Fuente De Voltaje De 9 A 5 1l495e

Regional Meta Centro de Industria y servicios del META

MANTENIMIENTO ELECTRONICO E INSTRUMENTAL INDUSTRIAL

Electrónica 2013

Regional META Centro de Industria y servicios del META

Fecha:

Mantenimiento Electrónico E Instrumental Industrial 1/03/2013

Sistema de Gestión de la Calidad

José Vicente García Puentes Ficha 396991


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José Vicente García Puentes

Aprendiz

Centro de Industria y servicios del META

FIRMA

1/03/2013

Tema

Elaboración de una Fuente de Voltaje de 9 a 5 Volts.



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Tabla de Contenido Objetivos (Generales y específicos.)………………………………..…1 Introducción…………………………..…………………………………..2 Marco Teórico:……………………………………………………………3 Tabla De Graficas………………………………………………………10 Epp……………………………………………………………………….14 Componentes y Materiales Utilizados…………………………..……18 Desarrollo De La Fuente……………………………………………….21 Conclusiones…………………………………………………………....23 CiberGrafia………………………………………………………………25



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OBJETIVOS General Realizar una fuente de voltaje, investigando en los libros y páginas relacionadas con la electrónica digital con el fin de tener un conocimiento de aplicación de la energía eléctrica en la materia que estamos viendo.

Especifico Determinar el funcionamiento y aplicación de los elementos físicos utilizados para el desarrollo de la fuente de voltaje. Utilizar los elementos necesarios para el diseño de la fuente de voltaje. Colocar los elementos según el procedimiento necesario para el diseño de la fuente de voltaje. Comprender el funcionamiento de una fuente de voltaje.



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Introducción Podemos definir fuente de alimentación como aparato electrónico Modificador de la electricidad que convierte la tensión alterna en una tensión Continua. Remontándonos un poco en la historia describiremos que en la industria No se contaba con equipos eléctricos, luego se empezaron a introducir Dispositivos eléctricos no muy sofisticados por lo que no eran muy sensibles a sobretensiones, luego llegaron los equipo más modernos que necesitaban de bajos voltajes y por lo tanto eran muy sensibles a sobretensiones, cambios bruscos o ruido en las tensiones de alimentación por lo que se ha iniciando la construcción de fuentes de alimentación que proporcionaran el voltaje suficiente de estos dispositivos y que garanticen la estabilidad de la tensión que ingresa al equipo. Funciona con corriente continua, así, el dispositivo que convierte la corriente alterna a corriente continua, en los niveles requeridos por el circuito electrónico a alimentar, se llama fuente de alimentación. En resumen la función de una fuente de alimentación es convertir la tensión alterna en una tensión, en una tensión continua.



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Marco Teórico Este circuito de fuente de poder permite obtener dos voltajes de salida muy utilizados: 9VDC y 5VDC , con una entrega máxima de corriente de 200 mA. Como en una fuente de poder típica se utiliza un transformador, un grupo de diodos rectificadores (que se podrían reemplazar por un puente integrado) y un capacitor de gran valor (1000 uF) para aplanar la salida rectificada Este conjunto forma la parte no estabilizada de nuestra fuente. Para estabilizar los voltajes de salida, se utilizan dos diodos zener, uno de 10 voltios y otro de 5.6 voltios, con un resistor asociado, R1 y R3 Asociado a cada diodo zener, hay un transistor de paso, que permite ampliar la entrega de corriente. Para el primer transistor la salida será: 10 - 0.6 = 9.4 VDC, para el segundo transistor la salida será: 5.6 - 0.6 = 5VDC. Es un instrumento útil en cualquier mesa de trabajo. Cuando se trata de circuitos electrónicos digitales que tengan integrados de la familia TTL, se requiere de una fuente regulada de voltaje de 5 voltios. Una fuente regulada entrega en sus bornes de salida un voltaje constante, independiente de las variaciones en la línea de alimentación y en la carga. En este proyecto construiremos una fuente regulada de 5 voltios con capacidad de alimentar una o varias cargas que consuman hasta 1 amperio. En la figura se muestra el diagrama respectivo. Existen, además, otros dos condensadores que sirven para completar el filtrado del voltaje, eliminando señales residuales de alta frecuencia. José Vicente García Puentes Ficha 396991


