miércoles, 29 de agosto de 2012

Calienta Puños Casero con control de temperatura para la moto

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Introducción

Hay varios tutoriales que explican como armar un calienta puños de moto, este además explica como construir la electrónica para tener un control de temperatura y un sistema de protección de voltaje.

El calienta puños es básicamente un alambre de nicrom, que se instala debajo de los puños de la moto, y al conectar los extremos del alambre a los 12v de la bateria, el alambre se calienta.
Lo mas recomendado para su instalación es utilizar un relay de 12v de salida doble, con un fusible para cada puño y otro fusible para la alimentación del relay, y finalmente un interruptor de encendido y apagado.

Ahora, que pasa si queremos tener un control de temperatura?

Una opción es utilizar una llave de 3 posiciones (apagado, alta y baja) y conectar una resistencia en la posicion de baja para reducir el voltaje y como consecuencia, reducir la temperatura del nicrom, Si bien esto funciona, el consumo en baja no es eficiente, es decir que gastamos mucha mas batería de la que necesitamos.

La otra opción para regular la temperatura, es utilizar el controlador que se detalla en este tutorial, el cual se encarga de prender y apagar automaticamente el relay del calienta puños a intervalos regulables con un potenciometro para ir manejando la temperatura deseada, no solo es mas eficiente en consumo, sino que tenemos un rango muy amplio de seleccion de temperatura.

El controlador tiene, ademas del control de temperatura, un sistema de protección de voltaje, para evitar quedarnos sin bateria por culpa del calienta puños y funciona de la siguiente manera:
Cuando el voltaje de la bateria cae por debajo de los 11v, el relay que alimenta al calienta puños se apaga y deja de funcionar hasta que el voltaje no vuelva por encima de los 12v.

Tanto el voltaje de corte (11v) como el de recuperación (12v) son configurables con dos tornillitos (presets)

Construcción del Calienta Puños

Lo primero es conseguir el alambre de nicrom, yo compre alambre de 0.45mm de espesor yo le instale 1 metro en cada puño. Esto implica un consumo aproximado de 1.7 Amperes por puño (40 watts totales en maxima potencia).

Cuanto mas largo sea el nicrom, menor va a ser el consumo y la temperatura. Hay gente que le pone metro y medio o mas, pero yo quería algo bien pulenta, ya que de querer bajar la temperatura tengo el controlador.

Primero hay que cortar un metro del alambre de nicrom, y en cada extremo empalmarlo con un cablecito, no van a poder soldarlo, ya que el estaño no se pega al nicrom, yo lo que hice fue lo siguiente:

Primero enrollo dos vueltas del alambre de nicrom en la cobertura de goma el cable para que quede bien agarrado, y luego voy enrollando el alambre de nicrom sobre el cable de cobre:

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Despues con termocontraible cubro la union:

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aplicar calor o fuego al termocontraíble y apretar bien fuerte el termocontraible en el extremo del nicrom para que lo sujete (yo en esta foto no lo hice, y queda como suelto el alambre, mejor es apretarlo mientras el termocontraible esta aun caliente)

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una vez terminado tienen que tener 1 metro de nicrom con un cablecito amarrado en cada extremo (obviamente, hagan 2 piezas de estas.. una para cada puño)

Despues tienen que sacarle los puños a la moto y se encuentran con el caño, el cual tienen que forrar con cinta de pintor, yo de cagón le di dos vueltas de cinta en cada puño, y una vez que queda bien recubierto le ponen barniz a la cinta de pintor, queda algo asi:

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Esperan que seque bien bien el barniz y no hagan como yo, que seguí adelante con el barniz aun pegajoso, y despues tuve que sacar todo y empezar de nuevo.

Una vez seco el barniz, doblan el nicrom por la mitad, dejando medio metro de cada lado, y pegan con la gotita ese punto medio del nicrom en el extremo exterior del puño, esto les facilita enrollar el nicrom sin que se corra.

Cuando enrollen el nicrom, dejenlo un poquito tirante, que no quede suelto, y apliquenle la gotita en cada vuelta del nicrom para que quede bien en su lugar

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Este es un buen momento para probar el funcionamiento, agarren cada extremo de uno de los puños y conectenlo al positivo y negativo de la bateria... el nicrom deberia empezar a calentar.
verifiquen que andan ambos puños antes de continuar.

