0

Se basa simplemente en "incrustar" una raqueta matamoscas en una madera
Deja pasar menos luz y menos aire que la 2.0, pero hace el apaño y desde luego es mucho más fácil y rápida de hacer.







10. Toda mi colección de vídeos de Youtube

En Youtube, una "lista de reproducción" es una colección de vídeos, normalmente de una misma temática. A continuación tienes mis listas de reproducción:











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lunes, 27 de junio de 2016

Circuitos Útiles 16. Generador de alta tensión (Basado en raqueta Matamoscas)



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ÍNDICE

1. Circuito de alta tensión del matamoscas del chino

2. Advertencias de seguridad
3. Esquema
     3.1. Funcionamiento
     3.2. Modificaciones y mejoras al original
           3.2.1. Funciona con alimentador en lugar de con pilas
           3.2.2. Cambiamos el transistor 2SD965 por un TIP31C
           3.2.3. Usaremos un trafo 6+6 a 220V
           3.2.4. Los diodos D1, D2 y D3 deben ser un poco especiales...
4. Lista de materiales
5. Prueba en Protoboard
6. Montaje
     6.1. Hacer el  PCB
     6.2. Poner y soldar las piezas en el PCB
7. Este circuito lo usaremos para un matamoscas de ventana completa
8. El Vídeo
9. Otros vídeos que te pueden interesar
10. Toda mi colección de vídeos de Youtube




1. CIRCUITO DE ALTA TENSIÓN DEL MATAMOSCAS DEL CHINO


Hola amig@s, 

Me han llegado muchas peticiones de hacer un vídeo acerca del pequeño circuito que llevan las raquetas mata-moscas del chino, y la razón de esto es porque en muchos sitios estas raquetas no se encuentran. Este circuito es
capaz de generar casi 2.000 voltios partiendo de solo 3 voltios obtenidos de dos pilas.

Espero con el presente trabajo solucionar la demanda de esas peticiones. El circuito que vamos a hacer en este trabajo tiene prestaciones superiores a las de la raqueta, como veréis más adelante.

También he de decir que, hablando de costes, sale mas barato extraer este circuito de una raqueta (cuesta sólo 3-4 euros) que fabricárselo uno mismo, y además te ahorras el trabajo de hacerlo aunque, repito, el circuito que vamos a hacer tiene más prestaciones.

Así que... aquí tenéis otra entrega (la 16) de esta serie circuitos útiles. Este proyecto es de los fáciles, pues apenas lleva una docena de componentes de bajo costo y el PCB es muy pequeño. Este circuito puede destinarse a muchos usos:

- Control de insectos (trampas)
- Generador de ozono (habría que modificarlo un poco)
- Pastor eléctrico
- Experimentación




Como es norma en esta serie de vídeos, no se trata de un simple "copia y pega" sino que el circuito ha sido comprobado en protoboard y montado en PCB definitivo. TODOS los circuitos de esta serie (y ya van dieciséis) funcionan a satisfacción, y muchos de ellos, a día de hoy, los utilizo como herramientas con excelentes resultados...










2. ADVERTENCIAS DE SEGURIDAD

- Aunque la alta tensión generada por este circuito no es letal para un humano, sí que es bastante molesta y desagradable e incluso dolorosa.
No recomiendo este circuito para gastar bromas.

- Puesto que este circuito genera chispas eléctricas (pequeños arcos voltaicos) no debe utilizarse en ambientes con vapores o gases inflamables ya que esa chispa podría iniciar la combustión de esos vapores.

- Después de haber hecho funcionar a este circuito, aunque sea un breve instante, ANTES de manipularlo debe descargarse el condensador C5 que puede almacenar más de 1.000 voltios durante mucho tiempo, incluso habiendo retirado la alimentación. Para eso, podemos puentear los dos terminales de ese condensador con una herramienta, por ejemplo, un destornillador con mango aislado.



