FUENTE DE ALIMENTACIÓN DE REGULABLE DE +16V A -16V.
En este blog se explicará el funcionamiento y la realización de una fuente regulable de corriente directa que vaya de +16 V a -16 V.
En electrónica, una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la tension de la red de suministro (120 V de corriente alterna) , en una o varias tensiones, en este caso de corriente contina (+16 V a -16 V), que puede alimentar los distintos circuitos electrónicos al que sea conectada, pudiendo ser estos oredenadores, televisores, impresoras, circuitos escolares, para encender leds, entre muchas otras cosas.
Para comenzar con la fuente de alimentación que se desea obtener, primero que nada hay que comprender el funcionamiento de esta y que es lo que debe de llevar para poder cumplir con el funcionamiento, para esto veremos el siguiente diagrama a bloques:
Lo que nos da a entender este diagrama es que la corriente alterna que vamos a tomar de cualquier enchufe nos va a proporcionar 127 V~ , y ese voltaje lo vamos a pasar por un transformador de 127V~ a 24V~ con 1 ampere, para que reduzca el voltaje hasta dejarlo en 24V~ de ahí se va a pasar ese voltaje por un rectificador, función realizada por un puente de diodos, que nos va a dejar nuestra señal (en vez de una onda senoidal como lo es en la corriente alterna) como como varias ondas que en lugar de hacer todo el ciclo de negativo a positivo, únicamente va a estar en positivo.
La última etapa que nos señala el diagrama es la de "filtro", la cuál se refire a que la señanl que tenemos en ondas en la parte positiva, debe de quedar como una señal de corriente directa, lo que significa que debe de quedar una grafica en linea recta en la parte positiva de la gráfica. Para hacer este proceso se pasa la señal a través de una serie de capacitores que realizarán la función de filtro
Armado de la fuente.
Ahora que ya conocemos como es el funcionamiento del circuito que queremos armar, procedemos a armar el circuito físicamente.
Material a utilizar:
- 1 transformador de 127 V a 24 V con 1 ampere de corriente.
- 1 switch
- 1 fusible
- 1 porta fusible
- 1 puente de diodos
- 1 LM317
- 1 LM337
- 2 capacitores electrolíticos de 220 mF a 25 V
- 4 capacitores electrolíticos de 1 mF a 25 V
- 2 potenciometros de 10 K OHMS
- 2 resistencias de 120 OHMS a 1/2 watt
- 1 clavija con extensión de dos metros de largo
- 1 multímetro
- 1 software de simulación
- 1 protoboard
- alambre para protoboard
- hojas técnicas de los LM317 y 337
Lo que se necesita realizar primero que nada es simular el circuito que vamos a armar en el protoboard, para esto se utiliza un software de simulación que en mi caso fue "Proteus"(Isis), se realizó el circuito que se tenia para verificar que funcionara de manera correcta, y eso fue exactamente lo que se obtuvo como se puede ver en las siguientes imagenes:
Voltaje obtenido al correr la
simulación, poniendo el
potenciometro con una resistencia de
100 OHM.
Voltaje obtenido al correr la
simulación, poniendo el
potenciometro con una resistencia de
10 K OHM.
Al observar estos resultados estamos seguros de que el circuito que deseamos aramar esta funcionando de manera correcta, por lo que podemos pasarlo al protoboard y ver su funcionamiento de manera física.
¡PRECAUCIÓN!
En lo que se debe de fijar mucho al ralizar este circuito en el protoboard y probarlo, es en que ninguno de los cables del transformador se estén tocando entre sí, debido a que se esta manejando con corriente alterna y lo que ocurriría al unir dos cables es un corto circuito, generando una chispa y que se genere una mancha de quemado en el lugar de trabajo.
Finalmente lo que se obtine al armar el circuito probado en el software de simulación es algo así:
Y realizando las mediciones en los últimos 2 capacitores, siendo el de arriba la parte positiva y la de abajo la negativa, con un multímetro se puede comprobar que los voltajes deseados son muy parecidos a los del software de simulación, aunque no llegaron a la misma medida son correctos, ya que en la práctica se encuentran con diferentes problemas, los que pueden ser: la variación en el voltaje que envía la compañía de luz, las resistencias no llegan a los valores deseados, entre otras cosas.
En las siguientes imagenes se ven las mediciones que se realizaron para comprobar que el circuito funcionara bien.
Primero se comprueba que el transformador esté dando cerca de los 24 V~
Confirmando esto ya se conecta el transformador y se miden los voltajes finales, tanto positivos como negativos.
Una vez armado y visto su funcionamiento en el protoboard procedemos a pasarlo a un PCB, que es el transpasar el circuito en una placa de cobre, en la cual va soldado el circuito.
Para hacer el PCB necesitamos:
- Soldadura de esataño
- Cautín tipo lápiz
- Chasis
- Taladro
- Brocas para taladro
- Placa fenólica
- Cloruro férrico
- Software de diseño
- Impresora laser
- Plancha
- Lija de agua de 600
- Alcohol
En un software de diseño, se procede a armar el circuito de la fuente, tomando como base el del protoboard. Con lo que nos queda algo como lo siguiente:
Vista normal
Vista en Artwork (es la que se imprime para el plachado).
Vista de los componentes (va en la contraparte de las pistas).
Esta se plancha de igual manera que el artwork.
PASOS PARA EL CIRCUITO IMPRESO.
1. Se imprime y se plancha por el lado del cobre de la placa fenólica el circuito realizado en artwork, para que nos quede el circuito de la impresión plasmado en el cobre y a la hora de aplicar cloruro férrico se lo que se quede.
2. Cortar la placa.
3.Aplicación de cloruro férrico.
Lo que se desea en este paso es eliminar todo el cobre que no se requiere para el circuito, el cloruro férrico atacará el cobre que no este cubierto por la tinta del planchado, dejando solo el circuito que diseñamos en el software.
Ahora que ha terminado de consumirse el cobre que no neceitamos, retiramos la placa del cloruro férrico y le limpiamos la tinta y el cloruro férrico que le quedó.
4. Ya que se tiene la placa limpia se procede a hacer los hoyos marcados, con ayuda de un taladro especial, para insertar los componentes que van a ir en la placa. Normalmente el tamaño de los hoyos es muy pequeño por lo que se usa una broca de 1/32 de in. y para los hoyos más grandes de 3/64 de in.
5. Para finalizar con la placa se procede a soldar todos los componentes en sus respectivos lugares, para esto se utiliza un cautin de punta de lapiz y estaño.
Antes de empezar a soldar se necesita preparar el cautín de la sig manera:
Una vez que se a limpiado el cautín se procede a soldar cada componente.
Con esto se concluye el PCB y lo ultimo que falta es comprobar que sirva este circuito.
Pero si se requiere de algo un poco más presentable que una simple placa, se procede a colocar la placa en un chasis, colocando la placa y los componentes dentro de este chacis y acomodandolos según el gusto y apreciación de cada persona.
En mi caso lo coloque de esta manera:
