Fuente SMPS (Switching Mode Power Supply)

Esta es una fuente del tipo SMPS (Switching Mode Power Supply) y StepUp, esto quiere decir que es una fuente conmutada que eleva la tensión.
En nuestro caso la idea es ingresar con 12Vcc y elevarla hasta los +/-35Vcc con el fin de alimentar un amplificador de audio, pero esta fuente podría usarse para alimentar cualquier dispositivo.
La relación de transformación esta dada por Ep/Es = Np/Ns donde Ep es la tensión de primario, Es la tensión de secundario y Np es el número de vueltas de la bobina primaria, Ns es el número de vueltas de la bobina secundaria. Teniendo en cuenta que el transformador utilizado es igual al que se usa en las fuentes conmutadas normales como por ejemplo la de PC, tenemos que usar un transformador con núcleo de ferrite. También se puede utilizar el transformador de una fuente atx o alguna switching, se puede usar ese mismo (invertido) para que eleve la tensión, o bien se puede rebobinar en función de la tensión necesaria.
El circuito esta basado en un circuito integrado el SG3524 que posee las siguientes características:
• Control de los circuitos de potencia PWM
• Salidas push-pull
• 1% máximo de variación de temperatura
• Total de corriente de alimentación inferior a 10mA
• Operación más allá de 100kHz
Luego de generar la señal simétrica con el integrado, esta es amplificada por los drivers 2N3904 (NPN) y 2N3906 (PNP) y luego pasa a la etapa de potencia comprendida por los 4 MOSFET de potencia IRFZ44 (Canal N de realzamiento) los transistores de potencia deben montarse en un disipador. Una vez generada la onda en el primario del transformador switch esta es transformada en nuestro caso es elevada en el secundario, luego se rectifica con diodos rápidos BY228 y se filtra con los 4 capacitores de 1000uF (la tensión de estos capacitores depende de la tensión del secundario). El circuito es el siguiente:

Amplificador de Audio 55Wrms 12Vcc

Este amplificador se puede utilizar tanto un auto como en el hogar.
En el caso del auto es un poco mas complicado ya que hay algunos ruidos provenientes del motor que interfieren con la señal de audio, y otro contra es que si el amplificador es "poderoso" o de algunas decenas de watt hay que incluir una fuente del tipo step-up (fuente elevadora de tensión).
En el caso del hogar todo se facilita. ya no hay ruidos del motor y la fuente que se emplea puede ser una fuente lineal común
Al ser clase H nos da la posibilidad de usar una fuente simple y no tenemos la necesidad de poner capasitores de bootstrap a la salida por lo cual disminuye el tamaño y costo.. claro eso para algunos watt's ahora si lo que uno quiere es potencia.. hay que recurrir a los viejos transistores y dejar de lado las pastillas.. multiwatt y to... hay que volver a los tres pines BCE, GDS, GCB... (transistores) y obviamente usar fuentes del tipo step-up que no es mas que una fuente switch pero que en ves de reducir, eleva.. osea entramos con 12Vcc y salimos con por ej. +/-50Vcc, (usando un oscilador, un par de transistores, algunos transformadores, diodos rápidos y capacitores) osea es una fuente común pero con un primario de menor vueltas que en el secundario esto da la relación de transformacional de forma lineal.
Breve explicación: teniendo en cuenta una fuente lineal normal (trafo, puente, capa) tenemos un trafo de 220Vca a +/-35Vca después de ahí salimos con un puente de cuatro diodos separando las polaridades instantáneas (50Hz) y de ahí a los capa de filtrado final, y de ahí al amplificador esto seria para un amplificador hogareño, ahora en un amplificador para un auto tenemos solo 12V y necesitamos tener +/-50Vcc, la solución es hacer una fuente elevadora, y reducir el tamaño lo mas posible para que entre cómodamente en un auto.
Reducción: la reducción se logra mediante la cantidad de vueltas en el transformador como se ve habitualmente, un transformador para 50Hz de los que conectamos al suministro eléctrico domiciliario tiene un tamaño y peso considerable y uno de fuente switch o step-up tiene un peso muy reducido y un tamaño reducido, entonces la forma de reducirlo es sacando le vueltas y si le sacamos vueltas achicamos el transformador, pero si le sacamos vueltas ya no sirve para funcionar en 50Hz que es la frecuencia existente en el suministro eléctrico domiciliario, ahora redujimos la cantidad de vueltas asique por ende aumentamos la cant de frecuencia, es una relación inversamente proporcional "relativa" porque hay una formula para ello, pero volviendo para un transformador switch step-up, sacamos vueltas y aumentamos la frecuencia aproximadamente a unos 40000Hz o 40kHz, entonces ya tenemos un transformador que oscila, ahora hay que hacerlo oscilar para eso usamos un integrado o transistores que cumplan la función de oscilador, mediante unos transistores de potencia generamos una señal de 40KHz y otra señal igual pero a 180º (complementaria).
De esta forma conseguimos hacer la señal "sinusoidal" mas bien cuadrada.. pero que nos permita oscilar al trafo y poder transformar la tensión.
Elevación: la elevación es mas fácil. porque es una relación entre vueltas de primario y secundario con la tensión de salida. Para 12V supongamos un numero de vueltas de primario de 10 y el secundario con otras 10 vueltas entonces no tendríamos transformación ya que son iguales, ahora si aumentamos la cant de vueltas en el secundario varia esta tensión de salida, mientas mas vueltas pongamos en el secundario mas tensión de salida vamos a tener, por ejemplo: entrada 12V 10vueltas primario, salida 100V 80vueltas secundario, entonces de esa forma tendríamos la tensión que queremos, ahora solo hay que tomar un punto medio en las vueltas del secundario osea a las 40 vueltas sacar un cable y tendríamos +/- 50V y eso rectificado con diodos schottky de alta velocidad o de alta recuperación Fast Recovery, ya que estamos a una frecuencia de 40KHz, y seguido de los diodos los capaciotores de filtrado y tendríamos una fuente de continua con una entrada de 12Vcc y una salida de +/-50Vcc, tener en cuenta que estas fuentes consumen mas de lo que entregan ya que el efecto de elevar la tensión consume mucha energía, por lo cual hay que tener cuidado con la batería del auto.
Teniendo esta fuente podemos acoplar cualquier circuito de amplificador que queramos con o sin transistores, con o sin fuente partida o simétrica y de casi cualquier potencia.
Despues de esta larga teoria sobre como logran esas potencias de salida en los amplificadores de automobiles dejare el circuito del amplificador de 55W con TDA1562Q.

