Este blog tiene el propsito de divulgar cosas relativas ala ciencia, a la tecnologa, y experimentos a nivel casero.Ciencia, inventos yexperimentos en casamircoles, 4 de junio de 2014Circuitos tiles. 05. Fuente de laboratorio 0-30V 4AUna herramienta imprescindible en el laboratorio o taller de electrnica es una fuentede alimentacin que nos proporcione distintos voltajes con la cual podemos hacermuchos trabajos. La otra opcin es utilizar pilas y/o bateras, opcin que puede valerocasionalmente para salir del paso, pero muy engorrosa (y cara) a largo plazo.Fuentes hay de muchas clases, con ms o menos prestaciones. Esta fuente quepropongo no es de las ms evolucionadas, pero tampoco es de las ms bsicas.Digamos que est a medio camino.1. Prestaciones: Tensin de salida regulable, en un margen de 0 a 30 voltiosTerrazocultor jose manuelYouTube 80 k 584,992Pginas vistas en totalParticipar en este sitioGoogle Friend ConnectMiembros (254)Ms Ya eres miembro? Iniciar sesinSeguidores!2014 (17)"agosto (1)"julio (1)!junio (2)Tutorial de Electrnica Bsica. 10.Circuitos Inte...Archivo del blogEste sitio emplea cookies como ayuda para prestar servicios. Al utilizar este sitio, ests aceptando el uso de cookies.Ms informacin EntendidoCortocircuitable: No se rompe por cortocircuitar la salidaFuncin de limitacin de intensidad: No slo podemos ajustar qu voltaje de salidaqueremos, tambin podemos poner un lmite a la intensidad que circular. Esto esmuy til para determinados experimentos en donde no se puede permitir que laintensidad supere cierto valor. La limitacin de intensidad tambin nos permite ejercerla prudencia a la hora de alimentar algn dispositivo que no sabemos cmo va areaccionar en caso de que haya alguna avera (por ejemplo, un transistor cruzado). Sisabemos que un equipo funcionando normalmente consume 0.5 amperios, puesregulamos a 0.7 amperios. Nadar y guardar la ropa...Intensidad mxima de 4 Amperios... o un poco ms.Dos instrumentos para monitorizar la salida (Voltios y Amperios) Una de las cualidades de los circuitos que traigo a esta seccin de mi canal es que soncircuitos comprobados. Internet est lleno de circuitos que van de mano en mano ynadie parece molestarse en comprobarlos. Especialmente en el captulo "Fuentes deAlimentacin" sobretodo en las ms avanzadas. Pues bien: Esta fuente la he estadoutilizando durante 35 aos, por lo que creo que est bastante probada...2. Diagrama de bloquesEl diagrama de la imagen contiene las cuatro partes funcionales:- Entrada, con los componentes de entrada de corriente- Circuito: La parte mas importante, la fuente en s.- Sistema refrigerador de Q1- Salida, incluyendo los dos instrumentos 3. Esquema circuitoCircuitos tiles. 05. Fuente de laboratorio0-30V ..."mayo (1)"abril (3)"marzo (4)"febrero (3)"enero (2)"2013 (22)"2012 (34)IKKAROEnlacesJoseSiempre me ha gustadoexperimentar con todo,probar, comprobar, poner aprueba las cosas...Ver todo mi perfilDatos personalesSi algn detalle del esquema que hay sobre este prrafo no coincide con algo dicho elvdeo, se debe tomar este esquema como vlido y definitivo. Algunos detalles queveris que -a veces- no coinciden son:- Intensidad mxima: En el vdeo digo en numerosas ocasiones que es de 3.5amperios (debido a un error en intensidad en el polmetro amarillo). La intensidad realmxima es de poco ms de 4 amperios. Casi un amperio ms que lo dicho en algunaspartes del vdeo.