Fuente De Laboratorio Reciclada

Cualquier aficionado, entusiasta o profesional en la electrónica requiere de ciertas herramientas e instrumentos básicos, como lo puede ser un osciloscopio, un generador de funciones, soldador, etc. Lo que presento en este instructable es una fuente variable controlada por arduino hecha a partir de una fuente ATX de pc. Por lo que cualquiera con una vieja fuente de pc y poco dinero podra disponer de una fuente con salidas fijas de 3,3v, 5v, 12v, Salida regulable de hasta 60v y una salida extra PWM.

• Fuente de PC ATX
• 2 Ventiladores de 80mm de 2 cables
• 2 Rejillas de Ventilador de 80mm
• 5 Borneras banana rojas
• 2 Borneras banana negras
• 5 Leds verdes
• 1 Led Bicolor Rojo/Verde
• 6 Porta leds
• 2 Potenciómetros 10k
• 2 Potenciómetros 1k
• Resistencia variable (preset) 50k
• Modulo Step UP 400W
• Modulo Step Down 300W (XL4016)
• Conector hembra interlock (C13) con filtro EMI
• Interruptor
• Display TFT 1.8" Spi 128x160 con Zocalo Sd
• 2 Pulsadores para chasis
• 4 Modulos ACS712 +/- 30A (Amperimetros)
• Protoboard
• 2 Mosfet IRF540N
• Arduino Nano
• Plaqueta lisa de cobre de 60mm x 100mm (PCB) o plaqueta pre-perforada
• Multiplexor analogico CD4051
• 2 Tiras de regleta de pines simple de 1x40 hembra
• 2 Tiras de regleta de pines simple de 1x40 macho
• Buzzer pasivo
• Cables para arduino macho-macho y macho-hembra
• Disipador para encapsulado TO220
• Juego de mica buje y tornillo para TO220
• 4 Tapas de potenciometro
• Resistencias: 2x 10k, 5x 1k, 680, 4,7k, 2x 1M, 100, 2x 330, 3,3k
• 6 Bornera de 2 pines para plaqueta
• Zócalo 16 pines
• Cables finos (para puentes)
• 3 metros de Cable Rojo y negro de 1,5mm
• 8 Separadores plasticos de 150mm
• 8 tornillos de 3mm de diametro por 35mm de largo con tuerca
• 20 tornillos para plaqueta (chicos)
• 2 Usb hembra
• Multimetro
• Alicate
• Pinza
• Destornilladores plano y philip
• Soldador y estaño

Primero empecemos sabiendo las ventajas de la fuente ATX. Esta cuenta con salidas fijas de voltaje de 3,3v 5v y 12v entre otras pero estas son las que vamos a usar. La única característica que nos interesa de nuestra fuente es la potencia de esta, normalmente esta aclarado en alguna etiqueta de la carcasa en forma de watts o en el propio nombre de la fuente se expresa el valor como se muestra en la primera foto adjuntada (KL-ATX500, 500 es la potencia en watts) pero estos no suelen ser los valores reales (a no ser que la misma etiqueta tenga certificación 80 plus) por lo que recomiendo fijarse en la misma etiqueta el valor de corriente correspondiente a la salida de 12v, cuanto mas grande sea el valor mejor pero con que tenga mas de 20 amperes estará bien. Si queremos una fuente mas potente podríamos comprar una en lugar de reciclarla y así nos aseguramos de elegir la mejor a nuestro gusto.

Empecemos cortando y empalmando dos cables amarillos entre si para que soporten mas corriente, haremos lo mismo con dos cables negros. Ya teniendo dos pares de cables uno amarillo y uno negro lo tendremos que conectar a la entrada de nuestro modulo step up. Ahora toca calibrarlo, para esto tendremos que empalmar el cable verde del conector de 20 o 24 pines con un cable negro. Ya con esto podemos enchufar nuestra fuente al distribuidor de corriente eléctrica y encenderla, si empieza a girar el ventilador significa que hizo hasta ahora las cosas bien sino, revise. Si gira el ventilador podemos proseguir, conectaremos un multímetro a la salida del modulo step up y calibraremos este mismo girando la perilla del preset azul con un tornillo dorado que trae, normalmente traen dos, uno de corriente y uno de voltaje, ajustaremos uno viendo si cambia el voltaje, si es así giraremos este hasta el valor de 30v y el otro preset lo giraremos hasta el máximo, el máximo del preset se identifica al girar y escuchar un click mientras se gira el destornillador. Ya habiendo hecho esto podemos cablear la salida del modulo step up con la entrada del modulo step down, para asi poder regular nuestro voltaje desde 0v a 30v, sencillamente así ya tendremos nuestro voltaje variable de nuestra fuente.

Ya teniendo preparado nuestro voltaje regulable vamos a armar en el protoboard el circuito como se muestra en la primera imagen del paso. Algunas aclaraciones sobre el diseño del protoboard son que las borneras de 2 pines que se muestran con cables que no conectan a ningun lado corresponden a las conexiones de los cables de la fuente con el Arduino, cada bornera tiene su cable suelto del mismo color que tiene que ir desde la fuente. Exceptuando la de color cian y rosa ya que la de color cian corresponde a la salida del modulo step down y el cable rosa corresponde a la salida de PWM controlada por Arduino (no entra ningún cable, es salida, si tiene un osciloscopio puede ver la señal en el mismo). El motor DC que se aprecia en parte inferior izquierda del protobard simula nuestra salida de ventilación, simplemente hay que conectar el cable positivo del ventilador al lugar donde esta el cable verde y el negativo a donde conecta el cable amarillo de la ilustración directo al mosfet.

