Construir Un Altavoz De Plasma (Spanish Version)

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Intro: Construir Un Altavoz De Plasma (Spanish Version)

Antes de nada, no me hago responsable de ningun daño ocasionado por el dispositivo que vamos a construir. El usuario asume toda la responsabilidad sobre cualquier daño ocasionado al construirlo.

Objetivos iniciales:
- Conseguir elaborar un circuito para crear un altavoz de plasma, es decir, un arco electrico que reproduce musica.
- Se elaborara con materiales lo mas simples posible, sin tener que hacer un gran gasto economico para montar el proyecto.

Consideraciones iniciales:
- Estamos trabajando con MUY ALTA TENSIÓN, unos simples guantes de goma no nos van a servir para nada contra el rayo, los perforaria sin más y además podemos sufrir quemaduras externas o internas, recibir una descarga de este tipo puede incluso causar la muerte.. 
- Se debe trabajar siempre con el circuito apagado y desconectado de la red y bajo ningúna circunstancia acercarse demasiado al rayo.
- Si tienes un marcapasos NO LO CONSTRUYAS.
- Si alguien cercano al dispositivo tiene marcapasos NO LO ENCIENDAS.
- Aleja cualquier dispositivo electronico del rayo, el flyback crea un campo electromagnetico y, aunque no sea muy potente puede provocar daños o interferencias.
- El dispositivo genera una pequeña cantidad de ozono, si lo respiras tus pulmones pueden irritarse, por tanto es recomendable que no se encienda en lugares muy cerrados.

Video de funcionamiento:
El audio que reproduce el circuito se escucha bastante alto, solo que por alguna razón, al convertir el audio del video se ha bajado el volumen.

Step 1: Materiales:

Materiales basicos necesarios:
- Disipador de calor grande, a ser posible con ventilador.
- Opcional pero muy recomendable: Pasta térmica.
- Flyback extraído de alguna televisión o monitor.
- Fuente de alimentación de 12v 2A mínimo. Una fuente antigua ATX de ordenador es perfecta para el trabajo.
- Cable, de calibre pequeño para el circuito controlador y cable normal (Como el de la linea eléctrica) para el circuito generador del rayo. Pueden ser rígidos o de hilos.
- (Opcional) Soldador de estaño, rollo de estaño.
- Un reproductor mp3 al que no se le tenga mucho aprecio.

Step 2: Materiales a Comprar:

Para realizar este proyecto necesitarás unos cuantos componentes, en un principio el conjunto de componentes electronicos no deberia de costar más de 8 euros pero dependerá de donde vivas:

- Circuito integrado NE555. (Opcional: compra dos o tres, son baratos y podrías quemar alguno.)
- Transistor IRFP250N. (Opcional: Compra dos por si uno lo quemas.)
- 2 Potenciometros de 10K. (Recomendación: Intenta conseguirlos de este valor y de tornillo. Sirven de 2 pines o de 3)
- Resistor de 50 Ohmios 1/2/W o equivalente (Si solo tienen de 47 Ohmios también sirve).
- Resistor de 1KOhmios 1/2W o equivalente.
- 1 Condensador de 10nF 16v ceramico.
- 1 Condensador de 100nF 16v ceramico.
- Clavija macho de audio para conectar un mp3 o clavija hembra en caso de conexión con un cable macho-macho hacia el mp3.
- (Opcional) Zocalo para el NE555 si lo vamos a montar en una placa que no sea protoboard (Asi si se quema no tenemos que desoldar, solo reemplazamos y listo)
- (Opcional) Clemas para hacer los empalmes hacia la fuente de alimentación y al flyback.
- (Opcional) 2 pinzas de cocodrilo pequeñas para agarrar los electrodos.
- (Opcional) Interruptor para el encendido del circuito.

- Placa veroboard o protoboard. De estos dos materiales debe elegirse uno, a menos que se quiera hacer una chapuza, cosa que no recomiendo para nada, tanto por seguridad como por presentación. Esto es lo que vale más (Sobre unos 10 euros la protoboard y 5 euros la veroboard), por una parte la protoboard es muy útil si comienzas con la electrónica y te interesa, ya que la podrás reutilizar para realizar otros proyectos, por otra parte en la veroboard todo quedará anclado, solo utilizarás un trozo y es adecuada para proyectos fijos. Es vuestra elección.

Step 3: Funcionamiento, Circuito E Indicaciones.

