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• Yony Cuba Steban

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"AÑO DEL DIALOGO Y RECONCILIACIÓN NACIONAL"

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

ESPECIALIDAD: ELECTRICIDAD INDUSTRIAL

Proyecto de innovación y/o Mejora Nivel Profesional Técnico

FUENTE DE ALIMENTACION 24 VDC

ASESOR:

ESTUDIANTE:

HUANCAYO - JUNIN 2018

EPIGRAFE

“LA ELECTRICIDAD ES EL ALMA DEL UNIVERSO” (John Wesley)

DEDICATORIA: A Todas aquellas personas que día a día luchan para forjar un mundo mejor y en especial a nuestros padres que con su comprensión y apoyo nos alientan a ser mejores.

AGRADECIMIENTO

A Dios por acompañarme y guiarme a lo largo de mi vida, por ser mi fortaleza en los momentos de debilidad y por brindarme una vida llena de aprendizajes, experiencias y sobre todo felicidad.

Le doy gracias a mis padres por apoyarme en todo momento, por los valores que me han inculcado, y por haberme dado la oportunidad de tener una excelente educación en el transcurso de mi vida. Sobre todo por ser un excelente ejemplo de vida a seguir.

PRESENTACION DE PARTICIPANTE

APELLIDOS Y NOMBRES: ID: PROGRAMA: APENDIZAJE DUAL CARRERA: ELECTRICIDAD INDUSTRIAL CODIGO: INGRESO: DIRECCION: CORREO ELECTRONICO: TELEFONO:

PRESENTACION DE PARTICIPANTE

APELLIDOS Y NOMBRES: ID: PROGRAMA: APENDIZAJE DUAL CARRERA: ELECTRICIDAD INDUSTRIAL CODIGO: INGRESO: DIRECCION: CORREO ELECTRONICO: TELEFONO:

DENOMINACION DEL TRABAJO TITULO: FUENTE DE ALIMENTACIÓN 24 VDC

C.F.P: HUANCAYO

EMPRESA: SENATI - HUANCAYO

SECCIÒN/ÀREA: ELECTRICIDAD INDUSTRIAL

LUGAR FECHA: SENATI - HUANCAYO

INDICE PORTADA EPÍGRAFE DEDICATORIA AGRADECIMIENTOS ÍNDICE INTRODUCCIÓN

CAPÍTULO I APROXIMACIÓN AL PROYECTO DE INNOVACIÓN 1.1.

Situación real encontrada

1.2.

Antecedentes

1.3.

Objetivos

CAPÍTULO II DESCRIPCIÓN TEÓRICA DEL PROYECTO 2.1. Descripción de la innovación 2.1.1. Ventajas de contar con un sistema integrado de atención 2.1.2. Teoría de las gestión al cliente 2.1.3. Servicios primarios 2.2. Secuencias y pasos del trabajo 2.3.

Conceptos tecnológicos, ambientales, seguridad, calidad y Normas

Técnicas CAPÍTULO III PLANOS DE TALLER, ESQUEMAS Y/O DIAGRAMAS 3.1. Localización y perspectiva de la empresa 3.2. Esquema de las acciones realizadas

CAPÍTULO IV DESCRIPCIÓN DE COSTOS, INSUMOS Y TIEMPO DEL TRABAJO 4.1.

Materiales

e

insumos

empleados

en

del proyecto 4.2. Costo total estimado de la ejecución del proyecto 4.3. Cronograma de actividades

CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOS

la

implementación

INTRODUCCION

Señores miembros del jurado calificador, dejo a vuestra consideración el proyecto de innovación titulado extractor hidráulico para diferencial. El presente trabajo de innovación tecnológica fue realizado en el Senati Huancayo con el fin de ejecutar un trabajo que responda a la necesidad detectada a la empresa, y a partir de mis experiencias en mis prácticas pre profesionales de modo que este trabajo tiene el fin de reducir el tiempo de ejecución y logrando mayor eficiencia en el trabajo.

El trabajo está divido en capítulos para un mejor entendimiento, el capítulo I tiene que ver con un aproximado al proyecto, incluye la situación real encontrada, los antecedentes y objetivos; en el capítulo II se considerara la descripción teórica del trabajo.

Mientras que el en Capitulo III, tenemos los planos de acción del taller, finalmente en el capítulo IV, la descripción de costos, insumos y tiempo del trabajo. Finalmente, las conclusiones, sugerencias la bibliografía recomendada y los anexos.

