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Teoría
El puente de Wien (I)

El puente de Wien es un circuito electrónico compuesto por una combinación de resistencias y condensadores en serie-paralelo. Se utiliza generalmente en instrumentos de medida y generadores de señales de baja frecuencia para laboratorios y servicios de electrónica.

Cuando se implementa como oscilador, el puente de Wien puede generar frecuencias de entre 1 Hz a 1 MHz aproximadamente y entregar una forma de onda perfectamente senoidal.

Fue usado por uno de los fundadores de la firma Hewlett-Packard (William Hewlett) en la tesis final que elaboró para conseguir el máster en la Universidad de Stanford. Posteriormente, William Hewlett junto con David Packard fundaron la empresa "Hewlett-Packard" y el primer producto que comercializaron fue el generador de señales de B.F. de precisión modelo HP-200A, basado en el circuito al que nos referimos en este artículo, el cual se hizo muy popular por su baja distorsión.

¿Por qué queremos hablar del puente de Wien?. Por una sencilla razón. En nuestro próximo artículo de la sección de "Radioaficionados" publicaremos un montaje basado en este circuito, aunque no precisamente trabajando como oscilador.

Por el momento, vamos a ver de forma básica, con la menor cantidad de matemáticas posibles, y con palabras comprensibles por todos, como funciona y que se puede hacer con este artilugio electrónico estudiando su diseño y configuración.

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Otros Temas Interesantes
Noticias
Un maravilloso rincón de la sierra de Cádiz

Hoy me levanté decidido a dar una vuelta por la sierra de mi querida Cádiz. Quise olvidarme de las bobinas, de los condensadores, de las antenas y de los electrones. Tenía la necesidad de respirar aire fresco, aire puro libre de la contaminación de la gran ciudad. Me coloqué la camisa, el pantalón, los zapatos y cogí las llaves del coche. Lo puse en marcha y emprendí el viaje hacia el destino elegido.

Iba conduciendo tranquilamente cuando vi la indicación de la salida hacia "Arcos de la Frontera". Quise sorprender a mi mujer, que dicho sea de paso venía conmigo porque me acompaña a todas partes, y de pronto grité... ¡¡vamos a visitar esta localidad!!. Ella asintió y generosamente dijo... ¡¡vamos allá!!.

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Radioaficionados
Receptor a reacción para Onda Corta (II)

Continuamos con la segunda parte de este interesante tema que trata de la construcción de un sensible receptor regenerativo con escucha en altavoz, constituido por solo dos componentes activos; 1 transistor y 1 circuito integrado.

A pesar de incorporar tan pocos componentes estamos seguros que, aquellos que se aventuren a construirlo, obtendrán una tremenda satisfacción cuando al ponerlo en marcha puedan oir una gran cantidad de emisoras, incluyendo aquellas de paises muy alejados del nuestro.

Una vez que llevemos a la práctica este circuito, montando en su correspondiente placa de circuito impreso todos los componentes, podremos instalarlo en el interior de una caja a la que habremos añadido los controles necesarios para su uso y manejo en las mejores condiciones, e incluso fabricarle una bonita carátula, lo que le dará un excelente aspecto.

El circuito puede alimentarse con pilas corrientes ya que su consumo ciertamente es muy bajo. De esta manera tendremos la oportunidad de llevarlo con nosotros a cualquier parte y lo convertiremos en un equipo portable, aunque si pensamos usarlo únicamente en casa quizás sea mejor incorporarle una pequeña fuente de alimentación para conectarlo a la red de distribución eléctrica.

En el artículo anterior ya explicamos el principio de la "reacción" o "regeneración" de señales de alta frecuencia. No obstante, aún no hemos dicho nada sobre el funcionamiento detallado de nuestro receptor. Vayamos al grano entonces.

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Miscelanea
Tira a matar - Juego de reflejos

¿Con que rapidez responde tu cuerpo a los impulsos externos?. ¿Cuanto tiempo necesitarías para reaccionar ante un peligro inminente?. Si oyes un disparo cercano ¿tus reflejos te hacen "salirte del pellejo"?.

