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SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

"Año del Bicentenario del Perú: 200 años de Independencia"

TÉCNICOS INDUSTRIALES “MECATRÓNICA INDUSTRIAL”

TRABAJO FINAL DE CAD ELECTRÓNICO TEMA: “FUENTE DE ALIMENTACIÓN TRIPLE CON TENSIONES DE SALIDA DE 3.3V, 5V, 12V”

APELLIDOS Y NOMBRES: DAVILA BAZALAR JEFFERSON GONZALO

DIRECCIÓN ZONAL / CFP: INDEPENDENCIA – SENATI

LIMA, PERÚ 2021

TRABAJO FINAL DEL CURSO

PLAN DE TRABAJO DEL ESTUDIANTE

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TRABAJO FINAL DEL CURSO

1. INFORMACIÓN GENERAL LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN La fuente de alimentación es un aparato electrónico mediante el cual podemos cambiar el tipo de corriente y los valores de las tensiones. La red eléctrica que llega a nuestros hogares transmite una corriente alterna (CA) que bien sabemos es una corriente que sube y baja y no es constante, por lo que dañaría cualquier artefacto, además, llega con una tensión alta que en nuestro país suele ser de 220V. Lo que hace esta fuente de alimentación es convertir esa corriente alterna (CA) en corriente continua (CC), una corriente constante sin altos y bajos, y reduce la tensión según lo requiera el aparato al que va conectado la fuente de alimentación para que este funcione correctamente y no se dañe por la corriente alterna o la alta tensión. Tenemos 2 importantes tipos de fuentes:

FUENTES LINEALES Las fuentes lineales suelen ser simples ya que solo cuentan con 4 componentes esenciales: ✓ TRANSFORMADOR: Trabajan con voltaje alterno. Modifican el voltaje de entrada a un voltaje mayor o menor amplitud en salida. ✓ RECTIFICADOR: Construido por un puente de diodos, el cual recibe el voltaje del transformador y se encarga de convertirlo en voltaje de corriente directa. ✓ FILTRO: Disminuye la variación del voltaje a través de capacitores. ✓ REGULADOR: Recibe la señal proveniente del filtro para que en la salida se obtenga un voltaje continuo sin importar las variaciones de voltaje. La corriente entra inestable al circuito y cado uno de estos componentes la regula:

(imagen extraída de: https://como-funciona.co/fuentes-de-alimentacion/ )

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TRABAJO FINAL DEL CURSO

FUENTES CONMUTADAS Cuentan con un circuito mas complejo, y se basan en la conmutación de un transistor. Se desarrollaron para solucionar los problemas de disipación térmica que tienen las lineales. Esta fuente se divide en bloques: ✓ RECTIFICACIÓN Y FILTRADO: Se rectifica y filtra el voltaje de corriente alterna convirtiéndolo en una señal continua y pulsante. ✓ CONMUTACIÓN: Convierte la señal pulsante en una onda cuadrada, la cual es introducida a un transformador. ✓ RECTIFICACIÓN Y FILTRADO SECUNDARIO: Vuelve a rectificar y filtrar la salida del bloque anterior, para poder entregar una señal continua más lineal. ✓ CONTROLADOR: Compuesto de un oscilador de frecuencia fija, un voltaje de referencia, un comparador de voltaje y un modulador de ancho de pulso (PWM). El modulador recibe el pulse del oscilador y modifica su ciclo según la señal que envía el comparador. Este comparador examina el voltaje de salida de la rectificaron secundaria con el voltaje de referencia.

(imagen extraída de: https://www.ingmecafenix.com/electronica/fuente-de-alimentacion/ )

En el presente trabajo debemos considerar el CUIDADO AMBIENTAL, por lo tanto, todo residuo como componentes eléctricos usados en el circuito que hayan sido dañados o quemados, deben ser depositados en un tacho de desechos electrónicos y estos serán depositados correctamente para evitar daño al medio ambiente. También es importante considerar la SALUD Y SEGURIDAD en el presente trabajo, por lo que el empleador deberá utilizar la vestimenta de seguridad adecuada como, los lentes de seguridad, botas de seguridad, guantes de seguridad y el uniforme de seguridad, además de respetar las normas de seguridad dentro del área de trabajo.

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TRABAJO FINAL DEL CURSO 2. PLANIFICACIÓN DEL TRABAJO N°

ACTIVIDADES/ ENTREGABLES

1°

Iniciar mi diseño de la fuente de alimentación en PROTEUS con la ayuda de las clases y PDF entregadas por el instructor.

