Universidad Mayor, Real y Pontificia de San Francisco Xavier de Chuquisaca.

FACULTAD DE TECNOLOGIA

Electrotecnia

(ELT 343)

PROYECTO

Ing. Mecánica.

Docente: Ing. Universitario:

TEMA DE INVESTIGACION

Fuente de alimentación para pequeños equipos electrónicos (dispositivos informáticos)

PLANTEAMINETO DEL PROBLEMA

¿Cómo alimentar a pequeños equipos electrónicos, con "corriente continua" y voltajes mucho más bajos que de la red domiciliaria?

HIPOTESIS

Armando un circuito (fuente de alimentación) que a partir de la tensión disponible en la red domiciliaria (220V de corriente alterna), se pueda obtener 5V de corriente continúa.

OBJETIVO GENERAL

Armar una fuente de alimentación para obtener 5V de corriente continua.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

- Conseguir información acerca del tema.- Conseguir los componentes de la fuente.- Soldar los componentes.- Verificar el funcionamiento correcto de la fuente de alimentación

HERRAMIENTAS

- Herramientas de soldar - Tornillos de rosca para chapa - Multímetro

FUNDAMENTO TEORICO

La fuente de alimentación (Power supply en inglés) es como su nombre indica, la encargada de suministrar energía eléctrica a los distintos elementos que estén conectados a ella.La corriente que llega hasta los distintos lugares de la ciudad es conocida como corriente alterna y es suministrada habitualmente con una tensión (o voltaje) que suele ser de 220 v aproximadamente. Este tipo de corriente no es adecuada para alimentar pequeños equipos electrónicos (dispositivos informáticos), en dónde es necesario trabajar con corriente continua y voltajes mucho más bajos.

ESQUEMA DEL CIRCUITO

COMPONENTES DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN

T1 220/9V. Transformador.

C1 470 uF/16 V. Electrolítico.

C2 0.1 uF. Cerámico.

C3 0.1 uF. Cerámico.

C4 470 uF/16 V. Electrolítico.

PD1 Puente de diodos.

IC1 7805Regulador positivo de 5 V.

R1 330 ohm. Resistencia.

L1 Led.(Light-Emitting Diode)

Disipador para IC1 y T1.

Ventilador.

S1 Lave on/off

Cables conectores.

Tarjeta del circuito.

FUNCIONAMIENTO

Para comprender el proceso completo que se realiza en la fuente, se lo divide en varias etapas.

-PRIMERA ETAPA: REDUCCION DE TENSION

El transformador T1 se encarga, mediante la utilización de campos electromagnéticos, de convertir la tensión alterna de 220 V en otra tensión, también alterna, pero de 9 V.

La corriente alterna en un momento es positiva y en otro negativa, por lo tanto el nodo A en un instante es (+) y B (-), en otro instante la polaridad en estos extremos se invierte.

En este caso utilizaremos un transformador de armadura, con devanados de hilo de cobre físicamente separados.

-SEGUNDA ETAPA: PUENTE RECTIFICADOR

El puente rectificador está compuesto por los cuatro diodos encapsulados, por lo tanto conducirán pares de diodos distintos, consiguiendo que a la salida del puente exista una señal de voltaje con todos los semiciclos de un mismo signo.

Vamos a considerar dos momentos:

Primero, con A (+) y B (-), únicamente se polarizan el diodo D3 haciendo el nodo C (+), y el diodo D2, haciendo el nodo D (-), D1 pone una barrera y D4 no participa ya que el nodo B es (-).

Segundo, con A (-) y B (+), únicamente se polarizan D4 haciendo el nodo C (+), y D1, haciendo el nodo D (-), D2 pone una barrera y D3 no participa ya que el nodo A es (-).

Se logra obtener en el nodo C constantes pulsos positivos y en D una constante polaridad negativa, así conseguimos una corriente pulsatoria que siempre circula en el mismo sentido.

