Construya su propia fuente de alimentación profesional


Cuando se comienza a realizar proyectos de electrónica o robótica, en seguido nos damos  cuenta de inmediato que hay ciertas herramientas que no pueden faltar en nuestra  mesa de trabajo o en tu taller siendo la clasica herramienta universal junto con el polímetro una fuente de alimentación lo mas versatil posible. 

No hace mucho tiempo , todo el mundo que necesitaba un fuente «profesional» se lanzaba a auto-fabricarselas, dado que desafortunadamente no es un equipo que este al alcance de mucha gente pues tenian un coste prohibitivo

Afortunadamente los tiempos cambian y hoy es posible construirse una fuente  digital programable avanzada  en  unos sencillos pasos sin gastarse una fortuna y con la certeza de siempre funcionara, hecho que no siempre ocurre con las fuentes auto-construidas.

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Electrónica necesaria

En efecto  gracias  a la impresión 3D  y  a un modulo integrado es posible construir una potente fuente de alimentación digital programable con  muy  poocos componenentes , teniendo ademas la certeza de que el resultado nos va a funcionar

Los componentes necesarios para el montaje son los siguientes:

  • El modulo  kkmon
  • Fuente auxiliar recicladas AC/DC de 20-40V  /2 amp( puede servir por ejemplo la de un antiguo portatil)
  • 2 Bornas
  • 1 led
  • 1 resistencia limitadora para el led
  • 1 Interruptor  de panel  de 1amp/220V
  • 1 Caja de plástico impresa  : https://www.thingiverse.com/thing:2815504

Como vemos tan solo necesitamos conectar la salida de   nuestra fuente auxiliar  AC/DC     a la entrada del modulo  kkmon  ,y su salida a unas bornas (rojo para el positivo  y negro para la masa)

El circuito ademas se completa con un interruptor que se intercala en los cables de Ac  y un led verde que con su correspondiente resistencia imitadora , el cual conectaremos a la salida de la fuente auxiliar.

El esquema del montaje propuesto   es el siguiente;

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El módulo kkmon  ,  tiene  un rango de voltaje de salida ajustable de 0V-32V / 50.00V (opcional), rango de corriente de salida ajustable de 0-3.000A / 5.000A (opcional).

Incluye  función de auto apagado cuando se supera un umbral preestablecido y que puede almacenarse hasta en 10 grupos de valores de preset  y dos grupos valores rápidos.

Asimismo en la interfaz de los datos de ajuste, usted puede ajustar el valores  como  sobretensión, sobre-corriente, etc

modulo

Obviamente no nos podíamos olvidar  de la pantalla LCD  a color (cuyo  brillo es ajustable ),la cual  tiene la función de voltímetro , amperímetro y watimetro en este modelo  sobre el que ademas se pueden ver los valore de  preset de Voltaje, Corriente, Voltaje de salida, corriente de salida preestablecido,  potencia de salida , voltaje de entrada, etc.

Este módulo incluye ademas un ventilador de gran potencia de salida inteligente , que cuenta con  rodamiento de bolas  que se inicia automáticamente cuando la corriente de salida es más de 0,5 Amp,  con el fin  disipar el calor generado.Este modulo por cierto es enchufable  pudiendo desconectarse por si no se necesitase o simplemente  para  extraerlo   

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Como comentábamos al  principio de este post ,esta fuente necesita una tensión continua cuyo  valor de entrada puede estar comprendida entre   6  y  50 V , lo que significa que   50 V es el límite Voltaje  que no debe superare( de lo contrario, podría  quemarse) .Ademas esta  fuente como regla general deberá alimentarse  con una tensión  continua que debe ser al menos 1V mas  de  la salida máxima  deseada. Si no se cuenta con una fuente  discreta (en el imagen se uso una sencilla fuente con transformador toroidal  y puente de diodos ya que nos se requiere filtrado ) , se puede usar una viejo cargador desde ordenador portatil  , impresora , etc teniendo en cuenta eso si la polaridad

Este módulo tiene salida de protección contra cortocircuitos y protección de conexión inversa, aunque usted debe ser en estricta conformidad con conexión

La exhibición del LCD y la función del metro de la tensión / del voltaje, usted pueden ver la tensión / la corriente del preajuste, voltaje de entrada, voltaje / corriente de salida, potencia de salida, etc.