Espero que el trabajo se considere como alternativa para la mejora en la atención al cliente.

CAPITULO I APROXIMACION AL PROYECTO DE INNOVACION 1.1 Situación real encontrada Al trabajar con circuitos electrónicos, se requiere una necesidad básica que es proveer de una fuente eléctrica para que funcione. Si esta toma de energía, el circuito no servirá de nada. El propósito principal de una fuente de alimentación, es hacer entrega de una o más tensiones eléctricas que pueden ser variables al circuito, con la suficiente capacidad para mantener las condiciones de operación ideales. Hay muchos tipos de fuentes de alimentación, y pueden ser de tamaño y formas variadas. Aunque cada fuente de alimentación tiene sus propias especificaciones y características individuales, todas ellas tienen ciertas cosas en común.

1.2.

Antecedentes

La electrónica es la rama de la física y especialización de la ingeniería, que estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente. Utiliza una gran variedad de conocimientos, materiales y dispositivos, desde los semiconductores hasta las válvulas termoiónicas. El diseño y la construcción de circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos forman parten de la electrónica y de los campos de la ingeniería electrónica, electromecánica y la informática en el diseño de software para su control.

La electrónica desarrolla en la actualidad una gran variedad de tareas. Los principales usos de los circuitos electrónicos son el control, el procesado, la distribución de información, la conversión y la distribución de la energía eléctrica. Estos dos usos implican la creación o la detección de campos electromagnéticos y corrientes eléctricas. Entonces se puede decir que la electrónica abarca en general las siguientes áreas de aplicación: * Electrónica de control * Telecomunicaciones * Electrónica de potencia

Un sistema electrónico es un conjunto de circuitos que interactúan entre sí para obtener un resultado. Una forma de entender los sistemas electrónicos consiste en dividirlos en las siguientes partes: 1. Entradas o Inputs - Sensores electrónicos o mecánicos que toman las señales (en forma de temperatura, presión, etc.) del mundo físico y las convierten en señales de corriente o voltaje. 2. Circuitos de procesamiento de señales - Consisten en piezas electrónicas conectadas juntas para manipular, interpretar y transformar las señales de voltaje y corriente provenientes de los transductores. 3. Salidas o Outputs - Actuadores u otros dispositivos que convierten las señales de corriente o voltaje en señales físicamente útiles.

1.3.

Objetivo

Objetivo general 

El principal objetivo de una fuente de alimentación es de proporcionar un valor de tensión adecuado para el funcionamiento de cualquier dispositivo. La fuente de alimentación se encarga de convertir la entrada de tensión alterna de la red en una tensión continua y consta de varias etapas que son: Transformación, rectificación, filtrado y regulación.

Objetivos específicos 

Diseñar los subsistemas de alimentación y control de un sistema de iluminación exterior.



Diseñar o seleccionar una fuente de alimentación que cumpla con los requerimientos del sistema.



Diseñar algún protocolo de comunicación que permita conectar los distintos microcontroladores del sistema.

CAPÍTULO II DESCRIPCIÓN TEÓRICA DEL PROYECTO

2.1. Descripción de la innovación Sabemos que existen dos tipos de corrientes la alterna y la continua. La primera es la que tenemos en los enchufes y sabemos que tiene un voltaje alto, mientras que la continua la encontramos generalmente las

pilas

de

voltios.

y

su

voltaje

no

suele superar

algunas

en

decenas

La diferencia básica entre ambos tipos de corrientes está en la polaridad, es decir por donde salen los electrones y por donde vuelven, lo que conocemos como el positivo y el negativo de las pilas o baterías. En la corriente alterna esta polaridad cambia varias veces por segundo, 50 en Europa (por los 50Hz) y 60 en América (allí son 60Hz), esto hace que se puedan utilizar algunos dispositivos que en corriente continua no son factibles como los transformadores.

Gracias a estos dispositivos, se puede pasar de muy alto voltaje en corriente alterna (varios miles de voltios) a un voltaje más reducido para consumir en los hogares (220V). Gracias a ello esta corriente es la que tenemos en casa, ya que sale mejor transportarla a muy alta tensión que a baja por temas de pérdidas de energía, además su transformación de alto voltaje a uno más bajo no lleva casi perdidas de energía gracias a los

transformadores, por lo que hace ya tiempo que se adoptó en los hogares como el estándar. Los dispositivos electrónicos necesitan de la corriente continua para funcionar correctamente, es más no solo deben ser voltajes muy pequeños y de polaridad fija, sino que estos deben ser estables. Si un dispositivo se alimenta por ejemplo a 5V la estabilidad de este valor será fundamental para el buen funcionamiento del mismo. Una fuente de alimentación que de menos potencia de la que necesita el sistema hará que su valor baje alguna décima de voltio por ejemplo de 5V a 4,7V, ello provocará un mal funcionamiento del sistema, cuelgues e incluso si esas variaciones son por encima, por ejemplo 6V la destrucción del mismo.