3. ESQUEMA

Este circuito no lo he obtenido de ningún libro, web ni documento. He analizado el circuito real de una raqueta matamoscas y he levantado el esquema correspondiente. Por cierto, he desarmado unas cuantas de estas raquetas y he visto que hay muchas versiones de circuito. siendo las más antiguas bastante complicadas por llevar muchos componentes, mientras que las más modernas vienen muy simplificadas, con muy pocos componentes, sin perder prestaciones.

En la siguiente foto podéis ver un circuito de hace bastantes años (izquierda) con 28 componentes. A la derecha, ese mismo circuito pero más moderno, con sólo 10 componentes (11 si contáis el LED), y tiene incluso más prestaciones. 

Nosotros vamos a hacer la versión moderna, la de la derecha en Fig 1.

Fig 1. Versión antigua y moderna del mismo circuito. Gran diferencia...


3.1. Funcionamiento

Este circuito (Fig 2) consta de dos secciones, la de la izquierda, que es un ladrón de julios en toda regla, y la sección a la derecha del transformador, que es un triplicador de tensión con rectificador.

Fig 2. Esquema del circuito generador de alta tensión de la raqueta matamoscas

A la izquierda del transformador T1 tenemos un ladrón de julios (oscilador de bloqueo) que ya conocemos (ver vídeo de ladrón de julios). A la derecha de ese transformador, mediante los diodos D1 a D3 y los condensadores C1 a C3 se multiplica y rectifica esa tensión hasta 1.300 - 1.400 voltios, cargando el condensador C4, que tiene una capacidad suficiente como para generar un chispazo no letal, pero sí bastante molesto, y mortífero para insectos.


3.2. Modificaciones y mejoras al original

Vamos a hacer cuatro modificaciones para mejorar este circuito:


3.2.1. Funcionará con alimentador en lugar de con pilas

Esta mejora va encaminada a hacer posible que este circuito funcione durante largos períodos de tiempo sin depender de pilas, lo que a corto plazo supone amortizar el alimentador. Además, eliminamos el riesgo de que deje de funcionar por agotamiento de la pila.





La raqueta original funciona con tres voltios,
a partir de dos pilas.

Nosotros usaremos un alimentador con una tensión de salida desde 3 hasta 6 voltios, continua. En cuanto a potencia o amperaje, será suficiente con que pueda suministrar 0.5 amperios o lo que es lo mismo, 1,5 - 3W. Si lo pones de más potencia, el circuito funcionará igual, pero el alimentador irá más descansado.







3.2.2. Cambiamos el transistor 2SD965 por un TIP31C

El transistor montado en estos circuitos es un 2SD965, que está bien para hacerlo funcionar según el régimen de uso que se espera de esta raqueta: Pulsando el botón ocasionalmente. Pero nosotros queremos tener funcionando este circuito de forma continua, y es posible que se le exija una gran carga de trabajo y tenga que suministrar muchos chispazos en poco tiempo.

Esto supone una sobrecarga para este pequeño transistor. A mí se me rompió este circuito (el transistor 2SD965 que llevaba de fábrica) en el montaje de la trampa mosquitera para ventana. Lo sustituí por un TIP31C y no se ha vuelto a romper. El TIP31C aguanta 100V entre colector y emisor y una corriente de colector (sostenida) de 3A, muy por encima de los valores que va a tener que soportar.

Ojo con el orden de los terminales, no es el mismo en ambos transistores:

Fig 3. Orden de los terminales en ambos transistores



3.2.3. Usaremos un trafo 6+6 a 220V

El pequeño transformador de este circuito no es fácil de obtener. Este suele ser el freno definitivo para muchos de los que se disponen a montar este circuito, pero os tengo una buena noticia: Se puede usar un transformador convencional de alimentación con un devanado de 6 + 6 voltios, es decir, dos tomas de 6 voltios y una toma central que es el cero. Y otro devanado de 220 voltios (si hay toma de 127 voltios, se ignora, se deja al aire).