Monitor Cardiaco Expandible

Este circuito es un monitor cardíaco que como lo dice la palabra monitorea los pulsos del corazón
El funcionamiento es fácil, el transductor es solo un LDR y un LED (rojo), y la señal de salida se ve en un led.
El circuito es el siguiente:

El LED y el LDR van uno seguido del otro ya que ahí debemos apoyar nuestro dedo, de esta forma el LED emite luz roja (roja para que tenga la menor atenuación en la long de onda que nos interesa) y el LDR recibe esta luz emitida por el LED, pero la idea es acondicionar esa señal recibida, osea cuando el corazón bombea sangre y llega al dedo, este se llena de sangre diminutamente este bombeo genera una diferencia de luz recibida por el LDR y una vez censada la diferencia se amplifica y se proyecta en el LED de salida. De esta forma logramos ver los latidos del corazón en el led de salida.
Claro no tienen nada de divertido ver un led parpadeando al ritmo del corazón, por eso al no ser un circuito digital la salida del led que proyecta los latidos es análoga, por ende se puede acoplar esta salida por ejemplo a un ordenador entrando por su Line-In y analizando este “sonido” con algún programa ej. Audacity (free) podemos detallar la forma de onda de los latidos del corazón
A continuación se mostrara la forma de montar el LED y LDR.


-->Este es un ejemplo del dispositivo conectado a la placa se sonido analizado con el Audacity.

Aquí nos muestra que desde el segundo 50 al 55 tenia 8 pulsaciones, osea 96ppm medida standard :)

Actualización Digital.

En esta actualización a diferencia del post inicial, no se utiliza una salida análoga, por ejemplo para ver la forma de onda de los latidos y demás, sino que se incorpora un timer monoestable que cumple la función de filtro de burst, el cual cumple la función de temporizar aproximadamente 160ms tras detectar un nivel alto en su disparo, este se utiliza para eliminar el posible burst que existe como ruido eléctrico.