Por ello gracias a que se pueden subir a altos voltajes fácilmente para su transporte (se gasta menos energía transportando a alto voltaje que a bajo), la corriente alterna es la mejor para llevar a los hogares, sin embargo los dispositivos electrónicos necesitan corriente continua para funcionar. Esta es la función que realizan las fuentes de alimentación, reducen el voltaje de la alterna para posteriormente estabilizarlo a una polaridad fija y a un valor determinado en corriente continua.

2.1.1. Ventajas de contar con un sistema integrado de atención 

Menor tiempo al momento de ubicar la herramienta



Facilitar el trabajo por su misma construcción



Mayor comodidad al extraer el diferencial



Evitar cualquier tipo de daño y accidentes ya que se tenía que extraer el diferencial con gran esfuerzo físico e incomodidad-



Se evita un gran esfuerzo físico ya que no se podrá golpear a los extremos de su alojamiento del diferencial que todo esto se anularía con el extractor hidráulico para diferenciales.



Lo podrá hacer una sola persona con seguridad y mucha comodidad



Aumenta el servicio y beneficio económico del taller

2.1.2. Teoría de la gestión al cliente



Diseñar o seleccionar una fuente de alimentación que cumpla con los requerimientos del sistema.



Diseñar algún protocolo de comunicación que permita conectar los distintos microcontroladores del sistema.



Diseñar un programa para los microcontroladores maestro y esclavos, que permita brindar efectos de visualización del sistema de iluminación.

2.1.3. Servicios primarios La mayoría de sistemas de iluminación en el Perú no poseen una buena eficiencia energética, ni lumínica, ya que utilizan componentes que consumen mucha potencia disipada en calor; entonces, un sistema de iluminación que permita optimizar la eficiencia lumínica y el consumo energético, además que brinde la posibilidad de ser programable, dará como resultado un sistema de iluminación que permitirá el aprovechamiento de los recursos energéticos al máximo, reproducir una gran variedad de colores, y el uso de diferentes funciones de visualización al programarlo.

Las compactas fuentes de alimentación que proveerán de energía al sistema de iluminación, brindando confiabilidad y seguridad en la potencia requerida. El uso de microcontroladores maestro y esclavos con la finalidad de realizar un adecuado control de los drivers de potencia, permitiendo generar efectos visuales en el sistema de iluminación. Los protocolos de comunicación que permitan realizar una eficiente transferencia de datos entre los microcontroladores maestro y esclavos del sistema.

2.2. Secuencias y pasos del trabajo Diseño de la fuente de alimentación Diseño Fuente de Alimentación Lineal: Con los requerimientos que se tienen, se procede a diseñar una fuente lineal de 900W, sobredimensionada para evitar que ésta trabaje a su máxima

potencia. Se utilizó un manual de Motorolla para el diseño de dicha fuente, en donde se detallan distintas gráficas y ecuaciones que ayudan a determinar el valor de los componentes necesarios. Para esta fuente se necesitará de un transformador de alta potencia a 60Hz, diodos rectificadores de alta corriente, filtros de entrada en base a capacitores, transistores de potencia y un regulador de voltaje.

Esta fuente consta de un transformador de entrada encargado de reducir el voltaje de entrada, éste es de un peso y tamaño considerable al ser una fuente de alta potencia. Luego se tienen diodos de alta corriente (100A) que rectifican la señal. La siguiente etapa es de filtrado a cargo de un condensador de aproximadamente 42000uF. Finalmente se tiene un regulador que fija el voltaje de salida, cuya corriente es suministrada a través de los transistores de potencia.

Esta fuente es relativamente sencilla de implementar, posee una rápida respuesta y no genera ruido en la línea. En el mercado peruano se pueden conseguir los transistores de potencia, el regulador y el transformador; sin embargo tanto los condensadores como los diodos deben ser importados, ya que en nuestro mercado sólo se encuentran estos productos de segunda mano.

2.3.

