ACTIVIDAD CENTRAL Unidad 1. Fundamentacin de Circuitos Elctricos y Electrnicos

Nombre de la actividad: Diseo de circuito de fuente de alimentacin en taller de prototipado

Figura1. Escenario de actividad lugar de diseo, montaje y pruebas bsicas

Objetivo

a. Identificar el funcionamiento y algunas caractersticas de los componentes pasivos, activos en circuitos elctricos. b. Identificar y analizar la manera de realizar montajes de circuitos en algunos simuladores de descarga gratuita o libre a nivel de demo.c. Realizar aplicaciones con componentes electrnicos en circuitos bsicos.

Situacin

En un taller de diseo de prototipado de productos electrnicos, se encuentra el rea de diseo de circuitos para clientes preferenciales. Un cliente que se encuentra desarrollando un equipo para el desempeo en biomdica ha venido a solicitar el diseo de una fuente de alimentacin para su equipo. Esta fuente debe tener un voltaje de entrada de 115VAC, y la salida de voltaje a 5, 12VCC, adems de manejar una corriente de un (1) amperio. El coordinador del taller le pide a usted que le haga el diseo del circuito, con simulacin de funcionamiento de la fuente.

Descripcin del Proceso

a. En el taller de diseo de prototipado existen reas que tienen que ver con las siguientes actividades: diseo, desarrollo, ensamble, pruebas y puesta a punto.b. Los clientes que llegan pueden tener una gran gama de posibilidades y de subproductos especficos dentro del desarrollo de un producto.c. Para el caso de esta actividad se trata del diseo del circuito funcional de una fuente de alimentacin que entregue 5 y 12VCC, la corriente de un (1) amperio, la entrada de voltaje es 115VAC. d. No se requiere realizar montajes, ni diseos en editores de PCB, pues son pasos posteriores a este.e. La entrega a su jefe es el circuito propuesto en un archivo digital, con la funcionalidad de la fuente, con pruebas en un simulador demo gratuito en una herramienta que se bajara de internet para lo cual se darn los detalles en el documento gua de desarrollo.

Temas asociados

Componentes electrnicos pasivos Componentes electrnicos activos

Entregas

Usted debe entregar el documento gua (pgina 4) con el circuito de la solucin.

Una vez finalizado, comprima el archivo en formato zip o rar, dando clic derecho al archivo, Enviar a, Carpeta comprimida. Luego envelo a su facilitador a travs del medio utilizado para tal fin en el curso.

DOCUMENTO GUA

Diseo del Circuito de fuente de alimentacin de 5 y 12VCC para un equipo de aplicacin a medicina. El diseo lo realizaremos por fases, cada una aportara elementos y componentes parciales para el diseo definitivo.

a. Fase 1: Diseo del diagrama de bloques de una fuente de alimentacin regulada (tenga en cuenta las etapas y sus caractersticas, los componentes activos y pasivos)

Realizar esquema fase 1Regulador de voltaje LM78052 Rectificador

1 Transformador

115VAC

- 12VCC

Regulador de voltaje LM7912BRR104, 1 Ampere, 400 Volts.Relacin 10/1, 11.5 volts, 11.5 volts y 1 Amper de corriente.

4 ReguladorRegulador de voltaje LM78125 y 12VCCCapacitor electroltico de 2200 mF a 35 volts.3 Filtro

Descripcin: Se deben distinguir claramente las etapas de una fuente regulada tiendo en cuenta las caractersticas de entrada de la corriente alterna y la salidas en corriente continua y plsmelas en el grafico.

b. Fase 2: En esta fase se verificarn los componentes de las etapas de la fuente

FUENTE DE ALIMENTACIN

ETAPA COMPONENTESCARACTERISTICAS

1. El transformador.Es un componente pasivo, se construye con alambre enrollado sobre un ncleo de hierro o ferrita, sirve para aumentar o disminuir un voltaje de corriente alterna.En este caso reduce el voltaje.

Cable interlock calibre 18. Sirve para hacer llegar a la energa elctrica al circuito que nos ocupa el da de hoy.

Interruptor de un polo 1 tiro de 5 amperes a 250 voltios. Sirve para que controlemos cuando queremos que el circuito funcin o deje de hacerlo.

Fusible con cubierta de vidrio de 1 ampere a 250 voltios tipo americano. Sirve para proteger al circuito de las variaciones de voltaje de la lnea de energa y sobre corrientes.

Lmpara de nen. Resistencia de 470 k a watt. Sirve para indicar visualmente que el circuito est trabajando o se encuentra en reposo.

Transformador con relacin 10/1, con primario para 115 voltios de corriente alterna y secundario con salida doble de 11.5 +11.5 voltios de corriente alterna y 1 Ampere de corriente.

2. Elpuente rectificador

Un puente rectificado Matricula BRR104, de 1 Ampere, 400 Volts. Sirve para convertir la corriente alterna en corriente directa pulsante.