Para poner a prueba la rapidez de respuesta a tus estímulos nerviosos hemos ideado un pequeño circuito con el que podrás medirte en este aspecto con otra persona, y de paso cultivar la faceta "reflexológica" del ser humano. Se trata de algo así como un duelo, lógicamente sin pistolas y sin balas pero eso si, al ser del todo electrónico, con botones y con luces.

Una vez construido el dispositivo se dispondrán dos botones de mayor o menor tamaño, los cuales accionarán sendos pulsadores conectados a nuestro circuito. Al oir una señal, los dos participantes se apresurarán a pulsar su correspondiente botón.

El más rápido de los dos se llevará el gato al agua y ganará el juego. Su victoria quedará fehacientemente constatada porque la luz que le corresponde indicará ese hecho.

Comenzamos con esta reseña una nueva categoría de artículos a la que llamaremos "Miscelánea", en la que tendrán cabida una amplia variedad de temas con multitud de contenidos. Esperamos que esta novedad sea de tu agrado.

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Práctica
Detector de polaridad

Uno de los mayores errores que se cometen al enchufar equipos electrónicos a baterías o a fuentes de alimentación de corriente continua es la inversión de polaridad. ¿Te ha ocurrido esto a ti alguna vez al instalar una emisora de radioaficionado en tu automóvil y conectarla a su circuito eléctrico?.

Cuando se da esta circunstancia uno se pregunta... "¿como me ha podido pasar a mi?. No es posible, estoy viviendo un mal sueño, una pesadilla. Yo siempre voy con muchísimo cuidado. Pronto despertaré...". Pero no. Por desgracia no se trata de un sueño sino de una situación real. Has cometido el error más frecuente cuando se manejan equipos electrónicos con alimentación continua exterior; la temida inversión de polaridad.

Para que esto no te vuelva a pasar vamos a enseñarte a construir un sencillo aparato con el que podrás detectar muy facilmente la polaridad de una tensión continua desde 2 hasta 230 voltios aproximadamente. También te indicará, caso de que no se trate de una tensión continua, si dicha tensión es alterna.

Mediante unos diodos LED bicolor este tester te marcará, sin ninguna posibilidad de error, cual es el polo positivo y cual el negativo de una determinada toma de corriente eléctrica o si por contra se trata de una tensión alterna. ¿Te interesa?. Sigue leyendo, por favor...

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Teoría
Estabilizadores de tensión con diodos zener

Los diodos han invadido casi todas las ramas y facetas de la electrónica. Pero eso no acaba ahí. A dia de hoy, rara es la persona que no ha oido hablar del diodo, a pesar de que no todos saben lo que es en realidad y como funciona. Esto quizás se deba a la "invasión" de los diodos LED a casi todos los niveles.

Sin embargo, hoy no vamos a hablarte de este tipo de diodo sino de otro quizás menos conocido denominado diodo "zener".

El diodo zener se usa casi de forma sistemática en la mayoría de las fuentes de alimentación que incorporan los dispositivos electrónicos actuales y como componente integrado en chips reguladores de tensión.

Gracias a él podemos conseguir una tensión estable, a pesar de que por diferentes causas dicha tensión pueda ver alterado su valor, y usarla para alimentar circuitos electrónicos sensibles, o como referencia para conseguir fuentes de tensión estabilizada capaces de alimentar equipos de alto consumo.

Hoy vamos a enseñarte a usar el diodo zener en la situación más sencilla posible y a la vez más típica, o sea, como estabilizador de tensión con resistencia limitadora. No te preocupes que no será dificil.

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Noticias
El segundo puente de Cádiz

Será uno de los enlaces de sus características más grandes del mundo. El puente de la Constitución de 1812, segundo puente de acceso a la ciudad andaluza de Cádiz, pronto entrará a formar parte de esta lista exclusiva.

También llamado "puente de la Pepa", se empezó a construir hace unos siete años y en pocos meses, probablemente después del verano, el proyecto del ingeniero español Javier Manterola Armisén, pamplonés para más señas, se inaugurará dejando paso al tráfico rodado.

Con sus 100.000 metros cúbicos de hormigón y 70.000 toneladas de acero, el puente de la Constitución de 1812 es una obra europea de referencia, estando catalogado como el mejor proyecto de ingeniería moderna de los últimos tiempos.