-TERCERA ETAPA: LOS FILTROS

Entre los bornes de la salida del puente, colocamos un condensador de filtro (C1), que tendrá como misión amortiguar los voltajes que se le aplican, es

decir, a partir de la señal pulsatoria del mismo signo de la que hemos hablado antes.

Este efecto se consigue debido a que cuando el voltaje alcanza su valor máximo dentro de semiperiodo (tensión de pico), el condensador se carga, y cuando el voltaje va disminuyendo rápidamente a un valor mínimo (final del semiperiodo), el condensador, que estaba cargado, se va descargando lentamente, manteniendo una diferencia de potencial entre sus extremos que disminuye poco, y enseguida se encuentra con la llegada del nuevo aumento de voltaje correspondiente al siguiente semiperiodo, que existe en extremos del puente rectificador. Entonces el condensador se vuelve cargar y se repite el proceso.

-CUARTA ETAPA: REGULACION DE TENSION (ULTIMA)

El regulador de tensión tiene como tarea mantener constante el nivel de tensión de salida sin importar el consumo que halla y compensando las fluctuaciones que se produzcan, C4 también colabora en esta tarea. El regulador también elimina el "rizado" de tensión que proporciona el filtro de la fuente.

C3 ayuda a mejorar la respuesta ante transitorios.

Finalmente tendremos un polo positivo (+5V) y uno negativo (GND).

La disposición de terminales del regulador de tensión es la misma para todos los reguladores de tensión positivos, sus terminales son Entrada (E), Común (C) y Salida (S).

Seguidamente y a la salida del 7805, conectamos una resistencia y un diodo LED, polarizado directamente. El LED se comportará como testigo luminoso del funcionamiento del circuito, y nos indicará cuando existe tensión entre sus extremos.

Está conectado en serie con una resistencia, la cual deberá ser del valor adecuado para que circule por él una corriente suficiente y para reducir la tensión de 5 V de la salida del regulador hasta aproximadamente 2 V en extremos del LED.

Finalmente, a partir de una tensión alterna y variable de 220 V, obtenemos una tensión continua y estabilizada de 5 V, que podremos utilizar para diversas aplicaciones.

PRESUPUESTO

Cantida

d

Componente Precio

1 Transformador 15.00 Bs 1 Puente de diodos 5.00 Bs 2 Condensador electrolítico 1.00 Bs 2 Condensadores cerámicos 0.60 Bs 1 Resistencia 0.50 Bs 1 Regulador de voltaje LM7805 1.50 Bs 1 Llave on/off 2.00 Bs 1 Cables conectores 20.0 0Bs 1 Tarjeta del circuito 5.00 Bs 1 LED 2.00 Bs

1 Otros (caja fuente, herramientas de soldar) 30.00 Bs

Total 82.60 Bs

CRONOGRAMA

ActividadesÚltima Semana de Noviembre de 2009

Día 1 Día 2 Día 3 Día 4 Día 5 Día 6 Día 7

Compra de los componentes

Elaboración del Circuito y perforado

Armado del circuito

Comprobación y funcionamientoElaboración del

informe

CONCLUSIONES

Podemos concluir que se logro conseguir los 5V de c.c. además de que la fuente es segura ya que no se puedan tocar los componentes del circuito que tienen alta tensión, La caja metálica hace poco probable un incendio por cortocircuito, y tiene un fusible para proteger el circuito de un exceso de corriente.

Tiene un ventilador que saca el aire caliente producido en el interior de la carcasa, además de que el regulador de voltaje y el transformador cuentan con un disipador de calor.

La utilización de un tester o multímetro es muy importante para realizar las conexiones de los componentes al circuito, y para verificar que se cumpla el objetivo.

Aplicaciones de la fuente

Con los distintos puertos, que entregan una corriente eléctrica de 5 V hacemos funcionar reproductores de MP3 y celulares, en algunos casos además de que funcionen recarga sus baterías, también cuenta con dos pinzas.

BIBLIOGRAFIA

www.google.com/fuentedealimentacion5V/

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