Ampliar potencia unidad electrónica piloto

[Luis Martí]

Decíamos ayer.... y tal.

Retomando el hilo anterior sobre este tema, agradecer las colaboraciones.

He comprado algunos componentes para probar un sencillo circuito con un transistor mosfet de potencia, el irfz44n. Es económico, parece que soporta mucha intensidad y, a priori, resulta sencillo construir un dispositivo que reaccione de forma instantánea, un interruptor casi perfecto.

Ya veremos.

Lo peor que me puede pasar es que no funcione. Por muy poco dinero, me habré divertido y, espero, aprendido algo, que buena falta me hace. Si funciona, será la pera.

Tengo una placa de circuito impreso virgen, en la que trazar caminos con rotulador indeleble, cloruro férrico para atacar el cobre y más moral que el Alcoyano.

El circuito que pretendo probar está aquí:

http://picmania.garcia-cuervo.com/Electronica_Basica.htm#TRANS1

Cordialmente,

[0tilio]

Me alegra saber saber que has dado con una solución. No doy con el esquema por parte alguna de esa web, pero eso es lo de menos, mis preguntas van por otro lado:

¿Uno o dos motores de actuación?
¿Vas a mover el sector del eje del timón directamente?
¿Todo eléctrico o llevará hidráulicos?

Después de comentarte la poca velocidad de respuesta de los relés de estado sólido, recordé que en realidad donde había un gran retardo era en la apertura del circuito, el cierre no era relámpago pero si aceptablemente rápido. Con los cerrojazos de la taberna me costó corregir el dato, aunque sabiendo que a efectos prácticos el detalle afectaba poco a la decisión de no usarlos, he dormido bastante bien estos últimos días

Si funciona bien tu invento, podría animarme a fabricar algo parecido, mi piloto también es un poco vago para mover la rueda del barco con la mar mala.

[Luis Martí]

Saludos.

La idea, de momento solo es eso, una idea, es sustituir el sistema de guardines y cable por un circuito hidráulico.

El coste es razonable. Efectuado el cambio, añadir una bomba hidráulica, cuyo motor consume bastante más que el del Autohelm 3000.

En el enlace

http://picmania.garcia-cuervo.com/Electronica_Basica.htm#CARGAS

aparece un circuito con el mosfet citado. Es el que quiero cacharrear y, si funciona, utilizar quizás con un mosfet más potente.

Cordialmente,

[Luis Martí]

Re: Ampliar potencia unidad electrónica piloto

Saludos. Vayan unas rondas para tod@s.

Retomo un viejo hilo con una solución que, al menos a nosotros y hasta el momento, nos ha dado resultado.

Dejo constancia de que mis conocimientos de electrónica tienden a cero, por no hablar de cero absoluto. Lo digo por si, en la exposición, le doy alguna involuntaria patada a la técnica o al sentido común. En tal caso, anticipo mi petición de disculpas. Que nadie se enfade demasiado.

Nuestro problema era poder manejar una unidad de potencia de elevado consumo, concretamente una bomba electrohidráulica de 2000 cc/ minuto de capacidad (casi 10 amperios a 12 voltios) con una unidad electrónica de un Autohelm 3000, que soporta dos o tres amperios como máximo.

La primera idea fue utilizar un montaje de relés en cascada, pero la deseché rápidamente al comprobar que los relés castañeteaban constantemente. Interpreté que la unidad electrónica utilizaba algún sistema de modulación por ancho de pulso (PWM http://es.wikipedia.org/wiki/Modulac...ncho_de_pulsos) lo que, pensé, podría provocar un rápido deterioro de los contactos.

Hice varios circuitos utilizando transistores Darlington y Mosfet. En ambos casos, conseguí circuitos operativos, pero choqué con un inconveniente que no había previsto: La unidad electrónica sólo se mantiene operativa si su motor original está conectado. Lleva algún circuito de protección que lo desconecta si no detecta carga. La extrema sensibilidad de los circuitos de disparo (no se me ocurre otra forma de llamarlos) hacía que éstos se activaran con las corrientes de retorno provocadas en la línea de alimentación del motor, línea de la que tomo las señales para activar mi circuito de alimentación complementario, provocando el calentamiento de los transistores. Probablemente se producen situaciones próximas a cortocircuitos de ínfima duración. Creo que ese escollo lo puedo salvar utilizando optoacopladores, pero en ese berenjenal aún no me he metido. Hay que añadir que, de utilizar transistores Darlington, la caída de tensión ronda los dos/tres voltios, de modo que esa opción sólo me parece útil si disponemos de una unidad de potencia cuyo voltaje nominal sea dos o tres voltios inferior al del sistema (es precisamente el caso del Autohelm 3000, en el que el motor es de 9 voltios). En el circuito con Mosfet no se produce esa caída. La hay, pero es de escasas décimas de voltio, si tienes la precaución de construir un puente H con Mosfet de canal N y P. (http://www.cadvision.com/blanchas/hexfet/np-s.htm)

