Eletrificador de cercas (ART1430S)

En esta época en que la preocupación por la seguridad crece un tipo de circuito bastante solicitado por los lectores es el electrificador de cercas. A diferencia de lo que muchos puedan pensar, estos circuitos se planifican según ciertas reglas, pues la seguridad es fundamental y además existe una legislación que debe ser observada en relación a su uso en residencias y establecimientos comerciales. En este artículo enfocamos un interesante proyecto que es bastante simple y puede proteger grandes áreas.

   De ningún modo la red de energía debe ser usada directamente para electrificar vallas u objetos que puedan ser tocados por personas. La finalidad de un electrificador es desalentar a través de una descarga de la invasión de un lugar, pero nunca matar y la red de energía cuando se utiliza directamente puede hacer esto!

   La no limitación de la corriente es el principal factor que hace el choque causado por el cableado eléctrico conectada a la red de corriente alterna extremadamente peligrosa.

   Lo que proponemos en este proyecto es un circuito que está aislado de la red de energía a través de un transformador (a pesar de ser alimentado por ella) y produce pulsos de corta duración con alta tensión pero corriente limitada para no causar quemaduras u otros problemas mucho serio.

   Además, otra característica muy importante del proyecto es su bajo consumo de energía que le permite permanecer permanentemente encendido sin que haya un aumento considerable de su cuenta de energía.

   Los usos son los normales de cualquier electrificador:

   Puede ser usado en residencias para impedir la invasión en un sistema de hilos que se colocan en muros, como muestra la figura 1.

 

   Recordamos que la legislación obliga a que los cables electrificados queden en alturas superiores a 2 metros (para no ser alcanzados por niños) y, además, deben existir carteles alertando que la cerca está electrificada.

   Otro uso es en granjas, impidiendo que los animales salgan de regiones delimitadas por un simple alambre, sin la necesidad de una cerca completa, como sugiere la figura 2.

 

   Finalmente tenemos la posibilidad de proteger objetos o aún obras de arte con la utilización de una jaula o del propio objeto si él es conductor de electricidad.

   En el laboratorio de investigación este electrificador puede todavía ser usado en el acondicionamiento animal.

COMO FUNCIONA

   El circuito consiste en un oscilador de relajación que utiliza como componente principal un diodo controlado de silicio o SCR.

   Este componente se comporta como un diodo que puede ser disparado, conduciendo intensamente la corriente, cuando la tensión en su conducción alcanza un determinado valor o cuando recibe un reloj por este electrodo.

   En nuestro caso, lo que hacemos es rectificar la tensión de la red de energía y cargar un capacitor de alto valor (C1).

   La misma tensión sirve también para cargar más lentamente el capacitor C2 a través del trimpot P1 y del resistor R2.

   Cuando la tensión en C2 alcanza el punto de disparo de la lámpara neón que corresponde a una tensión de aproximadamente 80 voltios el circuito conmuta. La lámpara de neón se convierte en conductora y el capacitor C2 se descarga a través de ella y la conducción del SCR provocando así su disparo.

   El resultado de esto es que disparado, el SCR cierra otro circuito de descarga que es el formado por el capacitor C1 y el devanado primario del transformador T1.

   T1 es un transformador de salida horizontal o fly-back que se utiliza en los televisores y monitores de vídeo de ordenadores para producir la alta tensión que alimenta los cinescopios.

   La descarga de C1 ocurre en la forma de un pulso de corta duración que, sin embargo, induce una tensión de algunos miles de voltios en el devanado secundario de T1.

   A pesar de ser muy alta, la tensión tiene corta duración y una corriente muy baja, no siendo peligrosa. Es una corriente del mismo tipo que la generada en las velas de los coches por el sistema de encendido y de los televisores, si bien en los televisores el hecho de que los circuitos son de mayor potencia y están sin aislamiento de la red los hace muy peligrosos.

   Generado el pulso, con la descarga de C1 la lámpara neón se apaga y el SCR se apaga. Comienza entonces un nuevo ciclo de funcionamiento con nueva carga de C1 y C2 y nuevo disparo del SCR.

   Los pulsos se producen a una velocidad que depende del ajuste de P1. Este ajuste debe realizarse en función del valor de C1 (que determina su intensidad) para obtener el mejor rendimiento del circuito.

   Observe que la salida del circuito formada por los terminales MAT y T del devanado secundario está aislada de la red de energía.

   Sin embargo, para tener choque debe haber un circuito cerrado para la circulación de la corriente. Esto significa que el circuito formado por la persona o animal que lleva el choque debe incluir la circulación de la corriente por la tierra como muestra la figura 3.

 

Por este motivo, la conexión a tierra del terminal T es muy importante para que el circuito funcione correctamente.

   MONTAJE

   En la figura 4 damos el diagrama completo del aparato. Los valores de los componentes entre paréntesis corresponden a la red de 220 voltios.

 

   El montaje de los componentes en una placa de circuito impreso se muestra en la figura 5.

 

   El capacitor C1 debe ser de alta tensión tanto electrolítico como de poliéster. La tensión mínima de trabajo de este capacitor debe ser de 200 V si la red es de 110 V y al menos 350 V si la red es de 220 V.

  El capacitor C2 es de poliéster con una tensión mínima de trabajo de 100 V para cualquier red. La lámpara neon se dispara a los 80 y este capacitor nunca será sometido a una tensión mayor, pues antes ocurre su descarga!

   El resistor R1 debe ser obligatoriamente de hilo con una potencia de al menos 5 watts.

   El SCR no necesita ser montado en radiador de calor, ya que opera con pulsos de corta duración. Sin embargo, se debe utilizar el tipo para 400 V o más. El sufijo D de los tipos TIC106 indica esta tensión mientras que para los MCR de Motorola el sufijo debe ser 6.

   El transformador T1 puede ser aprovechado de algún televisor fuera de uso. Si está bien, puede comprobarse una vez que se haya montado el aparato.

   Lo que tenemos que hacer es enrollar unas 6 a 10 vueltas de hilo común en la parte inferior del núcleo de ferrita, como muestra la figura 6 para formar su bobinado primario.

 

   En esta misma figura mostramos dónde conectar el terminal T. Cualquiera de los terminales existentes puede ser experimentado, ya que la diferencia de posición de cada uno hace una diferencia muy pequeña en la tensión generada.

PRUEBA Y USO

   Conecte la unidad en la red de energía, dejando la salida MAT lejos de cualquier cosa incluso usted. Ajustando P1 usted debe oír un leve pulsar o oscilar del transformador indica que el circuito está funcionando. La lámpara de neón debe parpadear rápidamente o permanecer encendida.

   Aproximando con cuidado un hilo conectado al terminal T del punto MAT debe haber una chispa.

   Al conectar una lámpara fluorescente entre los dos puntos, debe encenderse indicando la presencia de alta tensión.

   Con una lámpara fluorescente conectada a la salida es posible ajustar P1 para obtener máxima intensidad de salida. Ajuste para máximo brillo.

   Comprobado el funcionamiento es sólo hacer la instalación.

      Observe que se colocan al menos dos hilos, uno de ellos conectado a la tierra y el otro al MAT del circuito. Los hilos están aislados de los más pequeños de modo que no haya fugas de corriente que perjudican el funcionamiento del aparato.

   Para una cerca de pasto, el hilo usado debe ser pelado y debe ser aislado de los postes de sustentación.

   No hay límite para la longitud del hilo utilizado en la protección, pero dependiendo de la calidad del aislamiento, si ocurren fugas, con algunos cientos de metros pueden ocurrir problemas.