- La resistencia R2: En el vdeo hablo de un montaje en paralelo de dos resistencias.Lo definitivo es una sola resistencia de 0,22 ohmios.Aclarado esto, seguimos:A la izquierda, la entrada de corriente, que puede ser a 220 125 voltios.Contiene los elementos tpicos: Fusible (1 amp), interruptor y lamparita de nen.Despus, dos transformadores. El principal (arriba) con un secundario de 24 voltios yun mnimo de 4 amperios. Y otro pequeo transformador con secundario de 9 voltios ymucha menos potencia, vale uno de tan solo 50 mA. Este segundo transformador seusa para crear una tensin de referencia con la cual la fuente puede estabilizar latensin.Inmediatamente despus, el clsico puente de diodos rectificadores y un condensadorde filtro para eliminar el rizado.Arriba, en el centro, Q1, Q2 y Q3 se encargan de regular la tensin y la intensidad. Q1es un transistor de potencia y va montado en un disipador para evacuar el calor quese genera sobretodo si se le pide mucha corriente a la fuente.Q4 y el potencimetro P1 que polariza su base se encargan de regular la intensidadmxima que puede circular hacia la carga. Q5 y su potencimetro P2 por su partesirven para regular la tensin de salida. El potencimetro ajustable R4 sirve para fijar la tensin mxima de salida de la fuente(30 voltios). Se ajusta al terminar de montar la fuente y no suele ser necesario tocarloms.R2 es muy importante: Determina la intensidad mxima que puede entregar la fuente.Cuanto ms bajo sea su valor, ms corriente entrega la fuente. Para obtener 2amperios R2 debe ser de 0.47 ohmios. Si bajamos su valor a 0,22 ohmios laintensidad subir al doble, unos 4 amperios.Esquema definitivo. FUENTE DE LABORATORIO 0-30V 4ASin embargo, no podemos disminuir el valor de R2 para obtener ms intensidad en lafuente, de forma "gratuita". Esa mayor intensidad pasa factura y necesitamos haceralgunos cambios para que la fuente no se rompa.Estos cambios son tres:1. El transformador principal, que puede ser de dos amperios para una versin defuente de dos amperios (con R2 = 0,47 ohmios) ahora deber ser mayor (as como suprecio) para poder suministrar esos 4 amperios (con R2 = 0,22 ohmios).2. Para una versin de fuente de 2 amperios es suficiente con la accin del disipadorde Q1. Para cuatro amperios hay que forzar aire para que el disipador se enfre. Esatarea la har un ventilador de 80cm x 80cm (220v) activado por un termostato fijadoen el disipador de Q1. Cuando la temperatura supere los 100C el termostato seactiva y pondr en marcha el ventilador3. El transistor Q2 (BD137) debe llevar ahora un disipador pequeo, pues sin l, estetransistor se rompe cuando a la fuente se le piden los 4 amperios.El nico ajuste que tiene este circuito es sobre R4, que sirve para determinar latensin mxima de salida. Procedimiento: Conectamos la fuente, accionamos P1(potencimetro de tensin) a mximo. Ahora regulamos R4 hasta obtener una lecturade 30 voltios.4. ComponentesLa lista de componentes:1 Tupper de tamao apropiado5 Patas de goma para la base del tupper 1 Transformador 220V/24V en 4A1 Transformador 220V/9V, con 50mA es suficiente1 Clavija de red tipo empotrable1 Portafusibles tipo empotrable con fusible de 1A 1 Circuito impreso de 15 x 9 cm4 Separadores de nylon (tubitos para soporte del circuito impreso) 1 Disipador para transistores con encapsulado TO31 Ventilador 220V 80 x 80 cm4 Tornillos de nylon de 30x4 mm12 tuercas de nylon M41 Termostato para 100C1 Ampermetro de 4A1 Voltmetro para 30V2 Bananas (Tanto la base como los conectores, una roja y otra negra)1 Interruptor empotrable1 Lamparita de nenPara el circuito:Q1. Transistor 2N3055Q2. Transistor BD137Q3. Transistor MC140Q4 y Q5. Transistores BC167 (tambin vale el BC237)D1. Diodo 1N5408D2 a D5. Puente rectificador para 4A mnimoD6. Diodo 1N4007D7. Diodo zener de 8V2C1. Condensador electroltico 220!/25VC2. Idem, 2200!/50VC3. Idem, 47!/50VC4 y C5. Condensador cermico 820 pf 63VR1. Resistencia 470 ohm, 1/4WR2. Resistencia vitrificada 0,22 Ohm, 10WR3. Resistencia 1K, 1/4WR4. Potencimetro ajustable 3KR5. Resistencia 82 ohm, 1/4WR6. --R7. --R8. Resistencia 10K, 1/2WR9. Resistencia 1K, 1/2WR10. Resistencia 47 Ohm, 1/2WR11. Resistencia 10K, 1/2WP1. Potencimetro Lineal 4.7K ( 5K)P2. Potencimetro Lineal 220 OhmCN1 a CN9: 9 conectores, 3 son de 3 vas, 6 sern de dos vas.Y adems:Tornillos, arandelas y tuercas.Cable, para hacer las conexiones.5. Informacin extra sobre los componentesAqu comentar los componentes que tengan algo especial que ver.- Transformador 220V/24V en 4A

