UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Universidad del Perú, D ecana de A mér i ca
FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRICA Y ELECTRÓNICA
Trabajo: Fuente de 12 voltios para 3 amperios fijado
Profesor: Dr. Gerónimo Huamán, Celso Ysidro Alumno: Abrego Caceres Matias Dennys
Curso: Laboratorio de Circuitos Eléctricos I
E.A.P: Ingeniería Electrónica
LIMA-PERU, 2017
DEDICATORIA: “A mis padres, hermanos
Y profesores de la Facultad De ingeniería Electrónica y Eléctrica.
AGRADECIMIENTO: Agradezco a la universidad Mayor De San Marcos, cuna del saber. También agradezco a los profesores p rofesores Quienes nos preparan y orientan a Ser mejores cada día.
ÍNDICE GENERAL
Pág. I. CARÁTULA
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II. DEDICATORIA
2
III. AGRADECIMIENTO
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IV. ÍNDICE DE FIGURAS
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V. INTRODUCCIÓN
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VI. MARCO TEÓRICO
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.1 Definición
9
.2 Historia
9
.3 Clasificación
10
4 Funcionamiento Funcionamiento
13
.5 Importancia en la actualidad
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VII. FUENTE DE 12 VOLTIOS Y 3 AMPERIOS FIJO
17
.1 Componentes
17
.2 Capture
23
.3 Layout
27
.4 La placa
30
.5 Funcionamiento Funcionamiento
31
6. Imágenes del funcionamiento
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VIII. CONCLUSIONES
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IX. RECOMENDACIONES
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X. RESUMEN
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XI. BIBLIOGRAFÍA
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XII. ANEXO
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ÍNDICE DE FIGURA Pág. Imagen 1: Esquemático de una fuente de poder lineal
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Imagen 2: Esquemático de una fuente de poder conmutada
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Imagen 3: Funcionamiento de un transformador transformador
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Imagen 4: Circuito rectificador de onda completa
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Imagen 5: Etapa de filtrado
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Imagen 6: Etapas generales de una fuente de poder
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Imagen 7: Computadora alimentada por una fuente de poder
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Imagen 8: Televisor alimentada por una fuente de poder
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Imagen 9: Radio alimentada por una fuente de poder
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Imagen 10: Circuito de Leds alimentada por una fuente de poder
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Imagen 11: Imagen de una de las borneras usadas en la fuente
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Imagen 12: Imagen de un condensador cerámico
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Imagen 13: Imagen de un condensador condensador electrolítico
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Imagen 14: Imagen de un diodo de silicio
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Imagen 15: Imagen de un regulador
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Imagen 16: Imagen de una resistencia del circuito
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Imagen 17: Imagen de un transistor transist or NPN
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Imagen 18: Imagen de un transformador transformad or de 12v para 3A
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Imagen 19: Imagen de la primera fase del capture
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Imagen 20: Imagen de la segunda fase del capture
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Imagen 21: Imagen de la última fase del capture
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Imagen 22: Imagen de la primera parte de la creación de placa
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Imagen 23: Imagen de las mejoras de las pistas de la placa en Layout
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Imagen 24: 24: Imagen de las pistas de la placa conectadas con los componentes componentes 28
6
Imagen 25: Imagen de las pistas terminadas en el Layout
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Imagen 26: Imagen de la placa terminada en el Layout con sus pistas definidas y bien diseñadas junto con la posiciones de los componentes 29 Imagen 27: Imagen de los pines de la placa
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Imagen 28: Imagen de los pistas de la placa
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Imagen 29: Imagen de las componentes y sus posiciones en la placa
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Imagen 30: Imagen de las pistas en físico
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Imagen 31: Imagen de la placa con las componentes componentes en físico
