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Al cursar la carrera de electrónica mención automatización y controles, te das cuenta que a lo largo de ella en los proyectos que envían ya sea en los laboratorios o en las clases, se da la necesidad de una fuente variable, que a su vez también tenga su contra parte simétrica para poder tener los valores de voltaje de -12v y 12v o variaciones de ellos según la aplicación o proyecto a realizar. Todo esto debido a que muchos sistemas de control como los PID o sistemas de amplificaciones normales, se basan en muchos casos en OPAM o transistores complementarios, donde muchas veces se hace necesario fuente dual simétrica con una salida aparte de 5v para la lógica de control, al ver esto se emprendió la tarea de realizar el diseño completo de la fuente, pero que la misma fuese útil pero didáctica en su construcción ya que de observarla se entienda su funcionamiento ya que cada salida esta muy marcada en el diagrama casi como bloques paralelos donde se tiene la salida negativa variable, la salida positiva variable y una fija a 5v, acá les dejo la información y recursos para poder construirla.
Materiales principales utilizados:
- 1 x LM317 encapsulado TO202.
- 1 x LM338 encapsulado TO202.
- 1 x LM7805 encapsulado TO202.
- 2 x Potenciometros de 10 k multivueltas de precisión.
- 3 x Capacitador electrolítico de 1000 uf x 50v.
- 3 x Disipador de aluminio para TO202.
- 8 x JACK 4MM Banana de colores.
- 1 x Puente rectificador de 2 Amp.
- 3 x Capacitador electrolítico 10 uf x 50v.
- 3 x Capacitador de tantalio 1 uf.
- 3 x Capacitador cerámico de 100 nf multi-capa.
- 4 x Diodo 1N4007.
- 2 x Resistencia 220 Ohm 1/2W.
- 2 x Fusible 2 Amp.
- 2 x Base de fusible modelo europeo.
- 1 x Placa PCB FR4 blanca.
- 1 x Transformador 12 - 0 - 12 a 2.5 Amp.
Esta fuente no es mas que un transformador AC-AC con tap central (12v-0-12v), donde se conecta a un puente rectificador de 2.5 Amp para pasar a DC la entrada, las misma que sera filtrada por los capacitadores de entrada y con esto reducir el rizo, para luego entrar a la etapa de regulación en cada una de la variantes usadas con son el LM337 para la salida negativa variable, el LM338 para la salida positiva variable y por ultimo un LM7805 para la salida fija a 5v, para luego agregar un filtrado de salida con capacitadores de distintos valores para reducir cualquier rizo que persista en la salida DC. de esta manera se tiene la fuente la cual se ajusta su valor de salida por medio de potenciómetros multi-vueltas de precisión y un multímetro midiendo el voltaje DC de cada salida hasta obtener el deseado. (Esta fuente no tiene sistema anti-corto mas que el integrado en los mismos reguladores por ello no es aconsejable dejarla en corto ya que se deteriorara el regulador incluso hasta dañarse).
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| Diseño en Eagle. | PCB imagen. |
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| Vista 3D en Google SketchUp 8 desde abajo. |
Vista 3D en Google SketchUp 8 desde arriba. |
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| Diseño del circuito en eagle. | |
Breve guía de como se realiza un circuito impreso por medio del método de
la plancha acá están algunos pasos que seguir luego de ya tener el diseño
impreso en láser sobre papel glasé y como notaran no hay que tener grades
equipos ni herramientas complejas para lograr un buen acabado.
la plancha acá están algunos pasos que seguir luego de ya tener el diseño
impreso en láser sobre papel glasé y como notaran no hay que tener grades
equipos ni herramientas complejas para lograr un buen acabado.
