Proyectos DIY

- Un convertidor DC-DC es un dispositivo que transforma corriente continua de una tensión a otra. Suelen ser reguladores de conmutación, dando a su salida una tensión regulada y, la mayoría de las veces con limitación de corriente.

- Utilizan frecuencias de conmutación elevadas (100kHz-500kHz) porque permiten reducir la capacidad de los condensadores, con el consiguiente beneficio de volumen, peso y precio.

- Tienen gran eficiencia y los encontramos en casi todos los equipos electrónicos modernos desde los más simples (cargadores, fuentes LED, switches, routers, etc.), hasta los más avanzados (televisores, equipos AV, ordenadores, etc.)

- Este tipo de fuente de alimentación conmutada contiene un interruptor semiconductor (transistor, MOSFET), un diodo y al menos un elemento para almacenar energía (condensador, bobina o combinación de ambos. 

- Como bien sabemos en todas las bobinas se produce un campo magnético al paso de la corriente electrica a través de ellas. El campo magnético varía con la tensión, la corriente y la frecuencia.

- El circuito que vamos a construir detecta el campo magnético de una bobina y lo transforma en corriente electrica que va a encender un LED. De esta manera podemos comprobar si un convertidor DC-DC funciona, aproximando el tester a la bobina. Si el convertidor funciona, el LED se enciende.

- El dispositivo es muy útil, para un diagnostico rápido, en equipos que utilizan múltiples tensiones (Step Down) como placas madre de ordenadores (5v, 3.3v, 1.8v, 1.5v, 0.9v), donde el acceso a los pines a veces es difícil.

- Funciona también para conversores Step Up, circuitos Flyback y LED drivers y a veces en las bobinas de los filtros de red.

- Si la fuente tiene algún componente defectuoso que la bloquea o funciona mal, puede aparecer algún destello del LED, cuando la conectamos a la red o mientras esta funcionando. Muchas veces el multímetro no marca nada.

- El tester sirve solo como indicador visual, si el convertidor oscila, o no. Localizando rápidamente las averías, si las hay.

- Para comprobar las tensiones de salida, sí que es necesario utilizar un multímetro, o un osciloscopio.

- Buscamos entre las placas electrónicas guardadas (que todo técnico tiene) una bobina ¨drum core¨ de 8-10mm de diámetro y le quitamos el cobre con cuidado por no romperla (necesitamos solo la ferita)

- Bobinamos 300-350 espiras con hilo de cobre esmaltado de 0.08-0.10mm y lo soldamos a los terminales de la ferita. Para facilitar el trabajo podemos utilizar un taladro de batería y un trocito de tubo de goma (plástico).

- Soldamos los componentes segun el esquema. Acabamos el montaje, soldando el LED (3v alta luminosidad) y la bobina.

- Para proteger el montaje podemos utilizar tubo termoretráctil. De esta manera no hay peligro de tocar los componentes, ni que provoque algún cortocircuito si se nos cae encima de la placa que estamos comprobando.

- Para comprobar los conversores de los circuitos Backlight (Step Up) de los televisores, se puede montar la versión 1.0, una resistencia (680ohm-1k), un diodo 1N4148 y el LED (3v alta luminosidad).

- La versión 2.0 sirve para todo tipo de conversores, tanto Step up como Step down (fuentes alimentación, placas base, etc.)

- La versión 3.0 utiliza dos transistores como generador de corriente constante, protegiendo el Led, en caso de sobretensiones en la bobina, dado a las altas frequencias en algunos tipo de conversores 

- Es un instrumento diseñado para medir la Resistencia Serie Equivalente (ESR) de los condensadores, por lo general sin necesidad de desconectarlos del circuito al que están asociados.

- Un condensador electrolítico tiene una ESR relativamente alta (según su capacitancia y tensión de trabajo) que aumenta con la edad, la temperatura, y el rizado de la corriente que se le aplica. En una fuente de alimentación conmutada, un condensador electrolítico con una ESR alta puede ser causa de que el equipo deje de funcionar.