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Imagen 32: Imagen de la medición de corriente en la placa
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Imagen 33: Imagen de la medición de voltaje de nuestra placa
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Imagen 33: Valor del voltaje de nuestra placa
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INTRODUCCIÓN
El presente trabajo constituye en el armado de una fuente de poder, la cual debe ser de 12 voltios para 3 amperios fijada para lo cual se ha tomado varias páginas web de interés en donde nos da información de cómo se puede lograr este trabajo sin mayores complicaciones. El objetivo de este trabajo o proyecto de laboratorio es poder entender cómo funciona una fuente de poder, que conceptos teóricos se deben tener claro a la hora de comenzar a realizar el armado de la fuente, además también nos permite a adiestrarnos mejor en programas tales como “Proteus”, “Orcad”; los cuales serán de mucha ayuda a la hora de querer simular el circuito teórico ya que en su simulación podemos saber cómo funcionan las componentes que contiene el circuito y su función dentro de este para luego empezar creando nuestro esquemático dentro de esos programas podremos comprar las componentes y recién realizar nuestra placa con los componentes ya soldados dentro de ella. El presente trabajo se ha divido en varias partes en donde cada una de ellas explica un punto import ante como: “Historia de la fuente”, “Definición de la fuente de 12 voltios para 3 amperios DC”, “Procedimiento de armado con gráficas mostrando el PCB y el Layout”, etc. En el punto “Historia de la fuente” describimos cómo surgió la idea de una fuente
cuál fue el procedimiento por lo que tuvieron que pasar para conseguirlo y de cómo repercute en la sociedad actual. En el punto “Definición de la fuente de 12 voltios para 3 amperios DC”
explicamos que es una fuente, para que sirve, como funciona dicha fuente y su uso en la actualidad
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En el punto “Procedimiento de armado con gráficas mostrando el PCB y el Layout” mostramos el procedimiento de armado de nuestra fuente desde su
simulación ya sea en Proteus, Multisim u Orcad Orcad como la creación de la placa, también explicamos el funcionamiento de cada componente en nuestra placa y como se ensambla cada uno hasta por fin tener la placa terminada. Por último también se dan referencias de las páginas visitadas para poder tener conocimiento del procedimiento de armado de la placa, tutoriales en donde nos explican el funcionamiento de cada componente de nuestra placa y cuál es el papel que cumple cumple al estar en el el circuito de la placa así así como referencias referencias sobre usos de nuestra placa creada tanto en la vida cotidiana como en la vida empresarial.
MARCO TEÓRICO 6.1. DEFINICIÓN: La Fuente La Fuente de Poder o Fuente de Alimentación es componente electrónico que sirve para abastecer de electricidad al computador. Un nombre más adecuado sería el de transformador, porque convierte o transforma corriente alterna (AC) en corriente directa (DC), y baja el voltaje de 120 voltios AC a 12,5 voltios DC, necesarios para la PC y sus componentes. componentes. Además de suministrar la energía para operar la computadora, la computadora, la fuente de poder también asegura que esta no opere a menos que la corriente que se suministre sea suficiente para que funcione de forma adecuada; es decir, la fuente de poder evita que la computadora la computadora arranque u opere hasta que estén presentes todos los niveles correctos de energía. La fuente de poder es fácil de identificar porque el cable de suministro eléctrico se inserta en un socket, ubicada en el exterior de la computadora, que computadora, que pertenece a la fuente. En el interior de la PC se puede ver numerosos cables que van de la fuente de poder a muchos componentes de la PC, tales como la tarjeta madre y las unidades de disco. A lo largo del tiempo la fuente de poder ha ido mejorando tanto en el aspecto eléctrico como en el mecánico, y la corriente de aire del ventilador de la fuente de alimentación pasa alimentación pasa ahora a través de la electrónica de la tarjeta madre, hecho madre, hecho que produce un efecto positivo sobre el estado de la temperatura.
6.2. HISTORIA: Se puede decir que nacieron junto al desarrollo de la Radio, durante la primera cuarta parte del siglo XX. Para entonces ya la Red de distribución entregaba corriente alterna (Fue Westinghouse que impulsó la corriente alterna, frente a la continua preconizada por Edison) que hace muy fácil el cambio de la tensión, con la ayuda de los llamados Transformadores. El siguiente paso consiste en convertir la corriente alterna en continua, tarea que llevan a cabo los Rectificadores, complementados por los Filtros que eliminan restos de corriente alterna que permanecen. Posteriormente suele ser necesario estabilizar la tensión (o la corriente) frente a las variaciones que pueda tener la Red, o como consecuencia de variaciones en el consumo, tarea que llevan a cabo los Reguladores. Reguladores.
