Una vez acabado el Geiger AN-1 construido con materiales reciclados, a igual que un pequeño Frankenstein, me he propuesto montar otro circuito algo más elaborado, pero que a la vez tenga menos componentes y resulte más manejable y fácil de montar.
La idea es diseñar una fuente conmutada utilizando componentes más actuales. El circuito, que se muestra a continuación es sencillo, ya que los únicos elementos activos (aparte de los diodos) son un integrado 4093, del que la fuente sólo utiliza dos de las cuatro puertas, un Mosfet de potencia y un humilde BC237.
Esquema de la fuente conmutada para el Geiger AN-2
El oscilador propiamente dicho está formado por la segunda puerta Schmitt-NAND, donde el condensador de 10 nF y el conjunto de de la resistencia variable de 100 K con los dos diodos en antiparalelo establecen la duración del impulso y del espacio intermedio, siendo el primero de unos ellos de unos 10 microsegundos. Su salida ataca directamente un Mosfet que actúa a conmutación sobre un transformador de relación 1:10, con 40 espiras en el primario y 400 en el secundario.
La rectificación y el filtro no tienen más secretos. El rectificador que estoy usando es el diodo rápido BYV26E, que es algo justo para la tensión máxima, pero aguantará bien a las tensiones que habitualmente funcionará el circuito, de 500-700 Volts.
La estabilización de tensión actúa mediante el divisor resistivo 90-5 Megahomios, cuya salida variable polariza un zener de 47 volts. En el momento en que la tensión final supera el punto especificado, la corriente atraviesa el zener, polariza el transistor BC237, que aquí actúa sólo como inversor, y baja la tensión de las entradas de la primera puerta NAND, subiendo de golpe la salida, que al polarizar positivamente las entradas del oscilador, lo detiene hasta que la tensión baja del punto especificado.
En conjunto, este oscilador funciona suministrando al transformador trenes de impulsos de mayor o menor duración de acuerdo a lo que se necesite para mantener la tensión final en el punto elegido. Este tipo de regulación ha demostrado una estabilidad excelente, especialmente si se mantiene el ajuste por debajo de 1.200 Volts, tensión en la cual el oscilador ya va a tope y por tanto no le queda margen para controlar. Las pruebas efectuadas partiendo de 9 volts de alimentación y bajando dicha tensión para ver hasta donde se mantenía la salida dentro del 2%, han arrojado los siguientes valores:
Tension.......consumo.........Para estabilidad 2 %
de salida........mA..............alimentación hasta:
400...............2.................4 V
500...............2,2..............4 V
600...............2,4..............4 V
700...............2,6..............4 V
800...............2,9..............4 V
900...............3,2..............6,5 V
1000..............3,6.............7,2 V
De ello se desprende que para salidas de 700-800 volts. más que suficientes para casi cualquier tipo de tubo Geiger, para este circuito podríamos utilizar sin problemas tensiones de alimentación de incluso 4,8 volts, manteniendo un buen margen de regulación.
El circuito anterior montado sobre una placa experimental, entregando 809 volts y consumiendo sólo 3,5 mA a 9 Volts. (la medida del tester digital ha de multiplicarse X10 ya que está conectado a través de una sonda de MAT)
En esta segunda imagen se ve el circuito de prueba montado, dando una salida de 809 volts (la medida del tester digital está dividida por 10 por la sonda de alta tensión visible en la parte derecha de la pantalla), mientras el tester analógico está indicando un consumo de 2,8 miliamperios, al que habría que restar algo menos de 1 por el efecto de la carga de la propia sonda.
Pueden verse también varios transformadores. El primero de ellos por la izquierda es original, me refiero a que no está rebobinado, y lo saqué de una placa de una centralita telefónica. No conozco el número de espiras del primario y secundario, pero conectado da hasta 700 Volts de continua, lo cual estaría bien para la mayoría de los tubos Geiger actuales. El resto de transformadores, hasta un total de cuatro, los he bobinado a mano sobre núcleos de inductancias de filtro aprovechadas de las placas de viejos monitores de ordenador, de las que tengo un buen surtido.
El primario es de 40 espiras de hilo de 0,2 mm, mientras el secundario son 400 espiras de hilo de 0,05 mm. en uno de ellos y de 0,1 en los demás, ya que he apreciado un mejor funcionamiento con este último hilo y es mucho más fácil de manipular sin romperlo que el "hilo de araña" de 50 micras. En todo caso, para devanar estos minitransformadores no he tardado más de quince minutos para cada uno de ellos.
En las pruebas efectuadas con el mismo circuito, no ha habido grandes diferencias entre ellos, tal vez unos 100 volts en la tensión máxima y un consumo más favorable en pocos miliamperios, pero todos podrían montarse sin problemas en el circuito definitivo.
En general he intentado utilizar núcleos en que la forma de sujeción tuviera divisiones, ya que de esta forma me evito el tener que aislar el bobinado cada pocas capas, teniendo, eso sí, la precaución de proteger con un pequeño trozo de celo el hilillo que va hasta el centro de la bobina, puesto que irá tocándose con toda la bobina a medida que esta crezca y por tanto su aislante estará sometido a una creciente diferencia de potencial.