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Soldador de temperatura controlada económico

Si es la primera vez que vas a comprarte un soldador es muy probable que te encuentres en una disyuntiva. En primer lugar, no tienes ni idea a que tipo de trabajos vas a enfrentarte y por ese motivo no te decides por una punta determinada.

Después está el tema de la potencia necesaria para el calentamiento: ¿Estarían bien 15W? ¿o quizás serían deseables 30W? ¿Prefieres a lo mejor un soldador de 60W para trabajos de cierta entidad?.

La evidente realidad es que el soldador tendría que elegirse en consonancia con el tipo de trabajo que uno vaya a realizar. Para soldaduras de componentes muy pequeños, delicados y los de tipo SMD es preferible un soldador de punta fina y de unos 15 watios. Sin embargo, si vas a usarlo para trabajos mas generales (componentes estandar, cables de conexión de cierto grosor, etc...) lo mejor sería acudir a uno de más potencia, como por ejemplo 30 watios.

Y si haces montajes que necesiten de alguna soldadura a masa localizada en la propia caja o chasis metálico del aparato que construyes, entonces lo mejor sería uno de 60 watios como poco y con un generoso tamaño de punta que permita el calentamiento de una zona amplia, de manera que esa soldadura no te salga "fria".

La pregunta que surge es: ¿no existe un soldador que permita la consecución óptima de la mayoría de los trabajos que un técnico electrónico realiza normalmente hoy dia?. La respuesta la tienes a continuación.

Aunque lo ideal sería disponer de una estación de soldadura con control de temperatura no siempre resulta posible la adquisición de una de estas, ya que las mejores suelen tener un precio prohibitivo.

De todas formas, siendo objetivos, creemos que con un par de soldadores ibas a tener de sobra para la mayoría de los trabajos que un técnico electrónico realiza normalmente en un taller moderno. Estaríamos hablando de uno de 15 watios para trabajos delicados y otro de 30 watios para los más generales. En contadas ocasiones se necesita hoy dia un soldador de 60 watios en un taller de electrónica.

¿Que pensarías si te dijéramos que incluso esos dos soldadores podemos reducirlos a solo uno sin perder prestaciones?. Lo que queremos decir es que existe la posibilidad de tener esas dos potencias en un único soldador, con solamente una pequeña modificación y por un módico precio. ¿Te lo crees?.

DOS POR EL PRECIO DE UNO
Hasta hace algunos años, para algunos serán muchos años y para otros no tantos, en algunos domicilios aún se usaba en España la tensión eléctrica de red de 125 voltios. Por entonces, en algunos modelos de soldadores se implementaba un sistema de lo más sencillo para poder usarlo tanto con 125 como con 220 voltios.

Se trataba simplemente de colocar, embutido en el mango del soldador, un pequeño conmutador rotativo con las leyendas "125V" y "220V". La resistencia de este modelo de soldador estaba diseñada para 125 voltios y cuando la herramienta se conectaba a 220V, previa colocación del conmutador en esa posición, se intercalaba un diodo rectificador tipo 1N4007 en serie con la resistencia calefactora. Era algo así como lo representado a continuación.

Está claro que cuando el soldador funcionaba a 125 voltios la resistencia se conectaba directamente a la red de distribución eléctrica. Cuando se conmutaba a 220 voltios lo único que se hacía era lo ya mencionado, es decir, colocar ese diodo en serie. El sistema funcionaba maravillosamente bien. Con este procedimiento el soldador calentaba practicamente lo mismo tanto a 125 como a 220 voltios y la resistencia no sufría absolutamente ningún daño. ¿Sabrías tu explicar porqué?.

CONTROLAR LA TEMPERATURA CON UN DIODO
Efectivamente aquel sencillo invento se convirtió en un gran aliado para los que andábamos de casa en casa haciendo reparaciones a domicilio, como fué mi caso, ya que solo necesitábamos un soldador en la maleta para la mayoría de los trabajos.

El principio en que se basa este artilugio es muy sencillo y por lo demás, lógico. Para entender como funciona tendremos que ayudarnos de algunos gráficos de ondas senoidales. En principio, pongamos que la resistencia está conectada directamente a 125 voltios.