Fig 4. Transformador común de alimentación. ¡SIRVE!

Este trafo es de potencia reducida, y por tanto, de pequeño tamaño (aunque no tan pequeño como el de la raqueta original) y será suficiente con que el devanado de 6+6 voltios esté etiquetado con 200 mA

Esta es la única desventaja de este circuito respecto del original: El mayor tamaño y peso del trafo utilizado. Pero a cambio, se soluciona el problema de obtener este trafo.

La relación de transformación es de casi 40 (6 voltios -> 240 voltios). Eso quiere decir que con oscilaciones de sólo 10 voltios en el devanado de 6, tendremos unos 400 voltios en el devanado de 220.

Después, esa tensión se triplica con diodos y condensadores y se rectifica, con lo cual nos vamos a 1.300 - 1.400 voltios. Igual que en la raqueta.


3.2.4. Los diodos D1, D2 y D3 son un poco especiales...

No podemos usar cualquier diodo aquí. No nos sirven los típicos 1N4007, 1N4148, BY127, etc... o mejor dicho, si los usamos obtendremos una tensión muy baja a la salida. Apenas llegaremos a 700 voltios. ¿Porqué?

Tenemos que usar diodos para alta tensión, si usamos los diodos normales anteriores, cuando la tensión supere los 500 voltios los diodos la dejarán pasar y a la salida se obtiene una tensión baja. Yo utilicé en protoboard estos diodos normales y no había manera de obtener más de 500-700 voltios.

La raqueta original lleva diodos tipo FR04, pero no los encontré ni por internet, así que me puse a buscar equivalentes y encontré estos:


MUR4100
MUR1100
BYV26E
FR107
RC100
MR817


Compré unos pocos diodos tipo MUR4100 de alta tensión y recuperación rápida, los monté en el circuito y la tensión subió de forma espectacular a unos 1.320 voltios, como en la raqueta original.



4. LISTA DE MATERIALES

Fig 5. Materiales

Necesitaremos:

- Un trozo de circuito impreso de 80 x 120 mm

- R1: Resistencia de 1K5 (1.500 ohmios) en 1/2W

- Q1: TIP31C, transistor NPN de uso general, aguanta 100V y 3A

- T1: Transformador 6+6V / 0-220V, con 200mA en secundario vale.

- C2, C3, C4: Condensadores de 2.2nF / 2000 V

- D1, D2, D3: Diodos alta tensión recuperación rápida como MUR4100

- C4: Condensador poliester 22nF 2000 Voltios

- CN1: Conector dos vías, para la alimentación de 3 - 6V

- CN2: Conector dos vías, un poco más grande que el anterior, para la salida



5. PRUEBA EN PROTOBOARD

Se monta el circuito en el protoboard con excepción de algunos componentes como el trafo que lógicamente irá fuera, conectado con pinzas al protoboard.

Los diodos D1 a D3 también van fuera debido al importante grosor de sus terminales: No se pueden pinchar en el protoboard. También va fuera el condensador final C4 que recoge la alta tensión.

Alimentando con sólo 0.6 voltios ya se obtiene una tensión de 118 voltios.

Con tres voltios de alimentación se obtienen 1200 voltios a la salida

Y con 3.6 voltios, unos 1320 voltios.


Fig 6. Circuito testeado en protoboard. OK. Genera más de 1.300 voltios.

El transistor Q1 no se calienta lo más mínimo, y no hace falta que le pongamos disipador térmico.

Si acercamos una herramienta (bien aislada) a la salida, en bornes de C4, se produce un buen chispazo, igual al de la raqueta, y se puede apreciar la formación de un pequeño arco eléctrico (de más o menos 1-2 milímetros).



6. MONTAJE

Este circuito, de momento, no lo voy a montar en tupper ni caja, pues dependerá del uso que se le vaya a dar. Me limitaré sólo a hacer el PCB.