Recomiendo encarecidamente que se verifiquen las conexiones antes de colocar el Arduino para asegurarse que no haya sobrevoltajes principalmente en los divisores de tensión a los cuales se conecta la fuente, para asegurarnos de esto podemos medir con el multímetro entre la intersección de ambas resistencias del puente y el propio cable de la fuente, cualquier voltaje de estos tiene que ser menor a 5v, si no es así NO CONECTE EL ARDUINO ya que este se quemara.

Una vez verificado que tenemos todas nuestras conexiones correctas en el protoboard podemos pasar a cargar el código en el Arduino, para esto es tan simple como conectarlo a la PC y cargar el código mediante el IDE. Antes de esto obviamente tendremos que instalar las correspondientes librerías para el proyecto, estas serán adjuntadas con este paso. Para instalarlas es tan simple como dirigirse en la parte superior del IDE al apartado de Programa/Incluir Libreria/Administrar Bibliotecas y ahí buscan y descargar las siguientes librerías: Adafruit_ST7735.h || Adafruit_GFX.h (descarguen el primer resultado y si solicita otras liberarías para su correcto funcionamiento también descárguenlas). Luego hay otra Liberia que no se encuentra en el listado de librerías de Arduino que es para el control del PWM y la fuente de logo, para instalar estas es tan fácil como descargar desde mi link de GitHub: https://github.com/Desacudila/Fuente-Lab-ATX/tree/master/Librerias ambos archivos. La carpeta llamada PWM la enviaremos a C:\Users\Usuario\Desktop\Documents\Arduino\libraries y pegaremos aquí la carpeta. Para la fuente es tan fácil como pegar el archivo en la siguiente dirección C:\Users\Desa\Desktop\Documents\Arduino\libraries\Adafruit_GFX_Library\Fonts

Ya con las librerias cargadas podemos proceder a subir el código a nuestro Arduino para esto, conectamos nuestro Arduino al PC y en el apartado de herramientas seleccionaremos la Placa: Arduino Nano y el puerto correspondiente a nuestro Arduino, luego de esto presionamos la flecha que apunta a la izquierda en la parte superior izquierda del IDE y esperemos a que se suba, si no da ningún error al subir ya tenemos nuestro código cargado, si no es así revise el error que destaca el IDE y soluciónelo.

Ya con el código cargado deberíamos ver en nuestra pantalla algo como en la primera imagen, solo que debería indicar un voltaje de 3,3v y al pulsar los botones debería sonar un pitido en el buzzer e ir cambiando los valores de voltaje, si es así ya tiene su código cargado perfectamente.

Ahora toca asegurarse de que los amperímetros funcionen correctamente, para esto deberemos poner una carga en serie en cada uno de los amperímetros con el multímetro también en serie y asegurarnos que el valor de corriente en la pantalla sea similar al indicado en el multímetro (cabe aclarar que la pantalla muestra los valores de corriente según que amperímetro este conectado en primer, segundo, tercer o cuarto lugar). Si la corriente difiere mucho de lo marcado en el amperímetro puede jugar con los valores de medición correspondientes al if de la linea 467 del código.

Si tenemos ya todo calibrado podemos ir al siguiente paso.

Ya teniendo el circuito probado podemos pasar a la fabricación del pcb, esto es tan simple como procesar una plaqueta lisa de cobre de 60mm x 100mm como se muestra en el siguiente video https://www.youtube.com/watch?v=MX9_9U6Wnu8 al no poder subir el archivo del pcb al instructable nuevamente adjunto el link del GitHub donde esta el archivo del pcb como Circuito PCB1.pcb https://github.com/Desacudila/Fuente-Lab-ATX/tree/master/Circuitos también esta una imagen llamada Puentes donde están los puentes de cables que hay que poner en el circuito.

Ya con el PCB procesado podemos proceder al armado de la fuente, para esto podemos tanto imprimir la carcasa en 3d como hacer uso de corte laser, se adjunta el archivo para impresion 3d, cuando tengamos la carcada podemos proceder a poner cada componente en su lugar.

Primero tendremos que colocar en la parte trasera de la fuente la tecla y el conector C13 hembra y conectarlos como se muestra en la primera imagen, luego de eso coloque los modulos de plaquetas como se muestra en la segunda imagen. Para el panel frontal tendremos que poner los leds con su respectiva resistencia debajo de las borneras, de la siguiente manera: Led de 3,3v a cable naranja con resistencia de 100ohm, Led de 5v a cable rojo con resistencia de 330, Led 12v a cable amarillo con resistencia de 1k, Led superior derecho a cable gris con resistencia de 330 ohm, Led de PWM con resistencia de 3,3K en paralelo a bornera de PWM, Led bicolor conectado en lugar del led ocupado en el modulo xl4016 y puesto en chasis. Las borneras van conectadas al respectivo cable del color de su voltaje.

Ya con esto podemos concluir con los potenciómetros de ajuste Fino y Grueso explicados en el circuito de la 4 imagen. teniendo así nuestra fuente completa y terminada.