Para no liarnos, vamos a suponer que los picos de las dos tensiones de red que cohabitaban juntas fueran 125V y 220V aunque en realidad eran más elevados. Mira en el siguiente gráfico la forma de onda senoidal de la tensión de 125V.

Como resulta que la resistencia estaba fabricada para esa tensión de 125V, el soldador calentaba de maravilla cuando se conectaba a la red con esta tensión. Fundía el estaño que se las pelaba, con la temperatura precisa para la que fué diseñado.

Imagina que ahora alimentamos esa misma resistencia con una tensión de red también de 125 voltios, pero con sus semiciclos negativos convertidos en positivos. Algo así como la tensión que hemos representado con la forma de onda siguiente.

¿Crees que calentaría lo mismo o quizás lo haría con menos intensidad?. En realidad al soldador le da exactamente igual que la corriente circule en uno u otro sentido para producir calor. La cuestión es que circule. Antes lo hacía en un sentido durante los semiciclos negativos y ahora sigue circulando solo que en sentido contrario. Por lo tanto, el soldador seguirá calentando exactamente lo mismo que antes, ni un grado más ni uno menos.

¿Que ocurriría si en vez de "invertirle" los semiciclos negativos se los eliminamos, y dejamos la tensión aplicada a la resistencia solo con los semiciclos positivos?. Para que sepas exactamente a que nos referimos, a continuación te hemos representado la tensión con la forma de onda a la que hacemos alusión.

Y ahora... ¿Crees que calentaría menos o quizás lo haría exactamente igual que con todas las semiondas?. La explicación la encontramos, como tantas otras veces pasa en electrónica, en el tiempo.

Resulta muy sencillo deducir que, al circular la corriente solo la mitad del tiempo que antes, el soldador también calentará la mitad. ¿Lo entiendes?. Si antes le aplicábamos a la resistencia 100 impulsos de 125 voltios durante un segundo ahora solo le aplicamos 50, y eso se traduce en que el calor generado también se reduce a la mitad.

Esto último es precisamente lo que conseguimos al intercalar un diodo 1N4007 en la alimentación de la resistencia. Si tenemos un soldador de 30 watios y le intercalamos un diodo obtendremos un soldador de 15 watios ya que la corriente solo circulará durante la mitad de tiempo que lo hacía sin el diodo. Y eso por el módico precio de un simple rectificador.

Con esto ya tenemos solucionado el problema de disponer de un solo soldador con las dos potencias más usadas hoy dia; te compras un soldador de 30W y con un diodo lo conviertes en uno de 15W. Después hablaremos de cual es el mejor sistema para llevar esto a la práctica.

Pero... ¿Por qué funciona este invento haciendo que un soldador que tiene la resistencia diseñada para 125V pueda realizar perfectamente su cometido cuando se conecta a 220 voltios?. ¿Por qué no se quema esa resistencia que está diseñada para una tensión de casi la mitad de voltaje?

La explicación de nuevo la encontramos en el tiempo. Para entenderlo mejor hemos confeccionado una nueva ilustración en la que aparece la forma de onda de la tensión de red de 220V una vez rectificada por el diodo.

Observa que, efectivamente los picos de esos pulsos llegan a 220V (aunque, como hemos dicho antes, en realidad esos picos son de una tensión más elevada), pero esto no significa que la resistencia vaya a saltar en pedazos. Aunque la tensión aplicada sea doble que la de 125V, sin embargo solo está activa la mitad del tiempo que lo haría en caso de aplicarle la senoide completa. La otra mitad está inactiva.

Si admitimos que aproximadamente 125 es la mitad de 220 podemos llegar a la siguiente conclusión; efectivamente, al soldador se le están aplicando unos pulsos de aproximadamente el doble de la tensión para la que fué diseñada su resistencia, pero no es menos cierto que se le aplican solo durante la mitad de tiempo que cuando se conecta a 125V, voltaje este último con el que la resistencia recibe la forma de onda senoidal completa, es decir, con el doble de pulsos.

