Cerca elctrica para ganadoEste proyecto es un circuito destinado a la implementacin de una unidad electrnica generadora de impulsos de alto voltaje que se conectan a una serie de alambres o cables que forman una cerca elctrica por medio de la cual se mantiene encerrado un lote de ganado en una determinada rea o territorio. Esto se logra por el temor de los animales a recibir los choques elctricos presentes en los alambres.

Aunque los choques parecen fuertes para los seres humanos, para el ganado solamente causaran una molestia debido a su volumen y constitucin. La idea bsica es relativamente sencilla; se tiene una unidad generadora de impulsos elctricos de alto voltaje y corta duracin conectada por un lado a la tierra por medio de electrodos o varillas de tierra y en el otro a un circuito formado por uno o varios alambres aislados que forman la cerca.

En la figura 1 tenemos el diagrama de bloques de la unidad generadora de impulsos o "cerca elctrica" llamada tambin "cargador" o "energizador". Como se puede ver, hay dos generadores de pulsos de bajo voltaje y un bloque de alto voltaje que entrega la seal al alambre de la cerca. En la misma figura podemos ver las caractersticas de los impulsos que se requieren las cuales se han obtenido por medio de diferentes pruebas experimentales como las mas adecuadas para este tipo de aplicacin.

Figura 1

En la figura 2 se muestra el diagrama esquemtico del circuito por medio del cual se logra esta seal.

Figura 2

Teora de funcionamientoLos impulsos se generan inicialmente en una pareja de monoestables contenida en el circuito integrado 556 (doble 555) (IC1) y sus componentes asociados. El primero de ellos genera los pulsos largos (entre 0,5 y 2 seg) y el segundo los pulsos cortos (entre 0,05 y 0,2 seg). El primer circuito pasa su seal al segundo pin desde el pin 5 hacia el pin 8. El tiempo largo esta determinado por la red RC formada por el trimmer de ajuste VR y el condensador C3. El tiempo corto lo determina el circuito por medio de la resistencia R3 y el condensador C4.

Esta seal se lleva por medio de R4 a otro generador de pulsos, un 555 (IC2) de frecuencia mas alta, determinada por R6 y C9, que entrega la seal final de control por el pin 3 a D4 y R8 que manejan la base del transistor de potencia Q1 el cual impulsa el primario de la bobina o transformador elevador de voltaje. El diodo LED D5 se utiliza como monitor de los pulsos de control. Los pulsos de alto voltaje aparecen en el secundario de la bobina final para la cual hemos utilizado una bobina comn de encendido para automvil, un elemento de muy fcil consecucin.

Todo el circuito esta alimentado por una fuente de poder comn con su transformador (T1), puente rectificador (D1), regulador de voltaje (IC3) y condensadores (C1 y C6). El sistema est protegido contra cortocircuitos por dos fusibles (F1 y F2). Si se desea, se puede eliminar la fuente de poder y alimentar el circuito por medio de una batera de automvil de 12V.Estructura de la cerca elctricaLa cerca esta formada por una serie de postes o soportes en los cuales debe ir fijo el alambre o los alambres que se van a energizar. Dependiendo del presupuesto y la disponibilidad, estos postes se utilizan de madera o de concreto y los alambres que llevan energa deben ir aislados con el fin de no descargar los impulsos a tierra a travs de ellos. Este aislamiento se puede realizar por medio de un pedazo de tubo o manguera de PVC, figura 3. Dependiendo del tipo y tamao de los animales, se deben colocar uno, dos o tres alambres.

Figura 3

Un elemento muy importante para un buen funcionamiento del sistema es la conexin a tierra, la cual completa el circuito a travs del cuerpo del animal. Cuando el suelo donde esta el corral electrificado es hmedo por naturaleza solamente se requiere una o dos varillas de tierra. Si el sitio es seco, se debe conectar varillas como se muestra en la figura 3. Estas varillas deben ser preferiblemente de cobre, de acero galvanizado o de tubera galvanizada para agua con un dimetro de 1/2", una longitud de 1,8 mts y estar enterradas por lo menos 1,65 mts. Adems, deben estar interconectadas entre ellas. Para conectarlas al circuito, se utiliza una abrazadera apropiada en la ultima varilla y en la cual se inserta el cable o alambre que va hasta el terminal de tierra de control que debe ser de calibre 12 o 10 AWG.