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| Diseño del circuito impreso para corregir y tomar medidas a la baquelita para ser cortada a medida |
Baquelita cortada con dremel a medida del circuito diseñado. |
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| Corroborar el tamaño de la baquelita con el tamaño del circuito impreso en el papel glasé que fue cortado previamente dejando bordes para ser sujetada a la baquelita. |
Lijar la baquelita con lija fina con agua toda la superficie de cobre y luego limpiar para quitar impurezas con alcohol. |
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| Cuadrar la baquelita con el circuito pegando las caras del cobre con la del tóner del papel glasé y doblar los bordes para luego pegar con cinta pegante tirro. |
Debe de quedar de esta forma firmemente ajustada a los bordes y cinta pegante en cada dobles. |
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| Plancha y baquilita lista para la transferencia de tóner por temperatura. |
Tina de agua para luego de ser planchado el circuito integrado en la baquelita. |
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| Planchar por unos minutos dependiendo del calor de la plancha dando movimientos circulares y rectos, hasta que se note que las pistas se ven un poco a través del papel |
Colocar rápidamente en la tina con agua tibia para una correcta transferencia del tóner a al baquelita. |
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| Luego de enfriarse por el contacto con el agua retírela a los 5 minutos. |
Con cuidado mojando papel retírelo de a poco desde cada uno de los extremos soltando la cinta pegante, en alguno casos queda residuos de papel que debe quitarse con el dedo o un cepillo suave y agua. |
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| Debe quedar de esta forma si papel en el cobre. |
De ser necesario con un marcador para hacer pistas sobre el cobre se corregirá cualquier punto donde no se dio una buena transferencia entre cobre y tóner. |
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| Tina de ácido férrico que debe ser manejado con guantes y gafas de protección. |
Se coloca la baquelita en la tina de ácido para ser atacado el cobre dejando sin afectar el cobre cubierto por el tóner. |
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| Se mueve el ácido hasta que tape la baquelita y ya con algunos minutos de ataque siempre observando como va el proceso que va remueve el cobre pudiendo ser mas rápido si el ácido se mueve un poco. |
Al momento de ser extraído del ácido la baquelita por ya no tener cobre sin tóner se enjuaga con cuidado y se le aplica jabón siempre usando la protección anterior mente mencionada. |
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| Se procede a hacer las marcas para la guía del dremel con un pequeño clavo muy fino o una aguja gruesa y un martillo golpeando con cuidado. |
Se perfora la PCB con el dremel y buen pulso pero igual con la guías hechas anteriormente con la aguja o clavo facilita mucho el trabajo. |
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| Baquelita casi termina a falta de solo lijar un poco para quitar cualquier rebaba. |
Con thinner usando protección para las manos y gafas, se le remueve todo el tóner sobrante quedando de esta manera el cobre al desnudo |
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| Proceder a la soldadura de los componentes. | Placa en proceso de soldadura. |
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| Componentes soldados vista desde abajo. |
Componentes soldados vista desde arriba. |
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| Placa lista para la capa protectora del cobre. |
Placa rociada con el aerosol transparente protector. |
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| Placa casi final desde arriba. | Placa casi final desde abajo. |
Imágenes de la fuente simétrica finalizada:
Vistas variadas de la fuente culminada con conectores JACK de
colores y carcasa de acrílico trasparente.
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- Web:
- PCB:
Hola, disculpa el diagrama para imprimir en la placa fenolica tiene el taman~o correcto? es decir, solo imprimo y quemo? o tendria que ajustar el taman~o?
ResponderEliminarHola, el archivo pdf del pcb esta del tamaño correcto solo que debes de seleccionar al imprimirlo que no cambie el tamaño que la impresión sea a tamaño real
EliminarY otra pregunta :p, es posible sustituir el capacitor de tantalio de 1 uf por uno electrolítico?
ResponderEliminarClaro no hay problema en usar uno electrolítico.
EliminarBueno ya tengo casi todo, sin embargo, tengo problemas para conseguir el lm338 TO-202, estuve leyendo en algunos foros si se puede sustituir por otro y he encontrado que algunas personas sugieren remplazarlo por el lm317 o el lm350.
EliminarYo no estoy muy seguro de esto, usted me recomendaría cambiarlo? Otra opción es obtener por internet esta pieza, pero he de destacar que la pieza mas el envió superan los 7 dolares y el bolsillo comienza a dolerme; no es el único proyecto que se come mi dinero ahora mismo.
Usa el 317 te va ir perfecto, yo use el 338 en su momento porque solo tenia ese y su diferencia es la corriente ya que comparten los mismos pines.
EliminarEsta seguro? La datasheet del lm317 menciona que solo soporta 1.5 amp, si el transformador me da 12v y 3amp, no se va a dan~ar?
EliminarPor otro lado, estaba revisando los pcb que publicaste(disen~o en aegle,3d,etc) y veo que tienen impreso el lm7825,lm338 y lm337. Este ultimo lo remplazaste por el lm317(El lm337 no lo mencionas en los materiales)?
bueno en general esta fuente no es para los 3 amperios las pistas son pequeñas es mas que todo para hacer las pruebas en protoboard y demás donde se necesita una fuente dual simétrica y aparte se tiene una salida de 5v, así que con 1.5 amperios es mas que suficiente de igual manera los otros reguladores son de 1 amperio.
Eliminardebes tener un transformador de 12-0-12 como mínimo para poder tener tu salida de digamos -12v 0v 12v y la independiente de 5v en todos los casos las tierras son las mismas
Eliminarahora si quieres una fuente digamos de 1.5 amperios debes tener como mínimo unos 2 amperios en el transformador para que este digamos trabaje comodo, con esto si tu trasformador es con tap central (GND) y dos salidas de (12v)(-12v) y es de 3 amperios te va funcionar bien con esta fuente a 1.5 amperios, siempre y cuando no quieras jalar digamos 1 amperio por cada salida ya que el transformador seguro no te los va dar bien y se podría dañar algo
EliminarAh! Ahora me queda mas claro. Solo me queda una ultima duda antes de ensamblar todo:
EliminarEn los materiales no mencionaste el lm337, pero el los pcb para realizar el trazado en cobre aparece este, por otro lado, el lm317 lo voy a remplazar por el lm338.
