Tu Propia Fuente de Voltaje Regulable

25/2/2014 Tu propia fuente de voltaje regulable. - Taringa!

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Tu propia fuente de voltaje regulable.

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FABRICACIN DE UNA FUENTE DE ALIMENTACIN DELABORATORIO UTILIZANDO UNA FUENTE DE PC

En este post voy a tratar de explicar de qu manera se puedetransformar una fuente de un ordenador reciclada, en una fuente delaboratorio adecuada para cualquier aficionado a la electrnica. Este tipo de fuentes es muy fcil de conseguir pues todos conocemosa algn amigo o pariente que ha comprado un ordenador ltimo modeloy no sabe cmo deshacerse del viejo pc ya inservible. Antes de nada,tengo que decir que vamos a trabajar con un aparato que funciona aelevadas tensiones y que stas pueden incluso causar la muerte, porlo que tenemos que respetar todas las normas de seguridad y actuarcon sentido comn. La fuente que queremos fabricar va a tener dos salidas reguladas a 5y 12 voltios y otra ajustable de 1,24 a 10,27 voltios. Las dos primeraspueden suministrar una corriente elevada, en nuestro caso, unos 20 Aa 5 v, 9 A a 12 v (estos valores varian dependiendo de la fuente que

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Lista de Materiales

1. Fuente de alimentacion de pc (todas son del tipo ATX) 2. Voltimetro LCD de panel retroiluminado. 3. Disipador de aluminio (puede ser un pedaso de aluminio cualquiera) 4. Integrado LM317 (regulador de tension) 5. Condensador electrolitico de 1 uF 6. Condensador de 0.1 uF 7. Dos leds de 5mm 8. Ventilador pequeo 9. Interruptor de palanca pequeo 10. Cuatro bornes de conexion 11. Dos resistencias de 220 (ohms) de 1/2 W 12. Materiales de soldadura, 4 tornillos M3, arandelas, dos tornillos derosca y separadores de laton M3 de 30 mm.

Quiero aclarar que la lista es solo explicativa ya que pueden comprarlos materiales que mas crean convenientes.

Caracteristicas generales de una fuente ATX:

Las fuentes de alimentacin que llevan los ordenadores de sobremesaactuales son fuentes switch tipo ATX. Pero qu quiere decir esto?El trmino switch, quiere decir que se trata de una fuente conmutada,o sea, que no est basada en el clsico transformador, rectificador yregulador de toda la vida. Su funcionamiento sigue los siguientespasos: a) Primero se rectifica y filtra la corriente de entrada a elevadatensin. b) En el segundo paso se convierte la tensin continua en unasucesin de impulsos de ancho variable controlado por un circuitointegrado en funcin del estado de la salida. Esto se hace a unos 40Khz. c) Posteriormente, estos impulsos pasan por un transformador deferrita para obtener varias tensiones reducidas positivas y negativas yuna elevada intensidad de salida. Adems, este elemento proporcionaun aislamiento galvnico entre la parte de alta y baja tensin. d) Por ltimo, se vuelve a filtrar la seal obtenida y se pone a lasalida. Si la demanda de corriente aumenta y por tanto la cada detensin, se incrementa el ancho de los pulsos de modo que se corrigela cada de tensin de modo que el voltaje de salida permanece asconstante.



Las ventajas de este tipo de fuentes son: - Suministran elevadas potencias con un peso muy bajo. - Son muy econmicas

El trmino ATX quiere decir, a groso modo, que la fuente es controladapor el ordenador al que alimenta y no necesita un interruptor para supuesta en marcha. Desde finales de la dcada de los noventa, todoslos ordenadores estn provistos de este tipo de fuentes. Una de suscaractersticas es que tienen que suministrar continuamente unatensin de espera a la placa base para sta pueda controlarla. El inconveniente de este tipo de fuentes es que producen ruidoelctrico y en algunos casos pueden provocar interferencias porradiofrecuencia. Tambin, el ventilador que poseen suele producir undbil zumbido.

Potencia disponible

Las caractersticas elctricas de la fuente van impresas en unapegatina (similar a la de la fotografa) que suele ir colocada en ellateral de la carcasa. De aqu podemos sacar la siguiente informacin:

Tension - Intensidad 3.3 V - 15 A

5V - 26 A 12 V - 9 A

-5 V - 0.5 A 5 Vsb - 1 A

Para nuestro diseo nos interesan las tensiones de 5 y 12 v. Portanto podemos disponer como mximo de 26 y 9 A respectivamente, locual no est nada mal.

