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jueves, 4 de febrero de 2016

Fuente de voltaje casera



Introducción
En el presente proyecto, se fabricará una fuente de voltaje de cd para alimentar motores, circuitos eléctricos, sensores, etc. Para los proyectos que se pretenden realizar. Se planea tener tres fuentes de alimentación, dos de 5 Voltios y una de 24 Voltios. Los materiales a emplear son:

- Impresora (chatarra, sin reparación y/o obsoleta)
- Placa de mica transparente de 1/2 pulgada
- Cables AWG 22
- Bornes de 4 mm (3 rojos y 3 negros)   

Paso 1:
La gran mayoría de los circuitos electrónicos que usamos a diario, están alimentados con 5 Voltios en cd. Muchos de ellos (como el caso de algunos electrodomésticos) reciben el suministro de energía eléctrica del suministro doméstico (127 Voltios ac). Muchos de estos aparatos cuentan con una fuente de alimentación, que básicamente es un rectificador de onda completa, capaz de suministrar diferentes voltajes, en base a la demanda de los actuadores y electrónica del mismo.

Con fines didácticos, se desarmará un fax y se localizará donde está la fuente de alimentación interna.

Fax alimentado por la red doméstica (127 Volts, ac)
Paso 2:
En la parte inferior, se encuentra una tapa, la cual al retirarla, permite identificar una placa donde llega el cable de alimentación externa (127 Voltios, ac) y se encuentra el transformador, los diodos y las salidas de Voltaje en cd.

En la parte superior se encuentra la fuente de alimentación interna del fax

Fuente de alimentación interna del fax

Bornes de conexión hacia los demás componentes del fax
Paso 3:
Con este conocimiento, se puede fabricar una fuente de voltaje en cd. Para el presente proyecto se usarán componentes de una impresora obsoleta que ha sido dada de baja (Nota: se empleará una impresora chatarra). La fuente de alimentación interna es separada y se identifica donde están las salidas de Voltaje. En este caso se cuentan con dos salidas de 5 Voltios y una de 24 Voltios. La tierra ( 0 Voltios, voltaje de referencia), será la misma para los 3 circuitos. Para facilitar y hacer más seguras las conexiones, se usaran bornes de 4 mm (bornes para conectores tipo banana). Primero se realiza el barreno en el plástico y después se atornillan los bornes.


Bornes (negro 0 Volts, rojo 5/24 Volts) para conectores de 4 milímetros
Paso 4:
A continuación se realiza el cableado de la fuente de alimentación interna a los bornes. El cable azul alimenta a las dos fuentes de 5 Voltios y el marrón a la fuente de 24 Voltios. El cable verde es la tierra y estará conectada a las 3 fuentes.

Cableado a los bornes
Paso 5:
Como se ha recordado la fuente de alimentación y se han removido los componentes (electrónica) que no era de uso, se coloca una placa de plástico para aislar el circuito de la alimentación con el usuario, evitando que accidentalmente se provoque un corto circuito y/o contacto de la fuente energizada con el usuario. La siguiente imagen muestra la apariencia final de la fuente.

Fuente de alimentación final  

lunes, 1 de febrero de 2016

Rectificador de onda completa



Introducción

El propósito de este proyecto es presentar un rectificador de onda completa que proporcione la energía eléctrica para activar 2 motores de cd. La lista de los componentes es:

     - Protoboard
     - Transformador de 120 Volts a 12 Volts (AC)
     - 4 diodos 1N4001
     - Capacitor de 10uF
     - Botón pulsador (push button)
     - Relevador THD-1201L
     - Potenciómetro de 10 K
     - Regulador de voltaje a 5 Volts (7805)
     - Motor de 12 Volts y motor de 5 Volts
     - Cable AWG 22

Paso 1:
Se realiza el sketch del circuito final y posteriormente el diagrama. La fuente es la corriente eléctrica doméstica (129 Volts, 60 Hz). En un osciloscopio, la señal se vería como una seniodal.

El primer paso consiste en disminuir el voltaje de 129 a un voltaje menor, así que se empleará un transformador de 120 a 12 Volts. Para transformar el voltaje de alterno a directo, se emplearán diodos, los cuales tienen la función de permitir el paso de corriente en una dirección y limitarlo en la dirección inversa. Un capacitor será empleado para eliminar las caídas de tensión e igualar lo más posible el voltaje a uno de cd.