Los núcleos de ferrita los he podido despegar calentándolos con el soldador, y todos excepto uno, han salido de una pieza.
Bobinando uno de los transformadores sobre un núcleo de un filtro de alimentación reciclado
El minitransformador acabado. Obsérvese el tamaño respectivo con con mis dedos
También he realizado bastantes pruebas con otros componentes, ya que mi intención es que este circuito pueda montarse sin la dificultad de hallar componentes especiales. En los transistores, por ejemplo, en vez del BC237 puede montarse cualquier cosa que sea NPN y de señal, y el punto que preveía más conflictivo; el transistor de potencia, ha aceptado los seis o siete tipos distintos que he probado. Ha funcionado a la perfección con un IRF 630, a pesar de que su tensión Vdg es de sólo 200 volts ( de hecho también ha ido bien un BUK 455, aunque sus 100 escasos voltios me han aconsejado prescidir de él. He probado también un IRF 740 y un 830. Y también un pequeño Mosfet tipo SMD de tipo D2NC6 (600 volts, 2 Amp), que consigo en abundancia de reactancias de fluorescente defectuosas Philips y Osram.
La última prueba la he efectuado con algo distinto, con un IGBT, también de montaje superficial y que también consigo de las mismas reactancias de fluorescente, el 2N60C3, de 600 Volts y 24 Amp, y debo decir que posiblemente es el que se porta mejor, con un consumo del circuito de 1,5 mA con salida estabilizada y ajustada a 500 Vcc, y sólo 3,5 mA con la salida ajustada a 1.000 Volts.
Algunos de los componentes "críticos" utilizados (que han demostrado no serlo en absoluto)
En la foto anterior, cinco de los transformadores utilizados, los tres de la derecha, bobinados por mí. Y debajo de ellos, de izquierda a derecha, un IRF 740, un IRF 630, un IGBT 2N60C3 y un mosfet SMD D2NC6
En resumen, el circuito se muestra estable y su consumo es menos de 1/15 parte del que utilicé en mi Geiger AN-1, derivado de una reactancia de fluorescente de emergencia. La otra ventaja es que me quedan dos puertas NAND libres en el integrado 4093, las cuales pienso utilizar para el amplificador de las señales del tubo Geiger, para su salida de audio y para la representación con un instrumento indicador... pero eso, así como la caja de montaje, ya se verá en las próximas entregas.
Un saludo a todos
La idea es diseñar una fuente conmutada utilizando componentes más actuales. El circuito, que se muestra a continuación es sencillo, ya que los únicos elementos activos (aparte de los diodos) son un integrado 4093, del que la fuente sólo utiliza dos de las cuatro puertas, un Mosfet de potencia y un humilde BC237.
Esquema de la fuente conmutada para el Geiger AN-2
El oscilador propiamente dicho está formado por la segunda puerta Schmitt-NAND, donde el condensador de 10 nF y el conjunto de de la resistencia variable de 100 K con los dos diodos en antiparalelo establecen la duración del impulso y del espacio intermedio, siendo el primero de unos ellos de unos 10 microsegundos. Su salida ataca directamente un Mosfet que actúa a conmutación sobre un transformador de relación 1:10, con 40 espiras en el primario y 400 en el secundario.
La rectificación y el filtro no tienen más secretos. El rectificador que estoy usando es el diodo rápido BYV26E, que es algo justo para la tensión máxima, pero aguantará bien a las tensiones que habitualmente funcionará el circuito, de 500-700 Volts.
La estabilización de tensión actúa mediante el divisor resistivo 90-5 Megahomios, cuya salida variable polariza un zener de 47 volts. En el momento en que la tensión final supera el punto especificado, la corriente atraviesa el zener, polariza el transistor BC237, que aquí actúa sólo como inversor, y baja la tensión de las entradas de la primera puerta NAND, subiendo de golpe la salida, que al polarizar positivamente las entradas del oscilador, lo detiene hasta que la tensión baja del punto especificado.
En conjunto, este oscilador funciona suministrando al transformador trenes de impulsos de mayor o menor duración de acuerdo a lo que se necesite para mantener la tensión final en el punto elegido. Este tipo de regulación ha demostrado una estabilidad excelente, especialmente si se mantiene el ajuste por debajo de 1.200 Volts, tensión en la cual el oscilador ya va a tope y por tanto no le queda margen para controlar. Las pruebas efectuadas partiendo de 9 volts de alimentación y bajando dicha tensión para ver hasta donde se mantenía la salida dentro del 2%, han arrojado los siguientes valores:
Tension.......consumo.........Para estabilidad 2 %
de salida........mA..............alimentación hasta:
400...............2.................4 V
500...............2,2..............4 V
600...............2,4..............4 V
700...............2,6..............4 V
800...............2,9..............4 V
900...............3,2..............6,5 V
1000..............3,6.............7,2 V
De ello se desprende que para salidas de 700-800 volts. más que suficientes para casi cualquier tipo de tubo Geiger, para este circuito podríamos utilizar sin problemas tensiones de alimentación de incluso 4,8 volts, manteniendo un buen margen de regulación.