- El funcionamiento es haciendo pasar una corriente eléctrica a través del condensador. Esto genera un voltaje igual al producto de la corriente que circula, por la ESR. Se mide este voltaje y su valor dividido por la corriente da un resultado que se muestra en una pantalla digital, o a través de un instrumento analógico.

- En un circuito común, la ESR será mucho menor que cualquier otra resistencia a través del condensador, por lo que no es necesario desconectar el componente, es decir, se hace una medición "en circuito".

- El medidor está diseñado para suministrar una tensión baja, para no influir sobre cualquier semiconductor que pueda estar presente en el circuito, a través de sus terminales.

- La tensión inyectada es de 360mV con una frecuencia alrededor de 2kHz, onda cuadrada. A través de los switches S2 y S3 se puede modificar el rango de medición en 26, 65 y 100 Ohms, para medir condensadores de hasta 1uF (a veces menos).

- Permite medir resistencias de 0.01 a 99 ohmios con bastante precisión, y también la resistencia entre las pistas adyacentes en PCB´s. Un cortocircuito puede reducir el aislamiento entre ciertos puntos de la placa y la resistencia es demasiado baja para medirla con el multímetro habitual, pero es detectable con el medidor de ESR.

- Se puede utilizar también para medir inductores (bobinas) tanto en circuito como fuera, bobinas de altavoces, la resistencia interna de las baterías, espiras en corto en devanado transformadores, ....... hasta como generador de audiofrecuencia.

- NO mide la capacidad de un condensador. Para esto se requiere un medidor de capacitancia fuera de circuito.

- Un condensador cortocircuitado nos marcara una ESR muy baja. Por eso se tiene que comprobar tambien con el multimetro.

- Nunca se debe conectar a un circuito bajo tensión o a un condensador sin cortocircuitar los terminales previamente, que pueda tener una carga significativa que posiblemente dañara el tester.

- El valor típico de la ESR depende de la capacidad, la tensión maxima y el fabricante. Cuanto más pequeño el valor, mejor. Para valores altos es mejor consultar esta "tabla" , es posible que el condensador este bien. 

- Probando varios esquemas de medidores ESR he encontrado uno que funcionaba muy bien, pero utilizándola casi todos los días me he dado cuenta que podría hacerle alguna mejora. Haciendo pruebas he conseguido aumentar el rango de medición hasta 100 Ohms, un ajuste más fino de la calibración a cero “0”, y reducir el consumo a solo 6mA.

- Como regulador de tensión utilizamos un LM7805 y un LED que nos indica si el tester esta encendido. El consumo es muy bajo, 6.30mA en reposo y 7.45mA con las puntas en corto o midiendo algún componente.

- El generador de señal de onda cuadrada es el clásico NE555, la frecuencia se puede modificar cambiando el valor de la resistencia R2 o del condensador C3. Con los valores del esquema la frecuencia de salida será, unos 2kHz.

- El grupo R3, D1, D2, D3 determina la tensión inyectada a través de las puntas de medición.

- El grupo R4, P1, R5 sirve para la calibración del tester. Para un buen ajuste es recomendable un potenciómetro multivuelta.

- El condensador C4 tiene que ser de 100uF/16v(25v), de muy buena calidad. Personalmente después de montar el tester y hacer las pruebas, he comprobado varios condensadores de 100uF/16v y 25v y he elegido el mejor, cambiándolo.

- Para el ajuste del tester: se junta las puntas de medición, se pone el multímetro en escala tensión continua de 2V y se regula el potenciómetro hasta obtener 0,00V. Luego cambiamos a escala de 200mV y ajustamos hasta que nos muestra 000mV.

- Una vez terminada la calibración separamos las puntas. Según la configuración de los switches S2 y S3 el multímetro marcara 1.170, 0.720 o 0.253 en la escala de 2V. Estos valores representan la resistencia serie máxima que podemos leer.