Conceptos tecnológicos, ambientales, seguridad, calidad y

Normas Técnicas

FUENTES DE ALIMENTACIÓN Las fuentes de alimentación son utilizadas en equipos eléctricos y electrónicos debido a su gran espectro de aplicaciones. Éstas van desde aplicaciones domésticas a industriales, miliwatts a megawatts, herramientas manuales a comunicación satelital.

Por definición, una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte un voltaje de línea AC en una salida estable DC o múltiples salidas DC. Actualmente existen dos tipos de fuente que son ampliamente utilizadas: la lineal y la conmutada. La utilización de una u otra fuente va a depender de la aplicación a desarrollar.

FUENTES LINEALES Esta fuente es ampliamente utilizada debido a su bajo costo y baja complejidad. La primera etapa de esta fuente consiste en el rectificado, en donde la señal alterna es convertida en una señal pulsante. Luego, la señal es filtrada generando una salida estable, pero con un pequeño rizado. Finalmente, el rizado es eliminado en la etapa de regulación, permitiendo generar una señal DC constante, ésta permanecerá constante a pesar de las posibles variaciones en el voltaje de línea o en la carga del circuito. La figura muestra un diagrama básico de la fuente en mención:

Diagrama de bloques de una fuente de alimentación AC-DC

ETAPAS Etapa de transformación Esta etapa consta básicamente de un transformador que está formado por un bobinado primario y uno o varios bobinados secundario, que tiene como función principal, convertir la energía eléctrica alterna de la red , en energía alterna de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo magnético. Además provee una aislación galvánica entre la entrada y la salida

Etapa de rectificación La etapa de rectificación tiene como entrada la señal de línea AC, y genera a su salida una señal pulsante de una sola polaridad. Entre los tipos de rectificación existe la de media onda y la de onda completa.

La primera deja pasar sólo una onda, ya sea la positiva o negativa, bloqueando la otra; en cambio, la segunda convierte la onda positiva y negativa en una onda de una sola polaridad. Es por ello que el rectificador de onda completa es el más utilizado. La figura muestra una señal alterna antes y después de ser rectificada:

Señales de voltaje antes y después de una rectificación

Etapa de filtrado Esta etapa es comúnmente utilizada para generar una salida DC estable, aunque un pequeño rizado va a estar siempre presente. La primera opción para desarrollar un filtro sería el uso de capacitores, que son ideales para bajas potencias, siendo ésta la opción más utilizada. La otra opción sería la

de utilizar inductancias, que permiten almacenar corriente y disminuir aún más el rizado de voltaje en la salida, siendo muy utilizadas para aplicaciones de alta potencia. La figura muestra dos tipos de filtros muy utilizados en fuentes de alimentación:

Filtro L y Filtro L-C

Etapa de regulación Esta etapa es una de las más importantes, ya que genera la salida de la fuente de alimentación. En ésta, el voltaje de rizado es suprimido para generar una salida DC constante. Normalmente la regulación se alcanza utilizando circuitos integrados como el LM7824 para fuentes lineales, que se encarga directamente de generar una salida DC constante a su salida, en este caso 24V, como lo define el último número del código del producto. Para el caso de fuentes de alta corriente se utiliza transistores de potencia colocados en su región activa, colocados en paralelo con el regulador (en este caso el LM7824), con la finalidad que la corriente de salida circule por estos transistores, mas no por el integrado.

FUENTES CONMUTADAS A diferencia de las fuentes lineales que trabajan con transistores en su región activa, las fuentes conmutadas regulan su voltaje por medio de transistores en corte o saturación. Es por esto que las fuentes conmutadas no disipan tanta potencia como las fuentes lineales. Estas fuentes son mucho más complejas que las lineales, debido principalmente a la variedad de componentes empleados y a una compleja etapa de regulación que requiere un control avanzado para mantener la salida en un nivel constante. Pese a su complejidad se pueden diferenciar 4 etapas constructivas básicas, como se puede apreciar en la figura:

Etapas de una fuente conmutada

La primera etapa consiste en la transformación de una señal alterna en una señal continua pulsante, por medio de un rectificador y filtro de entrada. El segundo y tercer bloque vienen a ser el convertidor CC-CC, conformado por transistores (en modo ON/OFF), un transformador (en el caso para fuentes conmutadas aisladas), y un filtro de salida. En esta etapa se genera una onda cuadrada de alta frecuencia, que luego es filtrada, permitiendo generar una salida DC constante.

