Informe Fuente Dual 244g51

DISEÑO Y CONTRUCCIÓN DE UNA FUENTE FIJA DE 5V Y UNA VARIABLE DE 0 A 24 V

RESUMEN: En el presente trabajo se tienen como objetivo la descripción teórica así como también la implementación práctica del proceso a seguir para la construcción de una fuente dual es decir tanto fija como variable. http://4.bp.blogspot.com/iz4o3f6daOU/USp7yGP9C2I/AAAAAAAAAD4/NTYMPNi 07ls/s1600/Sin+t%C3%ADtulo.png

del puente de diodos, menos 1 voltio de pérdida por la carga, obtengamos los 24 voltios requeridos. El transformador entrega tanto voltaje como amperaje. Las fuentes pueden presentar las siguientes características: 

 PALABRAS CLAVE: Circuito, fuente variable, diodos, puente de diodos, fusible ABSTRACT: In this paper we aim at theoretical description as well as the practical implementation of the process for building a dual source ie fixed and variable. KEY WORDS: Circuit, variable source, diodes, bridge diodes, fuse INTRODUCCIÓN La fuente de poder es un circuito que convierte la corriente alterna que encontramos en el hogar, en corriente continua, además cambia o reduce el voltaje, entregando uno o varios voltajes, según la necesidad del circuito que vamos a alimentar. Para la elaboración de la baquelita utilizaremos el método de transferencia de tonner (método de la plancha) Una fuente de poder está conformada de la siguiente manera

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Es una fuente bipolar; esto indica que la fuente proporciona dos voltajes; de 0 a 15 voltios positivos y de 0 a 15 voltios negativos, muy útil en proyectos con amplificadores operacionales. El amperaje es de 1.5A el cual es proporcionado por los reguladores, al menos la mitad de los circuitos electrónicos no necesitaran más de 1 amperio. Posee ventilador para que el circuito este refrigerado aparte de que los reguladores tengan su disipador. Es una fuente básica de uso general para circuitos electrónicos perfecta para un laboratorio personal ó para experimentación de prototipos.

Una fuente regulable consta de una perilla que ajusta el voltaje, posee dos bornes uno para positivo (+) y otro para negativo (-). El valor medido con un multímetro entre ambas borneras es la diferencia de potencial entre ellas. Una fuente de voltaje funciona como una batería, ambos proporcionan un circuito electrónico, pero una fuente de voltaje convierte el voltaje alterno que se suministra en un toma corriente a un voltaje menor y continuo, y debido a que se encuentra conectada a un toma corriente de una fuente de voltaje no se descarga en comparación de una batería, pero claro la fuente debe de estar siempre conectada. Para comprender el funcionamiento de la fuente de voltaje veremos que constan de varias etapas que son:

Fig1. Diagrama de bloques Fuente de poder

Es importante anotar que la fuente rectificadora, eleva el voltaje en 1.5 aproximadamente. Es decir; si queremos alimentar un circuito de 24v DC, debemos saber que: El puente de diodos consume 2 voltios. En segundo lugar debemos tener un transformador de al menos 10 voltios AC, que al ser rectificado por la fuente, obtengamos 15 voltios, menos los 2 voltios de consumo

Fig.2 Funcionamiento de la fuente

Conocer el método para plasmar circuitos en baquelitas. LIMITACIONES 

Etapa del Transformador El transformador permite disminuir el voltaje de tomacorriente (el cual es de 120 VAC 60Hz en cualquier hogar) a un voltaje menor con la misma frecuencia para un mejor manejo (en este caso el transformador disminuye a 12VAC 60Hz). Un transformador está constituido por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce, el primer devanado se conoce como primario y el segundo devanado se conoce como secundario.

Debe existir una correspondencia entre los valores entregados por el transformador y los requeridos por el circuito. El amperaje del transformador debe estar por encima no menos del 10%; para que las pérdidas no superen 1 voltio. Si usamos un transformador con un amperaje por debajo del requerido, afectará el voltaje de salida, teniendo pérdidas de hasta 5 o más voltios, que harán que el circuito no funcione o no funcione bien.

MATERIALES Fig.3 Transformador

Etapa del Rectificado Aun en la etapa del transformador tenemos una tensión alterna pero con un valor mucho menor, la etapa del rectificado se encarga de convertir el voltaje alterno en directo por medio de diodos, específicamente por medio de un puente de diodos ó rectificador de onda completa. En la entrada del puente tenemos un voltaje alterno mientras que en su salida se tendrá un voltaje directo con polo positivo y otro negativo. Etapa del filtro Como se aprecia en la imagen anterior el voltaje aumenta de cero a un valor pico para luego descender nuevamente a cero, este tipo de voltaje no es el adecuado para los diferentes circuitos electrónicos ahora este voltaje debe ser continuo para obtener esto se emplea un filtro o condensador que también es conocido como capacitor electrolítico. Etapa Regulador El regulador de voltaje permite estabilizar el voltaje reduciendo el rizado y proporciona un voltaje continuo a la salida de un valor determinado, el más común es el regulador de 3 pines de encapsulado TO-220, para esta fuente se utilizó el LM7805C para el voltaje positivo y el LM3171 para el voltaje negativo.

2 capacitores de 10 uF 1 capacitor de4700 uF 1 capacitor cerámico 104 1 resistencia de 7.5 k Ω 1 resistencia de 270 Ω 1 regulador LM7805C 1 regulador LM 3171 2 diodos de silicio 1N4007 1 puente de diodos BR66 1 Transformador de 100v/9v 1A 1 fusible de 1.5A 1 porta fusible para de 5x20mm 1 potenciómetro de 5 k Ω 1 led rojo 1 bornera tripla para placa 2 borneras dobles para placa 1 Placa de cobre PROCEDIMIENTO Y ANÁLISIS Para empezar el análisis y construcción de la fuente variable y fija, debemos utilizar un diseño que involucre a las dos tanto fija como variable en un solo circuito con la finalidad de evitar realizar dos placas de baquelita, que podrían funcionar en una sola. Realizamos el diseño y simulación en proteus del circuito

OBJETIVOS   

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Diseñar y construir una fuente variable de 0 24 voltio y una fuente fija de 5 voltios Aprender a usar el software proteus para poder llevar a cabo la impresión del circuito. Conocer, entender y aprender el funcionamiento de los elementos de conforman una fuente de voltaje Realizar las respectivas pruebas en protoboard con la finalidad de verificar su correcto funcionamiento.

Fig.4 Circuito en proteus

Luego de haber realizado el circuito en proteus debemos comprobarlo en protoboar con la finalidad de determinar su correcto funcionamiento. Luego se recorta la placa de cobre por la región señalada anteriormente para ello nos ayudamos de una sierra y para una mejor presentación se lima los bordes mediante una lija.

Fig.5 Circuito en protoboard

Luego de verificar si el modelo del circuito es aceptable es decir cumple con las especificaciones, procedemos a diseñar las pistas del circuito para lo cual el mismo proteus Ares, ayudara con el proceso así: Fig.8 Recorte de la placa de cobre

Fig.6 Pistas diseñado por proteus ares

Luego de obtener el diseño procedemos a imprimir el papel fotográfico con la finalidad de proceder a utilizarlo en la placa en donde se creara las pistas de cobre. Placa del Circuito Impreso

Fig.9 Utilización de lija

Pulimos la placa de cobre empleando una lija fina con la finalidad de que el cobre pierda su aspecto brillante y queda ligeramente rallado.

Primeramente se procede a recortar el diseño impreso para posteriormente delimitar el área a ocupar en la placa de cobre.

Fig.10 Pulido de la placa de cobre

Fig.7 Delimitación del área a ocupar

Terminada la fase de pulido y limpieza del cobre, pasamos a la etapa de planchado, para ello se coloca la hoja recortada boca abajo sobre el cobre, procurando que esta se encuentre centrada y con la ayuda de una plancha se logra que el circuito diseñado se adhiera a la placa de cobre.

Fig.11 Adherencia del circuito a la placa de cobre

Seguidamente se sumerge la placa de cobre en un recipiente de agua esto ayudará a levantar el papel de la placa, obteniéndose así el diseño ya adherido a la placa de cobre. Una vez que se ha secado la placa se redibuja el circuito con un marcador.

Fig.12 Placa de cobre con el diseño propuesto

Luego pasamos a la fase de lavado. En ella se saca el cobre de la placa excepto de las zonas grabadas. Para ello se emplea ácido (cloruro férrico). Así se sumerge la placa en el ácido durante 10 minutos,

Fig.13 Reacción de la placa de cobre con el ácido

Una vez que el ácido reacciona se retira la placa y se la coloca en un recipiente con agua limpia para posteriormente ser secada.

Fig.14 Placa de cobre lavada en agua

Finalmente se realiza los taladros en la placa de cobre para lo cual se emplea una broca 1/32.

Fig.15 Taladros realizados en la placa de cobre

Una vez realizada la placa de cobre se procede a conectar los diferentes dispositivos como indica el diagrama previamente creado y para una mejor presentación se lo ubica dentro de una caja de plástico.

Fig.16 Interior de la Fuente

Fig.19 Prueba de la fuente fija

CONCLUSIONES

ANEXOS

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Diseñamos y construimos una fuente variable de 0 24 voltios y una fuente fija de 5 voltios.

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Aprendimos a usar el software proteus para poder llevar a cabo la impresión del circuito.

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Conocimos el funcionamiento de los elementos de conforman una fuente de voltaje

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Realizamos las respectivas pruebas en protoboard con la finalidad de verificar su correcto funcionamiento.

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Conocimos el método para plasmar circuitos en baquelitas.

Fig.17 Diagrama de conexión

RECOMENDACIONES 

No exceder más de 1.5 amperios pues algunos elementos podrían dañarse.

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Tener mucho cuidado con la polarización de los condensadores.

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Revisar que la resistencia en serie con el led sea la adecuada y esté funcionando.

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Si algunos de los elementos se calientan desconectar la fuente y revisar su polaridad y la corriente o voltaje están recibiendo.

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Realizar el diseño en la baquelita con cuidado de no cortocircuitar las pistas.

Fig.18 Fuente finalizada

REFERENCIAS [1] Edminister. Joseph, “Circuitos Eléctricos”, Mc Grawhill. pp 210-215. Agosto 1965. [2] El amperímetro, El amperímetro. (17-04-2013). Disponible en: Fig.18 Prueba de la fuente variable

http://elamperimetro.blogspot.com/2007/11/la-necesidad-decontrolar-y-minimizar.html

[3] Ea1uro. Medidor pico para circuitos RLC. (24-032013). Disponible en: http://www.ea1uro.com/ea1ko/medidor.htm [4] Buenas Tareas, Vatímetros. Disponible en: http://www.buenastareas.com/ensayos/Vatimetros/1464744. html