- Si tenemos un condensador que nos da una ESR de 0.01 (o 0.00) en escala de 2V, podemos cambiar a escala de 200mV y leeremos 0.76 (o 0.32 por ejemplo). Esto significa que para valores muy bajos tenemos mas precisión.

- La PCB está diseñada para conectarla directamente al multímetro, tanto en posición vertical como horizontal mediante ¨bananas¨ macho y las puntas de prueba a la placa mediante ¨bananas¨ hembra. 

- Conocido como el método de los "dos multímetros", se utiliza para detectar cortos y diferencias de consumo en placas. Para eso se debe tener unas referencias, tomar notas de los consumos y comparar resultados.

- Funciona inyectando una tensión continua de 4V y la corriente de 3mA, a través de las puntas de prueba y mide el consumo. Estos valores muy bajos no afectan a los circuitos internos del equipo y la medición es muy buena.

- Es muy práctico comprobando el circuito Tristar (Hydra) en Iphone, smartphones, tabletas y placas madre. La principal ventaja es que no hay que abrir el equipo para diagnosticar, cuesta unos pocos segundos y el resultado es bastante preciso.

- Se puede utilizar conectando la punta negativa a masa (-) y medir con la punta positiva, o conectando la punta positiva a la línea de +5V y medir con la punta negativa. Cada método nos dará valores distintos que nos facilitara el diagnostico.

- NO se debe utilizar para medir componentes en placas alimentadas (en funcionamiento), porque puede provocar averías.

- Tras utilizar los "dos multímetros" mucho tiempo, lo que me resulto algo incómodo fueron los cables sueltos y el tamaño del conjunto. Así que he pensado hacer uno más pequeño y he montado un SMB Smartbox a partir de un ¨Digital Panel Meter¨ de 4 digitos (DC 100V/10A), modificando las escalas de medición a 10V respectivamente 10mA y 1mA. 

- El ¨Dual Panel¨ tiene en la entrada para medir tensión (Max. 99.99V) un divisor resistivo R1(68K) + P1(5K) + R2(2.2K). Para leer max. 9.999V cambiamos R1(7.5K) y R2(3.9K), alimentamos el display, aplicamos 9.00V en la entrada y ajustamos con P1.

- En la entrada para medir corriente cambiamos el Shunt (0.05ohm) por una resistencia de 50ohm, para escala de 1mA y otra de 5ohm, para la escala de 10mA, la segunda resistencia en serie con un switch para poder cambiar el rango de medición.

- Para un buen ajuste vamos a poner dos resistencias en paralelo, la primera un poco más grande del valor que necesitamos y jugamos con el valor de la segunda resistencia, hasta que obtenemos la lectura correcta en pantalla.

- En mi caso he soldado primero la R4 (56ohm), he alimentado el panel, ajustando el consumo a 900uA y haciendo pruebas, he llegado a un valor de 1.5k para la R5, calibrando primero con P2 el valor en pantalla “0.000”. Luego he conectado la R6 (6,8ohm), ajustando el consumo a 9mA y jugando con el valor de la R7 he llegado a 68ohm, para una lectura correcta.

- Una vez tengamos todo comprobado, soldamos los componentes en su sitio, los cables del interruptor, el LED y la resistencia de 750ohm (puede ser entre 680ohm y 820ohm), preparamos una cajita para colocar el panel, el regulador y la bateria de 9V.

- El regulador de tensión es un LM317, para un ajuste fino utilizamos un potenciómetro de 200ohm (multivuelta), en serie con una resistencia de 390ohm. De esta manera el rango de ajuste será de 3.5V a 4.6V y tenemos más precisión para calibrar.

- Una vez lo tengamos todo montado, alimentamos la SMB Smartbox. En display tiene que mostrar 00.00V y 0.000mA. Juntamos las puntas y nos mostrara una tensión de 3.5 a 4.6V y una corriente de 2.2 a 3.7mA. Ajustamos el potenciómetro P3 para tener una lectura de “3.000mA”. La tensión será alrededor de 4.10V dependiendo del valor de la R8 (750ohm).

