OBJETIVO
Este blog ha sido creado con la intención de difundir el trabajo realizado por 5 alumnos del grupo 4IM7 de la Especialidad Técnica de Sistemas Digitales del CECyT no. 3 "Estanislao Ramírez Ruíz" en la materia de elementos electrónicos organizado por la profesora Norma Araceli Martínez Martínez . Dicho trabajo muestra la fabricación de una fuente reguladora de voltaje con salidas de corriente directa que van de los -12v a los +12v
MARCO TEÓRICO
Comencemos:
¿Qué es una fuente de alimentación?
En electrónica, una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la tensión alterna de un suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan distintos circuitos de aparatos electrónicos a los cuales se conectan (ordenador, televisor, impresora, router, etc.).
Clasificación de las fuentes
Básicamente existen dos tipos de fuentes de alimentación, las lineales, que utilizan un transformador para disminuir el nivel de tensión en la red eléctrica al nivel necesario en nuestro circuito y las fuentes conmutadas que utilizan circuitos basados en transistores y bobinas trabajando en conmutación para reducir la tensión. Las ventajas de la fuente de alimentación lineal es su sencillez y que generan menos ruido electromagnético, las desventajas son su mayor tamaño y su menor eficiencia ( disipan más energía en forma de calor que las fuentes conmutadas).
En nuestro caso la fuente realizada es una de tipo lineal.
Diagrama a bloques de una fuente de alimentación:
1-Red eléctricaEsta formado por el enchufe, borneras o cualquier dispositivo físico, que nos permite conectar nuestra fuente de alimentación a la red eléctrica que tiene corriente alterna.
2-Fusible
Es un dispositivo que cuando la corriente que circula por él es superior a su corriente nominal se funde interrumpiendo el suministro de corriente.El parámetro básico que necesitamos calcular para seleccionar nuestro fusible es la corriente nominal.
En nuestro caso se tiene un transformador de 127 volts a 24 volts con una corriente de 1 Ampere.
Para determinar el valor que debe tener un fusible a la entrada se debe realizar lo siguiente, ya que la corriente de 1 Ampere es la corriente máxima del secundario (I2), la corriente que habrá en el primario (I1) se debe calcular para poner ahí el fusible mediante la siguiente formula:
I2=I1(N1/N2)
N1/N2 es la relación de espiras de un transformador que se puede calcular de la siguiente relación.
N1/N2=V1/V2
VI=Voltaje primario
V2=Voltaje secundario
1A=I1
N1/N2=127V/24V=5.29
1A=(I1)(5.29)
1A/5.29=I1
Resultado de la corriente para el fusible I1=0.18A
3-Transformador
Dispositivo electrónico que nos permite transformar una tensión alterna de entrada en una tensión alterna de salida de distinto valor. La principal ventaja que tienen los transformadores es su alto rendimiento.
Para poder transformar esta corriente alterna en continua utilizamos un circuito basado en diodos semiconductores al que denominamos rectificador.
Para poder transformar esta corriente alterna en continua utilizamos un circuito basado en diodos semiconductores al que denominamos rectificador.
5-Filtrado
Se llama filtro a un circuito que convierte corriente continua pulsante en corriente continuacasi 100% pura o filtrada.
6-Regulación
Un regulador o estabilizador es un circuito que se encarga de reducir el rizado y de proporcionar una tensión de salida de la tensión exacta que queramos. El LM317 es un regulador de tensión ajustable de tres terminales capaz de suministrar más de 1,5 A en un rango de entre 1,2 hasta 37 Voltios. Es uno de los primeros reguladores ajustables de la historia, el primero que salió fue el LM117, y más tarde el LM137 el cual tenía una salida negativa, después le siguió el LM317 siendo notablemente popular.