Resumen de funcionamiento:
El circuito con el 555 genera un tren de pulsos que activa y desactiva el transistor abriendo y cerrando el paso de la corriente, haciendo esto conseguimos algo parecido a la corriente alterna y esto hace que la bobina del flyback eleve el voltaje a razon de miles de voltios. Una vez hay un voltaje elevado el aire se ioniza y se convierte en conductor de electricidad y se forma un arco electrico.

Etapa de montaje:
La imagen que pongo ha sido editada por mi para añadir una proteccion extra y asi evitar que por un descuido destruyamos el NE555 y tambien para dejar claras las conexiones al transistor y al 555.
El diseño NO es mio, está basado en el de la pagina kaizerpowerelectronics.

El orden de los pines del NE555 y la relacion Gate/Drain/Source en el transistor se incluye en la imagen del circuito.

Leyenda: K significa 1000, una resistencia de 1K equivale a una resistencia de 1000 ohms. R aqui equivale a Ohmio, asi la resistencia de 50R es de 50 ohmios.


Ojo, si vas a utilizar más de 12v el circuito cambia un poco, el NE555 solo soporta hasta 15v, si utilizas más de 12v utiliza el circuito del final del tutorial.

Step 4: Montando Y Ajustando El Flyback.

Disipación del calor generado por el transistor IRFP250N.
El transistor que es accionado por el 555, al trabajar en modo lineal genera mucíisimo calor, por ello es necesario un disipador grande. Ojo, NO lo encendais durante más de 20 segundossin disipador porque se pone al rojo, tanto que si luego lo tocas te puedes quemar, además el transistor solo soporta hasta 175ºC, si pasa de ahí se quemará.
Si lo sueldas también ten cuidado ya que lo calentarás y si sobrepasa esa temperatura lo quemarás.
Mi consejo: Unid el transistor al disipador con un poco de pasta térmica y si el disipador tiene ventilador pues mucho mejor. Asi lo encendeis una vez veais que se calienta mucho.

Conexion de los potenciometros: (Gracias a Ivan1896 por preguntarlo)
Si utilizas potenciometros de 2 pines no tendrás ningún problema para conectarlos, por tanto ignora este apartado y sigue con el siguiente.
Si utilizas potenciometros con 3 pines debes saber que debes utilizar el pin del medio y uno de los dos extremos, tanto da cual sea. El funcionamiento de estos potenciometros es distinto, pues actuan como una valvula en la que si abres de un lado, cierras del otro, pero no te preocupes si no lo entiendes, pues no es importante, solo debes saber su correcta conexión para que funcione.

Preparación del flyback: (Gracias a Ivan1896 por preguntarlo)
Posiblemente al conseguir un flyback os habeis encontrado con un dilema, y es que hay 3 cables. bien, en este caso hay que tener en cuenta que el unico cable necesario es el del MAT (el de la ventosa), por tanto, los demás los podeis cortar.
Otra cosa a tener en cuenta es que posiblemente al lado de estos cables estén ubicados dos tornillos (potenciometros), mi recomendación es que los pongais al minimo, ya que si no lo haceis cabe la posibilidad de que al encender el aparato salga un arco entre dos patillas de debajo, que si bien no importa mucho genera calor y puede arruinar el aislante del flyback. - Ver en la 3 imagen los cables cortados

Conexion del Flyback:
Lo primero de todo es coger un cable que entre entre el hueco del núcleo de ferrita del flyback y la carcasa, según el tipo de flyback habrá más o menos hueco. Yo comencé con un flyback por el que apenas entraba un cable de 1mm entre el núcleo y carcasa.
El grosor del cable determinara la cantidad de amperios que podrá consumir el flyback... a mas grosor mas amperios y mas largo será el arco eléctrico.

Sin embargo aunque el grosor del cable influye, tambien lo hace el numero de vueltas del cable al nucleo del flyback, a mas vueltas menor consumo y menor voltaje.
Puede llegar a darse el caso de que tu fuente no pueda manejar el consumo que tiene el flyback y se apague o tenga una caida de voltaje, en este caso deberás aumentar las vueltas al núcleo... conseguirás mantener la fuente funcionando pero tambien el arco sera mas corto.

Para hallar el terminal de recepcion del rayo hay varios metodos:
1- Con un multimetro poner una patilla en el cable superior y comprobar la resistencia en cada uno de los pinchos de debajo del flyback, la que menor resistencia ofrezca será a la que le soldaremos un cable (Si es gordo mejor, si cortaste el cable de la ventosa ese cable es perfecto).