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Es casi imposible saber quién y cuándo se construyeron las primeras. Posiblemente serían ingenieros adscritos a alguna compañía eléctrica pionera, lo que sí es seguro que utilizaba válvulas electrónicas (lámparas o tubos) allá por las fechas que te he indicado, por la sencilla razón de que los transistores no existían todavía. Tan pronto éstos fueron desarrollados, se les utilizó con ventaja en las fuentes. Llevo involucrado en las Fuentes de Alimentación más de 50 años, y la primera con la que trabajé era de válvulas, válvulas, y la primera que diseñé diseñé con transistores llevaba todavía una válvula, un tubo de Neón como tensión de referencia, porque los diodos estabilizadores (diodos Zener) todavía no existían.
6.3. CLASIFICACIÓN: En electrónica, la fuente de alimentación o fuente de poder es el dispositivo que convierte la corriente alterna (CA), en una o varias corrientes continuas (CC), que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (computadora, (computadora, televisor, impresora, etc.). power supp supply unit ” (PSU), que literalmente traducido En inglés se conoce como “ po significa: unidad de fuente de alimentación, refiriéndose a la fuente de energía eléctrica.
Las fuentes de alimentación para dispositivos electrónicos, pueden clasificarse básicamente como como fuentes de alimentación alimentación lineal y conmutada. Las Las lineales tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser más complejo cuanto mayor es la corriente la corriente que deben suministrar, sin embargo su regulación de tensión es poco eficiente. poco eficiente. Una fuente conmutada, de la misma potencia que una lineal, será más pequeña y normalmente más eficiente pero será más complejo y por tanto más susceptible a averías.
A. Fuentes de alimentación lineales: Las fuentes lineales siguen el esquema: transformador, rectificador, transformador, rectificador, filtro, regulación y salida. En primer lugar el transformador el transformador adapta los niveles de tensión y proporciona aislamiento galvánico. El circuito que convierte la corriente alterna en corriente continua pulsante se llama rectificador, llama rectificador, después suelen llevar un circuito que disminuye el rizado el rizado como un filtro de condensador. condensador. La regulación, o estabilización de la tensión a un valor establecido, se consigue con un componente
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Denominado regulador Denominado regulador de tensión, que tensión, que no es más que un sistema de control a lazo cerrado (“realimentado”, figura 3) que sobre la base de la salida del circuito ajusta
el elemento regulador de tensión que en su gran mayoría este elemento es un transistor. Este transistor que dependiendo de la tipología de la fuente está siempre polarizado, actúa como resistencia regulable mientras el circuito de control juega con la región activa del transistor para simular mayor o menor resistencia y por consecuencia regulando el voltaje de salida. Este tipo de fuente es menos eficiente en la utilización de la potencia suministrada dado que parte de la energía se transforma en calor por efecto por efecto Joule en el elemento regulador (transistor), ya que se comporta como una resistencia variable. A la salida de esta etapa a fin de conseguir una mayor estabilidad en el rizado se encuentra una segunda etapa de filtrado (aunque no obligatoriamente, todo depende de los requerimientos del diseño), esta puede ser simplemente un condensador. condensador. Esta corriente abarca toda la energía del circuito, para esta fuente de alimentación deben tenerse en cuenta unos puntos concretos a la hora de decidir las características del transformador.
Imagen 1: Esquemático de una fuente de poder lineal B. Fuentes de alimentación conmutadas: Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que transforma la energía Una fuente eléctrica mediante transistores mediante transistores en conmutación. Mientras que un regulador de tensión utiliza transistores polarizados en su región activa de amplificación, las fuentes conmutadas utilizan los mismos conmutándolos activamente a altas frecuencias altas frecuencias (20-100 kHz (20-100 kHz típicamente) entre corte (abiertos) y saturación (cerrados). La forma de onda cuadrada resultante se aplica a transformadores con núcleo de ferrita (Los núcleos de hierro de hierro no son adecuados para estas altas frecuencias) para obtener uno o varios voltajes de salida de corriente alterna (CA) que luego son rectificados (con diodos rápidos) (con diodos y filtrados (inductores y condensadores) condensadores) para obtener los voltajes de salida de corriente
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continua (CC). Las ventajas de este método incluyen menor tamaño y peso del núcleo, mayor eficiencia y por lo tanto menor calentamiento. Las desventajas comparándolas con fuentes lineales es que son más complejas y generan ruido eléctrico de alta frecuencia que debe ser cuidadosamente minimizado para no causar interferencias interferencias a equipos próximos a estas fuentes. Las fuentes conmutadas tienen por conmutador, transformador, conmutador, transformador, otro otro rectificador y salida.