2°

Hacer una lista de los componentes eléctricos utilizados en el CAD para luego rellenar mi lista de componentes utilizados.

3°

Exportar los dispositivos de mi fuente armada de ISIS a ARES, siguiendo las instrucciones del PDF empleado por el instructor.

4°

Realizar el impreso en 3D de mi fuente de alimentación dentro de PROTEUS, para visualizar los componentes y las pistas de conexión.

5°

Sacar las fotos de la fuente de alimentación solicitadas por el instructor para colocarlas en el proyecto final y que sean calificadas.

6°

Redactar el procedimiento escrito del armado de esta fuente de alimentación solicitada en el proyecto.

7°

Rellenar la lista de recursos utilizadas para armar la fuente de alimentación solicitada.

3. PREGUNTAS GUIA Durante la investigación de estudio, debes obtener las respuestas a las siguientes interrogantes: N.º

PREGUNTAS

1

MENCIONAR LOS PRINCIPALES SOFTWARE CAD ELECTRÓNICO DE DISEÑO Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS.

2

¿CUÁNTOS TIPOS DE RESISTENCIAS EXISTEN Y DESCRIBA EL FUNCIONAMIENTO DE CADA UNA DE ELLAS

3

INDICAR LOS DIFERENTES TIPOS DE CONDENSADORES QUE EXISTEN EN LA INDUSTRIA ELECTRÓNICA.

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¿COMO FUNCIONAN LOS REGULADORES DE VOLTAJE DE LAS FAMILIAS 78XX, 79XX?

5

EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DE UN REGULADOR LM317

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TRABAJO FINAL DEL CURSO

HOJA DE RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS GUÍA

1.

MENCIONAR LOS PRINCIPALES SOFTWARE CAD ELECTRÓNICO DE DISEÑO Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS.

En el actual curso de CAD electrónico estamos viendo 3 Software de diseño y simulación de circuitos: ➢ PROTEUS: Fue desarrollada por Labcenter Electronics Ltd, una compañía fundada en 1988 por John Jameson en el Reino Unido. Proteus se vende en más de 50 países. (1) Consta de dos paquetes de Software principales: ✓ PROTEUS ISIS: Donde creamos los esquemas y podemos hacer la simulación eléctrica. ✓ PROTEUS ARES: Enrutamiento de circuito impreso con colocación automática de los componentes ➢ ORCAD: Creada en 1988 a partir de la fusión de SDA Systems y ECAD, Cadence Design Systems es hoy en día una empresa líder en el mercado de software de CAO electrónico. (1) Su paquete electrónico consiste en: ✓ ORCAD CAPTURE: Permite dibujar esquemas de circuitos electrónicos, tanto analógicos, como digitales o mixtos. ✓ ORCAD PSPICE AD: permite simular el comportamiento de circuitos electrónicos analógicos, digitales o mixtos. ✓ ORCAD SPRESS: Permite describir sistemas digitales empleando el lenguaje de descripción del hardware VHDL, simularlos a nivel funcional. ✓ ORCAD LAYOUT: Permite diseñar placas de circuito impreso (PCB) para soportar circuitos electrónicos. (2) ➢ EAGLE: Programa informático de diseño PCB desarrollado por la sociedad alemana CadSoft Computer GmbH, creada por Rudolf Hofer y Klaus-Peter Schmiger en 1988. (1) Funcionalidades y características: ✓ Editor de esquemática (vinculado a biblioteca, reglas eléctricas, generación de una lista de interconexiones) ✓ Anotación de los cambios entre el esquema y el PCB ✓ Jerarquía del esquema ✓ Plan de implantación con características avanzadas

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TRABAJO FINAL DEL CURSO 2.

