Furgalladas

Este año quería regalarle a mi sobrino por su cumpleaños algo original. Está haciendo fisioterapia, y estaría genial que fuese algo relacionado con la carrera que está haciendo. No es muy parecido, pero, como me habló de rehabilitación y las cosas que hacía, aunque no haga intervenciones quirúrgicas, se me ocurrió regalarle un juego de operación. Y se me ocurrió que, para darle algo de vidilla, estaría genial que, cuando perdieses, no sólo se le iluminase la nariz al operado, si no que recibieses tu merecido… Ahí entró en mi cabeza la vieja broma de paquete de chicles que, cuando coges uno, te da un calambrazo. Si consiguiese controlar el circuito para provocar la descarga cuando el jugador pierda, conseguiría darle el plus que quiero al juego y convertirse en un buen proyecto.

Y de eso se trata: modificar un juego de operación para que, cuando el jugador pierda le de una pequeña descarga eléctrica. Y lo llamé «operación fasciculación» (una fasciculación son contracciones involuntarias no dolorosas de los músculos… un término relacionado con su futura profesión).

Antes de nada, este proyecto es un tanto peligroso, juega con tensiones muy altas (ya lo veréis, pero sin resistencias, son 120v lo que da el circuito oscilador), de modo que no se os ocurra jugar con niños pequeños (que tienen una resistencia en la piel más baja), o si tienes problemas cardíacos (marcapasos…etc). Y seguir las instrucciones, es decir, coger las pinzas con una mano, y no con las dos (de ese modo, estaría circulando la corriente por vuestro cuerpo, atravesaría el corazón y… ojo, ojo!). Vamos, que es un juguete pero en malas malos o mal usado, puede darnos un susto.

 

Construcción

Para construir el juego, lo que he hecho es ir al Alcampo y comprarme el juego de operación más barato que tenían. No es el mítico de hashbro, pero bueno…. La idea es desguazarlo e incorporarle las modificaciones electrónicas necesarias.

El mecanismo de funcionamiento que tenía era muy simple: las pinzas (metálicas) están conectadas a uno de los polos de la batería (dos pilas AA puestas en serie). El otro polo va conectado a un motor de dc y a la camilla del enfermo (metálica en el fondo), de tal forma que, cuando la pinza toca la parte metálica de la camilla, cierra el circuito, acciona el motor y hace que el enfermo se levante.

HighVoltage Device

La gracia de todo este proyecto es poder controlar el circuito que genera la descarga eléctrica. Obviamente, no queremos electrocutar a nadie, sólo darle una pequeña descarga y controlada durante cierto tiempo.

El circuito de alto voltaje lo he extraído de un artículo de broma que constaba en una caja del aspecto de chicles que, cuando quitas el chicle, te da una descarga eléctrica. Yo tenía uno como el que pongo a continuación:

https://www.ebay.com/itm/Electric-Shocking-Chewing-Gum-Toy-Gift-Shock-Joke-Gadget-Prank-Funny-Trick-Gag-x/311422064612?hash=item48823397e4:g:v2gAAOSw9N1VyXE0

https://es.aliexpress.com/item/4000236507366.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.14f43d2ds5P217&algo_pvid=05a77941-c6df-4c00-928c-24bd3b80f56d&algo_expid=05a77941-c6df-4c00-928c-24bd3b80f56d-6&btsid=2100bddd16110064448831602ee68f&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_,searchweb201603_

 

Sólo lo usé una vez en mi anterior empresa, donde mi precavido maestro cayó en la trampa de mi «inocente» invitación. A partir de ahí, perjuró que nunca más me invitaría a nada, jeje. Llevaba desde aquellas cerrado en su cajón, ha sido un buen momento para sacarlo.

Lo primero que hay que ver es su lógica de funcionamiento. Si lo abrimos, por dentro la verdad es que es muy sencillo. Parece tener un condensador, un pequeño circuito integrado y poco más. Al final, el circuito está siempre apagado. Donde supuestamente está el chiche, hay dos placas de metal de modo que una placa la agarras con el pulgar y la otra con el índice. Así que la descarga se da entre esos dos dedos. Y al tirar, alimentas el circuito que carga el condensador y el oscilador que alimenta las placas donde se genera la descarga.