esquema: rectificador,
La regulación se obtiene con el conmutador, normalmente un pulse width modulation) que cambia el ciclo de trabajo. Aquí las circuito PWM circuito PWM ( pulse funciones del transformador son las mismas que para fuentes lineales pero su posición es diferente. El segundo rectificador r ectificador convierte la señal alterna pulsante que llega del transformador en un valor continuo. La salida puede ser también un filtro de condensador o uno del tipo LC. tipo LC. Las ventajas de las fuentes lineales son una mejor regulación, velocidad y mejores características EMC . Por otra parte las conmutadas obtienen un mejor rendimiento, menor coste y tamaño.
Imagen 2: Esquemático de una fuente de poder conmutada
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6.4. FUNCIONAMIENTO: A. Etapa de transformación. Esta etapa consta básicamente de un transformador que está formado por un bobinado primario y uno o varios bobinados secundarios, que tiene como función principal, convertir convertir la energía eléctrica alterna de la l a red, en energía alterna de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo magnético. Además provee una aislación galvánica entre la entrada y la salida.
Imagen 3 B. Etapa de rectificación. Esta etapa queda constituida por diodos rectificadores cuya función es de rectificar la señal proveniente del bobinado secundario del transformador. Existen 2 tipos de configuraciones que son rectificación de media onda y de onda completa.
Imagen 4
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C. Etapa de filtrado. Esta etapa queda constituida por uno o varios capacitores que se utilizan para eliminar el 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 d escargan lentamente cuando cuando la señal pulsante desaparece.. Permitiendo lograr una nivel de tensión lo más continua posible. desaparece
Imagen 5 D. 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: swii tch chii ng). Reguladores lineales y regulador de conmutación ( sw
Imagen 6: Etapas del funcionamiento de una fuente de poder
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6. 5. IMPORTANCIA EN LA ACTUALIDAD: La importancia en la actualidad de una fuente f uente de poder es demasiada, ya que viene funcionado en muchos equipos los cuales requieren de una fuente de poder para poder llegar a funcionar como: .La computadora
Imagen 7
.La televisión.
Imagen 8 .La radio
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Imagen 9
.Los circuitos que se llegan a armar en el laboratorio.
Imagen 10
FUENTE DE 12 VOLTIOS PARA 3AMPERIOS FIJOS
7.1. Componentes: . Bornera: Una clema (también conocido como bornera o ficha de empalme) es una cosa para conectar cosas con el uso de otra cosa. Al cable a veces simplemente se le retira el aislamiento el aislamiento exterior en su extremo, y en otras ocasiones se dobla en forma de U o J para ajustarse mejor al eje del tornillo. Alternativamente, al cable se le puede crimpar un terminal para protegerlo. También se usan prisioneros, pero no son adecuados para su uso con los terminales, ya que no encajan. En cualquier caso, se ha de apretar un tornillo para asegurar la conexión. En este caso usaremos la bornera J1.
Imagen de la bornera J1
. Condensador: Un condensador condensador eléctrico (también conocido frecuentemente con el anglicismo capacitor, proveniente del nombre equivalente en inglés) es un dispositivo pasivo, dispositivo pasivo, utilizado en electricidad en electricidad y electrónica, electrónica, capaz de almacenar energía energía sustentando un campo un campo eléctrico. eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, superficies conductoras, generalmente generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia de influencia total (esto es, que todas las líneas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío el vacío..3 Las placas, sometidas a una una diferencia diferencia de potencial, adquieren potencial, adquieren una determinada carga determinada carga eléctrica, positiva eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.
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Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica, eléctrica, sino simplemente energía mecánica latente, al ser introducido en un circuito, un circuito, se se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía la energía eléctrica que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga.
Condensador Cerámico: Utiliza cerámicas Utiliza cerámicas de varios tipos para formar el dieléctrico. Existen diferentes tipos formados por una sola lámina de dieléctrico, pero también los hay formados por láminas apiladas. Dependiendo del tipo, funcionan a distintas frecuencias, llegando hasta las microondas. En este caso usaremos 2 de 100 n F.
