Comenzando nuestra actividad en el campo de la electrónica nos emociona pensar en todas las cosas que podemos lograr, en la impresionante cantidad de procesos automatizados que podemos crear para facilitar nuestra vida cotidiana y en todas las formas en las que podemos mejorar todo aquello que nos rodea. Existen innumerables sensores, pantallas, motores y luces que podemos automatizar.
Rápidamente nos disponemos a trabajar en todo lo que sea necesario para que nuestras ideas sean una realidad, aunque a menudo olvidamos un elemento fundamental que solo echamos de menos cuando ponemos nuestra idea en funcionamiento. ¿Qué podemos hacer para suministrar energía a este dispositivo que estamos tratando de crear? Aparte de los demás componentes, en el campo de la electrónica no hay ninguno tan importante como el suministro eléctrico. Cuando esté instalando su propio laboratorio en casa le ayudará saber que cuenta con una amplia variedad de opciones a su disposición y, por suerte, muchas de ellas se pueden reciclar de aparatos electrónicos anticuados y computadoras obsoletas.
Los tipos de proyectos para los que se necesita suministro eléctrico y el tipo de potencia eléctrica necesaria recaen básicamente en tres de categorías; baja potencia para computadoras monoplaca, potencia media para iluminación y robótica, y potencia alta para elementos de calefacción como los utilizados en la elaboración de cerveza casera. Las computadoras monoplaca incluyen creaciones como Raspberry Pi, Arduino, BeagleBone Black y DragonBoard 410c. La mayoría de estas placas usan 5 V y por lo general hasta un máximo de 2 A; el suministro eléctrico de DragonBoard es de 12 V. Para los sistemas de motor, como los de robots o impresoras 3D, se pueden utilizar tensiones desde 3 V a 50 V o más, y la corriente eléctrica llegar a estar por encima de 10 A. Muchas de las especificaciones de potencia del sistema de motor están determinadas por el sistema que acciona los motores y lo que ese tipo de chips puedan soportar, por lo que debe asegurarse de que sean los apropiados para los motores que desea utilizar. Los sistemas de automatización caseros mezclan las necesidades de las computadoras monoplaca con los sistemas de motores y además añaden la necesidad de suministro mediante batería para que se puedan ubicar lejos de los tomacorrientes de CA. Si desea instalar un sistema de elaboración de cerveza casera u otro tipo de sistema de potencia alta, deberá tener en cuenta que para controlar el sistema dispondrá de la menor potencia de CC y, posiblemente, un elemento de calefacción de 5500 W de CA para llevar la mezcla al punto de ebullición. La creación de su propia impresora 3D podría requerir una fuente de corriente continua (CC) de hasta 300 W para el elemento de calefacción en el extrusor.
Para los proyectos de baja potencia que utilizan computadoras monoplaca, en muchas ocasiones el suministro de energía de un transformador de corriente de tipo pared es más que suficiente. A mí me gusta mantener una variedad de potencias y tensiones para utilizarlas en los proyectos. Para estar preparado para la mayoría de los proyectos será necesario un suministro eléctrico de 5 V 2 A y 12 V 1 A. La mayoría incorporan un conector estilo barril de 2,1 mm x 5,5 mm en el extremo que es común a las computadoras monoplaca, en algunos casos, el conector de suministro puede ser flexible y aceptar conectores de 2,5 mm x 5,5 mm. Si el conector de barril no es el adecuado, recorte y pele la parte superior de los cables y júntelos en un bloque terminal o soldadura en una nueva conexión, pero asegúrese de mantener la correcta polaridad de los cables evitando de este modo dañar la placa.
En un transformador de corriente que tenga los conductores uno al lado del otro, el cable marcado o de color blanco es normalmente el positivo y el otro es el negativo. Puede hacer una comprobación con un multímetro antes de conectarlo a su sistema, ya que algunos no siguen esta pauta. Utilice el multímetro cuando no esté completamente seguro del tipo de sistema. El Mean Well GS12U y el Artesyn DA12 son buenos ejemplos de transformadores que se pueden adquirir del tipo 5 V o 12 V. Si no cumplen sus expectativas aquí tiene un vínculo a todas las opciones disponible en Arrow.
A medida que los proyectos se vuelven más ambiciosos y exigen más potencia, pasará a un ladrillo más grande con un cable a la pared o simplemente puede usar terminales de tornillos para conectar cables. Los suministros de energía de mayor potencia disponen de una amplia variedad de tensiones y corrientes para satisfacer sus necesidades que pueden tener múltiples salidas de tensión para permitir que el riel de alimentación de 5 V admita al cerebro del sistema y un riel de 24 V para alimentar los motores simplificando la red de suministro eléctrico. El funcionamiento durante largos periodos de tiempo a plena capacidad, especialmente en los suministros de potencia alta, produce una gran cantidad de calor que añade tensión a los componentes y aumenta las probabilidades de fallo. Para reducir las posibilidades de fallo debe aumentar el suministro de energía entre el 10 y el 20 por ciento para reducir el estrés de los componentes y dejar margen para picos de cargas.
El RWS300B12 de TDK-Lambda es un potente transformador de 300 W con opciones que van de 50 W a 600 W. El RSP series de Mean Well es otra buena opción que alcanza hasta 3000 W si lo que necesita es mucha potencia.
Las opciones anteriores para potencia baja y alta son útiles sobre todo porque pueden convivir con el proyecto si se instalan, pero para completar realmente un laboratorio es difícil superar la utilidad de un suministro de energía de mesa estándar. El suministro de energía de mesa ofrece salidas de potencia configurables y potencialmente múltiples que son útiles para poner los sistemas en funcionamiento una vez que el trabajo en la placa de pruebas haya finalizado. Esta flexibilidad aumenta los costos pero es increíblemente útil.
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El B&K Precision 1627A es un transformador de una sola salida de potencia de 220 W que proporciona una salida programable de 0 a 30 V que admite 3 A. El Rigol DP832 es un transformador eléctrico de 195 W de tres salidas, dos que abarcan de 0 a 30 V y una tercera que abarca de 0 a 5 V; todas admiten hasta 3 A.
Hay una gran cantidad de opciones de suministro para sus diseños y espero que este texto le haya servido para poner en marcha su laboratorio casero y ver sus diseños convertidos en realidad. El siguiente paso ahora sería explorar la conversión de CC a CC que abre opciones para el uso de un único punto de conversión de CA y aún así obtener todas las tensiones necesarias o hacer un sistema completamente portátil usando el suministro de la batería.