Es el componente mas caro delproyecto por su importantetamao. No podemos usar unafuente conmutada para obtenerlos 24V ya en continua (cosa quesopes) pues estas fuentes dejande entregar corriente a la msmnima que se produce uncortocircuito.Una fuente de laboratorio debeentregar corriente en todacondicin, incluso encortocircuito. - Transformador 220V/9V de unos 50 mA en el secundario. Este pequeo transformadorpuede ser del tipo para circuitoimpreso, ms cmodo que elformato areo (con cables). Sirvepara producir la tensin dereferencia. No tiene que entregarapenas potencia, por lo que essuficiente con que el secundarioentregue 50 mA.- Disipador para transistores con encapsulado TO3Hecho en aluminio, permitir aQ1 disipar el calor generadocuando se le pida muchaintensidad a la fuente. Ya lleva losagujeros para fijar el transistoras como los terminales delmismo. Tambin fijaremos aqu eltermostato.- Ventilador 220V 80 x 80 cmPara refrigerar el disipadoranterior. Es de 80 x 80 cm yfunciona a 220V (tambin habrversin en 125V segn pas).Importante ser comprobar enqu direccin sale el aire. Nofunciona todo el tiempo (serauna opcin sencilla, pero ruidosa)sino activado por un termostatofijado en el disipador anterior.Dejad espacio suficiente paraubicarlo en el tupper y nocometer el error de que choquecon otra cosa.Se ver en el vdeo que el ventilador se monta alineado con el disipador y separadounos tres centmetros. La funcin de este ventilador es doble: Por un lado evacua elcalor del interior del tupper, por otro, ese aire lo hace incidir sobre el disipador de Q1enfrindolo a niveles seguros si el termostato detecta unas condiciones severas defuncionamiento.- Tornillos de nylon de 30x4 mm y tuercas de M4En ocasiones interesa unir doscosas pero manteniendo undistinto potencial elctrico. Enotras ocasiones lo que interesaaislar es diferencia detemperatura (como este caso).La tornilleria de nylon cumplemuy bien este cometido deaislamiento elctrico y trmico.Se vende en tiendas deelectrnica y ferreterasindustriales.Harn falta cuatro tornillos y 12 tuercas, (3 tuercas para cada tornillo). Gracias a estetornillo aislante, el disipador de Q1 no comunicar su calor al tupper, cosa que s haraun tornillo metlico convencional, lo que con el tiempo hara deformarse al tupper.- Termostato para 100CMuy usados en cafeteras,vaporetas y dispositivos quedeben detectar temperaturas deunos 90-100C (ebullicin delagua), este termostato nos vienede maravilla para mantener a Q1dentro de unos mrgenes detemperatura seguros.Se puede reciclar de un viejoelectrodomstico o si no, en unatienda de repuestos. No lo suelentener en tiendas de electrnica. Este termostato lleva una lmina de un material llamado "bimetal" que, cuando sealcanza la temperatura para la cual estn hechos, se curva, y al hacerlo se activa (ose desactiva) el contacto elctrico. Si la temperatura cae por debajo de su valornominal -pasados unos segundos- el termostato se desactiva. Con estos ciclos deconexin-desconexin el disipador de Q1 se mantiene a temperaturas razonables.Este termostato no acta (o acta muy de vez en cuando) si la intensidad que se estpidiendo a la fuente es menor de 3A.