Imagen del condensador cerámico cerámico de 100 n F - Condensador Electrolítico: Es un tipo de condensador que utiliza un electrolito, como electrolito, como su primera armadura, la cual actúa como cátodo. como cátodo. Con la tensión adecuada, el electrolito deposita una capa aislante (la cual es en general una capa muy fina de óxido de aluminio) sobre la segunda armadura o cuba (ánodo), (ánodo), consiguiendo así capacidades capacidades muy elevadas. Son inadecuados para funcionar con corriente alterna. La polarización inversa destruye el óxido, produciendo un cortocircuito entre el electrolito y la cuba, aumentando la temperatura, y por tanto, arde o estalla el condensador consecuentemente. En este caso usaremos uno de 2200 u F y uno de 1 u F.
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Imagen del condensador electrolítico electrolítico de 2200 u F
Imagen del condensador electrolítico electrolítico de 1 u F
. 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 El diodo de vacío (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de alta potencia) es un un tubo de vacío con dos electrodos: 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 cierta diferencia de potencial, potencial, se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia una resistencia eléctrica muy pequeña. Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal, como paso inicial para convertir una corriente
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alterna en corriente en corriente continua. Su continua. Su principio de funcionamiento está basado en los experimentos de Lee de Lee De Forest. En este caso usaremos los diodos 1N4007.
Imagen del diodo 1N4007
. Regulador de tensión: Un regulador de tensión o regulador de voltaje es un electrónico diseñado para mantener un nivel de tensión constante.
dispositivo
Los reguladores electrónicos de tensión se encuentran en dispositivos como las fuentes las fuentes de alimentación de los computadores, donde estabilizan las tensiones de Corriente Continua usadas por el procesador y otros elementos. En los alternadores los alternadores de los automóviles y en las plantas generadoras, los reguladores de tensión controlan la salida de la planta. En un sistema de distribución de energía eléctrica, los eléctrica, los reguladores de tensión pueden instalarse en una subestación o junto con las líneas de distribución de forma que todos los consumidores reciban una tensión constante independientemente independientemente de qué tanta potencia exista en la línea. En este caso usaremos el U1 (l7812).
Imagen del regulador l7812
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. Resistencia: Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición al flujo de electrones al moverse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en
honor al físico alemán Georg alemán Georg Simon Ohm, quien Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. En este caso usaremos 3 de 10 ohmios.
Resistencia de 10 ohmios . Transistor NPN: El transistor de unión bipolar (del inglés (del inglés bipolar junction transistor , o sus siglas BJT ) es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite aumentar la corriente y disminuir el voltaje, además de controlar el paso de la corriente a través de sus terminales. La denominación de bipolar se debe a que la conducción tiene lugar gracias al desplazamiento de portadores de dos polaridades (huecos positivos (huecos positivos y electrones negativos), y son de gran utilidad en gran número de aplicaciones; pero tienen ciertos inconvenientes, inconvenientes, entre ellos su impedancia de entrada bastante baja. Los transistores bipolares son los transistores más conocidos y se usan generalmente en electrónica en electrónica analógica aunque también en algunas aplicaciones de electrónica de electrónica digital, como digital, como la tecnología la tecnología TTL o BICMOS. Un transistor de unión bipolar está formado for mado por dos Uniones dos Uniones PN en un solo cristal semiconductor, separados por una región muy estrecha. De esta manera quedan formadas tres regiones:
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Emisor, que se diferencia de las otras dos por estar fuertemente dopada, comportándose como un metal. Su nombre se debe a que esta terminal funciona como emisor de portadores de carga. Base, la intermedia, muy estrecha, que separa el emisor emi sor del colector. Colector, de extensión mucho mayor.
En este caso usaremos el transistor NPN (TIP3055).
Transistor NPN 3055
. Transformador: Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la tensión la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, alterna, manteniendo la potencia. la potencia. La potencia La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros factores. 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 la inducción electromagnética. Está electromagnética. Está constituido por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado de material ferromagnético, material ferromagnético, pero pero aisladas entre sí eléctricamente. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo 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 de acero eléctrico, aleación eléctrico, aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan primarios primari os y secundarios secundari os según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente.