CONEXIONES

La salida de una fuente de PC consiste en un manojo de cables devarios colores. El cdigo utilizado es el siguiente:

Podemos ver que adems de conectores de voltajes +3.3V, +5V, -5V,+12V, -12V y tierra, hay tres conectores adicionales: 5VSB, PS_ON yPWR_OK.

El conector de 5VSB es el que mantiene una pequea corriente paraalimentar el circuito de la placa base que se ocupa de gestionar elmomento de arrancar y que ocasiona que incluso con el ordenador



apagado veamos que la tarjeta de red sigue teniendo el led de linkencendido, as como los leds del teclado y el del ratn ptico. Inclusoa veces la propia placa base tiene un led que nos indica que nocambiemos la memoria mientras est encendido porque la placa estsiendo alimentada y podra daarse. El conector PS_ON (power ON) lo usa la placa base para indicarle a lafuente de alimentacin que se encienda completamente. Se activabajando su voltaje a 0V, y por eso, al puentearlo con un cable de tomade tierra la fuente arranca. Finalmente, la fuente pone la seal POWER_OK activa para indicarlea la placa base que est suministrando voltajes dentro de lasespecificaciones.

IMPORTANTE

Para que una fuente pueda funciona sin estar conectada a unordenador, es necesario unir elctricamente el cable verde con masa(cable negro). Si la fuente dispone de interruptor trasero, ste nosservir para ponerla en marcha si previamente hemos puenteado loscables mencionados anteriormente. Si la fuente no posee interruptor,se puede intercalar uno entre el terminal verde y uno de los negros.

MANOS A LA OBRA

1. Desmontar y limpiar

Desmontamos y limpiamos bien la fuente. Lo ideal sera utilizar uncompresor para eliminar el polvo. Si no, podemos utilizar un pincel.Hay que tener cuidado de no manipular bajo ningn concepto el interiorde la fuente estando sta conectada a la red, incluso si el interruptortrasero est abierto. Por el circuito primario de la fuente suelencircular elevadas tensiones que pueden llegar a ser letales.

2. Preparar los cables.



Cortamos o desoldamos los cables que no vamos a utilizar. En nuestrocaso, vamos a dejar dos rojos, dos negros, dos amarillos, el lila y elverde. El hecho de dejar parejas de cables se debe a que por ellos puedencircular hasta 26 amperios, para lo cual es necesario un conductor debuena seccin. Si no disponemos de un soldador lo suficientementepotente para desoldar los cables sobrantes, los cortamos y aislamosbien los extremos cortados con termoretrctil.

3. Fabricacion del frontal.

El primer paso es buscar la ubicacin ms adecuada para el frontal. Elsitio ideal es la cara por la que salen los cables. Posteriormente hayque medir bien todos los elementos que entran en juego y realizar unaplantilla para construirlo con metacrilato. El diseo se puede hacer con



Autocad o cualquier programa de caractersticas similares. Paraconstruir el frontal se necesita una taladradora, una segueta, un ctery una lima.

4. Colocacion de los separadores

Utilizando una plantilla del frontal, marcamos y realizamos unostaladros en la caja de la fuente para atornillar los separadores quesujetaran el frontal.

5. Diseo del regulador

Para que nuestra fuente disponga de una salida de tensin regulable,necesitamos un regulador de tensin ajustable. En este caso hemosoptado por el famoso LM317 encapsulado en TO220, debido a susimplicidad y bajo costo. El LM-317 es un regulador ajustable de tres terminales capaz desuministrar ms de 1,5 A en un rango de entre 1,2 V hasta 37 V. deuso extremadamente sencillo, solo requiere dos resistenciasexteriores para conseguir el valor de salida. Adems de presentarmejores caractersticas respecto a los reguladores fijos, dispone deproteccin contra sobrecargas y exceso de temperatura, siendofuncional la proteccin por sobrecarga incluso si el terminal deregulacin est desconectado. Puede suministrar una corriente de 1,5amperios. El esquema de conexiones y la distribucin de terminales semuestra bajo estas lneas:



Las resistencias R1 y R2 estn calculadas para trabajar en el rangode tensin, de 1,25 a 37 v. Como en nuestro caso, como slo vamosa llegar a unos 12 v, el potencimetro R2 tendra una zona muerta enla cual, aunque giremos, no se producir ninguna variacin en latensin de salida. Para solventar este inconveniente, vamos a calcularun nuevo valor de R2 que haga que sta acte en todo su rango. Parael clculo podemos utilizar la frmula que proporciona el fabricante ensu hoja de caractersticas:

O bien la forma simplificada de la expresin anterior:

VOUT = 1,25 (1 + R2/R1)

El error obtenido con esta aproximacin es muy pequeo por lo queesta segunda frmula es totalmente vlida para nuestro cometido.

