Para poder cargar una batería, es necesario entregarle una corriente. Típicamente, se consideran dos modalidades de carga: “rápida” y “lenta”. La primera de ellas permite cargar completamente una batería en aproximadamente 4 o 6 horas. La segunda, suele demorar entre 14 y 24 horas. A primera vista, el segundo sistema no parece tener mucho sentido, ya que implica un tiempo mucho mayor para obtener los mismos resultados. Pero la razón de su existencia se debe a que la carga rápida puede terminar mas rápidamente con la vida útil de la batería.
De acuerdo a la magnitud de dicha corriente será el tiempo que se necesite para su carga. Para que exista una circulación de corriente hacia la batería, el cargador debe proveer una tensión (voltaje) mayor al de la batería, este es el motivo por el cual no podemos cargar una batería de 12V a partir de otra. O al menos, no podíamos, como veremos mas adelante.
El circuito que presentamos en este artículo tiene la particularidad de incluir una etapa “dobladora de tensión” que permite elevar los 12V de su entrada para permitir cargar una batería a partir de otra. Si lo que necesitamos es simplemente un cargador “de pared”, solo debemos conectar este circuito a una de esas fuentes universales que no cuestan casi nada, y que entregue 12V con una corriente mínima de 500mA.
El circuito funciona de la siguiente manera: cuando el pin 3 del NE555 esta en estado bajo, el condensador electrolítico C3 se carga a través de los diodos D2 y D3, hasta que en sus bornes haya una tensión de aproximadamente 12V. Cuando el pin 3 pasa a estado alto, la tensión del nodo donde se unen C3 y D3 tendrá (en teoría) la suma de los 12V del condensador más los 12V de la fuente. En la práctica este valor nunca llega a ser de 24V, solo es de unos 13V o 14V, dependiendo de la carga que se aplique, pero es más que suficiente para nuestros propósitos.
La etapa siguiente, compuesta por un diodo Zener y un transistor NPN forman un rudimentario regulador para, junto a la resistencia variable VR1, ajustar la tensión de salida.
Como la corriente que haremos circular depende de la batería bajo carga y del tiempo que queramos dedicarle a su recarga, deberemos ajustar VR1 utilizando un amperímetro (que forma parte de un multímetro o tester común) colocado en serie entre el borne positivo de la batería y el borne correspondiente del cargador.
Si esta corriente es del orden del 10% al 20% de la corriente que entrega la batería, el tiempo de carga ira de 10 a 5 horas, por lo que será una “carga rápida”. Aquí debemos prestar atención a la temperatura de la batería. Si es excesiva podría provocar daños en su estructura, por lo que si ello ocurre, ajustaremos VR1 para que la corriente sea menor. En esta modalidad de carga, no es seguro dejar la batería en el cargador después del tiempo necesario para su recarga, así que debemos estar atentos a este hecho.
Para una carga “lenta”, ajustaremos VR1 hasta leer en el amperímetro una corriente de un 3% al 5% de la corriente que entrega la batería. El tiempo de carga será de 33 a 20 horas, y si por algún motivo nos la olvidamos en el cargador por más tiempo del necesario, no pasara nada.
Veamos un ejemplo concreto: si tenemos una batería de 12v capaz de entregar 2.4 Amperes, y queremos que la carga se realice en 10 horas, la corriente que deberá circular entre el cargador y la batería será de 2.4 / 10 = 0.24 Amperes (240 mA). Esto es si la batería estaba completamente descargada, situación muy poco frecuente, ya que cuando una batería tiene menos del 70% de su carga el aparato conectado a ella deja de funcionar y debemos recargarla, por lo que la corriente calculada puede ser mucho menor. Solo es cuestión de medir y probar.
Para construir este cargador, seguiremos los pasos, construyendo primero la placa de circuito impreso con el método casero ya explicado, y luego soldando sobre ella los componentes, con cuidado de respetar el sentido de estos. Las imágenes que adjuntamos servirán como referencia para no cometer errores.
Es un proyecto algo mas complicado que los anteriores, por que implica realizar algún ajuste para que el funcionamiento sea el correcto. Además, debemos ser cautos para no dañar nada, sobre todo las baterías por el calentamiento si nos pasamos con la corriente suministrada. Pero creo que vale la pena encararlo.
PCB sugerido.
PCB, lado componentes.
Proyecto terminado, listo para introducir en la caja.