OBJETIVO DEL PROYECTO: Para los alumnos, uno de los objetivos de
este trabajo es el tener la capacidad de poder trabajar en
equipo,con compaeros con los que podamos obtener buenos resultados
ante problemas que se nos presenten, con soluciones eficientes y de
buena calidad. Para el equipo, tener los conocimientos necesarios
para crear una fuente de alimentacin del tipo simtrica, por lo que
debe dar un voltaje tanto positivo como negativo con un rango de 0
a 15 volts en ambas salidas, as como tambin tener la capacidad de
poder identificar los componentes que se estn utilizando y entender
cada una de las etapas que conforman a la fuente de alimentacin.
JUSTIFICACIN: Habitualmente el suministro elctrico pblico es de
corriente alterna y de voltajes muy diferentes a los que la fuente
de poder que se pretende, puede suministrar. Es, por consiguiente,
imperativo que exista un dispositivo para rectificar la corriente
alterna y convertirla en directa y que proporcione los voltajes
requeridos. Las aplicaciones de corrientes directas filtradas y
reguladas en una gran variedad de circuitos actuales como
convertidores de seales analgicas a digitales; amplificadores
operacionales, moduladores y demoduladores y en componentes de
equipos altamente especializados exigen que la fuente de poder sea
cuidadosamente diseada y construida. MATERIALES: Los materiales que
se van a ocupar para la fuente simtrica, se pueden clasificar en:
Componentes electrnicos, materiales para el circuito impreso,
instrumentos necesarios, y algunos otros componentes necesarios.
Componentes electrnicos: Dentro de la etapa de transformacin: Un
transformador, que el primario este adaptado para la corriente y el
voltaje del suministro de corriente alterna, y lo reduzca a un
voltaje de 30 volts o ms en el secundario. Dentro de la etapa de
rectificacin: Se pueden utilizar 4 diodos de la serie 1N400X,
colocados de tal manera que puedan transformar la seal de entrada,
que pasa de positivo a negativo y viceversa en una seal que solo
sea positiva, o biense puede utilizar un puente de diodos. Tambin
se puede hacer uso de los circuitos rectificadores que se muestran
en el apndice A.
Dentro de la etapa de filtrado: Los capacitores electrolticos
son los principales responsables para mantener filtrada la seal,
adems de mantener el valor constante de la salida de la etapa de
rectificacin, debido a la caracterstica que tiene de almacenar
energa y soltarla cuando se presenta alguna cada de voltaje. Tambin
se adapt un diodo emisor de luz con unresistor en serie para
indicar el uso de la fuente, ya sea en el lado negativo o positivo.
Dentro de la etapa de regulacin: Para esta etapa, lo que se utiliza
es un par de circuitos integrados denominados lm317 y lm337, que se
encargan de ajustar una seal de entrada con una referencia y
ofrecer una salida deseada; el primero brinda un voltaje positivo,
mientras que el segundo brinda el voltaje negativo, esto es para
que pueda dar un efecto simtrico a la fuente de voltaje en
construccin, las especificaciones de estos elementos se muestra en
el apndice B. Al momento de la salida del voltaje ajustado se
coloca un capacitor que permite filtrarla, para evitar ruido dentro
del circuito y terminan en una conexin a tierra. Se le puede
colocar al circuito de regulacin unas conexiones con diodos para
evitar el flujo contrario de la corriente en dado caso de
presentarse algn error y de esta manera podemos proteger los
circuitos integrados ya mencionados. Se coloca en cada terminal de
salida un potencimetro que permite regular el voltaje de 0 a 15 y 0
a -15 volts correspondientemente para los diferentes usos en los
que se pueden aplicar. Para las salidas de voltaje de la fuente se
coloca otra etapa de filtracin con capacitores para evitar anomalas
antes de entrar al circuito a alimentar. Materiales para el
circuito impreso Primero hay que conocer las dimensiones del
circuito para ocupar una placa fenlica virgen. Al crear el diseo
del circuito se imprime en papel transfer que se utiliza para
plasmar la impresin en la placa fenlico. Para plasmar el circuito
se requiere una base trmica, puede ser una plancha de ropa cuya
base tenga lo necesario para evitar que se le adhiera plsticos.
