Los datos y cálculos aquí aportados lo son a título teórico y orientativo, sin haber pasado ninguna criba teórica ni experimental y sin poder garantizarse que no contengan errores, de modo que su utilización en la implementación de cualquier circuito cargador queda a la exclusiva responsabilidad del lector.
Lo mismo puede decirse del esquema del circuito que sirve de base a los cálculos, que además procede de una web que actualmente ya no contiene información.
El autor del blog no se hace responsable de ningún daño humano o material que pudiera derivarse de la utilización de la información contenida en esta o anteriores entradas del blog.
La carga de "pilas no diseñadas para ser recargadas" puede ocasionar desperfectos de los que no me hago responsable en absoluto. Entre dichos efectos no deseables se encuentran, sin ser una lista exhaustiva: fuga de líquidos (electrolitos) y/o gases de las pilas, corrosión de materiales por la fuga de esos electrolitos, quemaduras en piel, ojos, mucosas, etc. por contacto con el electrolito, intoxicaciones por ingestión del contenido de las pilas, o por inhalación de sus gases, explosiones con posibles graves daños a las personas, animales y cosas, etc.
Como se puede ver, la recarga de pilas no destinadas a tal fin puede ser un asunto peligroso y por ello debe hacerse bajo estrictas medidas de control (lugares aislados, y protegidos contra líquidos corrosivos y explosiones, etc.) y vigilancia constante, observando las medidas de protección personal adecuadas, las cuales deben conocerse y no serán objeto de mención en este blog.
En mi entrada anterior (de octubre de 2012) me pregunta un amable lector si no puedo aportar los datos de las resistencias que aparecen y alguna cosilla más.
Mi entrada tenía un enlace a una página web donde aparecía un circuito cargador de "pilas secas", las que usualmente entendemos que no son recargables. Por desgracia, esa página sigue existiendo pero ahora está en blanco. Supongo que alguien ha hecho alguna modificación y la ha borrado sin darse cuenta.
Con mis limitados conocimientos de electricidad y electrónica he tratado de deducir esos valores de los componentes del circuito utilizando las imágenes y explicaciones que se conservan en mi blog y que proceden del artículo original.
Para ello he partido de las siguientes premisas:
* Las pilas que vamos a recargar tienen 1,3 voltios de partida (están bastante gastadas, pero no agotadas).
La experiencia me dice que pilas con voltajes inferiores se pueden aparentemente recargar, pero no retienen la carga (de ahí que remarco la palabra "aparentemente"): cuando el cargador las da por cargadas y se mide su voltaje, este suele estar alrededor de 1,5 (correcto) o bastante por encima del voltaje inicial, pero si se mide al día siguiente o incluso unas horas después, el voltaje vuelve a ser el que tenían inicialmente. Conclusión: no retienen la carga. Incluso con voltajes de 1,3v o más nos podemos llevar la desagradable sorpresa de que tampoco retienen la carga.* El diodo 1N4004, en polarización directa, produce una caída de tensión de 0,35v.
He elegido el diodo 1N4004 porque es fácil encontrarlo, barato, robusto y se puede reciclar de algún aparato electrónico que tengamos desahuciado por casa (en las antiguas fuentes de alimentación, que todavía se venden, se usa para rectificar la corriente).* El voltaje máximo directo que va a recibir la pila en cada ciclo es de 2 voltios.
* Parto de la hipótesis de que el transformador suministra 4,5 voltios de pico en las bornas de su secundario. De otro modo, habría que adaptar los cálculos con la tensión real que entrega el transformador. Esto es necesario para cualquier transformador que no entregue 4,5 voltios de pico en el secundario. (En el circuito de la entrada mencionada sale representado un transformador que suministra 4,5 voltios)
Podría reciclarse algún transformador extraído de alguna fuente de alimentación en el rango 2 a 6 voltios en el secundario, sabiendo que, cuanto mayor sea el voltaje de pico, más pérdidas energéticas va a tener el proceso de carga en forma de calor disipado en las resistencias. (Repito que, en ese caso, habría que recalcular el valor de las resistencias).