  • En el área de visualización del estado de salida, es conveniente que usted sepa si la salida funciona, estado de salida de tensión / corriente constante, grupo de datos actual extraído, etc. Con las funciones avanzadas, alta exactitud, uso ancho, el artículo es realmente práctico para el uso.

Este modulo es configurable   gracias a su cuatro pulsadores y un botón giratorio  de control cuyas funciones son las siguientes:

  • Boton central : Ajuste de datos valor/extracto de la especificada Grupo de datos/store valor en el grupo de datos.u-set: Preajuste Voltaje de Salida
    i-set predefinidos: corriente de salida
    s-ovp: presente sobre-voltaje
    s-ocp: sobre-corriente actual
    s-opp: presente over-power
    B-LED: presente brillo de la pantalla
    m-pre: datos de regalo
  • M1; extracto de acceso directo:M1 los datos almacenados/página hasta a elegir/combinaciones de store.
  • M2; extracto de acceso directo: M2 datos almacenados/página abajo para elegir/combinaciones de tienda
  • On/Off: salida de abrir o cerrar.

Parámetros técnicos:

  • Rango de Voltaje de Entrada: 6 – 55 V
  • Voltaje de Salida gama: 0 – 50 V
  • Corriente de Salida: 0 – 2 A
  • Rango de Potencia de salida: 0 – 100 W
  • Dimensión: 79 mm * 43 mm * 48 mm (L * W * H)
  • Tamaño abierto: 71 mm * 39 mm
  • Voltaje de Salida precisión: ± (0.5% + 1 dígitos)
  • Corriente de Salida precisión: ± (0.5% + 2 dígitos)

Nota: en realidad    ya hay muchas variaciones comerciales  de estos modulos ,  los cuales  basicamente disponen de la misma logica   de control   y pantalla , pero con  diferencias potencias de salida:

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Construcción

Los pasos a seguir para montar la fuente son en realidad muy pocos. Como orientación resumimos los mas importantes a continuación:

  1. Imprimiremos en nuestra impresora 3D  tanto la caja  con el panel trasero   como  el frontal .  Los ficheros ,stl estan dsiponibles  en el respositorio de thinginverse en la url  : https://www.thingiverse.com/thing:2815504
  2. Fijaremos  en primer lugar la fuente auxiliar a la caja  usando por ejemplo una pistola de cola térmica                                         IMG_20130301_010219[1].jpg
  3. Conectamos la salida de la fuente auxiliar al modulo  kkmon    respetando escrupulosamente la polaridad.
  4. También igualmente conectaremos dos cables (rojo y negro ) para la salida .                          IMG_20130301_010205[1].jpg
  5. Los dos cables de salida los conectaremos a dos sendas bornas  Rojo y Negro que fijaremos al panel posterior
  6. Colocaremos  el interruptor , el led y el el modulo kkmon en el frontal impreso en 3d
  7. Soldaremos dos cables al interruptor de encendido lo cuales irán; directamente a un polo del enchufe y el otro a la entrada de AC de la Fuente auxiliar
  8. Ya podemos fijar todos los elementos (led, el modulo  kkmon , el interruptor  y los bornes )    sobre el panel  en el frontal impreso de este                                  IMG_20180305_225831[1]
  9. Solo nos queda aplicar cola térmica a los elementos que puedan moverse ( l modulo Drok  NC , las bornas , el led  y el cable de red)    y colocando la tapa  habremos terminado nuestro montaje:IMG_20180305_225926[1].jpg

 

NOTA :En este post hemos usado el  modulo  kkmon  ,pero  existen otros módulos muy semejantes al Drok  pero con tensiones o intensidades diferentes.