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También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de menor tensión que el secundario. En este caso usaremos uno de 12V para 3A.
Transformador Transformador de 12 Voltios para 3 Amperios
Si bien pudimos ver las componentes a usar en este proyecto veamos cómo quedará en la placa impresa que realizaremos a través de los siguientes puntos que mencionaremos.
7.2 Capture: Después de saber los componentes que vamos utilizar a través de las ayudas de página y tutoriales explicaremos explicaremos los pasos para poder crear el capture en Orcad de nuestro circuito. Como se observa en la imagen esta es la primera parte del capture que se desarrolla en Orcad.
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Paso 2 del capture en donde casi está dibujado por completo nuestro circuito.
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Ultimo paso del capture de nuestra fuente de 12v para 3 amperios fijo.
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7.3 Layout: Después de tener su capture procedemos a desarrollar su Layout paso por paso. Paso 1: En el layout se pone el capture; en los siguientes pasos debemos mejorar las pistas del circuito.
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Paso 2: Como se puede apreciar en la imagen se mejora las pistas en el PCB.
Paso 3: Las pistas se notan mejor y tiene la forma que se dará en la l a placa.
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Paso 4: Las líneas del del circuito están mejoradas y resaltadas. resaltadas.
Paso 5: Después de terminar de resaltar las líneas lí neas resaltamos los componentes de la placa
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7.4 La Placa: Después de tener en el PCB la placa ahora se le mostrarán imágenes individuales de lo que contiene nuestra placa.
Pines de la Placa:
Pistas de la Placa:
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Componentes de la Placa:
7.5 El Funcionamiento: Funcionamiento: 1er paso: El transformador convierte el voltaje alterno de 220 v a 24 v en corriente alterna.
2do paso: La bornera recibe los 24 voltios en corriente alterna es donde inicia el proceso de transformación de nuestra fuente.
3er paso: El puente de diodos rectifica la onda completa de la señal del transformador y la intenta volver continua.
4to paso: El condensador electrolítico de 2200 u F trata de linializar los semiciclos positivos del diodo D2, produciendo una línea casi continua con rizados.
5to paso: El condensador C2 de 100 n F elimina alguna señal de ruido presente en la toma de corriente y evita que ello pueda afectar al funcionamiento del regulador.
6to paso:
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El regulador U1 (l7812) recibe aproximadamente 30 v casi continuos y produce una Vo de 12V fijos.
7mo paso: El diodo D1 (1N4007) evita protege al regulador contra posibles voltajes inversos externos.
8vo paso: El condensador C3 (100nF) elimina posibles ruidos que puedan alterar la señal y el funcionamiento de nuestra fuente.
9no paso: Los transistores transistores Q1, Q2, Q3 (TIP3055) incrementa la corriente corriente que entrega el lm7812, entre los 3 TIPS para que sin problemas puedan puedan suministrar 3 A.
10mo paso: Las resistencias R1, R2, R3 (10 ohmios) dan cierta protección a los transistores tip3055.
11vo paso: El condensador condensador C4 (1uF) manda a tierra cualquier cualquier señal alterna parasita, parasita, haciendo que por J2 salga un voltaje puramente continuo o más posible que se pueda. Es así como es posible poder convertir la corriente o señal alterna en tensión y corriente continua la cuál nuestra fuente obtendrá para poder suministrarla a diferentes circuitos que se puedan realizar en el laboratorio o centro laboral.
7.6 Imágenes del funcionamiento: Imagen de las pistas en físico:
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Imagen de la placa en físico:
Medición de la corriente de nuestra placa:
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Midiendo el voltaje en nuestra placa:
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El resultado es:
Cabe recalcar que el número no es exacto en ambos casos debido a la carga que usamos para medir la corriente y en el caso del voltaje se debe a que el mismo circuito de la fuente consume potencia y es por eso que el número no es del todo exacto.
CONCLUSIONES
. Podemos concluir que el armado de una fuente de voltaje continuo y corriente continua requiere de un dominio extenso de programas avanzados como lo es el Orcad además requiere de conocimientos teóricos del curso de Dispositivos Electrónicos.