PROCEDIMIENTO
Para la realización de nuestra fuente variable reguladora de voltaje tuvimos que realizar el armado de nuestro diagrama a bloques, en el cual se epxlica físicamente para qué sirve cada uno de los elementos que lo componen en el siguiente video:
http://www.youtube.com/watch?v=5UtK72nxDHY
Por lo tanto, dicho diagrama desglosado en bloques se explica de la siguiente manera:
http://www.youtube.com/watch?v=s0liSXdV1dA&feature=youtu.be
Posteriormente se tuvieron que realizar los diseños en ISIS para poder comprobar mediante una simulación el funcionamiento del circuito:
Después de que la simulación no marca errores, se procede a armarlo en protoboard para comrpobar de manera experimental que si funciona, como se muestra en el siguiente video:
http://www.youtube.com/watch?v=aBhMHv6sVmY&feature=youtu.be
Una vez que probamos que el circuito sirve, se procede a la realización de la plantilla del circuito impreso con ayuda de Ares, en dicho software se generan las pistas de cobre, se agrega el nombre, se acomodan los elementos en el área del tamaño de la placa fenólica que se va a usar.
Después de tener el diseño se realiza la visualización en 3D para ver cómo quedan ordenados los elementos y cómo se vería el circuito ya con los componentes soldados.
Luego se exporta el archivo en PDF para que pueda ser impreso. Cabe destacar que la impresión debe ser realizada en hojas de acetato o papel cuché y en impresora láser, de lo contrario los siguientes pasos no podrán ser realizados.
Una vez que tenemos la impresión de nuestro diseño debemos plancharlo sobre la placa fenólica, para que el planchado se lleve a cabo de manera exitosa debemos:
1.-Limpiar la placa de cobre previamente ya sea con una liga o una estopa, esto para quitar la grasa que pueda tener y así no tengamos problemas para que la impresión se pegue.
2.- Una vez que tenemos la placa de cobre limpia y seca, se coloca la impresión láser en acetato o papel cuché de nuestro diseño sobre la placa, asegurándonos de que no se mueva (se puede pegar con maskin-tape o diurex)
3.- Se plancha sobre la placa hasta que el tóner de la hoja se pegue al cobre de la placa, este proceso dura entre 5 y 10 minutos dependiendo de cada caso.
4.- Una vez realizado lo anterior se sumerge la placa en agua y se le empieza a quitar el papel que se quedó pegado por efectos del calor, una vez que se quitó todo el papel queda solamente la tinta sobre el cobre. Esto se realiza con el fin de corroer la placa con cloruro férrico, el cloruro férrico deshace el cobre, entonces el cobre que está aislado con la tinta no se corroe y por lo tanto al final sólo quedan las pistas que se impregnaron de tinta.
5.- Se sumerge la placa en cloruro férrico con agua, hasta que todo el cobre que no está aislado con tinta se deshaga, este proceso puede tardar hasta 30 min dependiendo de cada caso.
6.-Una vez que quedaron sólo las pistas que vamos a usar, se limpia con agua para evitar que se manche y con una lija o una estopa se limpian las pistas de cobre para quitar el tóner que está sobre de ellas.
7.- Ya que tenemos las pistas limpias procedemos a perforar los espacios donde van a ir los componentes de nuestra fuente, esto se realiza con un taladro o mototool con brocas ya sea de 1/16 o 1/32
8.- Una vez que tenemos perforada nuestra placa procedemos a soldar los componentes, guiándonos de la visualización 3D que anteriormente mencionamos.
9.- Una vez soldados los elementos se procede a probar la fuente.
10.- Finalmente conseguimos un chasis, éste es al gusto de cada quién.
http://www.youtube.com/watch?v=5UtK72nxDHY
Por lo tanto, dicho diagrama desglosado en bloques se explica de la siguiente manera:
http://www.youtube.com/watch?v=s0liSXdV1dA&feature=youtu.be
Posteriormente se tuvieron que realizar los diseños en ISIS para poder comprobar mediante una simulación el funcionamiento del circuito:
Después de que la simulación no marca errores, se procede a armarlo en protoboard para comrpobar de manera experimental que si funciona, como se muestra en el siguiente video:
http://www.youtube.com/watch?v=aBhMHv6sVmY&feature=youtu.be
Una vez que probamos que el circuito sirve, se procede a la realización de la plantilla del circuito impreso con ayuda de Ares, en dicho software se generan las pistas de cobre, se agrega el nombre, se acomodan los elementos en el área del tamaño de la placa fenólica que se va a usar.
Después de tener el diseño se realiza la visualización en 3D para ver cómo quedan ordenados los elementos y cómo se vería el circuito ya con los componentes soldados.
