ACTIVIDAD 1 DISEÑO Y ELABORACION DE CIRCUITOS IMPRESOS
ALUMNO: JOSE FARLEMIR ROJAS GUEVARA
TUTOR: ING ARIEL ALEXANDER ALBARRACIN PUERTO
DISEÑO Y ELABORACION DE CIRCUITOS IMPRESOS (1506274)
SANTIAGO DE CALI AGOSTO 15 DE 2017
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ACTIVIDAD CENTRAL Unidad 1. Fundamentación de Circuitos Eléctricos y
Electrónicos
Nombre de la actividad: Diseño de circuito de fuente de alimentación en taller de prototipado
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Figura1. Escenario de actividad lugar de diseño, montaje y pruebas básicas
Objetivo a. Identificar el funcionamiento y algunas características de los componentes pasivos, activos en circuitos eléctricos. b. Identificar y analizar la manera de realizar montajes de circuitos en algunos simuladores de descarga gratuita o libre a nivel de demo. c. Realizar aplicaciones con componentes electrónicos en circuitos básicos.
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Situación En un taller de diseño de prototipado de productos electrónicos, se encuentra el área de diseño de circuitos para clientes preferenciales. Un cliente que se encuentra desarrollando un equipo para el desempeño en biomédica ha venido a solicitar el diseño de una fuente de alimentación para su equipo. Esta fuente debe tener un voltaje de entrada de 115VAC, y la salida de voltaje a 5, 12VCC, además de manejar una corriente de un (1) amperio. El coordinador del taller le pide a usted que le haga el diseño del circuito, con simulación de funcionamiento de la fuente.
Descripción del Proceso
a. En el taller de diseño de prototipado existen áreas que tienen que ver con las siguientes actividades: diseño, desarrollo, ensamble, pruebas y puesta a punto. b. Los clientes que llegan pueden tener una gran gama de posibilidades y de subproductos específicos dentro del desarrollo de un producto. c. Para el caso de esta actividad se trata del diseño del circuito funcional de una fuente de alimentación que entregue 5 y 12VCC, la corriente
de un (1)
amperio, la entrada de voltaje es 115VAC. d. No se requiere realizar montajes, ni diseños en editores de PCB, pues son pasos posteriores a este. e. La entrega a su jefe es el circuito propuesto en un archivo digital, con la funcionalidad de la fuente, con pruebas en un simulador demo gratuito en una herramienta que se bajara de internet para lo cual se darán los detalles en el documento guía de desarrollo.
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Temas asociados Componentes electrónicos pasivos Componentes electrónicos activos
Entregas Usted debe entregar el documento guía (página 4) con el circuito de la solución. Una vez finalizado, comprima el archivo en formato Zip o rar, dando clic derecho al archivo, Enviar a, Carpeta comprimida. Luego envíelo a su facilitador a través del medio utilizado para tal fin en el curso.
DOCUMENTO GUÍA Diseño del Circuito de fuente de alimentación de 5 y 12VCC para un equipo de aplicación a medicina. El diseño lo realizaremos por fases, cada una aportara elementos y componentes parciales para el diseño definitivo. a. Fase 1:
Diseño del diagrama de bloques de una fuente de alimentación
regulada (tenga en cuenta las etapas y sus características, los componentes activos y pasivos)
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Realizar esquema fase 1
5 y 12VCC
115VAC
Transformador
Rectificador
Filtro
Regulador
- 12VCC
Descripción: Se deben distinguir
claramente las etapas de una fuente regulada
tiendo en cuenta las características de entrada de la corriente alterna y la salidas en corriente continua y plásmelas en el grafico. b. Fase 2: En esta fase se verificarán los componentes de las etapas de la fuente FUENTE DE ALIMENTACIÓN ETAPA
COMPONENTES
CARACTERISTICAS
1
Transformador
De 115 a 12v y 5v
6
2
Rectificador
3
Filtro
convertir la alterna en continua
4 Regulador lineal
corriente corriente
determinada la frecuencias de una señal eléctrica para mantener la tensión de salida nominal con variación
Descripción
Después de identificar las etapas de la fuente de alimentación procedemos a realizar la documentación y análisis de los componentes electrónicos de cada una de las etapas, describiendo las características más relevantes. Se debe buscar los componentes, verificarlos, listarlos y anotar sus características.
Para poder realizar una fuente se debe de tener claro que componentes se deben utilizar para el diseño, para poder obtener el resultado deseado. Estos componentes son: El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético.
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El puente rectificador es un circuito electrónico usado en la conversión de corriente alterna en corriente continua. Consiste en cuatro diodos comunes, que convierten una señal con partes positivas y negativas en una señal únicamente positiva. Un simple diodo permitiría quedarse con la parte positiva, pero el puente permite aprovechar también la parte negativa. El puente, junto con un condensador y un diodo zener, permite convertir la corriente alterna en continua. El papel de los cuatro diodos comunes es hacer que la electricidad vaya en un solo sentido, mientras que el resto de componentes tienen como función estabilizar la señal.
Condensador eléctrico es un conjunto de dos superficies conductoras en influencia total, usualmente separadas por un medio dieléctrico, que sirve para almacenar energía eléctrica. Se denomina condensador al dispositivo formado por dos placas conductoras cuyas cargas son iguales pero de signo opuesto. Básicamente es un dispositivo que almacena energía en forma de campo eléctrico. Al conectar las placas a una batería, estas se cargan y esta carga es proporcional a la diferencia de potencial aplicada, siendo la constante de proporcionalidad la capacitancia: el condensador.
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Regulador de tensión o regulador de voltaje es un dispositivo electrónico diseñado para mantener un nivel de voltaje constante. Los reguladores electrónicos de tensión se encuentran en dispositivos como las fuentes de alimentación de los computadores, donde estabilizan los voltajes DC usados por el procesador y otros elementos. Es un regulador de voltaje el cual es utilizado frecuentemente ya que su salida es de 5 voltios positivos y pueden proporcionar corrientes de más de 1A. Además incluyen protección por sobrecarga térmica, y contra cortocircuitos. Su voltaje de entrada va de 2,2V a 30V.
c. Fase 3: Elaboración del circuito en el simulador. Se debe bajar la herramienta de software simulador (proteus) para esta actividad. Está se ha elegido por ser un software muy conocido en el ámbito electrónico, además de que la empresa productora deja bajar una versión demo free para realizar pruebas con circuitos básicos y otras funcionalidades electrónicas que para este caso nos eran necesarias. Para bajar el software tenga en cuenta lo siguiente: 1. Vaya al siguiente enlace web http://www.labcenter.com/download/prodemo_download.cfm#professional
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2. En la opción PRODEMO.EXE y luego descarga el software. 3. Instalar el software 4. Crear un nuevo proyecto 5. Selecciona
los
componentes
de
la
fuente
según
las
interconéctalos 6. Por último realiza la simulación del circuito 7. Toma un print screen del circuito y cópialo en el cuadro de abajo.
Print Scren circuito fuente diseñado y probado en proteus
10
etapas
e
11