El cuarto bloque es uno de las partes más importantes de la fuente, ya que es la etapa de control. En este bloque se toma como referencia la salida DC generada, con la finalidad de generar un lazo de retroalimentación que permita mantener la salida en un valor deseado. Esto se alcanza variando el ciclo de trabajo de los transistores mediante señales PWM (Modulación por ancho de pulso). En esta etapa, se utiliza comúnmente el integrado TL494, éste es muy versátil y posee diferentes características que hacen el control más preciso, como amplificadores de error, control de tiempo muerto ajustable, etc.

Normalmente, la primera y tercera etapa descritas permanecen igual para la mayoría de aplicaciones. Sin embargo, la etapa del convertidor CC-CC posee diversas variantes de acuerdo a la aplicación requerida. Básicamente existen tres tipos de convertidores: directo, inverso y de retroceso.

Secciones de la fuente de alimentación Una fuente de alimentación básica consiste en tres secciones básicas. Dependiendo de los requerimientos de cada dispositivo, las secciones pueden ser simples o extremadamente complejas. Cada parte sirve para un o más propósitos, y son los siguientes:

Transformador En general, la corriente continua presente en las tomas de electricidad de nuestras casa, no es la adecuada para los circuitos electrónicos. Muchos de ellos necesitan un voltaje bastante menor, mientras que otros requieren que sea mayor. El transformador sirve para convertir la tensión AC (corriente alterna), a un nivel de voltaje más apropiado para las necesidades del circuito. Al mismo tiempo, también provee de aislamiento eléctrico entre la línea AC y el circuito que está siendo alimentado, lo cual es una consideración de seguridad importante.

El transformador para una alimentación estabilizada debe ser, un transformador separador, esto quiere decir, que ha de disponer por seguridad, de dos devanados separados galvánicamente (eléctricamente), no es conveniente utilizar los llamados auto-transformadores los cuales como se sabe están construidos por una única bobina o devanado, el cual está provisto de diferentes tomas para obtener varias tensiones de salida, la verdad es que este tipo de ‘transfo’ actualmente no se ve muy a menudo.

Dependiendo de la aplicación a la que se destine la fuente de energía, deben tenerse en cuenta unos puntos concretos a la hora de decidir las características del transformador. La tensión en vacío del secundario debe multiplicarse por la raíz cuadrada de dos (√ 1’42). En cuanto a la intensidad haremos hincapié en la corriente que se le exigirá a la salida, es decir, si necesitamos 3A de consumo y el factor de tiempo, esto quiere decir, si el consumo va a ser continuado o tan solo es un consumo máximo esporádico, como punto medio, es buena idea aplicar el mismo criterio del factor raíz cuadrada de dos, lo que indica una intensidad sobre 4A. Hay dos tipos de transformador, los de armadura F o E-I y los O toroidales, estos últimos tienen un mejor rendimiento, no obstante esto no es determinante, por otra parte, es importante que los devanados estén separados físicamente y deben ser de hilo de cobre, no de aluminio, lo que reduciría el rendimiento

Rectificador El siguiente paso es forzar la corriente para que vaya en una dirección, previniendo alteraciones que ocurren en el transformador y la línea AC. Este proceso se conoce como rectificación, y el circuito que realiza la tarea es el rectificador. Hay configuraciones de rectificadores muy diferentes para ser usados en situaciones muy distintas, dependiendo de lo que requiera el circuito. La salida del rectificador en una voltaje DC (corriente continua), que todavía conserva algunas variaciones de la línea AC y el transformador.

Para rectificar una tensión debemos tener muy claro el tipo de fuente que vamos a necesitar, en contadas ocasiones optaremos por una rectificación de media onda, un caso particular es el de un cargador de baterías sencillo y económico, en todos los demás casos, es muy conveniente disponer de un rectificador de onda completa, para minimizar el rizado. Los diodos encargados de esta función han de poder disipar la potencia máxima exigible además de un margen de seguridad. También están los puentes rectificadores que suelen tener parte de la cápsula en metálico para su adecuada refrigeración.

En algunos casos los rectificadores están provistos de un disipador de calor adecuado a la potencia de trabajo, de todas formas, se debe tener en cuenta este factor. La tensión nominal del rectificador debe tener así mismo un margen para no verse afectado por los picos habituales de la tensión de red, en resumidas cuentas y sin entrar en detalles de cálculos, para una tensión

de secundario simple de 40V, debemos usar un diodo de 80V como mínimo, en el caso de tener un secundario doble de 40V de tensión cada uno, la tensión del rectificador debe ser de 200V y la potencia es algo más simple de calcular, ya que se reduce a la tensión por la intensidad y aplicaremos un margen de 10 a 30 W Vatios por encima de lo calculado, como margen. En algún caso debe vigilarse la tensión de recubrimiento, pero eso es en caso muy concretos.

