Tal como dijimos en un artículo que publicamos hace ya unos 8 años, si tuvo la tentación de cargar una batería de níquel-cadmio de 12V a partir de otra batería idéntica, habrá comprobado, sin duda alguna, que dicha misión es imposible de conseguir a pesar de que las tensiones nominales de los depósitos "sean idénticas" y que una de ellas esté completamente cargada.
La razón es bien sencilla: contrariamente a lo que podía pensarse por el valor de su tensión nominal, fijada en 1,2V, un elemento de batería (acumulador) exige una tensión de carga más elevada, próxima a 1,4V por elemento. Por consiguiente, para poder cargarse de forma correcta, una batería de 12V, constituida por 10 celdas, exige una tensión aproximada de 14V.
Para conseguir esta tensión, proponemos el armado de una fuente que incluye un doblador de tensión, basado en el conocido circuito integrado 555. Este circuito genera una señal oscilante de forma de onda cuadrada que hace que la salida en la pata 3 pase alternativamente, entre los estados de masa y 12V.
En el circuito de la figura 1, cuando la pata 3 del 555 está a nivel lógico bajo (conectada a masa), C3 se carga a través de D2 y de D3 hasta que la tensión en sus bornes sea de una magnitud próxima a 12V. Si la pata 3 está a nivel lógico alto (conectada a la tensión de alimentación), la tensión en el punto de unión de C3/D3 pasará a un valor dos veces más grande, puesto que el polo negativo de C3 está ya a 12V y la tensión en los bornes de este capacitor cargado es también de 12V. Note que el diodo D3 está polarizado en forma inversa y se bloquea, mientras estará en estado de conducción, en estas condiciones, C4 debería cargarse con una tensión superior a 12V y llegar en teoría a los 24V. En la práctica, la carga apenas sobrepasa algunos volt la tensión de fuente, que es más de 12V, lo que resulta suficiente para nuestros propósitos.
A la salida del doblador de tensión nos encontramos con un regulador hecho a partir de un transistor NPN con un zener como referencia. Podría colocar un BC548 en lugar del TIP31, dado que la corriente de carga será pequeña, sin embargo, por seguridad, aconsejamos el empleo del transistor de potencia.
Se debe ajustar la tensión de salida por medio de VR1 para que sea levemente superior a los 14V, aunque si viera que en carga no hay corriente, deberá aumentar este valor. Lo ideal sería que con una batería descargada y conectando un amperímetro en serie, la corriente de carga sea del orden de los 10mA a 20mA.
Cabe aclarar que la corriente que deberá entregar la fuente es superior a este valor (llega a unos 25mA) a consecuencia de que el integrado consume corriente.
Cabe aclarar que las baterías empleadas en sistemas de seguridad poseen una capacidad del orden de los 8 ampere/hora lo cual supone que si la cargamos a razón de 10mA/hora tardaría unos 40 días en cargarse totalmente (si estuviera descargada por completo). Sin embargo, esto no ocurre dado que el acumulador se encuentra en condiciones de carga las 24 horas del día. Para baterías de capacidad igual a 500mA/hora, el tiempo de carga sería de aproximadamente igual a un día.
En la próxima edición explicaremos el funcionamiento de una central de alarma microcontrolada de 4 zonas (3 instantáneas y una demorada) a partir del uso de un PICAXE08. A dicha central deberá agregarle un cargador como el que estamos presentando y una fuente de alimentación (para lo cual daremos sugerencias de diseño). Como elemento de aviso podrá utilizar sirenas (daremos un circuito), un discador telefónico, una luz potente, etc. y como sensores podrá elegir entre una gran cantidad de variables. De esta manera, Ud. contará con un sistema de seguridad de buen desempeño con un costo realmente bajo.