6.1. Hacer el  PCB

Con el método elegido, hacemos el circuito impreso para fijar los componentes. He utilizado el método del rotulador, las siguientes fotos muestran las distintas etapas de este método:


Fig 7. Primera etapa: Diseño inicial a lápiz para disponer los componentes



Fig 8. Diseño real a escala en papel con divisiones de 1/10 de pulgada





Fig 9. Dibujamos las pistas y los pads en el cobre, con rotulador permanente



Fig 10. Sometemos el PCB a la acción del ácido. Retiramos la tinta, aparecen las pistas...




Fig 11. Aunque sea casera, una serigrafía con los componentes se agradece...



6.2. Poner y soldar las piezas en el PCB

Y una vez soldados los componentes:

Fig 12. Último paso: Soldar todos los componentes.




7. Este circuito lo usaremos para un matamoscas de ventana completa

Tengo la idea de hacer una segunda versión de la tela mosquitera electrificada. La primera la podéis ver aquí, y se trataba simplemente de incrustar una raqueta eléctrica en una madera y colocar esa madera en una ventana semiabierta. Todo bicho que intente pasar al interior de la vivienda queda frito por un chispazo eléctrico con lo que no sólo impedimos el paso, también exterminamos, lo que bajará la densidad de plaga en nuestra zona. Las mosquiteras normales no bajan plaga, simplemente se la envían al vecino... si no tiene mosquitera.

Pero aquélla trampa tiene el problema de que la abertura para pasar el aire es pequeña, se limita al tamaño de la raqueta, mas bien pequeño. Aseguro que por ahí pasa el aire, pero reconozco que es mejor una mosquitera del tamaño de media ventana, como una mosquitera convencional... pero electrificada. 

Además, esta segunda versión de mosquitera dejará pasar más luz. Tengo ya muchos de los materiales necesarios y el diseño bastante claro. Para hacer una mosquitera de ese tamaño hay que superar algunas dificultades técnicas importantes, pero creo que lo conseguiremos...


8. El Vídeo




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9. Otros vídeos que te pueden interesar:

Para medir alta tensión como la que genera este circuito, un polímetro se nos queda corto, pues aunque sea de alta gama no puede medir más allá de 1.000 voltios. En el siguiente vídeo hacemos una sonda de alta tensión con la que podremos medir hasta 10.000 voltios con cualquier polímetro. Sólo necesitamos 10 resistencias, cuatro pinzas de cocodrilo, una caja de plástico, una madera, cable, pegamento y estaño.





En el siguiente vídeo, la raqueta matamoscas (y mosquitos) versión 1.0 en acción, insertada en una madera formando una especie de mosquitera eléctrica, no deja pasar ni uno...






Un oscilador de bloqueo, también conocido como ladrón de julios, es un circuito electrónico básico muy utilizado para obtener tensiones altas (miles de voltios) a partir de una o dos pilas que proporcionan tan solo unos pocos voltios. La raqueta matamoscas está basada en él. También se utiliza este circuito para el flash de las cámaras de fotos o para extraer energía de pilas supuestamente gastadas. En el siguiente vídeo encendemos LEDs de 3 voltios con tan sólo 1 voltio con un ladrón de julios.






Y hablando de alta tensión, un experimento clásico muy sencillo para poner en evidencia la acción de la alta tensión así como el fenómeno de atracción y repulsión que provocan las cargas eléctricas cuando éstas son elevadas. Se trata de las campanas de Franklin. En esta versión de experimento se utiliza una TV de tubo como generador de electricidad estática de alta tensión, un par de latas metálicas como electrodos y una anilla de una de las latas que servirá como pequeño péndulo.






10. Toda mi colección de vídeos de Youtube

En Youtube, una "lista de reproducción" es una colección de vídeos, normalmente de una misma temática. A continuación, mis listas de reproducción:











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