. Cada pieza de nuestra placa es fundamental ya que como se había comentado en los pasos cada uno cumple un papel importante para la realización de nuestra fuente y alguno faltara este proyecto no tendría éxito.
. Si bien en la simulación y en su diseño se puede observar el funcionamiento de del circuito para la realización de la fuente no siempre se aplica en la realidad ya que en la simulación no se tiene en cuenta factores externos como el ambiente, el espaciado de cada componente de la placa y el margen de error de las mismas componentes.
. Podemos concluir que el Orcad es un programa muy útil a la hora de poder realizar nuestro circuito simulado como también en su armada a través del PCB.
. Una conclusión más sería que a la hora de soldar se debe tener tener cuidado con las componentes ya que son sensibles a cualquier cambio de temperatura, error al colocarlo en una placa y por defecto nuestra placa quedará dañada.
. Mi última conclusión conclusión es que este proyecto proyecto nos sirvió mucho ya que no solo refuerza conceptos teóricos aprendidos sino también nos ayuda a practicar lo que es diseño de un circuito en un programa como también nos ayuda a practicar lo que es soldadura de una placa.
RECOMENDACIONES
. Debido a que se trabaja con una corriente alta se debe tener cuidado a la hora de probar el funcionamiento de la fuente ya que se podría llegar a ocurrir un accidente.
. A la hora de soldar no solo debes tener cuidado para no quemarte, también debes tener cuidado al soldar pues un mal cálculo causaría que la fuente no trabaje correctamente.
. Al momento de diseñar la palca debes tener en cuenta el espacio entre cada componente que que tendrán a la hora de realizarlo en físico; esto esto es primordial para el funcionamiento de nuestra fuente.
. No siempre está demás consultar con un guía o una persona capaz de ayudarte a la hora de hacer tu fuente dándote las recomendaciones debidas. debidas.
. Tener en cuenta los conocimientos teóricos para saber que función realizan cada componente es necesario necesario para evitar cometer errores; es por además que el uso del Orcad es esencial a la hora de simular la fuente.
RESUMEN
En resumen lo que vimos en este proyecto fue la historia de una fuente y la idea que tuvieron para crearse a través de pioneros que trabajaban en una fábrica, la definición de fuente y los tipos de fuente que hay en el mercado y de cómo una fuente es necesaria en la actualidad actualida d ya que es necesaria para bastantes equipos de fábricas que que funcionan con corriente continua. Pudimos aprender aprender las componentes necesarias para crear una fuente y la función esencial que cumplen cada una de ellas en el armado de nuestra fuente. También pudimos aprender cómo es el funcionamiento de una fuente en otras palabras como es que funciona la cual es de la siguiente manera: primero se la transforma a través de un transformador que la vuelve de 220 v AC a 25 v AC y de cómo se la rectifica a través través de un puente diodo para después filtrarla por condensadores y diodos para que después sea regulada por un regulador donde nos dará corriente y voltaje continuo. Pudimos aprender también el uso del Orcad para poder simular nuestra fuente y realizar su respectivo diseño después de simularlo en donde su diseño se realizará en el Layout para después ser implementada en una placa. Por último se aprendió que que tener en en consideración consideración los factores factores externos que puedan alterar la placa como conceptos teóricos son claves para la realización r ealización de la misma.
BIBLIOGRAFÍA
.Javier Reimón “Fuentes de alimentación lineales-conmutadas”, Las PalmasEspaña, enero del 2010. Consulta: 15 de junio del 2017 _y_conmutadas>
.Luis Sánchez “Historia de una fuente de poder”, Publicado el 3 de Mayo del 2015. Consulta: el 17 de junio del 2017. 9y/historia-fuente-de-poder/>
. Consulta: El 15 de junio del 2017 >
. Consulta: El 15 de junio del 2017 />
. Consulta: El 16 de junio del 2017
ANEXO Fabricante y proveedores de fuentes de poder
.Científica Vela Quin S.A de C.V (México DF, México):
Metrix Laboratorios (México DF, México):
BALLUFF DE MÉXICO (Querétaro, México):
C-Plus Electronics Inc. (California, Estados Unidos):
Afa Control Industrial (México DF, México):
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DATASHEET DEL TRANSISTOR NPN TIP 3055:
.DATASHETT DEL DIODO EMPLEADO:
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