Filtro El voltaje DC del rectificador es generalmente no apropiado aun para dar carga al circuito. Es una tensión de pulsaciones que normalmente varían de cero voltios al pico de salida del transformador- Por ello, insertamos un circuito para almacenar energía durante cada pico de voltaje, y entonces liberarlo cuando ese pico vuelve a bajar. Este circuito se llama filtro, y su trabajo es reducir las pulsaciones del rectificador a un voltaje menor.

A la hora de diseñar una fuente de alimentación, hay que tener en cuenta algunos factores, uno de ellos es la corriente que se le va pedir, ya que éste es, el factor más importante después de la tensión. Para determinar el valor del condensador electrolítico que se ha de aplicar a la salida del puente rectificador en doble onda, para alisar la corriente continua; la regla empírica que se suele aplicar, suele estar sobre los 2.000 uF por Amperio de salida y la tensión del doble del valor superior estándar al requerido, o sea, según esto, para una fuente de 1’5 A a 15 V, el condensador electrolítico debe ser al menos de 3.000 uF/35V. Para reducir la resistencia serie equivalente, en los condensadores de filtrado con altas capacidades, es mejor usar dos de 4.700 µF que uno de 8.600 µF.

Como se ha mencionado la tensión del condensador, se debe sobre dimensionar, ésta debe ser al menos diez unidades mayor que la tensión que se recoja en el secundario del transformador o la más aproximada a ésta por encima (estándar en los condensadores). Este es el margen de seguridad exigible, ya que en muchas ocasiones los valores de tensión a los que se exponen no sólo depende de la tensión nominal, también hay tensiones parásitas que pueden perforar el dieléctrico, en caso de ser muy ajustada la tensión de trabajo y máxime si estamos tratando con una fuente balanceada, este es otro caso.

El Regulador En el caso de necesitar corrientes superiores a 1A, como ya se ha dicho, pueden utilizarse los reguladores de la serie 78HXX, LM3XX, en cápsula TO3, capaces de suministrar 5A, no muy habituales. Otro problema reside en que sólo se disponen de 5V, 12V y 15V, que en la mayoría de los casos puede ser suficiente.

En el supuesto de necesitar una tensión regulable (ajustable) desde 1’7V a 24V. El regulador a utilizar podría ser uno de la serie LM317, LM350 o LM338, la diferencia con los anteriores es que el terminal común, en lugar de estar conectado a masa, es del tipo flotante y por lo tanto esto permite ajustarle en tensión. Estos con los encapsulados típicos, TO-220 o TO-3.

En la figura se muestra el esquema básico mejorado. Los condensadores C1 y C2, se emplean con el fin de eliminar tensiones alternas residuales y mejorar el rizado de la rectificación, en cuanto a los diodos D1 y D2, sirven para la seguridad del regulador, contra tensiones inversas y evitar las tensiones parásitas o transitorios que lo destruyan. Es muy recomendable, siempre insistiré, se deben poner los mencionados diodos.

En la figura, se presenta una fuente de alimentación regulable de 1,7 V a 28 V, respetando los valores de entrada, máximo de 40 V. Para evitar dañar el regulador, por exceso de calor, se recomienda refrigerarlo mediante un disipador de aluminio adecuado que encontrará en los comercios especializados del ramo. El potenciómetro ajustable R2, permite ajustar la tensión de salida que se desee en cada momento. El diodo D1, protege al regulador de corrientes inversas, mientras que el diodo D3, evita que una

conexión inversa fortuita, cause problemas a la fuente por polaridad invertida. Esta fuente de tensión regulada ajustable no dispone de sistema cortocircuitable externo, por lo que habrá que llevar mucho cuidado de no producir ningún cortocircuito en sus terminales de salida, causaría su destrucción.

En ciertas ocasiones, se presentan proyectos que por sus exigencias no son los clásicos, en el caso de exigir una tensión de salida mayor de 40 Voltios, al proyectar una fuente de energía de esas características, el técnico encuentra problemas de temperatura por todas partes, me explico, aunque ponga un refrigerador a los circuitos integrados (7824, LM317 o LM723), observa que toman una temperatura excesiva que no es fácil eliminar.