El voltaje en cd obtenido será usado para alimentar 3 elementos, un relevador, un motor eléctrico y un limitador de voltaje que alimentará a un segundo motor. La siguiente imagen nuestra el diseño del circuito.


A continuación se muestra el diagrama del circuito.




Las siguientes dos imágenes, muestran el diagrama de conexión del relevador empleado, así como las conexiones del limitador de tensión.
 
Diagrama del relevador (izquierda) y del limitador de tensión (derecha)

Paso 2:
Se conecta el transformador al rectificador de onda completa instalado en la protoboard, el cual está conformado por los cuatro diodos 1N4001.



Paso 3:
Se agrega un capacitor de 10 uF y el relevador (THD-1201L). La bobina del relevador será activada con un interruptor (push button).


Paso 4:
La salida del relevador (NO) se conecta al canal horizontal marcado con un signo de +, suministrando un voltaje regulado de 12 Volts cd. 

Se agrega el primer motor al circuito. Una de sus terminales se conecta a tierra y la otra a una de las terminales del potenciómetro. La otra conexión del potenciómetro estará unida a la alimentación de 12 Volts. Esto permitirá regular el voltaje que recibirá el motor.



Paso 5:
Ahora se agregará un segundo motor. Debido a que el voltaje de funcionamiento del mismo es menor, se empleará un regulador de tensión a 5 Volts (LM7805).

 
Circuito terminado

 
Detalle de las conexiones de los dos motores

Ahora que se tiene el circuito completo, se procederá a realizar las pruebas. El siguiente video muestra el funcionamiento del circuito terminado.


lunes, 25 de enero de 2016

Circuito resistencia LED


En esta primera práctica de electrónica se mostrará el funcionamiento de un LED. Un LED (light-emitting diode, diodo emisor de luz) es un componente que emite una cierta intensidad luminosa. En comparación con las fuentes de luz incandescente (foco tradicional), el LED presente un bajo consumo de energía, mayor tiempo de vida, tamaño reducido, resistencia a las vibraciones.

En esta práctica, se armará un circuito con un LED y un interruptor que lo prenda y apague. La lista de componentes son:

     -  Protoboard
     -   LED ultrabrillante
     - Resistencia
     -   Dip switch
     -    Fuente de alimentación (x4 AA baterías)
     -    Cables

La siguiente tabla (Ultrabright White LED, 5 mm, Vishay Semiconductors), muestra la diferencia de potencial (nombrada a partir de ahora voltaje) máxima de operación del LED (3.6 Volts) y el mínimo (2.8 Volts). La intensidad de corriente máxima definida por el fabricante es de 30 mA.






El voltaje (teórico) de la fuente de alimentación es de 6 Volts, éste valor es muy elevado para el LED por lo que se requiere de un elemento adicional que reduzca el voltaje que circula por el mismo. Una solución es el empleo de resistencias, las cuales reducirán el voltaje en el LED al dividir el mismo. La información que se tiene es:

      -  Fuente de poder = 6 Volts
      -   Voltaje mínimo LED = 2.8 Volts
      -   Corriente mínima LED = 20 mA

Es necesario determinar el valor de la resistencia. Empleado la ley de Ohm se obtiene:

                      V = R∙I

                      VRes = VFuente – VLED

                       VFuente – VLED  = R1
                                 ILED

                             6 – 2.8 = R1
                               0.02

                         R1 = 160 Ohms

La resistencia de menor valor con la que se cuenta es de 330 Ohms, por lo que se empleará ésta. Ahora se sabe qué componentes se emplearán. El siguiente paso consiste en diseñar la configuración del circuito. Una herramienta en línea y de libre acceso es “123d circuits”. En lugar de elaborar a mano un sketch, se realizó el que se muestra a continuación.






El programa también permite realizar un diagrama con los componentes.




La siguientes 2 imágenes muestral en circuito con el interruptor apagado y prendido.



El siguiente video tutorial muestra la forma de emplear el software 123d circuits.