UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE-L DISEÑO Y CONTRUCCIÓN DE UNA FUENTE FIJA DE 5V Chicaiza Byron Fabian
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RESUMEN: En el presente informe se tienen como objetivo tanto la descripción teórica así como también la construcción de una fuente fija a 5 volts.
Para comprender el funcionamiento de la fuente de voltaje veremos que constan de varias e tapas que son:
PALABRAS CLAVE: Fuente fija, puente de diodos, circuito, transformador. ABSTRACT: This report is aimed both theoretical description as well as the construction of a fixed source at 5 volts. Fig.2 Funcionamiento de la fuente
KEY WORDS: Fixed Source, Source, diode bridge circuit, circuit, transformer.
INTRODUCCIÓN Cualquier dispositivo electrónico necesita energía para funcionar, esta energía la podemos obtener desde una pila o batería o a través de la red eléctrica. La tensión que nos suministra la red eléctrica es alterna (AC) y habitualmente excede en mucho el voltaje que necesitamos, por lo que tenemos que insertar un circuito electrónico que nos transforme el voltaje y tipo de corriente de la red (230VAC en España) al voltaje y tipo de corriente (AC o DC que necesitamos necesitamos en nuestro dispositivo. Este circuito se denomina fuente de alimentación. Una fuente de poder está conformada de la siguiente manera
Etapa del Transformador El transformador es un componente electrónico que nos permite transformar, mediante la utilización de campos electromagnéticos, una tensión alterna de entrada en una tensión alterna de salida de distinto valor en tensión y corriente. La principal ventaja que tienen los transformadores es su alto rendimiento. Un transformador simple consta de un bobinado o devanado primario (por donde se introduce la tensión) y un devanado secundario (por donde s e obtiene). Símbolo con un bobinado primario y un bobinado secundario:
Fig.3 Transformador
Fig1. Diagrama de bloques Fuente de poder
El puente de diodos consume 2 voltios. En segundo lugar debemos tener un transformador de al menos 12 voltios AC, que al ser rectificado por la fuente, obtengamos 15 voltios, menos los 2 voltios de consumo del puente de diodos, menos 1 voltio de pérdida por la carga, obtengamos los 24 voltios requeridos. El transformador entrega tanto voltaje como amperaje. Una fuente fija consta de una salida única para los 5 voltios, 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.
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 Este dispositivo no es estrictamente necesario ya que s u función es la de eliminar las posibles perturbaciones electromagnéticas que puedan llegar a nuestra fuente de alimentación desde la red eléctrica, pero su uso es imprescindibles si queremos hacer a nuestro equipo
inmune a dichas interferencias. Aunque el filtro de red lo podemos realizar nosotros, lo mejor es adquirir un filtro comercial, ya que estos han sido testados para cumplir con las normas sobre EMIs.
2. 3. 4. 5.
Etapa Regulador
Implementar los elementos electrónicos en la protoboard. Conectar el transformador a 120V AC y verificar la salida desea da de 12v AC. Establecer la conexión de todo el circuito. Medir el voltaje deseado de 5 V DC.
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.
OBJETIVOS
Realizar una fuente de alimentación de 5v con motivo de utilizarla en un futuro en prácticas y proyectos diversos de circuitos electrónicos o experimentos varios que así lo requieran. Aprender a armar un circuito en una protooard. entender y aprender el Conocer, funcionamiento de los elementos de conforman una fuente de voltaje.
Fig.4 Circuito en Multisim
Luego de haber realizado el circuito en proteus debemos comprobarlo en protoboar con la finalidad de determinar su correcto funcionamiento.
LIMITACIONES 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 1 Transformador eléctrico de 120v – 12v a 500 mA 1 Interruptor de palanca o switch de 2 terminales 1 Puente de diodos a 1A 1 Capacitor de 1000μf a 26v 1 Regulador de voltaje 7805 2 Resistencias de carbón, de 1KΩ y de 330Ω a 1 watt 1 LED de 8mm o 5mm 2 Bornes (uno negro y otro color rojo) 1 Protoboard 1 Pinzas de corte
PROCEDIMIENTO Y ANÁLISIS Para empezar el análisis y construcción de la fuente fija debemos conocer a fondo el comportamiento de los elementos utilizados, Realizamos el diseño y simulación en Multisim del circuito 1. Diseñamos el diagrama del circuito con todas las fases del regulador de 5 voltios.
Fig.5 Circuito en protoboard
CONCLUSIONES
Diseñamos y construimos una fuente fija de 5 voltios.
Se aprendió a armar un circuito en la protoboard.
Conocimos el funcionamiento de los elementos de conforman una fuente de voltaje
RECOMENDACIONES
Tener cuidado al momento de armar el circuito ya que caso contrario se produciría daños tanto de los elementos como de la protoboard.
La polarización de los condensadores es importante ya que al ponerlos en forma inadecuada estos se calientan y se q ueman.
Antes de suministrar la corriente eléctrica verificar todas las conexiones de forma visual como verificando continuidad en los elementos.
Si algunos de los elementos se calientan desconectar la fuente y revisar su polaridad y la corriente o voltaje están recibiendo.
REFERENCIAS [1] Perso, fuente se 5 voltios Diaponible en: http://perso.wanadoo.es/pictob/fuente.htm [2] Neoteo, fuente de 5 voltios, Disponible en: http://www.neoteo.com/tutorial-fuente-de alimentacionde-5v/ [3] Scribd, como hacer una fuente de 5 voltios, Disponible en: https://es.scribd.com/doc/35070252/Como-hacer-unafuente-de-alimentacion-de-5-volts