- Voltmetro y Ampermetro Para monitorizar elfuncionamiento de la fuente y eldispositivo que conectemos a ella.Se podran haber usado displaysdigitales, de hecho, son un pocoms baratos, pero queramantener la sencillez en estafuente. Y estos instrumentos analgicosson muy precisos y fiables con elpaso del tiempo.No es necesario calibrarlos nihacer ningn circuito especial. Simplemente se conectan en la salida de la fuente ymuestran fielmente las distintas magnitudes. El voltmetro se conectar en paralelo,mientras que el ampermetro ir en serie, por ejemplo, en el polo positivo. Hay querespetar la polaridad. Si nos equivocamos, la aguja intentar marcar "al revs", sedesplazar hacia la izquierda topando con el principio de la escala, aunque este errorno los romper.En el vdeo veremos un truco para poder utilizar un amperimetro de 2A para medir4A. Se trata de conectar en paralelo con el ampermetro una resistencia (conocidacomo "shunt") de un valor muy preciso, y modificar la escala impresa del instrumentocon tipp-ex y rotulador.- Conectores o clavijas de conexinEstos conectores o clavijas deconexin permiten conectarrpidamente dispositivos de dos oms vas. Usaremos nueve. En lafoto, tres clavijas de dos vas. Enel circuito impreso he rotuladopara qu es cada una. De izda aderecha: salida, ampermetro yvoltmetro.Tambin he rotulado la polaridadde cada clavija de conexin. 7. MontajeLo mejor es ver el vdeo, aqu pondr un "guin" de montaje:- Tener todos los materiales a mano.- Hacer los agujeros en el tupper (o caja) para poner todos dispositivos:Tapa inferior:Patitas de gomaTransformadorCircuito impresoDelante:Interruptor generalPiloto nenVoltmetroAmpermetroPotencimetros de tensin e intensidadBananas de salida de corrienteDetrs:Clavija redPortafusiblesVentiladorDisipador- Poner esos dispositivos aunque sea momentneamente para comprobar que quedanbien y no interfieren entre ellos.- Montar el circuito impreso. Primero, situar los componentesSegundo, soldar sus terminalesTercero, conectarlos entre s.Sobre estas lneas, una foto con el circuito terminado. Hay nueve conectoresnumerados de CN1 a CN9. Se detallan a continuacin:CN1: Al secundario (24V) del transformador principal. No hay polaridadCN2: Al primario del transformador principal. Con este conector llevaremos esos 220Val pequeo transformador T2 que est en el circuito impreso. Tambin desde esteconector llevaremos 220V al conector CN3 que dar servicio al conjunto termostato-ventilador que estn conectados en serie.CN3: Ver CN2CN4: A emisor, base y colector de Q1.CN5: Al potencimetro de tensin (P1)CN6: Al potencimetro de intensidad (P2)CN7: Al voltmetroCN8: Al ampermetroCN9: Salida de la fuente.- Recomiendo desmontar las cosas que pusimos en el tupper y hacer una prueba de lafuente. Corregir cualquier error o problema- Volver a montar las cosas en el tupper- Ir conectando las cosas entre s.- Tapar la fuente. Ya est terminada.8. Prueba y usoCon esta fuente te olvidars de problemas y averas. Es cortocircuitable. Pero no alestilo de las conmutadas, que CORTAN la corriente. Esta fuente aguanta entregando lacorriente que hayas fijado con el potenciometro limitador de intensidad, sin romperse.Algunos usos tpicos:Reparacin: No necesitas pilas ni bateras para hacer funcionar los equipos. Puedesmonitorizar el consumo del equipo con el ampermetro de la fuente. La funcin delimitacin de intensidad te permite evitar que circule una corriente excesiva si algoanda mal.Diseo de circuitos: Puedes obtener las tensiones de alimentacin desde estafuente.Prueba de dispositivos, en general: Motores, lmparas, componenteselectrnicos,...Cargador de bateras: Puedes cargar bateras de muy distintos voltajessimplemente seleccionando la tensin correcta. La funcin de limitacin de intensidadviene muy bien aqu, pues nosotros (y no la propia batera) seremos quienesCircuito terminado, con los 9 conectores numerados de CN1 a CN9