* El voltaje máximo inverso (a la polaridad de la pila) en cada ciclo es de 0,5 voltios.
* La intensidad máxima en carga (tensión directa) es de 0,2 amperios (=200mA).
Este valor lo saco de estimar una capacidad de 2000 mAh a la pila. Según la wikipedia esta capacidad suele estar entre 1100 y 3000 mAh, así que he tomado un valor intermedio redondeado.
Según los fabricantes de cargadores y pilas recargables, la intensidad de recarga no debe superar el 10% del valor de la capacidad en mAh. Así que estimo una corriente directa de 2000/10=200 mA.
* Según lo recogido en la entrada original, copiado de la web ahora en blanco, la corriente directa tiene que estar en relación de 4 ó 5 a 1 con respecto a la corriente inversa. Tomo una relación de 5:1.
Esto significa que si la corriente directa eran 200 mA, la corriente inversa serán 200/5= 40 mA.
NOMENCLATURA:
Id = Corriente directa (0,2A)
Ii = Corriente inversa (40 mA = 0,04A)
Vd = Tensión directa [que debe disipar la resistencia Rb] (4,5-2-0,35=2,15v)
Vi = Tensión inversa [que deben disipar (Ra + Rb)] (4,5-0,5 = 4,0v)
Ra y Rb son las resistencias que aparecen en el circuito de la entrada mencionada.
CÁLCULOS:
Id = Vd/Rb = (4,5-2-0,35)/Rb = 0,2
Rb = 2,15/0,2 = 11 ohmios.
Los valores comerciales más cercanos para una tolerancia del 5% son los de 12 y 13 ohmios. Cualquiera de estas 2 nos valdría.
Potencia = VI = 2,15x0,2 = 0,43w. Con una de 1 vatio sería suficiente.
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Ii = Vi/(Ra+Rb) = 0,04
Ra+Rb = (4,5-0,5)/0,04 = 100 ohmios.
Ra = 100 - Rb = 100 - 11 = 89 ohmios.
El valor que se comercializa más cercano es el 91 ohmios (para una tolerancia del 5%). Si se quiere afinar más, se puede calcular una combinación de valores que en serie y paralelo ofrezcan esos 89 ohm. Pero me parece una complicación innecesaria, dado que las propias resistencias ya tienen una tolerancia que las hace hasta cierto punto imprecisas.
La potencia sería P = VI = 4x0,04 = 0,16 watios. Con una de 1/4 vatio (0,250w) sería suficiente para disipar el calor que se va a generar.
MONTAJE DE LA PILA
En el esquema no se aprecia bien dónde está la pila, aunque efectivamente aparece en el dibujo. Se trata de la representación clásica de las dos líneas paralelas, una ancha y corta, y la otra estrecha y alargada:
El polo negativo de la pila va conectado al diodo.
El diodo tiene polaridad, de modo que no es lo mismo conectarlo en una posición que en la contraria. Normalmente vienen con una raya pintada rodeando un extremo. Esa raya coincide con la raya transversal que aparece en el icono del diodo:
Esa raya, por tanto, nos indica la posición de los terminales del diodo en el circuito y, por ende, qué parte del mismo va conectada al polo negativo de la pila.
1,8CONCLUSIÓN
Espero que esto conteste a las dudas del amable lector que puso un comentario en la entrada mencionada.
FE DE ERRORES
Cualquier error en las premisas o en los cálculos agradeceré que se me comuniquen, con los debidos argumentos y/o referencias, para su corrección y así conseguir una mejora contínua del artículo.
Del mismo modo, quedaré muy agradecido a cualquiera que experimente con este circuito y quiera compartir sus resultados con el autor del blog. Publicaré aquellos datos y aspectos que me parezcan más interesantes (que pueden ser todos).
Gracias.
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