- El punto decimal del display que mide la tensión hay que desplazarlo un digito a la izquierda. Así tenemos la lectura de los voltios con tres decimales. Como se puede ver en la foto marca 41.03V pero en realidad es 4.103V. 

- Las baterías SLA son bastante delicadas. Si almacenas una batería completamente cargada, a los 6 meses, descubrirás que esta completamente descargada. A veces no se puede cargar, o no aguanta la carga. La solución es mantenerla cargada.

- Las baterías deben cargarse regularmente para evitar que se descarguen a niveles de voltaje muy bajos. Por debajo de 8v se produce la sulfatación de la superficie de las placas, la resistencia interna aumenta y la batería se vuelve inútil.

- La mejor manera de cargar una batería SLA es con un regulador (de voltaje), limitador de corriente. Esto permite una carga rápida, al tiempo que limita la acumulación de calor y gases.

- Las baterías SLA están formadas por celdas de 2V (nominales). La corriente de carga debe ser aproximadamente un 10% de la capacidad de la batería. El voltaje de carga es 2.45V y el voltaje de carga flotante es 2.275V. 

- Este cargador es de baja corriente, unos 400mA. Tiene la característica de proporcionar pulsos a la batería cuando se llega al voltaje ajustado (para baterias de 12V es 13.5V). Esto cargará completamente batería y la mantendrá completamente cargada.

- El circuito no se enciende hasta que se conecta una batería. Si la batería esta totalmente descargada se tiene que iniciar el circuito con el pulsador previsto. Una vez el Led encendido, el circuito empieza a funcionar.

- El circuito es un rectificador de media onda, solo carga la batería en cada medio ciclo. Esto deja un flujo residual en el núcleo del transformador y hace que se caliente. Pero ese es el único inconveniente con el circuito.

- El circuito está diseñado para suministrar aproximadamente 400 mA de corriente de carga promedio. El valor máximo está determinado por la resistencia de 0.82 Ohms/5W. Si ponemos una segunda resistencia (0.4 Ohms), tendremos 750mA.

- Cuando la batería está completamente cargada, el circuito se ENCIENDE solo para bombear una pequeña ráfaga de corriente a la batería para mantenerla cargada y el LED indicador comienza a parpadear, "Modo Pulso".

- Se han hecho pruebas tambien con otros tipos de baterias (NiMH, NiCd, Li+, LiPo) y los resultados han sido positivos. 

- El circuito funciona con 12-14V AC, por eso hay que conectarlo a un ¨transformador¨ de 230V/12V, como minimo de 25W.

- Se puede hacer una caja sencilla, cortando una chapa metalica (si es posible Aluminio) de 0.4-0.5mm, segun esta ¨plantilla¨. Se dobla por las lineas marcadas y se coloca el montaje dentro, con un par de tornillos.

- Tambien podemos emplear un ¨Digital Panel Meter¨ de 3-4 digitos (DC 30V) para tener el control de la carga. En este caso hay que colocar un condensador de 220uF/35V despues del ¨diodo de proteccion¨, que lleva el voltimetro, para no dañarlo.

- Una vez todo montado, conectamos el transformador a la red y medimos los 12V AC. Sin conectar la bateria, pulsamos el boton, el voltimetro tiene que marcar 5.4V, y el Led empieza a parpadear. Soltamos el boton y todo se tiene que apagar.

- Conectamos la bateria, el voltimetro marcará la tension de carga y el Led se enciende. Poco a poco la tension va subiendo.

- Cuando la tension llega a los 13V, ajustamos el potenciómetro hasta que el Led empieza a parpadear. Vamos ajustando hasta que llegamos a 13.5V. Una vez hecho el ajuste, tenemos el cargador listo.

- Si conectamos una bateria que esta por debajo de 4V el circuito no arrancará y hay que apretar el boton para que se inicie la carga. Si el Led no se queda encendido despues de varios intentos, la bateria es irrecuperable, la podemos dar por "Muerta".