DATOS TÉCNICOS La fuente cuenta con tres salidas. Una regulada de 0 a 24V por 1A. de corriente máxima y dos fijas, una de 5V y otra de 12V ambas con un máximo

de 1A. La razón por la que entregan máximo 1A de corriente es porque eso es lo que pueden soportar los integrados utilizados. La fuente cuenta con todo tipo de protecciones, hasta contra la envidia.

DISEÑO DEL IMPRESO Ancho de pistas. Con unos 2 mm de ancho es suficiente y también se pueden hacer un poco más anchas en las zonas de más carga, eso queda a gusto de cada uno.

COMPONENTES PRINCIPALES Primero que tenemos lo más importante, el trafo (transformador), es un trafo de 12+12V con punto medio, o sea, para los que no conocen, en la salida del secundario tiene tres cablecitos. Midiendo con un voltímetro encontramos

12V entre el centro y un extremo, lo mismo con el otro extremo, y, si medimos de extremo a extremo encontramos 24V.

Cuando se utilicen las líneas de bajo voltaje (5 y 12) el trafo estará trabajando solo con 12V para que en los integrados que realizan la regulación de voltaje no haya una caída de tensión muy grande, a modo de ejemplo, en el IC que realiza la regulación a 5V si yo aplico los 24V completos estará habiendo una caída de 19V los cuales quedan inutilizados y solo generaran calor en el integrado, lo cual requerirá un disipador más grande.

La conexión del trafo es simple, solo debemos buscar la forma de conmutar entre 12 y 24V, con una llave inversora de fase es simple hacerlo, se conmutar entre extremo-centro (para 12V) y extremo-extremo (para 24V) Funcionamiento, componentes de una fuente de alimentación

Rectificación La rectificación en este caso se realizó con un puente de 4 diodos de 6A, pero también se puede realizar con los puentes que ya vienen integrados en una sola pastilla.

Filtrado El filtrado está a cargo de los capacitores, en este caso con uno de 2200 uF x 50V es suficiente, pero se pueden agregar algunos más de menor capacidad para mejorar el filtrado y reducir el ripple.

Los integrados reguladores Para la línea variable utilizaremos un integrado muy conocido, se trata del LM317 el cual permite un máximo de 1A y una tensión máxima de 37V. Para las líneas fijas utilizamos el 7805 y 7812, para 5 y 12 voltios respectivamente

Después de los integrados Después de la regulación encontramos de nuevo un juego de capacitores para todas las líneas, con el objetivo de mejorar el filtrado, también están incluidos unos diodos para protección contra pico inverso.

Disipadores para los integrados No es necesario disipadores profesionales, de esos que se compran en las casas de electrónica, con unas chapitas de aluminio es suficiente, pueden ser de latitas de gaseosa o cerveza y con respecto al tamaño, cuanto más grande mejor, pero tampoco pasarse en hacer disipador con integrado en vez de integrado con disipador.

FUNCIONAMIENTO Creo que todos saben más o menos como funciona una fuente de alimentación, pero no está demás explicar un poco. El trafo (transformador) es alimentado por a y entrega en su secundario 12+12 o 24V, es lo mismo, entran a la etapa de rectificado a cargo de los diodos, estos convierten la corriente alterna en corriente continua, luego los capacitores encargados de filtrar terminan de eliminar cualquier componente de alterna que haya quedado de la etapa anterior y deja la onda lo más

plana posible, de ahí se distribuye a los tres integrados para su regulación y a la salida de los mismo otro juego de capacitores para ayudar a aplanar la tensión de salida.

CAPÍTULO III PLANOS DE TALLER, ESQUEMAS Y/O DIAGRAMAS

3.1. Localización y perspectiva de la empresa

Distribución del taller

3.2. Esquema de las acciones realizadas

Esquema de la fuente diseñada:

