La siguiente publicación analiza un circuito detector de iones simple que también se puede usar para detectar descargas estáticas generadas por circuitos de alto voltaje. La descarga estática también puede ser generada por la piel humana si se frota con objetos de plástico como un peine, muebles rexine o cortinas de seda.
La electricidad estática puede ser peligrosa para los circuitos integrados FET y CMOS
Muchos de los dispositivos modernos de estado sólido de alta impedancia pueden ser vulnerables a las descargas electrostáticas.
Esto es particularmente cierto para los semiconductores FET y CMOS, que son susceptibles al daño por descarga electrostática (ESD).
Para eliminar la destrucción al tocar, montar e interactuar con estos componentes delicados, la mayoría de los fabricantes brindan instrucciones de conexión a tierra.
Antes de instalar o usar cualquiera de estos sistemas y dispositivos vulnerables, podría emplearse una estrategia de búsqueda y destrucción (descarga) para ubicar efectivamente áreas problemáticas o regiones peligrosas que deben neutralizarse.
Para este tipo de operaciones de seguridad podemos utilizar el circuito electrónico estático o detector de iones propuesto.
Otro excelente uso de este circuito indicador de iones es para detectar e indicar iones generados por un circuito ionizador
Si ha construido un circuito generador de iones negativos publicado en este sitio web, puede usar efectivamente el circuito detector de iones propuesto para detectar los iones generados por el circuito ionizador.
¿Cómo se produce la electricidad estática?
Antes de investigar nuestro circuito detector de iones, repasemos rápidamente las características de un ion o electricidad estática. Los iones son átomos que tienen carga eléctrica.
Los iones con carga positiva carecen de electrones, mientras que los iones con carga negativa tienen un exceso de electrones.
Al suministrar electrones a un material o quitar electrones de un material, se produce electricidad estática.
La carga puede aumentar a un potencial extremadamente alto si el material está adecuadamente aislado y la atmósfera es muy seca.
La diferencia de potencial entre un individuo puede aumentar en varios miles de voltios mientras la persona se aleja de un mueble o camina por un piso alfombrado. Esta cantidad de diferencia de potencial desarrollada a través de la persona es suficiente para matar la delicada electrónica basada en CMOS.
Descripción del circuito
Con referencia a la siguiente figura, las etapas del detector de alta ganancia de 3 transistores determinan la intensidad relativa de esta carga estática. Simultáneamente, el circuito también identifica la polaridad de la carga estática.
En esencia, el detector consta de dos circuitos, uno de los cuales puede detectar iones positivos y el otro que puede detectar iones negativos.
Se utilizan tres transistores NPN BC547 en el circuito detector de iones positivos. Estos transistores están configurados en forma de un circuito amplificador Darlington DC de alta impedancia de entrada.
Cuando la antena 'A' detecta un ion positivo o una carga estática positiva, el LED1 muestra la salida relativa. Tres transistores PNP BC557 están configurados para detectar carga de entrada negativa.
Estos se pueden ver configurados en la otra mitad del circuito. La salida relativa de la carga negativa se muestra mediante el LED 2.
Los condensadores C1 y C2 ayudan a evitar que las frecuencias de CA entren en el circuito del amplificador. Las resistencias R3 y R4 están posicionadas para restringir la corriente de entrada del amplificador.
Idealmente, el circuito debe estar alojado dentro de una caja de metal. El negativo de la batería debe estar conectado eléctricamente con el cuerpo del gabinete.
Esto permitirá que el circuito del detector de iones funcione con mayor eficacia. Las antenas podrían ser una longitud normal de cable flexible. Las dos antenas que se muestran deben colocarse de manera que queden paralelas entre sí y orientadas en la misma dirección. Asegúrese de que las antenas nunca entren en contacto entre sí o con la carcasa metálica.
Cómo probar
- El gabinete debe estar al potencial de tierra para usar y probar el detector estático. Es decir, antes de probar el circuito, sostenga la caja de metal con firmeza en la mano o conéctela con una buena conexión a tierra.
- A continuación, pase un peine de plástico por el pelo y acérquelo rápidamente a las antenas. A medida que el peine se acerca a la antena, uno de los LED comenzará a iluminarse intensamente.
- Haga otra prueba caminando sobre un piso alfombrado sosteniendo el detector en su mano. Al mismo tiempo apunte las antenas hacia objetos metálicos estacionarios sin tocarlos.
- Compruebe el brillo de los LED. Uno de ellos se iluminará. A continuación, conecte a tierra el objeto de metal tocándolo con alguna conexión a tierra. Ahora repita el procedimiento.
- Ahora los LED permanecerán apagados indicando que no hay carga, si la carga estática en el metal se neutraliza completamente a través de la conexión a tierra.