Cuando ya esté montado el nicrom y sabemos que anda bien, vuelven a cubrir todo con otras 2 capas de cinta de pintor, y de nuevo a barnizar y esperar un par de dias que seque bien (a mi me tardo 4 o 5 dias con la humedad que habia!)

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Los cablecitos que salen del nicrom los envolvemos en termocontraible para que quede bien prolijo.

Algo importante es tambien poner cinta aisladora (la de PVC) en el extremo del puño, tipo una arandela, para evitar que haga contacto el nicrom o los cables con el cromado:

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en el lado del acelerador tienen que dejar un poco del cable libre, para que al girar el acelerador no tironée del cable, aca se ve en detalle en la foto como es el tema:

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Los puños pueden costar volverlos a poner en su lugar (no intenten hacerlo con el barniz fresco ni pegajoso! van a hechar a perder todo lo que hicieron al momento si se apuran)

Ya seco el barniz, lo que yo hice fue untarlo un poco con vaselina, con muy poquito ya alcanza, no lo embadurnen todo, solo lo minimo para que entre.

fijense de no estrangular el cable y que el acelerador se mueva libremente sin friccionar sobre los cables, que corra libre.

podemos volver a probar que ande el nicrom con los puños colocados para ver si todo funciona bien, tengan paciencia que tarda unos largos minutos en tomar alta temperatura.

Y tambien pueden notar que el acelerador les calienta un poco mas que el otro puño, esto es porque el grosor de la goma del puño del acelerador es un poco mas finito que el otro (al menos en mi jawa 300-9 lo es)

 

Construcción del controlador

Para fabricar el controlador, se necesita algo de experiencia en electrónica y construcción de circuitos impresos doble cara (Este tutorial no explica paso a paso estos temas)

Primero que nada, tienen que descargar el PCB del controlador, está preparado para imprimir en tamaño A4 a 600dpi. La placa es de 76mm de ancho por 47mm de alto, el cual encaja perfecto en los gabinetes plasticos de 8x5c

Descargar PCB

El diagrama del PCB esta armado de tal forma que pueden doblar la hoja impresa, viendo a trasluz que queden bien alineadas las pistas, para meter luego la placa virgen en el medio tipo sandwich, y queda lista para planchar.

Usen el método de construcción de PCB que mas les guste, yo utilice la impresion en toner y lo transferí a la placa con una plancha, repasando algunas pistas con marcador indeleble y luego atacada con percloruro férrico. 

Una vez que tengan la placa ya lista, verifiquen la continuidad de todas las pistas con un multimetro, verificando que no hayan pistas en corto ni pistas cortadas.

A continuación, el listado de componentes:

Cantidad Tipo Valor Ref
2 Bornera de 2 pines   BAT, RELAY1
3 Capacitor Cerámico 10nF C1, C3, C6
1 Capacitor de Tantalio  4.7uF / 25V C2
1 Capacitor Electrolítico 47uF / 25V C4
1 Capacitor Electrolítico 220uF / 25V C5
1 Diodo Zener 1N4737 7v5 D1
3 Diodo 1N4148   D2, D3, D4
1 Tira de pines 2.54mm p2, p5, p6, ledB1, ledG1, ledR1, pot1, SWITCH
2 Transistor BC337A   Q1, Q2
2 Resistencia 33k R1, R14
2 Resistencia 8.2k R2, R13
2 Preset de 15 o 25 vueltas 10k R3, R6
1 Resistencia 22k R4
1 Resistencia 15k R5
1 Resistencia 270 R7
3 Resistencia 1k R8, R12, R15
3 Resistencia 10k R9, R10, R11
2 Timers NE555N   U1, U2
1 Led 5mm Rojo    
1 Led 5mm Verde    
1 Led 5mm Azul    
1 lnterruptor DPDT    
1 Potenciometro Lineal 100K Ohm  

aca esta la grafica de referencia para saber en que posicion va cada componente.

IMPORTANTE: planifiquen bien que componentes van a soldar primero, porque los ne555n son muy dificiles de acceder con el soldador cuando tienen todo el resto ya soldado.

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Cableado de los pines del PCB

Algo que no esta detallado en el esquema de arriba son los componentes que van conectados a cada  tira de pines, aca se describe dicho cableado:

  • ledR1 = Led Rojo de 5mm
  • ledG1 = Led Verde de 5mm
  • ledB1 = Led Azul de 5mm
  • pot1   = potenciometro lineal de 100k
  • switch = interruptor DPDT (tiene 3 posiciones: ON-OFF-ON y un total de 6 pines)

Los leds tienen que conectarlos respetando la polaridad que indica el grafico (positivo arriba)

El potenciometro, no importa la polaridad, alcanza con conectar el pin central y cualquiera de los laterales.

El interruptor DPDT tienen que conectarlo haciendo coincidir los pines 1, 2 y 3 del diagrama de arriba con el siguiente esquema de:

Aclaro por si no se entiende:

el DPDT tiene 2 entradas (a,b) y 4 salidas (c,d,e,f)

las salidas c y d corresponden a la entrada a
las salidas e y f corresponden a la entrada b

- tienen que dejar "c" al aire libre sin conectarle nada
- tienen que hacer un puente entre d,e,f y de ahi un cable que va al pin 1
- despues un cable de la entrada "b" al pin 2
- y por ultimo un cable de la entrada "a" al pin 3

para probar si lo cablearon correctamente al DPDT:

  1. Cuando el interruptor esta apagado, no hay contacto entre 1, 2 y 3... todos los pines quedan sin contacto entre ellos
  2. Cuando esta en una de las posiciones de encendido (en ALTA) deberia haber contacto entre el pin 1 y el pin 2 unicamente (quedando el pin 3 sin contacto)
  3. Cuando esta en la otra posicion de encendido (en BAJA) quedan todos los pines en contacto entre si (1, 2 y 3)


La controladora ya armada:

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En la foto le falta el capacitor C2 del diagrama y tiene algunas minimas variaciones en las pistas, porque es un diseño mas viejo, pero es 99% identico al que detalla el tutorial.

solo queda conectar la bateria a la bornera "BAT" (respetando la polaridad! no vayan a quemar el circuito por favor!) y el conectar los pines 85 y 86 del relay (que corresponden a la bobina del relay) a la bornera "RELAY1" (sin importar la polaridad).

Para que quede bien claro, aca esta el esquema completo de conexiones:

cableado-600

Funcionamiento del Controlador

El interruptor tiene 3 posiciones: alta, baja y apagado.
En alta, el relay queda encendido todo el tiempo (luz roja encendida)
En baja, el relay se prende y se apaga a intervalos. (alterna entre luz roja y luz verde)

Por ultimo, cuando el voltaje de bateria es muy bajo se apaga el relay y se enciende la luz azul, y cuando el voltaje se recupera a un valor saludable se apaga la luz azul y continua el funcionamiento normal del relay.

Con el potenciometro lo que hacemos es ajustar cuanto tiempo se pasa “apagado” el relay por cada ciclo (va de 1 a 18 segundos). El tiempo que se mantiene encendido es fijo.. de esta manera tenemos un control entre el 15% al 85% de potencia mas o menos.

Calibración del Controlador

En la placa tenemos 3 pines que estan indicados en el diagrama como:

P2, P5 y P6.

Supongamos que queremos configurar 11v como voltaje de corte y 12.5v como voltaje de recuperación, tenemos que hacer lo siguiente:

alimentamos al controlador con 12.5v exactos y con un tester medimos el voltaje que le llega a P5. Luego medimos el voltaje de P6 y ajustando el preset R3 hacemos que el voltaje de P6 llegue al mismo valor que tenia P5.

Alimentamos ahora el controlador con 11v exactos y con tester medimos P2, ajustando el preset R6 hasta que P2 tenga exactamente la mitad del voltaje que tenia P5.

Y listo! ya esta calibrado el controlador, va a cortar solo cuando caiga el voltaje por debajo de 11, y recupera por encima de 12.5v

 

Cualquier duda que tengan, pregunten nomas!