 

 
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Potente fuente de alimentación


En un post anterior veíamos  una introducción a la excelente herramienta openscad  como alternativa al servicio web  tinkercad. Esta aplicación , que a diferencia de Tinkercad, es open source   y gratuita , tiene una comunidad muy  proactiva detrás  y se instala en  nuestro ordenador proporcionándonos  un rico entorno  para el diseño 3D con un lenguaje propio muy potente para  generar y modelar objetos en 3d   y luego incluso exportarlos para poder  imprimir  nuestros diseños con  nuestra impresora 3D

En el post se se explica la generación de una  tapa  para colocar sobre la parte frontal de una fuente de alimentación ATX ( la salida de cables  ) de este modo  aprovechando parte de la caja  y haciendo mas sencillo  el montaje.

atx2

 

Para el montaje final de  la fuente se  han usado los siguientes componentes:

  • Una vieja  fuente de alimentación   ATX ( puede ser reciclada  incluso del tipo AT o por supuesto  nueva  )
  • 5 bornas de rosca de 3.8mm  tipo  banana. Se  puede comprar  aqui 
  • 1 Voltimetro digital . Se puede comprar por 1,78€  en Amazon desde aqui
  • 1 interruptor de panel
  • Frontal impreso en  PLA descargado .el fichero stl  se puede descargar desde  .desde https://www.thingiverse.com/thing:2772031

 

Una vez impreso el frontal  ( unas 5 horas la pieza completa) ,empezaremos con el voltimetro   del tipo  led  de  3 dígitos  siendo su rango de medición  : DC 0-30V pudiéndose alimentar con un rango muy amplio  de entrada: DC4.5-30V

El  voltimetro     solo dispone de tres conexiones:

  • Negro (V-) ; es decir GND
  • Rojo(V+): alimentacion positiva
  • Blanco : medida

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Lo ideal es  colocarlo en orificio pertinente  de  la caja   y  probarlo  con alguna de la salidas que mas vayamos a usar (Rojo:+5V  o Amarillo =12v )

Resumiendo estas son las conexiones:

  • Negro:  lo  conectaremos a cualquier cable negro de la fuente
  • Rojo: lo conectaremos a una salida de +12v de la fuente(cable rojo)
  • Blanco : lo conectaremos a la salida de la fuente que mas nos interese monitor izar ( lo ideal es +5V  o+12V)

 

 

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Ahora ,probado el instrumento de panel, es importante que  lijemos con  una lima de metal   todos  los bornes  de los terminales para poder soldar fácilmente a estos los cables procedentes de la fuente

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Lo primero es soldar los cables de encendido de la fuente, pero a diferencia de las viejas fuentes AT que llevaban un interruptor conectado a la propia fuente, las fuentes ATX necesitan que les llegue la señal de encendido de la placa base, lo cual permite por ejemplo arrancar el ordenador con el teclado, a una hora determinada, después de perder la alimentación o por Wake on LAN…

En algunas fuentes si se queda  pulsado varios segundos, la fuente se apaga  pero en otras se  necesita mantenerlo pulsado  , asi que lo primero sera identificar esta casuistica  pues de eso dependerá que necesitemos un pulsador o interruptor , si bien lo normal  es que con un interruptor  normal nos valga

Lo podemos probar puenteando  en el conector de 24 pines  el cable verde con cualquiera cable  negro

Clip haciendo el puente entre los cables verde y negro por el lado de la placa base

Probada la fuente , cortaremos   el cable verde  y uno negro del conector AT   y   conectaremos  estos  dos cables al interruptor :

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Ya podemos conectar de forma definitiva  el instrumento de panel ,  por lo que lo  mejor es soldar los cables respetando los originales   y luego poner cinta aislante alrededor de sus conexiones.

La conexión mas interesante suele ser la  de +5V DC por lo que tomaremos tres o mas cables    amarillos y lo soldaremos a una borna aparte   y haremos lo mismo con el terminal de GND   con tres o mas cables negros:

 

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Lo mejor es prescindir  de los conectores  pues  ocupan mucho espacio   y  nos nos los vamos a necesitar  cortándolos con una tijera o un alicate de corte,

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Lo siguiente seria conectar las salidas de +12V  con tres o mas cables rojos, la masa  o GND ( en el conector central ) con tres o mas cables negros   y la conexión de -12V  (el unico cable azul)

 

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Para evitar problemas  se deben encintar las conexiones  (incluso las que no vayamos a utilizar)

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Por  ultimo  , es muy interesante  ordenar los cables  con abrazaderas  para dejar el montaje mas limpio:

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Aunque se ha previsto la tapa tornillos , con cinta americana es suficiente para que quede el frontal bien sujeto a la fuente

 

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!Y ya esta la fuente montada!

En realidad como vemos el montaje  es bastante sencillo y con el panel impreso la verdad es que creo que queda  bastante  conseguida

 

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