2- El que yo utilice yo, que fue acercar el cable del MAT (El de la ventosa) terminal por terminal hasta que salto el arco, lo apagué y solde un cable gordo a esa patilla, asi tendriamos accesibles los dos terminales entre los que se formara el rayo. No es aconsejable hacer que el arco salte en la patilla del flyback por mucho tiempo ya que genera mucho calor. Y mucho cuidado con meter un dedo entre dos terminales de debajo del flyback, aunque este apagado puede darte un buen calambrazo.

ATENCION: Si al encender el circuito el arco no se genera prueba a invertir la polaridad de los cables que van al nucleo del flyback.

Ajuste de la resonancia del flyback:
Como diria vuestra abuela cada persona es un mundo y en este caso cada flyback tambien lo es... encenderemos el aparato por primera vez con los potenciometros al maximo.

Escuchareis un ruido muy feo saliendo del rayo y posiblemente ese sonido os de un dolor de cabeza bestial, BIEN, al menos funciona.
Ahora lo que toca es ir toqueteando los potenciometros hasta conseguir un arco silencioso, una vez logrado esto podemos poner a funcionar el mp3 con una cancion para ver si funciona correctamente.
Otra cosa a tener en cuenta es que hay un punto al ajustar los potenciometros en el que se quita ruido pero se pierde mucho volumen, por eso aveces es preferible tener un poquito de ruido para tener mas volumen. (Tambien influye en el volumen la longitud del arco, algunos os dirian que es preferible un arco corto pues es mucho más estable y no hay tanto ruido, y es cierto, pero la gracia de esto tambien es obtener un arco lo más grande posible.)


Es recomendable que hagais una base para colocar el flyback y los electrodos, yo clave dos pinzas de cocodrilo en un tablero, solde el cable de la ventosa en una pinza, en la otra el de la base y asi enganchaba a la distancia que queria los electrodos (Cuidado si los mueves cuando el aparato llevó un tiempo endendido, los electrodos estarán un poquito calentitos).

Step 5:

Mis experiencias:
- Al principio comence con una fuente de 13v 3.5A, el arco era bastante amplio y funcionaba bien, para que funcionase tuve que dar mas de 8 vueltas al nucleo.
- Despues de dos años sin tocar el tema me decidi a experimentar de nuevo, utilice una fuente ATX de ordenador y fui reduciendo las vueltas del nucleo del flyback hasta 5... consegui un arco muy amplio y decidi probar con 4 vueltas, cosa que no dio resultado pues rebasé el consumo maximo de la fuente que era de 20A.

Recomendaciones:
- Nunca te acerques demasiado al arco electrico, si hay una rafaga de aire puede inestabilizarse y ademas siempre preferirá adquirir una toma de tierra mas directa... que serias tu.
- No conectes nada a lo que le tengas mucho aprecio, hay gente que conecto ipods y luego no les reconocia el cargador ni cascos. A mi por ejemplo, aveces, cuando encendia el circuito se me apagaba el mp3.
- No hagas el burro quemando cosas con el arco electrico... si lo haces no agarres las cosas con algo metalico aunque tenga aislante, yo intente derretir estaño y lo unico que logre fue llevarme un calambrazo al saltar un arco al alicates y del alicates otro a mi mano.

Finalizando:
Como hecho curioso yo me he llevado 6 calambrazos con el aparatito... 5 de ellos no fueron gran cosa pero uno me dejo temblando, asi que mucho cuidado.

Este es un circuito bastante basico y aunque cumple su funcion no se debe esperar una calidad excelente del audio reproducido. Es una manera curiosa de reproducir musica y si se da el caso de impresionar a vuestros amigos o profesores de fisica.
El audio es reproducido en mono, si se quiere estereo habria que realizar otro aparato mas conectado al segundo canal.

Algún día realizaré un video explicativo, aunque tampoco espereis que os enseñe a montar el circuito, eso os toca a vosotros aprender a hacerlo. El esquema es bastante sencillo, y si yo lo monté cuando no tenia apenas nociones de electronica vosotros tambien lo podeis hacer, la unica dificultad está en conectar el 555 y mosfet bien y para ello ya os he anexado un esquema.

Suerte con el proyecto, si teneis alguna duda o problema no dudeis en comentar en el tema y respoderé encantado. Un saludo.

Step 6: Funcionamiento Del Circuito Con Más De 12v.