3. La red de filtro.2 capacitores electrolticos de 2200 mF a 35 volts. Sirve para almacenar la corriente directa pulsante y hacerla lo ms lineal posible.

4. Los reguladores de voltaje

1 Regulador de voltaje LM7805. Con salida 5 voltios positivos a 1 ampere.1 Regulador de voltaje LM7812. Con salida 12 voltios positivos a 1 ampere.1 Regulador de voltaje LM7912. Con salida 12 voltios negativos a 1 ampere.Sirven para mantener un valor de voltaje constante en sus salidas.

Descripcin Despus de identificar las etapas de la fuente de alimentacin procedemos a realizar la documentacin y anlisis de los componentes electrnicos de cada una de las etapas, describiendo las caractersticas ms relevantes. Se debe buscar los componentes, verificarlos, listarlos y anotar sus caractersticas.

c. Fase 3: Elaboracin del circuito en el simulador.

Se debe bajar la herramienta de software simulador (proteus) para esta actividad. Est se ha elegido por ser un software muy conocido en el mbito electrnico, adems de que la empresa productora deja bajar una versin demo free para realizar pruebas con circuitos bsicos y otras funcionalidades electrnicas que para este caso nos eran necesarias. Para bajar el software tenga en cuenta lo siguiente:1. Vaya al siguiente enlace web http://www.labcenter.com/download/prodemo_download.cfm#professional

2. En la opcin PRODEMO.EXE y luego descarga el software.3. Instalar el software4. Crear un nuevo proyecto5. Selecciona los componentes de la fuente segn las etapas e interconctalos6. Por ltimo realiza la simulacin del circuito7. Toma un print screen del circuito y cpialo en el cuadro de abajo.

DESARROLLO: captura de pantalla fuente regulada, diseada y probada

http://es.wikipedia.org/wiki/TransformadoresElectrnica Teora de Circuitos - Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky (6ta Edicin.

Temas asociados

Componentes electrnicos pasivos Componentes electrnicos activos

Podemos definir los componentes electrnicos pasivos como aquellos que no producen amplificacin y que sirven para controlarla electricidad colaborando al mejor funcionamiento de los elementos activos (los cuales son llamados genricamente semiconductores). Los componentes pasivos estn formados por elementos de diversas clases que tendremos que considerar independientemente, ya que son diferentes sus objetivos, construccin y resultados, de modo que vamos a dividirlos en tres grandes grupos:Componentes pasivosSon aquellos que no necesitan una fuente de energa para su correcto funcionamiento. No tienen la capacidad de controlar la corriente en un circuito. Los componentes pasivos se dividen en:Componentes pasivos lineales:ComponenteFuncin ms comn

CondensadorAlmacenamiento de energa, filtrado, adaptacin impedancia.

Inductor o BobinaAlmacenar o atenuar el cambio de energa debido a su poder de autoinduccin.

Resistor o ResistenciaDivisin de intensidad o tensin, limitacin de intensidad.

Componentes activosLos componentes activos son aquellos que son capaces de controlar los circuitos o de realizar ganancias . Fundamentalmente son los generadores elctricos y ciertos componentes semiconductores. Estos ltimos, en general, tienen un comportamiento no lineal, esto es, la relacin entre la tensin aplicada y la corriente demandada no es lineal.Los componentes activos semiconductores derivan del diodo de Fleming y del triodo de Lee de Forest. En una primera generacin aparecieron las vlvulas que permitieron el desarrollo de aparatos electrnicos como la radio o la televisin. Posteriormente, en una segunda generacin, apareceran los semiconductores que ms tarde daran paso a los circuitos integrados (tercera generacin) cuya mxima expresin se encuentra en los circuitos programables (microprocesador y microcontrolador) que pueden ser considerados como componentes, aunque en realidad sean circuitos que llevan integrados millones de componentes.En la actualidad existe un nmero elevado de componentes activos, siendo usual, que un sistema electrnico se disee a partir de uno o varios componentes activos cuyas caractersticas lo condicionar. Esto no sucede con los componentes pasivos. En la siguiente tabla se muestran los principales componentes activos junto a su funcin ms comn dentro de un circuito.ComponenteFuncin ms comn

AmplificadorAmplificacin, regulacin, conversin de seal, conmutacin.

BiestableControl de sistemas secunciales

PLDControl de sistemas digitales.

DiacControl de potencia.

DiodoRectificacin de seales, regulacin, multiplicador de tensin.

Diodo ZenerRegulacin de tensiones.

FPGAControl de sistemas digitales

MemoriaAlmacenamiento digital de datos.

MicroprocesadorControl de sistemas digitales

MicrocontroladorControl de sistemas digitales

PilaGeneracin de energa elctrica.

TiristorControl de potencia.

Puerta LogicaControl de sistemas combinacionales

TransitorAmplificacin, conmutacin.

TriacControl de potencia.

Referencias bibliogrficas:http://es.wikipedia.org/wiki/Componente_electr%C3%B3nico#Componentes_activosElectrnica Teora de Circuitos - Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky (6ta Edicin8