El pasado invierno sustituí nuestro sistema de gobierno convencional, formado por rueda, piñón, cadena, sirgas, guardines y sector, por un sistema hidráulico. Como sabéis, en estos sistemas la rueda mueve el eje de una bomba hidráulica impulsando aceite por tubos hasta un cilindro hidráulico, que es el que mueve la pala a través de una biela. Una bomba electrohidráulica instalada en paralelo es la encargada de convertir en fuerza las órdenes que lanza el piloto automático. Una caja de válvulas impide el retorno indeseado del fluido hidráulico, permitiendo que en cada momento actúe la bomba que nos interesa e impidiendo el retroceso de la pala.

Por diversas razones, llegamos al inicio de las vacaciones de verano sin haber probado el sistema convenientemente, lo que me obligó a improvisar. El Autohelm 3000 funcionaba correctamente, instalado de forma convencional, es decir, con el motor actuando sobre la rueda del timón por mediación de una correa. Decidí probar "en vivo" el circuito de relés que al principio había desechado. Para mi sorpresa, funcionó perfectamente. El castañeteo de los relés no era tal, pues sólo se activan cuando la unidad manda corregir el rumbo y, contra lo que me pareció, no utiliza PWM. Corrige lo necesario, sin más. Me confundió el hecho de que en las pruebas en vacío, la unidad parecía corregir constantemente, cosa que no hace con el motorcillo del sistema conectado. Únicamente cambia el ajuste de la sensibilidad (rudder).

Hemos hecho unas 500 millas sin problemas. El circuito ha funcionado perfectamente en todas las condiciones de mar y viento. Por primera vez en muchos años, hemos disfrutado de una navegación con piloto automático sin sobresaltos ni vigilancia constante, aun en situaciones en las que el motor original no podía con el barco.

La idea es sencilla: Con el téster comprobé el voltaje real que alimenta el motor original, poco más de nueve voltios. Cuatro diodos normales (1N400...) se encargan de obtener un negativo común y dos positivos, con los que alimentar dos pequeños relés de nueve voltios, que a su vez alimentan dos relés de 12 voltios formando un puente H con el que alimento el motor de la bomba electrohidráulica (http://www.google.es/imgres?imgurl=h...9QEwAQ&dur=631)

Dado que el consumo de los relés pequeños es insignificante, no hay carga adicional sobre la etapa de potencia de la unidad electrónica. De hecho, trabaja muy relajada, toda vez que el motor original gira en vacío, sin carga y con apenas consumo. Estos mismos relés soportan poco consumo, pues alimentan únicamente las bobinas de los relés grandes, cuyos contactos son los encargados de alimentar el motor de la bomba.

El coste total de los materiales ronda los veintipocos euros.

Sin duda, la solución ideal es llevar una unidad electrónica adecuada para el consumo de la unidad de potencia, pero este apaño puede ser interesante para quien no se pueda permitir en un momento dado el gasto o bien quiera llevar a bordo una solución de emergencia si la electrónica del piloto principal falla. Estoy pensando en tantos barcos que llevan una unidad potente como piloto principal y otra de menor potencia como piloto de respeto.

Obviamente, no se producen milagros. El consumo es el que es. Si la unidad de potencia devora vatios sin pudor, nuestro amperímetro lo reflejará claramente. Por otra parte, más vale dotar la alimentación del sistema con un fusible bien calibrado, pues si el timón "mete" babor o estribor a tope, la unidad electrónica no detectará sobreconsumo cuando se acabe el recorrido y podríamos quemar el motor. Otra solución podría ser instalar unos interruptores de fin de carrera en ambos extremos del recorrido de la biela. En fin, cada cual....

Nuestro viejo piloto no dispone de indicador de ángulo de timón, algo que en pilotos modernos es habitual y seguramente corrige la tendencia a navegar haciendo "eses". No he notado ningún problema a ese respecto. El programa del Autohelm 3000, que ya suma veintitantos años de historia, funciona razonablemente bien y con nuestro chirimbolo, también.

Materiales: Placa de circuito impreso (se puede hacer sin ella, pero...), algunas fichas de empale, cable (ojo con la sección de los cables que soporten en consumo de la bomba o unidad electromecánica), cuatro diodos del tipo 1N4001 o similar, dos relés de 9 voltios (los nuestros son de la casa Finder) y dos relés de 12 voltios de dos posiciones un circuito (llevo los Nagares RLP/52-12 12V 40A-15A). Obviamente, con unidades o pilotos distintos al Autohelm 3000, es primordial utilizar relés del voltaje adecuado a nuestro circuito. Lo dicho, veintipocos euros.

Cordialmente,


Luis Martí