CAPÍTULO IV DESCRIPCIÓN DE COSTOS, INSUMOS Y TIEMPO DEL TRABAJO

4.1. Materiales

e

insumos empleados

en

la

implementación

del proyecto

Can

Componente

Características

1

Transformador

Vp=220V, Vs=30V, ls=53A

3

Condensador

C=15000uF, 50V

2

Diodo rectificador

lf= 100 A

6

Transistor

PNP, lc=15A

1

Regulador

Vo=24V

6

Resistencia

R=0.1O, 10W

1

Resistencia

R=100O, 0.5W

2

Fusibles

1=1 A, l=30A

1

Circuito Impreso

1

Cable eléctrico 10AWGy 7AWG

l= 15A y l=30A

1

Caja metálica

40x30x30cm

1

Mano de obra TOTAL

4.2. Costo total estimado de la ejecución del proyecto

Can

Componente

Características

Precio Unitario Precio Total (S/) (S/) 300 300

1

Transformador

Vp=220V, Vs=30V, ls=53A

3

Condensador

C=15000uF, 50V

80

240

2

Diodo rectificador

lf= 100 A

60

120

6

Transistor

PNP, lc=15A

3

18

1

Regulador

Vo=24V

1.2

1.2

6

Resistencia

R=0.1O, 10W

1

6

1

Resistencia

R=100O, 0.5W

0.2

0.2

2

Fusibles

1=1 A, l=30A

0.2

0.4

1

Circuito Impreso

50

50

1

Cable eléctrico 10AWGy 7AWG

l= 15A y l=30A

3-5xm

20

1

Caja metálica

40x30x30cm

100

100

1

Mano de obra

600

600

TOTAL

1455.8

4.3. Cronograma de actividades El tiempo empleado para la elaboración del proyecto tiene un período de: El tiempo propuesto para la ejecución de esta herramienta fue de 06 días durante el cual fueron empleadas 12 horas Diarias trabajando con todas las medidas de seguridad.

NOMBRE DE LA TAREA

DURACIÓN

COMIENZO

FIN

Elaboración de plano

1 día

14/06/2018

14/06/2018

Elaboración de plano

1 día

15/06/2018

15/06/2018

Torneado

1 día

16/06/2018

16/06/2018

Soldadura de partes

1 día

17/06/2018

17/06/2018

Cepillado

1 día

18/06/2018

18/06/2018

Acabado y montaje

1 día

19/06/2018

19/06/2018

CONCLUSIONES

1. El presente proyecto nos permitirá consolidar los conocimientos adquiridos durante nuestra formación, así como los valores inculcados por nuestros instructores.

2. La fuente de alimentación es un componente barato y que muchas veces pasamos por alto a la hora de diseñar un ordenador. Sin embargo un ordenador es como una cadena que cuando falla se compre por el eslabón más débil, por lo que todos los componentes deben estar en consonancia uno con el otro.

3. El caso de la fuente de alimentación cobra especial importancia debido a que es la que suministrará la energía a la totalidad de los componentes del ordenador por lo que si esa energía no es suficiente o viene en mal estado, con interferencias

4. Gracias a este proyecto se requieren menos personas en el área de trabajo para reducir dicha operación ya que con el proceso convencional se necesita un personal más para realizar dicha operación.

5. El presente proyecto mejora el aspecto de trabajo brindando un trabajo de calidad al cliente y mejorar también en el servicio que se brinda al cliente.

6. Se logró que exista un agradable ambiente de trabajo así evitando cualquier tipo de accidentes que se pueda dar en el momento de realizar dicha operación.

7. También se logró poner en práctica en la empresa, todo lo aprendido en nuestro Instituto.

RECOMENDACIONES

1. Tener siempre en cuenta las recomendaciones y normas técnicas peruanas para la instalación de las fuentes de alimentación y cableado eléctrico en general, ya que, de no hacerlo así, se podrían generar accidentes fatales, debido a las grandes corrientes que se manejan; y por otro lado, se podría perder mucho dinero en multas y procesos de regulación.

2. La fuente de alim4entación podría ser una opción interesante con la finalidad de crear nuevos efectos de iluminación, ya que éstos pueden generar casi cualquier color. Sin embargo, esto implicaría mayor inversión en este tipo de fuente de alimentación así como mayor consumo del sistema y una programación mucho más extensa y compleja.

3. Trabajar con la fuente de alimentación puede generar nuevas oportunidades y/o posibilidades de proyectos en nuestro país, ya que esta tecnología no se encuentra muy difundida y como se ha mencionado a lo largo de esta tesis, posee muchas ventajas con respecto a otras tecnologías convencionales de iluminación.

BIBLIOGRAFÍA

1. Asdrúbal López. AVR Microcontroladores,

1ra ed., Estado de

México: Universidad Autónoma del Estado de México, 2006.

2. J.L Muñoz y S. Hernández. Sistemas de Alimentación Conmutados, Ira ed., Madrid: Paraninfo, 1997.

3. Muhammad H. Rashid. Power electronics handbook, 1ra ed., San Diego: Academic Press, 2001.

ANEXOS