Observando la frmula obtenida se pueden sacar algunasconclusiones: cuando se ajusta el potencimetro al valor mnimo (R2 =0) la tensin de salida ser de 1,25 V. Al ir aumentando el valor delpotencimetro la tensin en la salida ir aumentando hasta que llegueal valor mximo del potencimetro. Podemos ajustar la salida desde1,25 en adelante hasta el mximo, que segn el fabricante, no debesuperar los 30V.

Para calcular los nuevos valores de R1 y R2, lo ms recomendable esfijar el valor de R1 en 240 y despejar el valor del potencimetro R2: R2 = (VOUT 1,25).(R1/1,25) R2 = (12 1,25).(240/1,25)



R2 = 2064

El valor normalizado ms aproximado a 2064 es 2 K. Resumiendo,los valores de las resistencias del circuito regulador sern: R1 = 240 R2 = 2 K

El integrado LM317 tiene que disipar la mxima potencia cuando lacada de tensin entre su entrada y salida es mxima. Este caso seda cuando suministra la mnima tensin posible:

P = I . V = 1,5 A . (12v 1,25v) = 16,125 W

El valor obtenido es bastante elevado, por lo que tenemos que pensaren acoplar al regulador un disipador de tamao respetable. El tamaodel disipador se podra calcular fcilmente, pero como en nuestro casovamos a utilizar uno reciclado del que no conocemos lascaractersticas trmicas, vamos a trabajar por tanteo. Con esto quedaconcluido el clculo del regulador.

6. Construccion del regulador

Para el montaje nos basamos en el siguiente esquema:

Aqui encambio esta hecho en un simulador:

Si tenemos habilidad con el soldador, podemos realizar el circuito alaire, soldando directamente los componentes y cables sobre laspatillas del regulador. Tambin, podemos fabricar un circuito impreso o



un trozo de placa perforada con tiras de cobre. En este caso hemosoptado por una placa perforada.

Ya slo queda acoplar un buen disipador al circuito integrado. Si eldisipador no dispone de taladro para el tornillo que fija al regulador,ser necesario realizarlo con una broca de 3 mm y sujetar elcomponente con un tornillo M3 y su tuerca y arandelacorrespondiente. En el caso de disponer de herramientas para roscar,taladramos con una broca de 2,9 mm y posteriormente tallamos larosca.

Si el disipador se va a fijar a la carcasa de la fuente es necesarioaislar elctricamente el regulador, con una lmina aislante de mica osilicona, de modo que su parte trasera metlica no toque al disipador.Tambin hay que aislar el tornillo con una pieza de plstico. Si por elcontrario, el disipador no va a entrar en contacto con la caja metlicade la fuente, usaremos pasta trmica para facilitar el flujo de calorentre ambas piezas. En la foto se puede ver cmo queda el disipadorfijado con resina epoxi al frontal de metacrilato de la fuente.

7. Cableado

Antes de comenzar a soldar hay que fijar los leds, el interruptor, elvoltmetro, el potencimetro y los bornes de conexin al frontal demetacrilato. Los leds ajustan perfectamente en los orificios realizadoscon una broca de 5, aunque si queremos podemos pegarlos concianocrilato. El interruptor y el voltmetro entran a presin y quedanbloqueados siempre y cuando se hayan realizado los orificios conprecisin. Los bornes de conexin se atornillan. Hecho esto, podemoscomenzar a realizar las conexiones siguiendo el siguiente esquema:

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Comenzamos soldando los leds intercalando una resistencia de 220.Las conexiones areas han de quedar aisladas usando termoretrctil.Los bornes se pueden soldar al cable o utilizar un terminal adecuado.El resto de elementos los soldamos y aislamos adecuadamente. Esimportante dejarle a los los cables la suficiente longitud para poderdesmontar el frontal sin problemas.