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Recomendaciones generales para el ensamble Instale las bananas o los bornes en su respectivo lugar. Recuerde que el borne rojo corresponde al positivo y el negro al negativo. Prueba del circuito Una vez ensamblada la fuente de poder, debemos probarla para determinar si su funcionamiento es correcto. Para hacerlo, la debemos conectar a un toma corriente y medir su voltaje de salida con carga y sin carga. Primero mida el voltaje con un multímetro en la escala de corriente continua de 10 voltios. Su voltaje de salida debe estar entre 8.9 a 9.2 y 4.8 a 5.2 voltios. Si no es así, hay algún problema en el circuito, especialmente en el regulador de voltaje 7805. Para medir el voltaje de salida con carga, conecte en su salida una lámpara o bombillo pequeño de 6 voltios a 300 mA. Mida el voltaje de nuevo; éste no debe sufrir una mayor variación. Si el voltaje se rebaja considerablemente, la fuente no está regulando. Verifique el transformador y el circuito integrado regulador 7805. Si con la José Vicente García Puentes Ficha 396991


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carga el voltaje de salida se mantiene estable, la fuente está lista para trabajar.

La Fuente de Voltaje Independiente Ideal es un elemento de dos terminales, en el que el voltaje entre dichos terminales en cualquier instante de tiempo es independiente del valor o la dirección de la corriente que circula a través del mismo. El símbolo para una Fuente de Voltaje Independiente Ideal es el presentado en la



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Etapa de filtrado Esta etapa queda constituida por uno o varios capacitores que se utilizan para eliminar la componente de tensión alterna que proviene de la etapa de rectificación. Los capacitores se cargan al valor máximo de voltaje entregado por el rectificador y se descargan lentamente cuando la señal pulsante desaparece. Permitiendo lograr una nivel de tensión lo mas continua posible.

Etapa de regulación Esta etapa consiste del uso de uno o varios circuitos integrados que tienen la función de mantener constante las características del sistema y tienen la capacidad de mantener el estado de la salida independientemente de la entrada. Esta etapa se puede dividir en : Reguladores lineales y regulador de conmutación (switching) .

Condensador Electrolítico Básicamente, un condensador, en su expresión más simple, está formado por dos placas metálicas (conductoras de la electricidad) enfrentadas y separadas entre sí por una mínima distancia, y un dieléctrico, que se define como el material no conductor de la electricidad (aire, mica, papel, aceite, cerámica, etc.) que se encuentra entre dichas placas. La magnitud del valor de capacidad de un condensador es directamente proporcional al área de sus placas e inversamente proporcional a la distancia que las separa. Es decir, cuanto mayor sea el área de las placas, mayor será el valor de capacidad, expresado en millonésimas de Faradios [µF], y cuanto mayor sea la distancia entre las placas, mayor será la aislación o tensión de trabajo del condensador, expresadas en unidades de Voltios, aunque el valor de capacidad disminuye proporcionalmente cuanto más las placas se separan.



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Tecnología de los condensadores electrolíticos Dentro de la gran variedad de tecnologías de fabricación de condensadores, los electrolíticos son los de mayor capacidad, debido a que se recurre a reducir la separación entre las placas, a aumentar el área enfrentada de las mismas y a la utilización de un dieléctrico de elevada constante dieléctrica. Los condensadores electrolíticos deben su nombre a que el material dieléctrico que contienen es un ácido llamado electrolito y que se aplica en estado líquido. La fabricación de un condensador electrolítico comienza enrollando dos láminas de aluminio separadas por un papel absorbente humedecido con ácido electrolítico. Luego se hace circular una corriente eléctrica entre las placas para provocar una reacción química que producirá una capa de óxido sobre el aluminio, siendo este óxido de electrolito el verdadero dieléctrico del condensador. Para que pueda ser conectado en un circuito electrónico, el condensador llevará sus terminales de conexión remachados o soldados con soldadura de punto. Por último, todo el conjunto se insertará en una carcasa metálica que le dará rigidez mecánica y se sellará herméticamente, en general, con un tapón de goma, que evitará que el ácido se evapore en forma precoz. Un término muy común en la jerga de los fabricantes de condensadores electrolíticos es el de protocondensador , con el cual se denomina a los condensadores fabricados y ensamblados que aun no se les ha hecho circular una corriente para que se forme la capa de óxido de electrolito. Este término lo utilizaremos más adelante para una mejor comprensión en este mismo artículo. Cabe aclarar que, si bien existen condensadores con dieléctrico de papel, en el caso de los electrolíticos el papel entre placas cumple la función de sostener al ácido uniformemente en toda la superficie de las mismas.



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Transistor cw7845 Dispositivo compuesto de un material semiconductor que amplifica una señal o abre o cierra un circuito. Inventado en 1947 en Bell Labs, los transistores se han vuelto el principal componente de todos los circuitos digitales, incluidas las computadoras. En la actualidad los microprocesadores contienen millones de transistores microscópicos. Previo a la invención de los transistores, los circuitos digitales estaban compuestos de tubos vacíos, lo cual tenía muchas desventajas. Eran más grandes, requerían más memoria y energía, generaban más calor y eran más propensos a fallas. Los transistores cumplen conmutador o rectificador.

las

funciones

de

amplificador,

oscilador,

El transistor bipolar fue inventado en los laboratorios Bell de EEUU en diciembre de 1947 por John Bardeen, Walter Ho Brattain y William Bradford Shockley (recibieron el Premio Nobel de Física en 1956). El transistor bipolar está constituido por un sustrato (usualmente silicio) y tres partes dopadas artificialmente que forman dos uniones bipolares, el emisor José Vicente García Puentes Ficha 396991


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que emite portadores, el colector que los recibe o recolecta y la tercera, que está intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos portadores (base). A diferencia de las válvulas, el transistor es un dispositivo controlado por corriente y del que se obtiene corriente amplificada. En el diseño de circuitos a los transistores se les considera un elemento activo, a diferencia de los resistores, capacitores e inductores que son elementos pasivos. Su funcionamiento sólo puede explicarse mediante mecánica cuántica.

Diodo Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido. Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad. Consta de una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. El diodo de vacío (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de alta potencia) es un tubo de vacío con dos electrodos: una lámina como ánodo, y un cátodo. De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña. Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal, como paso inicial para convertir José Vicente García Puentes Ficha 396991


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una corriente alterna en corriente continua. Su principio de funcionamiento está basado en los experimentos de Lee De Forest. Los primeros diodos eran válvulas o tubos de vacío, también llamados válvulas termoiónicas constituidos por dos electrodos rodeados de vacío en un tubo de cristal, con un aspecto similar al de las lámparas incandescentes. El invento fue desarrollado en 1904 por John Ambrose Fleming, empleado de la empresa Marconi, basándose en observaciones realizadas por Thomas Alva Edison. Al igual que las lámparas incandescentes, los tubos de vacío tienen un filamento (el cátodo) a través del cual circula la corriente, calentándolo por efecto Joule. El filamento está tratado con óxido de bario, de modo que al calentarse emite electrones al vacío circundante los cuales son conducidos electrostáticamente hacia una placa, curvada por un muelle doble, cargada positivamente (el ánodo), produciéndose así la conducción. Evidentemente, si el cátodo no se calienta, no podrá ceder electrones. Por esa razón, los circuitos que utilizaban válvulas de vacío requerían un tiempo para que las válvulas se calentaran antes de poder funcionar y las válvulas se quemaban con mucha facilidad.