El circuito controlador solo puede conectar desde 5v hasta 15v, si se desea utilizar un mayor voltaje para accionar el flyback se debe utilizar el siguiente circuito y además se debe de proveer una fuente aparte para el circuito controlador o bien utilizar un LM7812 para obtener una tensión adecuada para el controlador. Si se le aplica al 555 más de 15 voltios se quemará.

El valor de +35VDC es un valor aleatorio, si se desea se puede utilizar cualquier otro voltaje, aunque el transistor MOSFET conectado debe al menos de soportar de 6 a 10 veces la tensión con la que se va a trabajar.
El IRFP250N soporta hasta 200V.


Recordemos que con más amperage y voltaje se generará mucho más calor en el MOSFET por lo que recomiendo que se utilice un disipador grande con ventilador, eso o bien hacer un ZVS flyback driver pues es más eficiente. El circuito ZVS  lo podeis encontrar en la pagina web kaizerpowerelectronics, eso si, en inglés.

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    38 Discussions

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    IgnacioC27

    10 months ago

    Disculpa si no encuentro el condensador a 10nF que otro podria utilizar?

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    Shelmak

    2 years ago

    No funciona es algo muy indeterminado... que ocurre, se interrumpe el arco cuando conectas el mp3... o sigue funcionado el arco pero no suena nada?

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    eduguat

    3 years ago

    Buenas compañero, tengo un ultimo problema. Me podrias decir de que material son los electrodos que crean el arco i donde los puedo conseguir? Ya que he ido a 3 o 4 tiendas i me han dicho que no saben exactamente. Gracias de nuevo :D

    1 reply
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    Shelmakeduguat

    Reply 3 years ago

    Cobre, hierro, acero... cualquier material conductor. Esas varillas las saque de las guias de una disquetera vieja, la parti en dos y listo.

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    eduguat

    3 years ago

    Buenas de nuevo shelmak. Tengo un dilema, y es que tengo la entrada del jack estereo i hay quatro pivotes los cuales ni se cual utilizar de esos 4. Me vendria muy bien una ayudita! Gracias

    2 replies
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    Shelmakeduguat

    Reply 3 years ago

    Debes conectar la masa del audio a la masa del circuito, y uno de los canales de audio a la patilla de entrada de audio que tienes en el circuito.
    Como el jack es estereo, necesitarás conectar solo la masa y un canal.

    En wikipedia tienes una imagen que detalla la conexión de un jack estéreo, la segunda imagen a la derecha:
    https://es.wikipedia.org/wiki/Jack_(conector)

    Debes utilizar el 1 y 2 o el 1 y 3.
    El 1 es masa, y el 2 y 3 son cada uno de los canales.

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    eduguatShelmak

    Reply 3 years ago

    Muchas gracias me has vuelto a salvar! :P

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    eduardM3

    3 years ago on Introduction

    Hola Shelmak, me podrias decir como demonios puedo soldar el mosfet con los tres cables pertenecientes? Esque por mas que lo intento no hay manera, nunca se sueldan i se desenganchan...Por favor agradeceria tu ayuda :P

    2 replies
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    ShelmakeduardM3

    Reply 3 years ago on Introduction

    Preestaña los cables y las patillas del mosfet antes. Luego acerca el cable a la patilla, dale calor y quedara soldado.
    Si no lo consigues, lima un poco las patillas del mosfet para que agarre mejor el estaño. Es importante que no calientes demasiado el mosfet o te lo cargarás.

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    Juan DiegoZ

    3 years ago on Introduction

    Hola como estas.

    Estoy construyendo un ozonizador de descarga de corona, con un espaciamiento entre 2 mm y 3 mm (mm = milimetros) entre los dos tubos concentricos y usare tu proyecto para generar la descarga entre los dos tubos, aun no lo termino, aun asi quisiera hacerte un par de preguntas:

    1. Al eliminar el audio, el condensador C2 (100 nF) se elimina o puedo conectarlo entre el terminal 5 y tierra ?

    2. Para que haya alto voltaje (superior a 10.000 voltios) y bajo amperaje debo aumentar las vueltas al debanado secundario del flyback o aumentarlas ?

    3. La resistencia R2 me controla la carga de trabajo ?

    4 La resistencia R1 me controla la frecuencia que se le entrega al flyback ?

    5. Este circuito puede durar en funcionamiento durante mucho tiempo , ejemplo, horas ?

    6. El Mosfet se calienta tanto como para ser necesario un disipador tan grande y necesariamente debe estar lejos del circuito ?

    Disculpa el cuestionario, ; )

    Por tu atención, muchas gracias.

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    ShelmakKev.i.n.d.iaZrosalEs

    Reply 3 years ago

    Por poder, podrías, el caso es que las pilas tienen un máximo de intensidad que pueden suministrar, y si les exiges más de lo que pueden darte sufrirás una caída de tensión y probablemente agotes la pila en pocos minutos.

    Mi consejo, utiliza o una bateria o una fuente de ordenador/fuente de laboratorio.

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    ELECTROOPO

    3 years ago on Introduction

    buenissimo, pero no me ha funcionado y me he llevado una quemadura de las buenas. he hecho el circuito tal como muestras pero por el calor del mosfet se me ha dessoldado y he roto todo el circuito. tras canviar el mosfet y el 555 no me va.

    tampoco me iva del todp bien, hacia un arco pequenyo y con un ruido espantoso.

    gracias :)

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    ShelmakELECTROOPO

    Reply 3 years ago on Introduction

    Hombre.. para que no se te queme el Mosfet debes ponerle un buen disipador...
    Conforme al arco y su ruido, debes ajustar ambos potenciometros gasta obtener un arco silencioso, y para que sea mas grande el arco, aumentar la fuente de alimentacion y reducir vueltas al nucleo.

    Yo me lleve 6 calambrazos, hay que tener cuidado.

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    ELECTROOPO

    3 years ago on Introduction

    buenissimo, pero no me ha funcionado y me he llevado una quemadura de las buenas. he hecho el circuito tal como muestras pero por el calor del mosfet se me ha dessoldado y he roto todo el circuito. tras canviar el mosfet y el 555 no me va.

    tampoco me iva del todp bien, hacia un arco pequenyo y con un ruido espantoso.

    gracias :)

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    Shelmak

    3 years ago on Introduction

    Prueba a invertir la polaridad de la conexión del devanado del flyback.
    Por otra parte si eso no funciona prueba a darle mas vueltas al nucleo de ferrita del flyback o a a ajustar los potenciometros al minimo e intentalo de nuevo.

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    MarcS2

    4 years ago on Introduction

    hola shelmak,

    desmonte y volví a montar el circuito y tachan! funcionó, he tenido que dar unas 14 espiras al primario del flyback para conseguir mantener la fuente en funcionamiento, ajusté los potenciometros hasta lograr, como tu explicas, un arco silencioso y estable pero cuando he ido a añadir la música, algo no funciona, conecte el negativo del reproductor al negativo de la fuente y conecté uno de los canales al circuito pero cuando esta el audio el circuito no funciona, el arco se detiene, no sé a que se debe.

    Lo único que se me ocurre es que tu utilizas condensadores cerámicos y yo de plástico, pero tengo entendido que son compatibles...

    a ver si me puedes dar algún consejo al respecto.

    gracias!

    2 replies
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    ShelmakMarcS2

    Reply 4 years ago on Introduction

    Hola MarcS2, creo que la respuesta a ese problema es que estas utilizando una fuente de poca potencia, yo he llegado a las 4-5 vueltas con una fuente Atx.

    Ahora si, empecemos, el NE555 es un integrado que realiza la función de un timer alterando el ciclo de trabajo, cuando tienes el circuito "parado", es decir, sin conectar audio, el consumo del flyback es fijo, tu problema creo que reside en que al conectar audio, se altera el ciclo de trabajo del 555, esto significa mayor consumo, si tu fuente no puede con ese consumo extra que le pide el flyback habra una caida de tensión, y si hay una caida de tensión el arco se interrumpirá.

    Deberias probar con otra fuente, como te digo, 14 vueltas me parecen demasiadas.

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    MarcS2Shelmak

    Reply 4 years ago on Introduction

    Hola shelmak, tenias razón, el problema era la fuente, pero no solo eso, el primario del flyback me consumía todo lo que daba la fuente (14 A) y a cualquier variación esta se bloqueaba.

    La solución ha sido elevar el voltaje, como en el ultimo esquema que explicas, lo he elevado al máximo que daba la fuente de laboratorio (25V, 3A) y el consumo ha pasado de 14A a 3A, mucho más manejable de modo que una fuente alimenta la parte de control, y otra la de potencia, otra ventaja de esto es que el MOSFET de potencia no se calienta tanto.

    asi que el arco sonaba a la perfeccion, muchas gracias por tus consejos y por colgar este tuto!

    un saludo!