Taser

El taser consta de tres partes. Un ladrón de julios, un transformador y varios Cockcroft-Walton Voltage Multiplier en cascada.

En la primera etapa del taser (ladrón de julios), una tensión de bajo voltaje 3.7-4.2V es amplificada y convertida en alterna AC. Este ladrón de julios consta de un transistor y un par de bobinas opuestas, esto quiere decir que mientras una bobina se carga la otra se descarga. Como las bobinas son componentes no lineales que almacenan energía estas se cargan y se descargan a una cierta velocidad. Durante esta transición, el transistor entra en conducción o cortocircuito a partir de este comportamiento oscilante de carga y descarga de estas bobinas. Dependiendo del número de espiras esta tensión final AC se verá amplificada. (Para más información: https://www.youtube.com/watch?v=jq7cqmDtZDc&t=3m)

La siguiente etapa es aprovechar ese comportamiento AC y multiplicar la tensión por un transformador para elevar la tensión en el orden de kilo voltios. Ya que estos transformadores, unidos con el ladrón de julios son difíciles de encontrar en el mercado, un generador de encendido por arco voltaico de alto voltaje es usado (High voltaje arc ignition generator invertir). Estos son muy fáciles de encontrar por internet sin montar (DIY) para nuestro proyecto y consta de un ladron de julios junto con un transformador de alta tensión. 

La última etapa seria amplificar esta tensión lo máximo posible para que en su salida los electrones salten por el aire entre los terminales y podamos ver el haz como un taser. Esto se consigue con un Cockcroft-Walton Voltage Multiplier en cascada. Esta etapa transforma la tensión en AC en continua DC y por cada etapa en cascada dobla su tensión. Eso quiere decir que si tenemos una entrada de 5KV, pasado una etapa serian 10KV y la siguiente 15KV. La característica principal de este multiplicador es que no se necesitan componentes que puedan soportar tensiones más elevadas a las de la entrada principal de 5KV lo que puede ser un problema para los componentes electrónicos. Por esa razón, no se trabaja con la tensión de 15 KV del “arc inverter”. (Para más información: https://www.youtube.com/watch?v=ep3D_LC2UzU).

Detalles a tener en consideración son que los diodos que se usan tienen que ser de recuperación rápida debido a la frecuencia de la tensión AC. En mi caso use los diodos (2CL71) de 8KV de bloqueo y 5mA y unos condensadores cerámicos de 1nF y 6 KV. Es importante destacar que los condensadores no tienen que ser de gran capacidad. No por su precio, si no por su capacidad de carga y descarga. Contra más capacidad de carga, más energía puede ser almacenada. Esto se traduce en mayor corriente subministrada que puede ser peligrosa para el cuerpo humano. Otro dato importante a considerar es la distancia de pistas entre el polo positivo de la salida y el negativo que inicialmente está en la entrada AC, pues la salida tiene que tener una distancia menor entre los terminales para que los electrones salten por el camino más corto. Si las pistas no estas separadas a una distancia pues podéis imaginar lo que puede pasar. Para evitar este problema, en vez de usar una placa de topos con sus pads estañados, una placa PCB sencilla diseñada con un rotulador permanente y atacado con peróxido de hierro fue utilizada.

Como se puede ver en la imagen, el “arc inverter” es conectado al multiplicador de voltaje en cascada de 4 etapas. Esto se traduce a un cálculo aproximado de unos 25 KV a la salida.