¿CUÁNTOS TIPOS DE RESISTENCIAS EXISTEN Y DESCRIBA EL FUNCIONAMIENTO DE CADA UNA DE ELLAS

➢ RESISTENCIAS FIJAS: Son las que presentan un solo valor y no existe la posibilidad de modificarlo. ✓ AGLOMERADAS: Obtienen el valor óhmico deseado, expresado en el código de colores. Su potencia de disipación va de 1/8w a 2w. ✓ DE PELICULA DE CARBON: Su valor óhmico se consigue labrando una hélice a lo largo de la superficie del carbón. Para potencias pequeñas de 1/10w a 2w. ✓ DE PELICULA METALICA: Utilizan cinco anillos de colores para representar su valor, los cuatro primeros al valor óhmico. Su potencia es de 1/4w a 1/2w. ✓ BOBINADAS: Bobinando hilo de una aleación de Ni-Cr-Al sobre un tubo de material cerámico y se recubre con una capa de esmalte. Se fabricas hasta valores de 220kΩ. (3) ➢ RESISTENCIAS VARIABLES: Llamadas también potenciómetros, permite modificar su valor óhmico desde 0 hasta su valor máximo mediante su cursor. ✓ BOBINADAS: Potenciómetros o reóstatos, según la potencia que sean capaz de disipar constituidos por un cuerpo cerámico en forma de toro en el cual va enrollado un hilo metálico de constatan. Se utilizan en circuitos de gran consumo. ✓ DE PELICULA DE CARBÓN: Según el tipo de variación o accionamiento se emplearán distintos potenciómetros. Tiene valores comunes de 100Ω, 500Ω, 1kΩ, 5kΩ, 10kΩ, 100kΩ. ➢ RESISTENCIAS DEPENDIENTES: Resistencias no lineales construidas con materiales semiconductores, su valor óhmico dependerá de la variación de magnitudes físicas como la intensidad luminosa, temperatura o voltaje. (3) ✓ DEPENDIENTES DE TEMPERATURA: Funciona dependiendo la temperatura, ya sea positiva o negativa, suelen ser muy precisas al presentar estos valores. ✓ DEPENDIENTES DE LA LUZ: Su valor óhmico dependerá de la intensidad de la luz, a más luz, menos resistencia. ✓ DEPENDIENTES DE LA TENSIÓN: Su valor óhmico varia con el voltaje aplicado en sus extremos, este disminuye con el aumento de la tensión aplicada. 3.

INDICAR LOS DIFERENTES TIPOS DE CONDENSADORES QUE EXISTEN EN LA INDUSTRIA ELECTRÓNICA.

➢ ELECTROLÍTICOS: Siempre tienen polaridad, y una capacidad superior a 1 µF ➢ ELECTROLÍTICOS DE TÁNTALO O DE GOTA: Emplean como dieléctrico una finísima película de óxido de tantalio amorfo, que con un menor espesor tiene un poder aislante mucho mayor. ➢ DE POLIESTER METALIZADO MKT: Suelen tener capacidades inferiores a 1 µF y tensiones de trabajo a partir de 63v. ➢ DE POLIÉSTER: En ocasiones este tipo de condensadores se presentan en forma plana y llevan sus datos impresos en forma de bandas de color . Su capacidad suele ser como máximo de 470 nF. ➢ CERÁMICO «DE LENTEJA» O «DE DISCO»: Son los cerámicos más corrientes. Sus valores de capacidad están comprendidos entre 0.5 pF y 47 nF. 7

TRABAJO FINAL DEL CURSO 4.

¿COMO FUNCIONAN LOS REGULADORES DE VOLTAJE DE LAS FAMILIAS 78XX, 79XX?

Los reguladores de códigos 78XX y 79XX tienen como función regular el voltaje de salida, según sea el “XX” ese será el voltaje de salida regulado. La diferencia entre estos reguladores de series distintas es la siguiente: El regulador de voltaje de serie 78XX es utilizado para regular voltajes de salida positivos, por lo que, si tenemos un regulador 7812, este tendrá un voltaje de salida regulado de 12v positivos. El regulador de voltaje de serie 79XX es utilizado para regular voltajes de salida negativos, por ejemplo: el regulador 7912, tendrá un voltaje de salida regulado de 12v negativos. 5.

EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DE UN REGULADOR LM317

El LM317 es un regulador de voltaje variable positivo con sólo 3 terminales y con un rango de voltajes de salida desde los 1.25 hasta 37 voltios. Las patillas son: Entrada (IN), Salida (OUT), Ajuste (ADJ). Para lograr esta variación de voltaje / tensión sólo se necesitan 2 resistencias externas (una de ellas es una resistencia variable). Entre sus principales características se encuentra la limitación de corriente y la protección térmica contra sobrecargas. Es capaz de obtener una tensión poco regular a su entrada y suministrar una tensión en unas condiciones mucho más regulares a su salida.

BIBLIOGRAFÍA Los conceptos enumerados en las distintas partes de las preguntas guías respondidas fueron extraídos de las siguientes páginas: https://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/ecoblog/jgutcor/los-condensadores/ (1) https://electrorichard.tripod.com/orcad.htm (2) https://es.slideshare.net/vinculacionutn/tipos-de-resistencia-electrica (3) https://como-funciona.co/fuentes-de-alimentacion/ https://www.ingmecafenix.com/electronica/fuente-de-alimentacion/ imagen

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