Luego se exporta el archivo en PDF para que pueda ser impreso. Cabe destacar que la impresión debe ser realizada en hojas de acetato o papel cuché y en impresora láser, de lo contrario los siguientes pasos no podrán ser realizados.
Una vez que tenemos la impresión de nuestro diseño debemos plancharlo sobre la placa fenólica, para que el planchado se lleve a cabo de manera exitosa debemos:
1.-Limpiar la placa de cobre previamente ya sea con una liga o una estopa, esto para quitar la grasa que pueda tener y así no tengamos problemas para que la impresión se pegue.
2.- Una vez que tenemos la placa de cobre limpia y seca, se coloca la impresión láser en acetato o papel cuché de nuestro diseño sobre la placa, asegurándonos de que no se mueva (se puede pegar con maskin-tape o diurex)
3.- Se plancha sobre la placa hasta que el tóner de la hoja se pegue al cobre de la placa, este proceso dura entre 5 y 10 minutos dependiendo de cada caso.
4.- Una vez realizado lo anterior se sumerge la placa en agua y se le empieza a quitar el papel que se quedó pegado por efectos del calor, una vez que se quitó todo el papel queda solamente la tinta sobre el cobre. Esto se realiza con el fin de corroer la placa con cloruro férrico, el cloruro férrico deshace el cobre, entonces el cobre que está aislado con la tinta no se corroe y por lo tanto al final sólo quedan las pistas que se impregnaron de tinta.
5.- Se sumerge la placa en cloruro férrico con agua, hasta que todo el cobre que no está aislado con tinta se deshaga, este proceso puede tardar hasta 30 min dependiendo de cada caso.
6.-Una vez que quedaron sólo las pistas que vamos a usar, se limpia con agua para evitar que se manche y con una lija o una estopa se limpian las pistas de cobre para quitar el tóner que está sobre de ellas.
7.- Ya que tenemos las pistas limpias procedemos a perforar los espacios donde van a ir los componentes de nuestra fuente, esto se realiza con un taladro o mototool con brocas ya sea de 1/16 o 1/32
8.- Una vez que tenemos perforada nuestra placa procedemos a soldar los componentes, guiándonos de la visualización 3D que anteriormente mencionamos.
9.- Una vez soldados los elementos se procede a probar la fuente.
10.- Finalmente conseguimos un chasis, éste es al gusto de cada quién.
RESULTADOS
En este espacio mostraremos imágenes de todo el trabajo realizado por los integrantes de éste equipo.
Finalmente podemos darle clic al siguiente video para evr la prueba de una de nuestras fuentes ya funcionando.
http://www.youtube.com/watch?v=u6xK9aHRTKY&feature=youtu.be
Finalmente podemos darle clic al siguiente video para evr la prueba de una de nuestras fuentes ya funcionando.
http://www.youtube.com/watch?v=u6xK9aHRTKY&feature=youtu.be
REFERENCIAS
*Universidad de Salamanca, Salamanca, Facultad de física aplicada, Tema 4. Fuentes de Alimentación. Recuperado el (19-05-2013).Del sitio web de OCW:http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas-tecnicas/electronica/contenido/electronica/Tema4_Falimentac.pdf
*Fuentes de alimentación. (2004).Recuperado el (19-05-2013), de http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Fuentes-alimentacion.php
*Josito(9-11-2007) Configurar equipos. Que es una fuente de alimentación. Recuperado el 19/05/13, de http://www.configurarequipos.com/informatica-basica/que-es-la-fuente-de-alimentacion/18
*Fuentes de alimentación lineales.(2004-2008).Recuperado el (19-05-2013), de http://www.mcbtec.com/fuentes_lineales.htm#7
*Fuentes de alimentación.(s.f).Recuperado el (19-05-2013), de http://www.espaciodelconocimiento.com/11%20EB%20CAPITULO%20IX.pdf
CONCLUSIONES
Aplicamos los conocimientos obtenidos durante el curso mediante la realización de la fuente variable, la cual conlleva diferentes etapas que van transformando la corriente alterna en corriente directa de mayor utilidad dentro del área de la electrónica.
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