Antes de conectar la cerca al generador de los pulsos de alto voltaje, mida con un multmetro el aislamiento entre los alambres de cerca y tierra. Realice la medida en una escala de ohmios, iniciando con la mas baja y luego subiendo la escala hasta el mximo valor disponible en el instrumento. Si se detecta algn valor en ohmios, hay una fuga o contacto entre el alambre y tierra y la cerca elctrica no funcionara correctamente. Despus de esta verificacin, conecte un cable flexible aislado calibre 10 o 12 AWG entre el terminal "vivo" o la salida del aparato.Lista de MaterialesResistenciasR1, R4, R8 - 1KR2, R5 - 200R3, R7 - 10KR6 - 4,7KR9 - 1,5KR10, R11 - 3,3M (1/2W)1 trimer de 250K (VR)

CondensadoresC1, C2 - 2200uF/25V electrolticosC3 - 10uF/16V electrolticosC4 - 2,2uF/16V electrolticosC5 - 220uF/16V electrolticosC6, C9 - 0,1uF/50v cermicoC7, C8 - 0,01uF/50V cermico

SemiconductoresD1 - Puente rectificador de 1,5A.D2, D3 - Diodo rectificador de 3A.D4 - Diodo de swicheo IN4148D5 - Diodo led rojo 5mmQ1 - Transistor de potencia 2N3055.

Circuito IntegradoIC1 - Circuito integrado LM556IC2 - Circuito integrado LM555IC3 - Circuito integrado LM7812

VariosT1 - Transformador primario 110/220 sec. 15V 0,5A.T2 - Bobina de encendido para automvil 12V.F1 - Fusible de 1Amp.F2 - Fusible de 1Amp.I1 - Piloto de NenCN1, CN2 - Conectores de tornillo de 2 pines.CN3 - Conector en lnea de dos pines.2 conectores rpidos50 cm Cable AWG 201 cable de alimentacin con enchufe.

CIRCUITO A T14-05-2013 debidoa un error al dibujar el esquema, la R4 y la R7, aparecen conectadasen serie,la conexin correcta es en paralelo, como esta puesto en la lista de componentes.

El error no afecta al funcionamiento del circuito, solo afecta a su rendimiento.

ATENCION MUY PELIGROSO

VERY DANGEROUSLos experimentos con A T no estn exentos de riesgo, debemos tener precaucin, ya que una descarga accidental cuando menos, pude ser una experiencia muy desagradable,incluso hasta la muerte. No manipularemos nunca el terminal de A T (de unos 10KV a 40KV), ni el circuito ya que en el colector del transistor puede haber unos 300V.ATENCIN ESTE CIRCUITO DEBIDO A LA FRECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO. NO ES VALIDO PARA UTILIZARLO EN EXPERIMENTOS EN LOS CUALES PUEDA HABER UN CONTACTO FSICO, COMO ESFERAS DE PLASMA,(PLASMA GLOBE). LAS CONSECUENCIAS PUEDEN SER MUY GRAVESINCLUSO HASTA LA MUERTE. DEBERN ABSTENERSE DE REALIZAR EL MONTAJE TODA PERSONA QUE NO TENGA EXPERIENCIA CON ALTAS TENSIONES. EL AUTOR DEL ARTICULO NO SE HAR RESPONSABLE DE NINGUNA MALA UTILIZACIN DEL MISMO.