Antes de conectar el voltmetro, tenemos que estudiar detalladamente lasindicaciones del fabricante. Algunos modelos no se pueden alimentar de la fuente cuya tensinqueremos medir. Este es nuestro caso. Para resolver este problema se ha instalado unpequeo adaptador que suministra una tensin continua de 9 v. Para estecometido se puede utilizar un cargador de mvil o de cualquier otro aparato,capaz de suministrar entre 9 y 12 v de tensin rectificada, los ms pequeoposible, ya que hay que pegarlo a la tapa de la fuente y conectarlo a la tensinde entrada. Es muy importante que quede perfectamente aislado del metal dela carcasa.

8. Ultimos retoques

Lo primero que podemos hacer es pegar cuatro perlas de siliconaautoadhesivas en la base para evitar rayar la mesa, favorecer larefrigeracin y reducir el nivel de ruido.



El siguiente paso es tapar el espacio que queda entre el frontal y lafuente con tiras de metacrilato. La anchura de las piezas demetacrilato ser la misma que la longitud de los separadores quehemos empleado. Para unir estas piezas al frontal podemos usarcloroformo o adhesivo especial para metacrilato. Para mejorar larefrigeracin se pueden hacer unos taladros sobre el disipador quefaciliten el flujo de aire por conveccin. Por este motivo, tambin seraconveniente no tapar la parte de abajo y el lateral que pega aldisipador. Hecho esto, ya podemos comenzar a disfrutar de nuestra flamantefuente, aunque antes, debemos realizar algunas pruebas.

9. Pruebas

Vacio: Basta con medir con un polmetro la tensin entre masa y los demsbornes. En el caso de la salida regulable la lectura de la tensinmnima y mxima la vemos en el voltmetro. Los resultados son lossiguientes:

Cortocircuito: Debido a que la fuente posee proteccin contra sobrecargas ycortocircuitos, podemos realizar esta prueba. Basta con unir con uncable la salida de 12 o de 5 v con masa. Al hacer esto la fuente sedebe desconectar y para volver a ponerla en marcha es necesarioresetearla (apagarla y encenderla). Si hacemos un cortocircuito en lasalida regulada acta la proteccin del LM317, limitando la corriente aun valor seguro (de 2 a 3A) que depende de la temperatura quealcance.

A plena carga: Para esta prueba necesitamos una carga que consuma bastantecorriente y funcione a la tensin de las salidas. Puede valer unaresistencia de potencia de 1 para 12v y 0,5 para 5v. Laconectamos y medimos con el polmetro la tensin y la corriente. Si nodisponemos de resistencias podemos usar lmparas algenas de 12v/50 W en paralelo. Conectando dos halgenos de 35W a la salida de12 V, la fuente proporciona una corriente de 5,3A a 11V. Esta mismacarga a 5 V da una lectura de 3,4 A a 4,98V. La salida regulable, conun halgeno da 2,4A y 8,7V con el potencimetro al mximo.

10. Mejoras

Debido a la elevada temperatura que alcanza el LM317, se hacolocado un pequeo ventilador sobre el disipador de este circuitointegrado para favorecer la refrigeracin. El ventilador se puede obtener de una tarjeta grfica de desguace.



Para fijarlo basta con realizar dos pequeos taladros en la carcasametlica de la fuente y atornillarlo con dos tornillos rosca chapa. Laalimentacin del ventilador se toma de la salida de 12 V, y esconveniente intercalar un pequeo interruptor para que slo funcionecuando nos interese. Para ello, ser necesario realizar un nuevoorificio en el frontal de la fuente.

RESULTADO



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40 comentarios

@lucianohh hace 1 ao +4

buenisimo

@yaerano hace 1 ao

+10 porque yo trabajo en la materia electronica!!

@jeiki93 hace 1 ao

tecnologiaseso.es/indice.htm



+5

@BurnBsAs hace 1 ao

De lujo

@_sabbath hace 1 ao

+10 amigo y a favoritos. Tengo muchas fuentes de poder tiradas y sto me puede servir.

@--jara-- hace 1 ao +14

vengo del futuro y no lo hiciste xD

@Jorgedeclaypole hace 1 ao

Yo tengo varias fuentes reguladas (laburo en electronica), pero esta esta muy buena +10

@pepekuy hace 1 ao

Muy Buen Proyecto, pero una Pregunta, en la salida variable, cuanto amperaje da?

@estebitanmagic hace 1 ao

+10

@baurk hace 1 ao -2

pepekuy dijo:


Depende de la resistencia del potenciometro

@Randiance hace 1 ao

Muchas gracias a todos.