Como podemos ver en el gráfico del osciloscopio podemos apreciar la señal que sale del bloque amplificador y comparador, en este caso ha sido una prueba de laboratorio donde la señal se encuentra limpia y sin burst pero en otros ambientes el test ha sido distinto y el timer monoestable de 160ms de delay ha desechado ese ruido eléctrico quedando así una salida que permanecerá a nivel alto durante 160ms que luego mediante la salida 3 del 555 "OUT" podremos ingresarla a un microcontrolador, o un contador, un Led, un Buzzer, etc...

El potenciometro "Trigger" sera para ajustar la sensibilidad.

Vumetro de 5 niveles (5-Leds)

Este es un vumetro logaritmico de 5 niveles de medición graduados en -10 -5 0 3 6 dB, desarrollado en base a un integrado KA2284 disponible en el package 9-SIP, cosa que nos facilita mucho el PCB a la hora de diseñar.

Este vumetro posee una entrada de alta ganancia, lo que nos facilita el uso de este integrado en diversos circuitos sin la necesidad de utilizar un preamplificador para el mismo.

El circuito integro posee en su interior un modulo CCR (Regulador de corriente constante) a 15mA por cada salida, por lo que no es del todo necesario poner resistencias en los LEDs, a menos que necesitemos que los leds tengan una corriente menor a esos 15mA.

La tension de alimentacion posee un rango entre 3.5V y 16V de corriente continua, en mis practicas lo he implementado siempre entre 5V y 9V por comodidad sin problemas.

Como podremos ver en el siguiente diagrama tenemos los bloques internos, donde podremos apreciar el metodo de comparacion que utiliza y los CCR para limitar la corriente de los LEDs.

El circuito integro posee los limitadores de corriente CCR, pero tambien es posible limitar la corriente de los LEDs mediante resistencias, en el datasheet nos da una opcion de resistencias segun la tension de alimentacion, pero el diagrama muestra una unica resistencia para los 5 leds, se sobre entiende que se quieren ahorrar componentes, pero no es la mejor opcion ya que no es la misma corriente para un LED encendido que para los 5 LEDs al mismo tiempo, esto va a hacer que exitan fluctuaciones en la luminosidad, por lo que mi recomendacion es que se ponga una resistencia por cada LED, o bien no se pongan (este caso depende de la corriente maxima que soporta el LED y del brillo que quieran obtener del mismo).

El KA2284 se puede reemplazar directamente por los integrados AN6884, LB1403 y BA6124. 
Estos son todos iguales y se conectan de la misma forma, solo que en algunos comercios al no conseguir uno se puede suplantar por otro, o también elegirlos por el precio.

El circuito es el siguiente:

 

 

Inversor CCFT o CCFL - Modulable

Este es un circuito inversor para excitar CCFT (Cold Cathode Fluorescent Tube) o CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp). Desarrollado en base al timer 555.
El circuito consta del timer 555, una etapa de potencia TIP31C y el transformador como elevador de tensión.
Mediante el potenciómetro de 100K podemos manejar la base de tiempo del 555 que nos variara directamente la frecuencia del TIP31C y a su vez la del transformador.
Es posible intercambiar el potenciómetro por un transistor con la finalidad de convertir al 555 en un VCO, es decir Colector y Emisor del transistor donde estaría el potenciómetro y con la base variar la tensión y a su vez la frecuencia del 555, esto lleva una pequeña adaptación pero es muy facil de hacerla.. con cualquier transistor de uso general de baja señal es posible.. por ejemplo un 2N3904 o un BC548..
Esta configuración como VCO podría servirnos como para realizar un vumetro, osea ingresar audio por la base del bjt y proyectarlo en el CCFT.
El circuito es el siguiente y el valor sin el CCFT es de alrededor de los 20$ar.
NOTA: el CCFT lo saque del backlight de una notebook, pero en el mercado se venden lampara usb con este mismo tubo, o sino se puede sacar de un scanner.

Bobina Tesla - Tesla Coil

Antes de comenzar con el proyecto se debe advertir el uso de tensiones y corrientes nocivas para la salud, así como radiación ultravioleta, quemaduras en piel producto de alta frecuencia y emanación de ozono excesiva.

No nos hacemos cargo del mal uso del dispositivo.

Este proyecto es la vieja e histórica bobina tesla uno de los tantos éxitos de Nikola Tesla que fue

un físico, matemático, ingeniero eléctrico e inventor, que revolucionó la teoría eléctrica inventando y desarrollando la corriente alterna entre otras cosas...