Una forma simple de producir ALTA TENSIN (A T) es utilizar una bobina de coche. La A T es utilizada en diferentes aplicaciones como cercas electrificadas para animales, ionizadores y en este caso para experimentar.Con este circuito se puede obtener desde 5mm hasta 20mm de descarga (de unos 10KV a 40KV) variando la tensin de alimentacin.mentacin de 5V a 16V.EL CIRCUITO

El circuito consta de dos partes diferentes oscilador y amplificador. El oscilador esta basado en el CI NE555, que en su salida (terminal 3), variando P1 obtendremos una onda cuadrada entre 60Hz a 260Hz y un 50% de ancho de pulso. La frecuencia del oscilador se pude modificar segn necesidad variando los valores de R2 y C4, pero sin pasarnos de un 1 Khz, ya que la bobina no esta diseada para funcionar a frecuencias elevadas.El amplificador de potencia consta de dos pasos un previo el T2 y el T1 un transistor darlington NPN de potencia de la serie BU. Este transistor puede manejar una intensidad de 7A y tensin EC de 450V. Para evitar posibles picos de tensin muy elevados que destruyeran el T1, entre colector y masa conectamos un varistor .

LISTA DE COMPONENTESR1,R3,R6=1K 1/4WR2=2K2 1/4WR4=220+5601W en paralelo.R5=470 1/4WP1=10K LINVR1=VARISTOR S20K275C1=100MF 25V ELECC2=0.1MF 275V X2( MEJOR 1KV)C3=470MF 25V ELECC4=1MF 25V ELECC5,C6= 0.1MFIC1=NE555T1=BU522BT2=BC639D5=BY251D6=1N4007DLR=DIODO LED ROJO 5M.MTF1= TRANSFORMADOR A T DE COCHE BOSCH 1 220 522 011 O SIMILAR.RADIADOR DE CALOR,MICA,CEPARADOR Y TORNILLO PARA BU522B.

EN LA PRACTICA

Como podemos apreciar en la fotografa, la punta de descarga esta conectada directamente al terminal negativo de la fuente de alimentacin.

ESQUEMA DEL CERCADOPara utilizar este circuito para cerca electrificada, debemos limitar las descargas de unos 5 a 6mm de arco a - masa y ms o menos de una descarga cada 4 segundo.Generador de alta tensin

Este dispositivo, que bien podramos llamarlo una bobina de efecto tesla de estado slido, permite obtener hasta 40000 voltios partiendo de 24Vca. El equipo se alimenta de la red elctrica aunque de forma aislada ya que el primer transformador (de 220 a 24) asla la red al tiempo que reduce la tensin de entrada.

Usamos en esta oportunidad un fly-back viejo obtenido de un televisor en desuso. Es mejor utilizar uno del tipo primitivo, sin triplicador ni diodo de alto voltaje. Este tipo de transformadores originalmente permitan obtener tensiones del orden de los diez mil voltios fcilmente.Primero deberemos deshacer el primario original del fly-back y construir sobre el ncleo el nuevo. Si el fly-back tiene todo un recubrimiento plstico es indicio de triplicador incorporado, en cuyo caso nos convendra conseguir otro mas antiguo.El bobinado de potencia (formado entre los puntos C y D) est compuesto por diez espiras de alambre AWG18 con una toma central (o sea, cinco espiras, la toma central y otras cinco espiras mas).El bobinado de control (formado entre los puntos A y B) est compuesto por cuatro espiras de alambre AWG22 con una toma central (lo que sera igual a dos espiras, la toma central y otras dos espiras mas).Los transistores debern estar debidamente disipados trmicamente a fin de evitar problemas por sobre temperatura. Las resistencias son de calentar mucho, as que a no asustarse si queman.Podemos convertir este dispositivo en porttil tan solo reemplazando la fuente de CA-CC por dos bateras de auto en serie.Es posible colocar un triplicador de TV en la salida para multiplicar la tensin obtenida.Chispa sin triplicador

Chispa con triplicador

Otra prueba interesante es tomar un tubo fluorescente con la mano y acercarse de a poco al fly-back. Mucho antes de hacer contacto la electricidad esttica har que el tubo brille con fuerza.