Pirograbador
www.geocities.ws/danielperez www.qsl.net/lw1ecp
Ing. Daniel Pérez LW1ECP
fb: Daniel Ricardo Perez Alonso contacto:
danyperez1{arrroba}yahoo.com.ar
En
la web hay varios proyectos caseros de pirograbadores. Una idea
bastante usada es hacer pasar corriente por dos agujas de jeringas,
las que se tocan en las puntas. No lo armé, pero prejuzgo que tras un
tiempo de uso el contacto entre puntas se debe volver errático por el
óxido y la suciedad acumulada. Además, algunas de las implementaciones
usan una batería de 9V, la que tiene corta vida ya que
prácticamente está trabajando en cortocircuito.
Probé,
por qué no, mi soldador de 40W con una punta reservada sólo para usarla con
madera. El resultado fue aceptable, la temperatura algo baja obliga a
trabajar lento. Pero el problema es la distancia entre la punta y el
lugar donde se agarra el mango, lo que dificulta tener buen control
sobre los movimientos. Para poder agarrar más cerca de la punta (sin
ligar quemaduras de 4o grado) agregué un caño para prolongar el mango
hacia adelante, y recubierto de guata para aislar el calor. Aun así,
tras un rato se hacía imposible seguir usándolo. Además de resultar voluminoso para agarrar.
La
prueba siguiente fue con un alambre de nicrom (nichrome) de D=0,6mm, usado en una máquina embolsadora del trabajo. Su
resistencia la medí en aprox. 3,9 ohm/m. Para poder conectar y afirmar la
punta usé dos bornes a tornillo, del otro lado puse dos cabos sobrantes
de remaches pop que inserté en un trozo de palo de escoba. Lo alimenté
con menos de 3Vca: la mitad de un trafo de filamento con punto medio,
al que regulé el primario con un dimmer. Bastaba para ponerlo al rojo.
Al
principio lo corté como en la 1a foto pero era demasiado largo y se
doblaba mucho al apoyar, luego lo reduje a 20+20mm medidos desde que
abandonan el borne.
Aun
así me seguía resultando blando. Además su temperatura bajaba mucho al
tocar la madera: en el momento de contactar la quemaba, e
instantáneamente se enfriaba tanto que luego hacía falta moverlo
lentamente para que siguiese quemando. Hacía falta un alambre del orden
de
1mm, diámetro que ya no es tan común. Podría usarse otro metal?
Esta es
una tabla de resistividades armada con valores encontrados en web.
Algunos son muy variables según la fuente, a veces debido a
tratamientos térmicos o mecánicos. En particular el grafito resultó muy
inconsistente:
No
me gusta el cobre, su resistividad es sólo 1,7% del nicrom, lo que
obligaría a hacer circular una corriente mucho mayor (con una tensión
proporcionalmente menor a igual potencia), aunque en los soldadores
Vesubio la punta es de cobre. El hierro se oxidaría fácilmente. Pero
veo que el acero inoxidable anda bastante cercano al nicrom, las
resistividades encontradas para los varios % de níquel y demás son
bastante parecidas. Tenía un alambre inoxidable de D=1,3mm, no recuerdo
su procedencia, y lo probé con éxito. En la foto de la derecha está
conectado a 1 espira en un trafo de horno de microondas con un cable de
generosa sección, el celeste (ignorar el azul, era una prueba para
soldar por punto). 1e = 2,8Vpp con osciloscopio
Bien. Ahora a miniaturizarlo, tratando de que
todo sea una única unidad. Decidí probar con un 'trafo electrónico' para lámpara
dicroica (halógena) de 12V 50 o 60W, con el secundario modificado para tener
menos tensión. Algunos modelos tienen un trafo de ferrite con núcleo EE o EI, y
en otros es un toroide.
Elegí una
con toroide para no tener que desarmar el núcleo. El secundario original era de
14 espiras, o sea poco más de 1 espira por cada volt eficaz. Lo dejé sin
conectar, y encima agregué 1 espira. Para no tener que desprender el toroide de
la plaqueta, hice un agujero en ésta e hice que el alambre diera la vuelta
incluyendo a la plaqueta. La punta calentaba poco. Con 2 espiras fue adecuado
para llegar a ponerla al rojo sombra. Esta diferencia con respecto al trafo de
microondas muy probablemente se deba a que el acero tiene mayor resistencia en
los 30 o 50kHz de la fuente por el efecto pelicular, lo que obliga a subir la
tensión.
Para
poder controlar la temperatura se optó por variar el retardo con que el diac
dispara al oscilador de potencia tras cada cruce por cero. Para ello se
intercaló un potenciómetro de 3 megohm en serie con el R de 330k. No me pregunte
cómo me había llegado un pote de valor tan extraño. Si se desea duplicar el
circuito mejor será usar una llave de 5 posiciones conmutando resistores fijos.
El prototipo en prueba, y terminado.
Apéndice: medir la resistividad de varios alambres
En 1m del nicrom con D=0,6mm (r=0,3mm) se midió R=3,9 ohm:
El alambre de acero inoxidable, D=1,3mm de diámetro: haciéndole pasar 1A mido 62mV sobre un tramo de 10cm
S = pi * (1,3e-3)^2 / 4 = 1,3273e-6
rho = R * S / l = 62e-3 * 1,3273e-6 / 0,1 = 823e-9 ohm*m
En cambio, un
'alambre portante' sacado de un coaxil, de 10cm, que casualmente también tiene 1,3mm, caen 15,8mV
Una *posible* fuente para el alambre de acero
inoxidable es el usado en soldadura MIG.