@Randiance hace 1 ao +4

pepekuy dijo:


El LM317 tiene como maximo una salida de 1.5 Amperios, eso puede pasar si pones el voltaje a

unos 10V y una resistencia de 6 ohms (teoricamente ya que no existen resistencias de ese valor).

Espero que la respuesta te haya servido.

@Dash_Evil hace 1 ao

muy bueno el post, PERO NO TODAS LAS FUENTES SON ATX,estan las AT que son ms viejas

pero muchos de nosotros las tenemos en nuestros viejos PCs, +10 y a favoritos!

@Randiance hace 1 ao +1

Dash_Evil dijo:

muy bueno el post, PERO NO TODAS LAS FUENTES SON ATX,estan las AT que son ms

viejas pero muchos de nosotros las tenemos en nuestros viejos PCs, +10 y a favoritos!

Tienes razon las PC que son antes de 1995 tienen las fuentes tipo AT, pero desde 1996 todas son

del tipo ATX.

@victorongo hace 1 ao

gracias por la info

@cuchu_ hace 1 ao +1

muy piola 10+

@Diego_Scheilmes hace 1 ao +1

muy buen post men.. bien detallada y toda la bola..jee gracias por en aporte.



@Keo-Keo hace 1 ao

Esta bueno, Reco+2 por que no me quedan mas, a pesar de que te mereces cada uno de los 202

puntos del post, a fav, y por supuesto, te sigo

@cocococococo hace 1 ao

Te quedo simplemente increible!!! Yo ya estoy modificando la mia +10 y reco!!

@carls_lg hace 1 ao

Excelente post, +10 y recomendado

@luisfreeman hace 1 ao

muy buen laburo te felicitovan mis +5

@lucaseba09 hace 1 ao

muuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuyyy bueno! lastima qe no me quedan puntos!

@Juantopol hace 1 ao

Muy bueno, le calcule un costo de 250 pesos argentinos mas o menos

@luchinnn123 hace 1 ao

gracias por el aporte, +10

@Nicolas44 hace 10 meses +3

EN MI BARRIO A ESTO LE DECIMOS INTELIGENCIA COLECTIVA! +10

@chafaringa hace 10 meses

Excelente post.

lo tendr en cuenta para hacer en los tiempos libres, me vendra muy bien en casa.

+10

+Reco

+Favoritos

+Siguiendo

@lupanime hace 9 meses

est buenisima

@2909luboy hace 9 meses

holas buenas mi pana... la idea esta buenisima solo que hay unos pequeos detalles...

lo primero es no espesificas que lm317 utilizas si es t,l, o m ya que hay variantes de este modelo y

no se cual agarrar...

segunda el diagrama esta algo enrredado...

y a la hora del cableado y para la ventilacion tambien esta confuso....

@Luiziko hace 7 meses

muy buen proyecto... como consigo ese voltimetro digital?



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@capitan_crunch hace 7 meses

@mjp16 hace 7 meses

Muy buen post............a fav y reco (no tengo puntos) Saludos

@cHaMaMeRoCk hace 7 meses

buenisimo. me va servir porque tengo que estudiar esto para el final

@secpre hace 7 meses

+10 y Reco

@Burruno hace 7 meses +1

Nunca haba visto este post +10 ... groso!!!

@gauchito1 hace 6 meses

muy original,me encanto +10

@Luiziko hace 5 meses

esta bueno el proyecto una pregunta cuando se va a enecender el led de stanby?

@esteban_R_F hace 4 meses

Muy buen trabajo yo hice una pero no regulable y mas simple despues la voy a modificar asi.

@Quino87 hace 4 meses

+8

@AbrigoMaxi hace 3 meses -3

en la lista no aparece que potenciometro usaste ?

@pela_flashea hace 3 meses

Hice algo parecido, cambio la esttica nomas, pero te hago una pregunta noto que sale mucho ruido

en cualquier salida ya sea 12v, 5v o la regulada... tengo un amplificador y no se puede usar debido a

la esttica que tiran las salidas... y el amplificador no es ya que lo probe en otra fuente y anda

perfecto. no sabes que puede ser?

@nikithoo hace 1 mes

Muy buena invencion y bien desarrollada, una sola pregunta, de donde viene la energia que

suministra el regulador al borne regulable? de la misma salida de 12v que va al borne de 12v y al

voltimetro, y de ahi al regulador? saludos !

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