Tu propia fuente de voltaje regulable

Hola a tod@s, hoy explicare como crear tu propia fuente de alimentación eléctrica para tu laboratorio... y SI!!! Usando una fuente de poder ATX (La misma del experimento anterior Como encender una fuente de poder sin una PC y usarla en donde quieras!!! ). 

Algo así tendrias mas o menos (Aun le falta el voltimetro, ya que no he encontrado).

Iré explicando de qué manera se puede transformar tu fuente de poder de PC, en una fuente de laboratorio adecuada para cualquier aficionado a la electrónica o científico loco. 

NO DUDES EN COMENTAR o dejar alguna sugerencia, te la responderé a la brevedad. 

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Comencemos!!!

Bueno, mi idea de utilizar una fuente ATX es que este tipo de fuentes es muy fácil de conseguir, todos conocemos a algún amigo, vecino o primo chico que se ha comprado un pc chancho nuevo y no sabe cómo deshacerse del viejo pc ya inservible o en el peor caso que el primo chico se las dio de técnico y se pitio el pc... y si no tienes o conoces a alguien (Usuario Forever Alone) puedes comprarla ya que son baratas.

Antes de comenzar tengo que avisar que trabajaremos con un aparato que funciona a elevadas tensiones y que éstas pueden matarte, por lo que tenemos que seguir todas las normas de seguridad y no ser aweonao!!!

La fuente que queremos fabricar va a tener tres salidas reguladas a 3.3, 5 y 12 volts y otra ajustable de 1,24 a 10,66 volts (Según de acuerdo a mis resultados). 

Las tres primeras pueden suministrar una corriente elevada, en nuestro caso, unos 14 A a 3.3 v, 30 A a 5 v, 10 A a 12 v (estos valores varían dependiendo de la fuente que tengas, los puedes revisar en la indicación que trae la fuente a su costado) y para la salida regulable seria de 1,5 A aproximadamente. 

Que necesitaremos:

Bueno, habrá que decir que esta lista es referencial, ya que pueden comprar los materiales que más crean convenientes o si se te ocurre hacer algo más.

Fuente de poder ATX 

Una placa de plástico o de algún polímero para hacer el panel.

Voltimetro... o alguno para desarmar ya que lo ideal es que tenga un voltimetro nuestra fuente (Yo aún no me consigo uno).

Disipador de aluminio comprado o manufacturado por ti.

Integrado LM317 T 

Condensador electrolitico de 1 uF.

Condensador de 0.1 uF.

Potenciometro 2 KΩ

Resitencia de 240 Ω

Dos leds de 5mm (Cualquier color, en nuestro caso sera uno verde para el stand by y uno rojo para indicar cuando este prendido).

Ventilador pequeño.

Interruptor de palanca pequeño.

Cinco bornes de conexión .

2 Resistencias de 220 (ohms) de 1/2 W 

Cordón Termoretractil (Cómpralo en una electrónica que te lo venden por metro, si vas a homecenter o a tiendas generales te lo venden por trocito y como 10 veces su valor)

Materiales de soldadura, 4 tornillos, golillas, dos tornillos de rosca y tuercas.

A trabajar se ha dicho!!!

Primero es lo primero, desmontar y limpiar la fuente

Sacamos los pernos de la tapa de la fuente y desmontamos. Lo primero que encontraremos si ocupas una fuente de poder usada es un kilo de mugre, pelos, tierra e incluso he escuchado casos de pillar ratones.... Lo ideal sería limpiar con un compresor el polvo, pero en mi caso y quizás en más de algunos de ustedes no tendremos un compresor, así que puedes aplicar un pincel... Pero CUIDADO DE NO MANIPULAR LA FUENTE DE PODER ESTANDO CONECTADA... NO SEA WEON Y SIEMPRE VERIFIQUE YA QUE TE PUEDES MORIR!!! En la fuente circula elevadas tensiones que llegan a ser mortales.

Igual recomiendo manipular con cuidado la fuente, ya que hay veces que los condensadores no se han descargado plenamente y puedes pasar el susto de tu vida (Me paso con un cargador de notebook, pero lo bueno es que no me morí).

Preparamos los cables a usar

Ya limpio el interior de la fuente de poder, cortamos o desoldamos los cables que no vamos a utilizar. En nuestro caso, vamos a dejar tres rojos (5 volts), cuatro negros (masa), 4 amarillos (12 Volts), dos naranjos (3.3 volt), el lila (Standby 5 volt) y el verde (Encendido). 