Resumiendo; con el diodo se le aplica a la resistencia el doble de tensión pero solo la mitad del tiempo. Una cosa compensa perfectamente la otra. Cuando el soldador se conecta a 125V se le aplican a la resistencia 100 pulsos por segundo. Sin embargo, cuando se conecta a 220V (el doble de tensión), la resistencia solo recibirá 50 pulsos por segundo (la mitad). La temperatura generada por la resistencia prácticamente será la misma en uno y otro caso.

COMO IMPLEMENTAR LA CONEXIÓN DEL DIODO
Para poder conseguir nuestro soldador de dos potencias podemos disponer el montaje físico del diodo de varias maneras, dependiendo de los gustos de cada cual y de lo "manitas" que seamos. La primera forma que se nos ocurre, y que vamos a exponeros, es introducir el diodo dentro de un interruptor de cable pasante. El esquema que vamos a usar lo tienes en la siguiente ilustración.

Como puedes ver, en vez de usar un conmutador como en el caso del soldador bitensión vamos a implementar el cambio de potencias con un simple interruptor, colocándolo en paralelo con el diodo.

Cuando el interruptor se encuentra cerrado el diodo no tiene efecto alguno, por lo que el soldador desarrolla una potencia de 30W, suponiendo que su resistencia tuviese esa capacidad.

Sin embargo cuando el interruptor se abre, entonces el diodo se coloca en serie con la resistencia y recorta una de las semiondas de la tensión de red. En éste último caso la resistencia calefactora desarrolla solo la mitad de la potencia, es decir 15W.

Interruptor y diodo se pueden montar perfectamente en el cable de conexión del soldador. El tipo de interruptor de que hablamos, por si no lo conoces, es el que representamos en la foto adjunta.

Lógicamente no hace ninguna falta que sea idéntico a este, basta con que se pueda montar en el cable del soldador y que tenga sitio suficiente en su interior para ubicar al diodo 1N4007.

Si no quieres tocar el cable del soldador puedes usar un pequeño truco para fabricarte un "reductor de potencia" para tu soldador de 30 o 40 watios. Se trata de usar un adaptador de enchufe de red de los que existen en el mercado para conectar a la red de distribución eléctrica aquellos dispositivos que, o bien tienen un conector de enchufe tipo USA, o el conector de enchufe es de los de clavija gruesa.

Como una imagen vale más que mil palabras te ponemos una foto del adaptador al que nos referimos.

La idea es abrir por la mitad dicho adaptador e introducir en su interior el diodo 1N4007, de manera que quede en serie con uno de los conductores del cable de conexión del soldador que conectemos por su parte posterior. Una vez introducido y conectado el diodo procederemos a pegar con un adhesivo adecuado la carcasa del adaptador para dejarlo como estaba en un principio.

En el momento que queramos reducir la potencia de nuestro soldador solo tendremos que usar este "adaptador reductor de potencia" y la resistencia de nuestro soldador calentará la mitad que sin conectar el adaptador.

Habrás de tener un cuidado especial para hacer este trabajo ya que algunos adaptadores son especialmente duros y difíciles de "romper". En última instancia, si ves que esto se te resiste y no te resulta posible llevarlo a cabo, siempre tienes la posibilidad de hacer un pequeño "latiguillo" compuesto de un macho y una hembra de red eléctrica interconectados mediante un conductor de cobre al que se le ha intercalado el diodo 1N4007.

En fin, también es posible que a ti se te ocurra otra manera de hacerlo. Si tienes alguna idea siéntete libre de dejarnos un comentario. Hasta la vista.

 
C O M E N T A R I O S   
Soldador JBC

#3 Abner Pérez » 20-04-2015 16:39

Tengo un soldador JBC modelo 30ST. Este soldador posee internamente un diodo rectificador, por lo que este truco no me sirve. Si utilizo un diodo en una posición, no pasa corriente, y si lo coloco en la posición contraria, pasa toda la corriente. De todas formas me puede ser útil para un calefactor que tengo jejeje gracias

Opinión

#2 ANTONIO » 27-01-2015 23:56

Me encanta.

soldador de temperatura controlada económico

#1 ANTONIO » 27-01-2015 23:30

No entiendo prácticamente nada de todo esto pero me gustaría saber cómo hacer esa pequeña trampa del enchufe para poderlo realizar en mi soldador y así poder bajar los watios.Me encanta este artículo y eso que no entiendo.
Gracias.

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