¿Cortocircuitar condensadores usando un transistor?

Introducción

En primer lugar, me gustaría informarles que soy un principiante en electrónica, por lo que algunas de las cosas que digo pueden estar muy equivocadas.

Lo que quiero hacer es un 'generador de chispas' para encender algunos gases en un proyecto de química.

Me he estado divirtiendo un poco cortando un mini banco de condensadores y viendo la chispa que produce. Ahora quiero incluir un interruptor remoto para poder descargarlos a distancia.

He decidido usar un transistor controlado por un Arduino Uno (Arduino está controlado por el módulo nrf24l01) .

Circuito

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Lo siento si el dibujo de mi circuito es malo, aquí hay una descripción escrita si lo prefiere:

  • los capacitores son de 35v (solo los cargo a 12v) 1000uF y son 5 en paralelo entre si
  • El pin de E/S de arduino se conecta a una resistencia de 500 ohmios, que se conecta al pin base del transistor
  • el pasador del colector del transistor está conectado al condensador +
  • El pin del emisor del transistor está conectado al condensador.
  • la tierra de arduino también está conectada al capacitor- (¡ NO LO HE PROBADO! ) -

He hecho cables separados para cargarlos. Esencialmente, he cargado condensadores conectados a un interruptor de transistor que está controlado por un arduino.

Esto es con lo que necesito ayuda

Previamente a hacer este circuito lo había probado sin tierra de arduino conectado al capacitor-. No funcionó, que es lo que me llevó a conectar la tierra de arduino al condensador. Me preocupa que un cortocircuito en el banco de capacitores en realidad solo lo arroje todo a la tierra de arduino y lo freír. Tuve la tentación de probarlo, pero vine aquí para que alguien más informado me tranquilizara. Gracias

¡¡Bienvenido!! Solo quería señalar que hay un editor de circuitos en este sitio al que puede acceder mientras redacta su pregunta.
Parece que todos los principiantes ponen los NPN en el lado alto. No estoy seguro de por qué es así, pero necesitaría que su transistor esté en el lado bajo si quiere que suceda algo en este circuito.
Esto no generará una chispa. Probablemente necesitará usar algún tipo de transformador elevador conectado a un espacio de chispa para crear una chispa.
Probablemente una bobina de encendido y una bujía de un motor pequeño.
@Felthry Hola, ¿podría explicar por qué tiene que estar en el lado bajo? Intenté buscarlo pero sigo sin entender. Según tengo entendido, si el transistor está en el lado bajo, ¿consume menos energía? No estoy seguro de si eso es lo que sucede, pero si es así, ¿cómo funciona eso? Solo como una suposición descabellada, ¿habría una caída de voltaje en el lugar donde se enciende (podría intentar colocar un trozo delgado de cable en su lugar) y, por lo tanto, hay menos voltaje en el transistor? Pero si ese fuera el caso, ¿no sería lo mismo que si pusiera el transistor en el lado alto ya que todo tiene que fluir en el mismo camino? Lo siento si nada de esto es correcto

Respuestas (2)

Compuse esta respuesta antes de que publicaras tu esquema. En lo que dibujó, el transistor permanecerá en el modo activo y no se comportará como un interruptor. Esto es lo que pensé que estabas describiendo:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

A menos que el transistor explote (lo cual es muy probable), el Arduino estaría a salvo. En el peor de los casos, estaría bombeando alrededor de 20 mA en los diodos de protección del microcontrolador Arduino, ya que la corriente estará limitada por su resistencia. No es recomendable, pero no está mal.

Pero esta idea no funcionará. La razón por la que obtiene la chispa cuando corta los terminales a mano es porque está colocando una impedancia muy pequeña muy rápidamente en un dispositivo que básicamente no tiene limitación de corriente. Esto vaporiza la diminuta región de metal que inicia el contacto que vaporiza e inicia el plasma que se puede ver como una chispa a medida que el resto de la carga se disipa a través de él.

Si logra que el transistor cambie lo suficientemente rápido (poco probable, ya que entran en juego varios parásitos que reducirán la velocidad de descarga), lo que obtendrá es toda esta corriente calentando el transistor, posiblemente hasta el punto de falla.

Con esta idea, la única forma que veo de generar una chispa sería con un cable muy delgado (básicamente un fusible de bajo valor) en serie con su capacitor y transistor. El fusible se quemará (si el transistor no lo hace), al igual que el metal en el punto de contacto.