El circuito anterior montado sobre una placa experimental, entregando 809 volts y consumiendo sólo 3,5 mA a 9 Volts. (la medida del tester digital ha de multiplicarse X10 ya que está conectado a través de una sonda de MAT)
En esta segunda imagen se ve el circuito de prueba montado, dando una salida de 809 volts (la medida del tester digital está dividida por 10 por la sonda de alta tensión visible en la parte derecha de la pantalla), mientras el tester analógico está indicando un consumo de 2,8 miliamperios, al que habría que restar algo menos de 1 por el efecto de la carga de la propia sonda.
Pueden verse también varios transformadores. El primero de ellos por la izquierda es original, me refiero a que no está rebobinado, y lo saqué de una placa de una centralita telefónica. No conozco el número de espiras del primario y secundario, pero conectado da hasta 700 Volts de continua, lo cual estaría bien para la mayoría de los tubos Geiger actuales. El resto de transformadores, hasta un total de cuatro, los he bobinado a mano sobre núcleos de inductancias de filtro aprovechadas de las placas de viejos monitores de ordenador, de las que tengo un buen surtido.
El primario es de 40 espiras de hilo de 0,2 mm, mientras el secundario son 400 espiras de hilo de 0,05 mm. en uno de ellos y de 0,1 en los demás, ya que he apreciado un mejor funcionamiento con este último hilo y es mucho más fácil de manipular sin romperlo que el "hilo de araña" de 50 micras. En todo caso, para devanar estos minitransformadores no he tardado más de quince minutos para cada uno de ellos.
En las pruebas efectuadas con el mismo circuito, no ha habido grandes diferencias entre ellos, tal vez unos 100 volts en la tensión máxima y un consumo más favorable en pocos miliamperios, pero todos podrían montarse sin problemas en el circuito definitivo.
En general he intentado utilizar núcleos en que la forma de sujeción tuviera divisiones, ya que de esta forma me evito el tener que aislar el bobinado cada pocas capas, teniendo, eso sí, la precaución de proteger con un pequeño trozo de celo el hilillo que va hasta el centro de la bobina, puesto que irá tocándose con toda la bobina a medida que esta crezca y por tanto su aislante estará sometido a una creciente diferencia de potencial.
Los núcleos de ferrita los he podido despegar calentándolos con el soldador, y todos excepto uno, han salido de una pieza.
Bobinando uno de los transformadores sobre un núcleo de un filtro de alimentación reciclado
El minitransformador acabado. Obsérvese el tamaño respectivo con con mis dedos
También he realizado bastantes pruebas con otros componentes, ya que mi intención es que este circuito pueda montarse sin la dificultad de hallar componentes especiales. En los transistores, por ejemplo, en vez del BC237 puede montarse cualquier cosa que sea NPN y de señal, y el punto que preveía más conflictivo; el transistor de potencia, ha aceptado los seis o siete tipos distintos que he probado. Ha funcionado a la perfección con un IRF 630, a pesar de que su tensión Vdg es de sólo 200 volts ( de hecho también ha ido bien un BUK 455, aunque sus 100 escasos voltios me han aconsejado prescidir de él. He probado también un IRF 740 y un 830. Y también un pequeño Mosfet tipo SMD de tipo D2NC6 (600 volts, 2 Amp), que consigo en abundancia de reactancias de fluorescente defectuosas Philips y Osram.
La última prueba la he efectuado con algo distinto, con un IGBT, también de montaje superficial y que también consigo de las mismas reactancias de fluorescente, el 2N60C3, de 600 Volts y 24 Amp, y debo decir que posiblemente es el que se porta mejor, con un consumo del circuito de 1,5 mA con salida estabilizada y ajustada a 500 Vcc, y sólo 3,5 mA con la salida ajustada a 1.000 Volts.
Algunos de los componentes "críticos" utilizados (que han demostrado no serlo en absoluto)
En la foto anterior, cinco de los transformadores utilizados, los tres de la derecha, bobinados por mí. Y debajo de ellos, de izquierda a derecha, un IRF 740, un IRF 630, un IGBT 2N60C3 y un mosfet SMD D2NC6
En resumen, el circuito se muestra estable y su consumo es menos de 1/15 parte del que utilicé en mi Geiger AN-1, derivado de una reactancia de fluorescente de emergencia. La otra ventaja es que me quedan dos puertas NAND libres en el integrado 4093, las cuales pienso utilizar para el amplificador de las señales del tubo Geiger, para su salida de audio y para la representación con un instrumento indicador... pero eso, así como la caja de montaje, ya se verá en las próximas entregas.
Un saludo a todos
Última edición:
, estas en argentina rey?