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Circuito Impreso

Este es el circuito que creamos y fabricamos en el Eagle.

Tabla De graficas Imagen 1.1

Como podemos ver en esta imagen vamos a empezar a fabricar la baquelita con el circuito impreso.



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Imagen 1.2

Como podemos ver en esta imagen estamos cortando con una hoja de sierra la baquelita según su marcación que hicimos con un lapicero.

Imagen 1.3

Como podemos observar en esta imagen estamos planchando la impresión en la váquela. En una imagen observamos lista para planchar que es después de limpiar la váquela con un bombril y pegar el impreso con cinta sin tocar lo lijado con los dedos, y en la otra ya estamos planchando.



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Imagen 1.4

En esta imagen observamos que ya planchamos la imprenta en la baquelita y lo echamos al agua fría para comenzar a quitarle el papel con cuidado (Hacer preferiblemente con un cepillo de Diente usado.).

Imagen 1.5

En esta imagen podemos ver después del proceso de quitado de papel ya lista para echarlo en el acido férrico que en el cual se mete bien caliente y esperamos con cuidadosamente a no dejar que se coma el acido mucho lo marcado con negro o tinta.



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Imagen 1.6

Como podemos ver en esta imagen ya tenemos terminada la Fuente de voltaje de 9 a 5 voltios. Antes de esto se tubo que hacer perforación con motor tol y soldar con cautín y estaño los condensadores el diodo y los caimanes.

EPP Utilizados En El Trabajo EPP Utilizados En El Desarrollo de la Punta Lógica Definición de La Epp: artículos que se emplean como ultima barrera entre al integridad de la persona un riesgo, su propósito general es prevenir las lesiones protegiendo al trabajador. Aunque el uso de elementos de protección personal es el ultimo recurso en el control de riesgos, debe ser aceptado en muchas ocasiones por cuanto este impide que las consecuencias del riesgo del riesgo hagan o directo con el trabajador, sin embargo el riesgo sigue presente, es por esto que antes de controlar riesgos con este criterio, debemos agotar dos practicas: Contro de riesgo en su origen o fuente y el control en el medio.



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Epp Utilizados En la Practica:

Guantes de Látex: Imagen 1.7

Estos guantes se utilizaron en el momento de echar el acido férrico al agua caliente en el cual protege las manos y antebrazos de el humo toxico que bota este acido.



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Gafas Especiales Para Protección De Ojos Imagen 1.8

Estas Gafas Nos Sirvieron Para La Protección de Los ojos de el gas Dañino que botaba el acido en el agua caliente.

Tapabocas Imagen 1.9

El tapabocas nos sirvió para proteger la parte de la nariz para no inhalar el humo dañino.



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Material y Equipo Utilizado. 1.- El diseño de las pistas conductoras. 2.-Una pieza de material fenolico de las dimensiones requeridas. 3.- Una broca de medida 1/22 de pulgada. 4.- Lija para madera fina. 5.- Lija de agua fina. 6.- Percloruro de hierro en solución liquida. 7.- Un marcador de tinta permanente. 8.- Dos recipientes con solvente (thinner). 9.- Un recipiente de material plástico para procesar. 10. Un par de guantes protectores. 11.- Una servilleta de papel o pedazo pequeño de estopa. 12.- Un taladro eléctrico o manual. 13.- Una navaja delgada y afilada. 14.- Un arco con segueta de diente fino. 15.- Cautín Eléctrico. (25 watts) 16.- Soldadura estaño.. 17.- Pasta para Soldar.



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Componentes Utilizados 2 1 1 2

Condensadores de 1000Uf Diodo Zener Común. Transistor cw7805. Caimanes (Negro Negativo Rojo Positivo).