Para poder obtener una chispa a través de un espacio fijo, debe generar altos voltajes. No altas corrientes.

Gracias por la respuesta Edgar. Si entiendo correctamente, el transistor está consumiendo parte de la energía y es por eso que se está calentando. ¿Sería yo una mejor opción? También estaba pensando en intentar usar un cable delgado para que actuara como mi encendedor, ¡así que me alegro de que también lo hayas mencionado!
@Bureto no, un relé será una opción mucho peor ya que producirá la chispa en él, lo que puede provocar que los contactos del relé se fusionen.
Esto tampoco producirá una chispa. Para obtener una chispa en el aire, debe generar una fuerza de campo eléctrico mayor que el valor de ruptura del aire. En términos generales, esto significa que debe abrir físicamente un circuito en el que fluya corriente, O debe aplicar un alto voltaje al primario de un transformador elevador o un autotransformador. Si usa un transistor para abrir un circuito, pero no hay espacio de aire, solo tendrá una conducción de avalancha (y posiblemente destrucción) de su transistor. Lea acerca de la ignición automotriz.

Cortar los condensadores no es la mejor solución para la generación de chispas; generalmente se hace usando un convertidor elevador o algún otro generador de alto voltaje, como el generador marx. Busque los esquemas de los encendedores eléctricos.

Sin embargo, con respecto a la pregunta exacta que ha hecho: casi toda la corriente fluirá a través del transistor, a arduino no debería importarle mucho. Pero le recomiendo encarecidamente que agregue un optoacoplador entre la base del transistor y el pin de salida de arduino.

Hola xx, gracias por la información. Con respecto a los generadores de alto voltaje (por ejemplo, el encendedor eléctrico del que habla), ¿serían letales al tocarlos? Pedí esto y estoy esperando que lleguen mis baterías 18650. Solo curiosidad ya que no quiero trabajar con algo peligroso con lo que no estoy familiarizado. Además, si no te importa, ¿para qué sirve el optoacoplador? Puedo intentarlo, y si no funciona, intentaré lo otro. Gracias por la ayuda :)
Eso podría darle una "sorpresa", pero no es probable que sea fatal, no es tan poderoso como un módulo de pistola eléctrica como aliexpress.com/item/zap/1244823231.html
@Bureto, el optoacoplador desacopla el pin de la base del transistor, por lo que, en caso de falla del transistor, no fluirá corriente hacia el pin. Además, siempre hay una oportunidad de acoplamiento de capacitancia, por lo que sin el optoacoplador, el voltaje de chispa rápido podría hacer que el voltaje del pin se ondule, tal vez un poco, tal vez mucho, tal vez mate el uC a bordo del PCB Arduino.
@Bureto respecto a la peligrosidad de los encendedores: hay circuitos seguros y hay peligrosos. Depende del límite de corriente de salida; el generador Marx, por ejemplo, puede matarlo fácilmente, mientras que un convertidor de 5v a 500v dc-dc más o menos común probablemente no lo haga, ya que el voltaje simplemente caerá y todo lo que llenará es un ligero "ay". Aún así, un inversor de energía de la batería del automóvil es básicamente un convertidor de 12v a 220v con una salida de alta corriente que, como sabrá, es mortal, ya que es prácticamente lo mismo que tocar un cable de alimentación de pared vivo.
@Bureto en resumen: busque específicamente un módulo generador de chispas, esos son bastante seguros, sin embargo, no le recomendaría que se lo ponga en la lengua o en cualquier otra parte de su cuerpo a propósito. ¿Pero porque?
@ sx107 Muchas gracias por las respuestas. Después de leer tu comentario tendré que buscar e investigar un poco más para entender el optoacoplador; Definitivamente parece muy interesante. Mi plan inicial era usar un relé, pero en el último segundo decidí usar un transistor para aprender más sobre él, y estoy muy contento de haberlo hecho. Aprendí mucho hoy gracias a ustedes. Supongo que mi mejor apuesta sería ir con un convertidor elevador. Gracias de nuevo :)
@bureto, si solo desea generar de forma remota una chispa para encender gases (¡¿bum?!) En un proyecto de química (¿simple? ¿Feria de ciencias? ¿Escuela?), El relé optoacoplado para acortar capacitores podría ser más simple (pero no tan confiable ) solución. El generador de chispas sería la mejor solución, pero ¿no agregaría una complejidad inútil a su proyecto?
¿Cortocircuitar condensadores usando un transistor?
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