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Como construir un cargador de pilas alcalinas normales

Hola Amigos Taringueros aqui es traigo un post sobre como construir un cargador de plilas
Espero que les sirva



Descripcion de un recargador de pilas con temporizaci?n del tiempo de recarga y que permite recuperarlas para un gran numero de horas de utilizacion

Como se vera mas adelante, las pilas secas de carbon y zinc son perfectamente recargables en ciertas condiciones. Sin embargo, cabe preguntarse por que dedicarse a recargar pilas secas cuando hay disponibles las pilas de Ni-Cd. Pues para ello, existen varias e interesantes razones:

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1. Las pilas de Ni-Cd tienen mucha menos capacidad de almacenamiento, del orden de un 50% menos que las de manganeso alcalino.
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2. Las pilas estancas sinterizadas de Ni-Cd se descargan rapidamente en reposo.
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3. Las pilas de Ni-Cd fallan prematuramente debido a la formacion de dendritas.
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4. Reducen sus prestaciones con el tiempo, debido a la descomposicion de su electrolito.
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5. Tienen fugas de electrolito, lo que puede comprobarse por la capa blanca en la parte superior de las pilas de Ni-Cd.
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6. Tienen un coste inicial m?s elevado.
Como construir un cargador de pilas alcalinas normales
igura 1.- Metodo polarizado de recarga de pilas.
Figura 2.- Forma de Onda de la corriente de recarga de una pila.

A menudo se prefieren las pilas secas para una mejor fiabilidad, una mejor retencion de la carga y una mayor capacidad, especialmente en el caso de las pilas de manganeso alcalino. Los sistemas para recargar las pilas secas hace muchos aros que existen, pero nunca se han hecho populares debido a la negativa propaganda que han hecho de los mismos los fabricantes de pilas, asi como tambien debido al bajo precio de las mismas, suficiente para tirarlas cuando estan agotadas. El mercado anual de pilas secas mueve mucho dinero y se comprende que los fabricantes traten de proteger sus intereses. Si se adoptase la recarga de las pilas secas, el mercado se reducir?a a un 20 % del actual, pero el ahorro de materias primas y de esfuerzo industrial seria enorme.

En general, en el publico ha arraigado la idea de que la recarga de las pilas secas es peligrosa, lo cual no es en absoluto cierto, siempre y cuando se tomen las debidas y m?nimas precauciones. En cualquier caso, es tan peligrosa como pueda serlo la recarga de una pila de Ni-Cd.

Esta noci?n es facil de desterrar, simplemente utilizando el circuito de la figura 1, y darse cuenta de que no ocurre absolutamente nada, excepto que, al final de la carga, se dispone de una pila en perfecto estado de funcionamiento. Afortunadamente, hay evidencia probada de personas que han estado recargando sus pilas secas durante años para demostrar que esta operaci?n es perfectamente posible y segura, y que incluso se llegan a conseguir 20 recargas por pila.

En este aspecto, los japoneses, tan progresistas y a la vez tan conservadores en ciertas cosas, nos llevan ventaja. Actualmente, en Japon es ilegal que un fabricante de pilas secas indique que estas no son recargables, de acuerdo con un celebre juicio celebrado en 1975. Las palabras "no recargable" o "es peligroso recargarla" han desaparecido de los lados de las pilas secas vendidas en Japon, aunque es posible encontrar pilas vendidas en otros pa?ses que llevan estas leyendas. En Japon, la recarga de las pilas secas se fomenta, con lo que este pais ahorra una verdadera fortuna con solo haber informado verazmente a los usuarios.
favor
Figura 3.- Carga de Pilas con corriente equilibrada en el secundario del transformador de alimentacion.

Para recargar pilas secas con toda seguridad, hay cinco reglas de oro que deben seguirse , que son:

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1. Recargar las pilas individualmente, no conectadas como una bateria. Esto es conveniente porque si una de las pilas falla, las demas recibirian una corriente excesiva. Para ello podria emplearse una tecnica de corriente constante, pero seria dificil de adoptar en el circuito que se describe en este articulo. Por tanto, la recarga de las pilas solo puede hacerse, en este caso, en pilas independientes.
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2. Limitar la corriente para impedir que si una pila se cortocircuita, disipe una potencia excesiva.
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3. Limitar el tiempo de recarga para que no se produzca una sobrecarga.
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4. No permitir que las pilas queden completamente descargadas. Para obtener los mejores resultados, es necesario limitar su uso antes de la plena descarga, y recargarlas lo antes posible. Las pilas descargadas que se abandonan durante semanas, despues no aceptan la recarga. Esto se debe a los cambios qu?micos irreversibles que se producen en el interior de la pila.
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5. Y lo m?s importante de todo, no debe emplearse c.c.

B?sicamente, el empleo de c.c. provoca un sobrecalentamiento y una erosion del electrodo de zinc, lo cual produce unos resultados erraticos y, en general, una posibilidad muy reducida de recargas posibles. En cambio, si se utiliza una corriente alterna polarizada como en el esquema de la figura 1, el calentamiento de la pila es despreciable y no se produce la erosion del zinc.

En el esquema se emplea el proceso de inversion periodica de corriente (IPC) para mantener el zinc en un estado compacto, en lugar del estado esponjoso producido por una c.c. Es una adaptaci?n de los metodos empleados en la industria galvanoplastica durante muchos años para obtener ba?os de ciertos metales que sean duros, brillantes y no dendr?ticos La IPC consiste en aplicar una peque?a corriente en sentido inverso al de la corriente principal, a intervalos regulares. En el caso de la figura 1, los intervalos son de 10 ms si se emplea la red de 50 Hz. La forma de onda tipica de este circuito puede verse en la figura 2. Obs?rvese que el tiempo de carga directa es inferior al tiempo de aplicacion de tensi?n inversa, debido al pedestal de 1.5 V que presenta la pila a la corriente de carga. La relaci?n entre la corriente de carga y la corriente inversa es del orden de 4 ? 5 a 1.
por
Figura 4.- Esquema completo del circuito del cargador de pilas con el metodo polarizado y con temporizacion del periodo de recarga.

Seguridad

La operacion de recarga es totalmente segura siempre que se respeten las reglas sobre limitacion de tiempo y de corriente, y si no se emplea c.c., porque los fabricantes de pilas responsables incorporan en ellas un sistema de escape. Esto no es muy conocido, porque podria utilizarse mal por parte de personas no tecnicas. Normalmente consiste en un punto debil de la capsula que puede reventar de manera controlada si la presion interna de la pila es demasiado grande. De este sistema de seguridad existen varias versiones segun el fabricante, pero en general es una disposicion de los elementos de la pila que permiten el escape controlado de los gases internos.

Es evidente que la capacidad de cualquier mecanismo de seguridad es limitado, y no evita que, por ejemplo, si se tira una pila al fuego, estalle de manera bastante fuerte. Entonces, cabe preguntarse por que algunos fabricantes ponen este sistema de seguridad en sus pilas. Con toda seguridad, no es para que se recarguen. En realidad, hay dos razones para ello: en primer lugar, si una pila se coloca accidentalmente en sentido contrario a las demas, por ella puede circular una fuerte corriente inversa procedente de las otras pilas, lo cual puede producir una fuerte presion de gas por la descomposicion del electrolito. En segundo lugar, si una pila de una bateria se agota antes que las otras, las pilas que aun tienen una cierta carga pueden hacer circular una corriente inversa por la agotada, con los mismos resultados. Esto sucede a menudo con pilas a medio usar cuando se colocan junto con pilas nuevas, y podrian producirse accidentes si no fuese por este sistema de seguridad. Sin embargo, la presencia de un sistema de seguridad es un factor adicional a tener en cuenta en. la recarga -le una pila si se emplean los metodos adecuados. Por otra parte, en pilas de buena calidad, es necesaria una corriente muy elevada para producirles algun daño, por lo que el m?todo empleado en el circuito que se describe a continuaci?n tiene un gran margen de seguridad.
comenten
Figura 5.- Placa de tiras de cobre impresas agujereadas con paso de trama 2,54 mm, utilizada para este montaje.

Circuito para la recarga de pilas.

El circuito representado en la figura 1 esta desequilibrado, por lo que circula una c.c. indeseable por el secundario del transformador. Por tanto, como puede verse en la figura 3, las pilas se cargan por pares.

En la figura 4 puede verse el esquema del cargador completo. En la lista de componentes se indican los valores comunes para las pilas corrientes de zinc-carb?n de los tres tama?os m?s corrientes, y en la tabla 1 los valores de los componentes que deben variarse de acuerdo con los tres tama?os normalizados.

El circuito trabaja de la siguiente manera: IC1 e IC2 forman un circuito temporizador para limitar el tiempo de carga a unas 12 horas. Este periodo se ha elegido para poder realizar las cargas por la noche sin forzar excesivamente la aceptaci?n de la carga. El CA 4040 utilizado para IC1 e IC2 es un contador binario de 12 etapas, conectados en cascada para obtener un contador de 24 pasos.

Si a IC1 se le aplica la señal de 50 Hz tomada del secundario del transformador, la salida de la etapa 22 cambiara de estado cada 11 horas y 39 minutos. La señal de 50 Hz se obtiene a traves de R5 y D2. D1 impide que la entrada sea superior ala tension de alimentacion, ayudado por el divisor de tension formado por R2 y R3. S1 es un pulsador que inicia el contaje. Cuando S1 se pulsa, la salida de IC2 es baja y TR2 est? saturado, excitando el rel? RL1. Este tiene cuatro juegos de contactos de conmutaci?n y las pilas quedan conectadas al circuito de carga a traves de R7, R11, D5, etc.

Con el primer cambio de estado despues de 11 horas y 39 minutos, la salida pasa a ser baja, el ret? se desexcita y las pilas quedan desconectadas. Para impedir que un siguiente cambio de estado vuelva a excitar el ret?. uno de sus juegos de contactos se emplea para conectar la entrada a masa y detener el contaje. Otro juego de contactos se emplea para iluminar el Led DL2 e indicar as? el final de la carga.

TR1 y DL1 forman un indicador parpadeante que indica que la carga est? en proceso, y la señal se toma de la salida 3 de IC1, con un periodo de 0,32 s. Para alimentar el circuito de carga se utiliza un transformador de red con secundario con punto medio. Esto permite alimentar por separado el circuito de carga y el circuito de control y, asi, cuando el circuito queda fuera de carga, el consumo de la parte de control es reducido.

Es interesante tener en cuenta un detalle practico de montaje: los conectores de las pilas se mantendran lejos de la parte electronica. Asi, si una pila defectuosa produce fugas, no se produciran accidentes en el circuito.

En la figura 5 se representa la placa de tiras de cobre impresas agujereadas con paso de trama 2,54 mm, y en la figura 6 puede verse el montaje sobre la misma.
"gracias"
Figura 6.- Disposicion de los componentes en la placa de tiras de cobre impresas.

Los valores de las resistencias de carga de la tabla 1 son para pilas corrientes de zinc-carb?n. La energ?a aplicada a cada pila es inferior a su capacidad nominal, por lo que se impide su sobrecarga. Si se consulta la regla 4 de recarga, se ver? que en las pilas debe quedar un poco de carga para que el proceso de recarga sea efectivo. Si se tiene esto en cuenta, una pila de zinc-carb?n puede quedar casi completamente recargada.

Para las pilas de manganeso alcalino, la energ?a suministrada quedar? muy por debajo de su capacidad, puesto que necesitan mucha m?s. Por tanto, estas pilas necesitan un tiempo de recarga mucho mayor. Esto puede conseguirse f?cilmente conectando la base de TR2, a trav?s de R15, a la patilla 15 de IC2 en lugar de la patilla 14. Esta conexi?n duplica el tiempo a 23 horas y 18 minutos, aproximadamente la mitad de la carga para una pila alcalina. Esto es adecuado para pilas a medio descargar. Si se tienen pilas casi completamente descargadas, se utilizar? la patilla 1 de IC2 para obtener una carga de 46 horas y 36 minutos, proporcionando una carga casi completa.

Para terminar, s?lo queda indicar que no es en absoluto recomendable variar los valores de las resistencias serie del circuito de carga.

Lista de componentes

* R1, R2 = 10 kW.
* R3 = 1,2 kW.
* R4, R6 = 470 W.
* R5 = 1 kW.
* R7 a R14 = ver Tabla 1.
* R15 = 4,7 kW.
* Excepto R7 a R14, todas de ? de watio, ?5%.
* C1 = 500 mF / 16 V, electrol?tico.
* C2 = 2.500 mF / 25 V, electrol?tico.
* IC1, IC2 = HEF4040BP, TC4040BP.
* IC3 = 78L06
* TR1 = MC140.
* TR2 = MC150.
* D1, D2 = 1N4148.
* D3 a D8 = 1N4002.
* DL1 = Led rojo (V168P).
* DL2 = Led verde (V169P).
* RL1 = Rel? de 185 W / 6 V, cuatro juegos de conmutaci?n.
* T1 = Transformador con primario de 220 V y secundario de 2 x 4,5 V / 1 A.
* S1 = Pulsador normalmente abierto.
* 2 z?calos para IC, DIL de 16 patillas.

Tabla 1
Tipo de Pila de 1,5 V Valores de R7, R8, R9 y R10 (+ -5%) Valores de R11, R12, R13 y R14 (+ - 5%)
R20 6,8Ω / 5 W 68Ω / 2 W
R14 12Ω / 5 W 120Ω / 2W
R 6 47Ω / 5 W 470Ω / 2 W

Algunos datos complementarios:

La mayor parte de los fabricantes de pilas indican como fin de la vida util de una celula cuando se alcanzan 0,8 V (para las pilas alcalinas) o 0,9 V (para las de carbono-zinc); por ende, podemos considerar "medio llenas" aquellas c?lulas cuya tension sea de 1,2 V (para las alcalinas de manganeso) o de 1,3 V (en el caso de las de carbono-zinc). Cuando la tensi?n una pila se encuentra entre ambos valores es el momento de proceder a su recarga.


Recargar pilas no aptas para la recarga supone un riesgo, recuerda en todo momento controlar la temperatura y mantenlas en un lugar seguro, pueden incharse llegando a explotar y esparcir su acido.
fuente
http://www.portalpmr.com/articulos/cargador-pilas-secas-vp27.html
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Como construir un cargador de pilas alcalinas normales

3 comentarios - Como construir un cargador de pilas alcalinas normales

Elmaese_22
"Si Rafa, vas a llegar a ser un Gran Científico..."
favor
eraser1234
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