Por tanto voy a colocar un lm7805, y un lm317 que remplaza al lm338(que fue lo que me explicaste) y por ultimo, un lm317 que sustituye al lm337. Alguna diferencia de funcionamiento?
bueno el LM337 no lo puedes sustituir con por modelo, necesitas este modelo de regulador para poder tener tu salida negativa variables con el pcb actual
EliminarHola de nuevo John. Ayer termine de ensablar la fuente simetrica(no sin contratiempos) y en general funciona bien, la salida de 5v funciona excelente, sin embargo las salidas de 12v positivos y negativos me estan dantos problemas, o no se si se deben comportan de esta forma. Te explico:
EliminarJugando con el potenciometro de la salida negativa, puedo subir o bajar el voltaje negativo a digamos -10 volts, pero al mismo tiempo, tengo una salida de 2~5 volts. El potenciometro de salida de voltaje positivo solo me permite regular este voltaje de 2~5v hasta 0v.
Este funcionamiento es normal?
Por decirlo de una manera mas simple, solo puedo obtener una salida equivalente de ~8v positivos y negativos mas los 5 volts de salida constantes.
Si esto es una problema, a que crees que se deba?
O quizás debería usar un transformador de digamos 24v y 2amp?
a ver tu transformador es de que tipo solo de dos cables digamos positivo y negativo AC o es de 3 cables del tipo con tap central donde tienes +12v 0v -12v
EliminarEs de 3 cables: +12v 0v -12v y 3amp.
EliminarEstoy conectando el cable central(El que tiene un color diferente a los otros 2) al jack negro y los otros dos cables con colores iguales a el amarillo y azul respectivamente.
a ver tendría que ver alguna imagen para poder ayudarte con tu problema actual y así también ver que tal esta quedando todo
EliminarSi claro, por el momento estoy fuera de casa. Te las mostraria despues. Te adelanto que no soy el mejor soldador. Tengo verdaderos malabares de soldadura, pero estoy seguro que no es eso. Seguro falta algo.
EliminarHola John, te adjunto 13 imágenes donde puedes observar la fuente variable que ensamble en funcionamiento.
Eliminarhttps://drive.google.com/open?id=0B86trdjZbY8xcExUczcxUmxRcjA
Las imagenes con numeracion 2_#, muestran como salida 5v,8v y -8v.
Las imagenes con numeracion 3_#, muestran como salida 5v,6v y -10v.
Todas las demás son imágenes de soldado y ensamblado.
Tome como referencia la imagen en disen~o Eagle que posteaste mas arriba en este link:
https://1.bp.blogspot.com/-FLzg3ssitXg/UoJgykf1WUI/AAAAAAAAAiw/41MZzsQ190M/s1600/Fuente+Simetrica+PCB+Eagle.jpg
Hola como estas, ya te esta funcionando correctamente? ya que en las soldaduras y demás, aparte de ser nuevo en ellas no veo problema que pueda ver en las fotos
EliminarNo, Hoy voy a revisar las soldaduras de nuevo. Tengo otro proyecto donde la soldadura no estaba haciendo contacto con la pista. Fuera de eso, ni idea de que este funcionando mal.
EliminarTambién conseguí el Lm338. Me recomiendas cambiarlo o mejor ya no muevo nada?
Hola John, ya encontré el problema.
EliminarTermine de revisar todas las soldaduras y no encontraba el error. Asi que la otra opcion mas inmediata era el transformador.
Esta imagen habla mas que mil palabras :v.
https://drive.google.com/open?id=0B86trdjZbY8xUnF3dHVPWk53dmc
Man~ana mismo voy a cambiarlo, espero sea el ultimo paso de este proceso.
Si ya veo bueno me comentas cualquier avance y el cambio a un LM338 realmente no es necesario si vas a trabajar con pequeñas cargas digamos 500 a 700 mAh ya mas de eso seguro se comienzan a poner como plancha los reguladores
EliminarSi, efectivamente ese era el problema John, ya obtengo valores normales de output.
EliminarTe agradezco enormemente toda la asesoría que me has prestado, necesitaba esta fuente para alimentar un pcl en el que he estado trabajando para mis clases en la uni.
No me despido, ya que estoy trabajando en un controlador proporcional y tu blog me ha venido de perlas con tu post de control de posición PID.
Saludos y sigue asi!
Gracias John, le comento mis resultados después!
ResponderEliminarEste comentario ha sido eliminado por el autor.
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