El hecho de dejar parejas de cables se debe a la corriente que podrida pasar por ellos que podría ser hasta 30 amperios (eso es mucho), para lo cual es necesario un conductor de buena sección para evitar incendios o cortes. 

Si no tienes un soldador lo suficientemente potente para sacar los cables, puedes cortar los cables y aislarlos bien con termoretráctil (En nuestro caso usare el segundo caso, ya que mi soldador es de los que venden en la feria a luca)

Fabriquemos el panel de la fuente

Idealmente puedes hacer el panel, diseñándolo en CAD y luego construirlo con metacrilato, pero nosotros no haremos eso... lo haremos a manopla no más.

Busca una superficie plástica que puedas trabajarla, yo ocupe el plástico transparente de protección de una pantalla de notebook rota, luego con una regla y un lápiz diseñe el panel, preocúpate obviamente buscar la ubicación más adecuada de los componentes considerando el tamaño de todos los elementos.  

Los elementos a ubicar serian:

• 4 perforaciones para los pernos.
• 5 bornes
• 1 potenciometro
• 2 led
• 1 Interruptor
• 1 Pantalla del voltimetro (el mío no tiene aún, pero explicare como conectarlo al final de este post)

Cuando termines de dibujar con la ayuda de un corta cartón (cuter) cortas los bordes del panel y luego con un taladro realizas las perforaciones (utiliza brocas de adecuadas al tamaño de los componentes) y para que quede lindo con una lima le das las terminaciones.

Ahora con un lápiz y la ayuda de la placa frontal ya terminada marcamos donde irían los pernos que van al costado de la fuente y luego con el taladro suavemente realizas las cuatro perforaciones (CON CUIDADO DE NO PASAR A LLEVAR UN COMPONENTE, ES DECIR, NO SEAS BRUTO).

Esta foto muestra un mayor avance pero la idea es terminar un panel así.

Creando las primeras conexiones para voltajes fijos e instalación de leds.

Bueno esta parte no es complicada, solo tienes que ser ordenado (Ojala más que yo).  

Corta las parejas de cables del mismo color al mismo largo y asegúrate de dejar el largo justo para que puedas trabajar cómodo pero que no te sobren demasiado.

Inicialmente comenzamos saldando cada una de las parejas de cables Naranjos, una pareja de Rojos, una pareja de Amarillos y pareja de Negros a  cada uno de los bornes y los instalas en el panel, recuerda aislar súper bien todas las conexiones usando el termo retráctil.

Ahora toma el cable verde y lo sueldas al interruptor y en la otra patita coloca otro cable negro (En nuestro caso soldamos el cable negro y agregamos otro pedazo de cable para que podamos posterior puentiar con las salida negativa del led de encendido que vamos a dejar al lado). Ya soldado procederemos de aislar y luego instalarlo en el panel.

Ahora viene la primera parte "complicada" la instalación de los leds!!! En realidad no es complicada, solo se tendrá que hacer un par de cálculos antes para poder instalarlos correctamente ya que cada uno deberá estar en serie con una resistencia con el objetivo de quemar estos leds (Para saber mas de Leds).

Para saber que resistencia necesitamos aplicaremos la siguiente formula:

Resistencia = (Ventrda-Vled)/IntensidadLed

Y remplazamos los valores (Sera el mismo caso para los dos, ya que el Voltaje de entrada que usaremos son 5 Volt)

Resistencia = (5 - 1.5)/0,02 A

Resistencia = 175 Ω

Pero por un asunto practico y de durabilidad te recomiendo usas 220 Ω.

Ya con este dato comenzamos soldando los leds intercalando una resistencia de 220Ω. Las conexiones aéreas tienen de quedar aisladas usando termoretráctil. (El lado positivo es la patita mas larga y el negativo es la otra).

El primero lo soldamos al cable lila (Nos indicara cuando este enchufada la fuente) por el lado positivo (No te confundas) y el lado negativo a un cable negro. Posteriormente lo colocamos en el panel, ahora el otro led con la resistencia soldada lo conectamos a un cable rojo (El que nos queda) y el otro extremo al cable de negro que nos quedó libre del interruptor de encendido y cuando tengamos todo aislado lo colocamos en el panel.