Cuando el circuito este plasmado se requiere una bandeja donde se
le coloca cloruro frrico donde se depositara la placa de cobre ya
que es un compuesto corrosivo para este elemento.
Instrumentos necesarios Para el diseo del circuito: Una
computadora que tenga un simulador de circuitos para verificar la
fiabilidad del diseo, para esto se puede utilizar: Multisim,
Proteus, PCB Wizard, apndice C. En caso de no tener papel transfer,
se puede utilizar hojas de acetato porque es ms fcil de conseguir,
tambin se requiere del tner de una impresora lser o una
fotocopiadora ya que con este material se puede pasar el dibujo del
circuito del papel a la placa. Preparacin de la placa fenlica:
Despus de que la placa haya pasado por el cloruro frrico, solo
queda el rastro del tner, as que se limpia con: una lija no muy
spera, alcohol, etc. Para los orificios donde se colocan los
componentes electrnicos, se recomienda el uso de un taladro que se
pueda utilizar cmodamente para perforar la placa con precisin, y
una serie de brocas del grosor necesario para los componentes y
tornillos para sujetarla en un gabinete. Construccin de la fuente
simtrica: Para esto, se requiere de un cautn tipo lpiz debido a la
ergonoma que ofrece al momento de trabajar; adems se necesita
soldadura para unir los componentes a la placa Durante la
construccin se utiliza el multmetro para verificar que los valores
estn correctos durante todas las etapas. Tambin se utiliza el
protoboard para verificar los circuitos y/o hacer modificaciones de
ser necesario. Otros Todo lo anterior se coloca en un gabinete del
tamao necesario para la placa y componentes indirectos a ella,
sujetados por medio de tornillos, los conectores para cables con
punta banana, tambin se requiere perillas para los potencimetros,
interruptor, fusible, para conectar la fuente de alimentacin al
suministro de energa, se utiliza un cable adecuado para dicha
accin.
DIAGRAMA A BLOQUES:
Este diagrama a bloques muestra a grandes detalles como est
construida la fuente de alimentacin simtrica, resaltando los
bloques ms importantes de la fuente, las entradas y las salidas; se
puede apreciar que consta de dos etapas de filtrado tal y como se
haba mencionado anteriormente con el objetivo de tener una seal ms
limpia. Se puede decir que de esta manera en general todas las
fuentes de alimentacin tienen las mismas etapas. DIAGRAMA
ESQUEMATICO:
Caractersticas del diagrama esquemtico: V1 F1 SW1 T1 BR1 C1,C2
R1,R2 D1,D2 RG1 RG2 C3,C4 D3-D6 R3,R4 Es el suministro de energa
alterna que da un valor aproximado de 120V a 60Hz Fusible de 1A
como proteccin para el circuito en caso de descarga Switch para
encender y apagar la fuente de voltaje Transformador reductor de
32V a 2A la terminal de en medio va a tierra Puente de diodos para
rectificar la seal Capacitor electroltico de 2200F Resistor de 1K
Diodo Emisor de Luz led Circuito integrado lm317 con rango de 1.2 a
37V, soportando hasta 1.5 A Circuito integrado lm337 con rango de
-1.2 a -37V, soportando hasta -1.5 A Capacitor electroltico de 10F
Diodo rectificador 1N4007 Resistor de 220
VR1,VR2 Potencimetro de 5K C5,C6 Vcc Vdd Gnd Capacitor de 1F
Terminal de la fuente que vara de 0 a 15V Terminal de la fuente que
vara de 0 a -15V Terminal de la fuente que indica tierra
SIMULACION DEL CIRCUITO: El circuito que fue diseado, necesita
ser simulado mediante un software especializado para comprobar que
funcione de manera correcta, ya se mencion anteriormente que
programas de computadora pueden ser tiles para dicha accin
especificando algunas caractersticas en el APENDICE C. Se
presentaran las simulaciones por etapa del circuito, las cuales
son: transformacin, rectificacin, filtrado, regulacin, adems de
incluir la medida de la salida de toda la fuente y el circuito
completo de la simulacin. TRANSFORMACION
RECTIFICACION
FILTRADO
REGULACION
SALIDAS
CIRCUITO COMPLETO