Desarrollo 1. Cortar un pedazo de material fenolico de las dimensiones deseadas (2.5 x 4 cm) 2. Con la lija para madera quitar las asperezas del contorno del material ocasionadas por el corte. 3. Con la broca realizar las perforaciones requeridas para montar los componentes de acuerdo al diseño de las pistas. 4. Con la lija de agua fina, pulir la superficie del lado de cobre de la placa. 5. Limpie con un poco de estopa o un trozo de servilleta. la superficie de cobre pulida, a fin de eliminar las partículas de cobre resultantes. 6. De aquí en adelante no debe tocarse el material fenolico del lado del cobre. 7. Transferir el diagrama eléctrico al material fenolico utilizando un marcador de tinta indeleble para dibujar las pistas 8. Revisar perfectamente el circuito eléctrico impreso en el material fenolico, si esta correcto, colocarlo en el recipiente para procesarlo. Si se encuentra algún error en el dibujo corregirlo cuidadosamente con el filo de la navaja. 9. Vaciar en el recipiente de plástico una cantidad d percloruro férrico. Suficiente para cubrir totalmente la placa a procesar. 10. Agitar periódicamente el recipiente con movimientos delicados, a fin de acelerar el proceso (1/2 hora Máximo 1).



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11. Cuando el proceso haya terminado observe que las pistas quedan libres entre si. 12. Con precaución y utilizando los guantes sacar el circuito del recipiente y lavarlo con agua para eliminar la sustancia química empleada. 13. Una vez seca la placa, introducir la mitad de ella a uno de los recipientes con thinner, sosteniéndola por el extremo opuesto y agitando suavemente para remover la tinta. repetir el procedimiento para el otro extremo. 14. Humedecer una bola pequeña de estopa o servilleta con thinner limpio del otro recipiente de solvente y limpiar los residuos de thinner entintado de la placa. 15. Dejar secar la placa limpia al aire libre. 16. Una vez que se verifica el buen estado del circuito impreso (material fenolico), se procede a localizar la posición de los elementos eléctricos, mediante el diagrama eléctrico y pictórico. 17. Una vez localizada la posición de cada uno de los elementos, se montan en el circuito impreso fabricado. 18. Usando soldadura eléctrica de estaño y cautín eléctrico (30 watts Max.), se soldán los componentes, verificando antes la polaridad de los Condensadores la correcta polarización de transistor y el Diodo. 19. Una vez realizado lo anterior, se procede a efectuar pruebas para verificar su buen funcionamiento. 20. A continuación proceda a efectuar las mediciones de voltaje y componentes de la hoja de reporte.



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CONCLUSIONES

Una fuente de voltaje es primordial para cualquier artefacto electrónico. Es fácil de acceder a la fuente de alimentación, basta con tener un poco de conocimientos de electrónica y una pequeña inversión económica y se lograra a cabo dicho proyecto. Nos señaló las principales diferencias entre una fuente de voltaje no regulada y una fuente de voltaje regulada. Identificó la utilidad y eficacia de una fuente de voltaje. Tener Cuidado en el momento de Planchar la baquelita ya que se puede dañar por mucho calor. Puede dañarse la baquelita después del planchado si nos e sabe quitar el papel de revista o papel fotográfico. No dejarlo mucho tiempo en el acido máximo 1 hora ya que el acido puede dañar mas de lo que se necesita de los caminos.



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Cibergrafia http://www.infoab.uclm.es/labelec/Solar/elementos_del_pc/fuentes_de_alimentacion/f/f _pdf.pdf http://funtedealimentacion4im8.blogspot.com/2012/05/materiales-de-lafuente-de-alimentacion.html http://html.rincondelvago.com/fuentes-de-alimentacion_1.html http://www.buenastareas.com/ensayos/Proyecto-Fuente-DeVoltaje/643475.html http://es.idoub.com/doc/57493135/FUENTES-DE-VOLTAJE


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