Y ya tendríamos algo así, puedes probar tu avance.

Diseño del famoso regulador

Todos deben estar esperando... en qué momento hace el regulador….Bueno ahora se los diré!!!

Para que nuestra fuente de poder tenga una salida de voltaje regulable, necesitaremos un regulador de tención ajustable y para eso usaremos el famoso componente LM317 T (simple  uso y  bajo costo), ademas necesitaremos una resistencia R1 (240Ω), un potenciometro R2 (2KΩ), un condensador de 0,1 uF, condensador electrolítico 1 uF, disipador, tornillo con perno, mica y paciencia.

El LM-317 es un regulador ajustable de tres terminales (Patitas) capaz de suministrar más de 1,5 A en un rango de entre 1,2 V hasta 37 V, como dije anteriormente uso extremadamente sencillo, solo requiriera dos resistencias para lograr el valor de salida requerido, dispone además de las ventajas de protección contra sobre cargas u exceso de temperatura.

Aquí les mostrare el esquema de conexiones y la distribución de terminales y demás componentes de nuestro regulador (lo pille en internerd) : 

Ahora tendremos que calcular los valores de R1 Y R2 para nuestro caso, lo más recomendable para interners es fijar el valor de R1 en 240 Ω y despejar el valor del potenciómetro R2:

 

R2 = (Vsalida – 1,25)x(R1/1,25) 

R2 = (12 – 1,25)x(240/1,25) 

R2 = 2064 Ω 

El valor más aproximado a 2064 Ω es 2 KΩ. Por lo tanto, necesitaremos un potenciómetro de 2 KΩ y una resistencia de 240 Ω.

El  LM317 tiene que disipar (Liberar) la máxima potencia cuando la caída de tensión entre su entrada y salida es máxima, es decir que tiene que liberar la diferencia de tensión entre el max. Voltaje y el mínimo en forma de Calors.

Para el cálculo de la energía que tiene que liberar en su mínima tensión posible: 

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

El valor obtenido es bastante elevado, pero no como para alarmarse. Para controlar esto necesitaremos colocarle un disipador de tamaño respetable… (Podríamos calcular el tamaño y dimensiones del disipador) pero en nuestro caso usaremos uno genérico y vamos a trabajar por tanteo, cuando lo pruebe revisare la temperatura… y si se eleva instalaremos un ventilador.

Ya con esto, sabemos que necesitamos para armar nuestro regulador.

Armado del regulador 

Para el y montaje nos basaremos en el siguiente súper esquema: 

En mi caso para el montaje use una placa perforada, igual me costó ya que mi skills de soldador están bajas… pero si tienes paciencia te quedara genial.

También puedes soldarlos al aire, es decir conectar directamente las terminales, eso si no lo recomiendo mucho porque puede que se pasen a llevar terminales y hacer un corte. A mí me quedo algo así.

Acoplé el disipador al circuito integrado.  Si tu disipador no dispone de hoyito (por qué hiciste tú el disipador) usa un taladro para hacer el orificio para  que el tornillo se fije al regulador.

Ahora fija el disipador al integrado usando una tuerca y una tuerca, y en los casos que el disipador se va a fijar a la carcasa de la fuente (Metal)  es necesario aislar eléctricamente el regulador.

Yo use una lámina aislante de mica pero puedes usar silicona, la parte trasera metálica no debe tocar al disipador y recuerda de aislar el tornillo con una pieza de plástico.

Finalmente fija nuestro disipador donde creas conveniente… yo lo hice  en el panel frontal.

Etapas finales.

Ya tenemos casi todo, me falto el voltimetro pero cuando tenga uno actualizare el post, ahora solo nos quedaría juntar todo y estaríamos listos para jugar. 

Si no te consigues un voltimetro para tu fuente, puedes usar uno externo, o sea el tuyo (Suponiendo que dentro de tu kit de científico tienes uno) para poder jugar con tu fuente.

Las conexiones se deben realizar de esta forma:

Ya ensamblado todo, puedes realizar ciertas mejoras, por ejemplo agregar patitas goma a tu fuente regulable o puedes agregar un ventilador al regulador (En el caso si se calienta mucho y lo puedes conectar a algunas de la conexiones de voltaje fijo).

Te quedaría algo así!!!! Cualquier comentario, duda o sugerencia te la responderé a la brevedad. Espero que te haya gustado la información.