Volviendo al proyecto, la idea de Tesla era la de la invención de la transferencia de energía en forma inalámbrica y este fue su resultado, que obviamente funciona.

Esta bobina tesla no es mas que un transformador de Muy Alta Tensión, pero de baja corriente por lo que no es peligroso su secundario en función de la corriente, pero si en función del calor ya que al ionizarse el aire se genera plasma (gas a muy alta temperatura) que obviamente si lo tocamos nos quemamos.

No obstante su primario, este si necesita una tensión menor al rededor de los 10kV pero con bastante mas corriente que puede oscilar entre los 5mA hasta los 100mA dependiendo de lo que uno quiera invertir en ello, ahí tenemos riesgo seguro de muerte si se llegara a manipular de forma indebida.

La bobina genera alta tensión a partir de una relación de transformación y de alta frecuencia, funciona relativamente parecido a una emisora de radio frecuencia pero con mayor tensión

De esta forma podemos lograr ionizar todo el perímetro logrando una emisión de energía por la atmósfera en donde se la este utilizando, esta ionización de la atmósfera afecta directamente a los artefactos eléctricos y electrónicos que están a su cercanía pudiendo destruirlos si no están blindados apropiadamente, pero teniendo todos los recaudos posibles podemos transferir energía por ejemplo a modo prueba un tubo de iluminación normal o una lampara, etc...

El circuito es el siguiente:

La bobina convencional que Tesla desarrollo en su época es la que esta titulada "tradicional" esta consta de un transformador de lamparas de neón (15kV - 20mA) que cuesta algo así como 250 $ar y un primario Tesla que esta en resonancia con un Capacitor y un Explosor (encargado de la descarga de los capacitores), y por ultimo su secundario Tesla.

La bobina Híbrida tiene tanto el primario y secundario Tesla con su capacitor y explosor, pero en vez de utilizar un transformador de neón para excitarla, esta usando una bobina de ignición de automóvil (50$ar) y un circuito oscilador electrónico para activarla, de esta forma abaratamos los costos.

Detector de proximidad - con LM567

Este circuito fue diseñado con el fin de montar varios en un robot para que funcionen como detectores de proximidad y de esta forma poder esquivar obstáculos.

El circuito es simple y confiable, esta basado en un parte de un PLL (decodificador de tono) de la firma national semiconductor LM567 y el principio de funcionamiento se basa en el rebote de la luz infrarroja, es decir un diodo led infrarrojo emite luz en esa long de onda y un foto transistor la recibe, al estar el foto transistor y el led uno al lado del otro mirando para el mismo lado, cuando se acerque una pared o obstáculo la luz infrarroja emitida por el led rebotara en el objeto incidiendo en el foto-transistor y así activando una salida, ya que el pll esta configurado como vco y filtro pasa banda, osea el vco genera una señal portadora a una determinada frecuencia x que va a ser emitida por el led infrarrojo y la entrada del filtro pasa banda viene desde el foto transistor por ende si sintonizamos el vco con el filtro estaríamos activando la salida cuando el foto transistor detecte una señal igual a la preestablecida por su filtro, señal que va a ser igual a la emitida por el led mediante su vco. de esta forma se logra detectar el obstáculo sin problemas de interferencia por la luz de la habitación o controles remotos, etc...

En esta captura del datasheet del fabricante del integrado podemos ver el circuito tipico en alterna, es el que proponemos en esta nota, también podemos ver las formulas para calcularlo. El circuito del fabricante nos dice que si ingresamos una frecuencia por la entrada (pin 3) relativamente igual a la generada localmente por el oscilador RC conformado por R1 y C1, la salida (pin 8) cambiara de estado. En nuestro circuito la señal de entrada es entregada por el fototransistor, pero la señal generada para ser rebotada con el objeto a sensar y luego captada por el fototransistor la tomamos del oscilador local (circuito RC), luego la amplificamos para poder excitar un led y de esta forma tenemos el detector de proximidad, tambien es posible hacer una barrera infrarroja, por ejemplo si en lugar de tomar la frecuencia del oscilador RC local usamos un oscilador externo (que debe estar oscilando a la misma frecuencia que el oscilador local RC) podemos crear la barrera, por ejemplo un oscilador externo podria ser un timer LM555 el cual puede excitar un led infrarrojo que apuntado al fototransistor del LM567 cumple las veces de barrera infrarroja.