La alimentación, como veis, es de 4 pilas botón, en total, 6 voltios. De modo que, ¿Qué clase de magia hace el circuito para dar la descarga? Esto sólo se verá conectando el osciloscopio.

Ojo! El atenuador está puesto (x10), y la escala de voltios por división está al máximo, de modo que ahí lo que veis es la forma de onda que genera la descarga… 120V!

Y ahí surge la magia del castigo al perdedor, una señal oscilante (60hz) y de pico, 120V.

Probándolo en mis propios dedos, he visto que la sacudida que daba era bastante considerable, así que, para que no produjese tanto rechazo el juego, basta con poner una (o varias) resistencias en serie entre los terminales. De esta forma, he puesto tres resistencias en serie de 11k y seleccionables con un jumper (ver esquemático). Así, poniendo el jumper en el extremo, tendremos 33kohms de resistencia a mayores. Experimentalmente, este valor de resistencia da sólo un cosquilleo. Si subimos el jumper a su primera resistencia (11kohms), la sacudida ya es soportable pero bastante mayor…

Conexión del HV Device

El circuito de alto voltaje lo podemos controlar digitalmente a través de un transistor NPN de propósito general (2n3904) en configuración de Emisor común. Conectando el polo positivo al positivo y el negativo al colector, cuando éste se encuentre en conducción, tendremos en el negativo, la tensión de saturación del transistor (0.2v aprox), y en el positivo, la alimentación, con lo que ya tenemos el circuito de alto voltaje alimentado (ver esquemático abajo). Cuando esté el transistor en corte, ambas conexiones de alimentación del circuito oscilador estarán a la tensión de alimentación, con lo cual, estará apagado. Así entonces podemos controlar digitalmente la tensión aplicada a las pinzas.

Modificación de las pinzas

Para poder aplicar la descarga eléctrica entre los dedos, he tenido que hacer una modificación en las pinzas. La idea es poner una placa en una pata de la pinza, y la otra en la otra. Para ello, he envuelto las pinzas en termoretráctil, dejando sólo expuesta la pinza (para que pueda cerrarse el circuito). Una vez forradas las dos patas de las pinzas, les he puesto cinta adhesiva de papel de aluminio (podéis encontrarla en los chinos), y esto conectada a cada uno de los contactos del circuito de alto voltaje (donde antes iban las placas).

Hardware

Como veis, el proyecto no es complicado, el hardware consta de:

• Arduino nano
• Regulador lineal 7805 para alimentar y estabilizar la tensión de entrada del micro
• Módulo buzzer (lo podeis encontrar en aliexpress: https://es.aliexpress.com/item/2038561590.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.72954a14yhlKYE&algo_pvid=968c1883-5567-4f42-9c24-1059377a8ee8&algo_expid=968c1883-5567-4f42-9c24-1059377a8ee8-22&btsid=0b0a050116110943804867188eb1b8&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_,searchweb201603_
• Leds y resistencias varias (ver esquemático)
• Termoretráctil para forrar las pinzas.
• Cinta adhesiva de aluminio como placa metálica donde irá el circuito de alto voltaje.
• jumpers y male pin headers para la selección de nivel de shock.
• Transistor NPN de propósito general (2N3904)

El esquemático del proyecto (quitando la parte de regulador lineal) es el siguiente:

Arduino

He introducido un Arduino para controlar el juego. Este Arduino hará lo siguiente:

• Detectar por interrupción cuando las pinzas hacen contacto con la camilla.
• Una vez que se ha detectado contacto de las pinzas con la camilla:
  • Activar el circuito de alto voltaje durante 2 segundos.
  • Activar el buzzer (patrón intermitente durante 2 segundos)
  • Activar el led durante dos segundos.

Y listo, ha sido un proyecto muy divertido de fabricar.

El código del arduino lo podéis descargar de mi repositorio de gitlab (no os esperéis que cumpla ninguna regla de codificación MISRA ni nada… tenía un deadline muy ajustado cuando lo hice, así que tomadlo como referencia).

https://gitlab.com/mcarpacho/operacionFasciculacion

 

Y el vídeo «promocional»: