Componentes electrónicos externos para Microcontraldores ( PARTE 1 )

   Hola y bienvenidos a Artes Electrónicas Pachani, a modo de introducción hoy vamos a hablar de los componentes generales en electrónica necesarios para iniciar proyectos que involucran el control mediante microcontroladores externos al PIC o AVR y que son necesarios para el correcto funcionamiento de los mismos, Comencemos:

1.- Fuente de alimentación

    Para comenzar todos los microcontroladores sea PIC o AVR, necesitan de una fuente de alimentación para su correcto funcionamiento, para ello entendamos los siguientes conceptos: 

"Una fuente de alimentación (o PSU) transforma la corriente alterna (AC) de la red eléctrica en corriente continua (DC) estable y segura para componentes electrónicos. Reduce el voltaje y protege los equipos contra sobretensiones. Existen fuentes lineales (pesadas y eficientes en regulación) y conmutadas (ligeras y compactas), siendo las ATX el estándar en PCs." 

Convengamos que para nuestro estudio la fuente de alimentación pueden formar parte del cuerpo del aparato (fuentes internas) o pueden hallarse por fuera (fuentes externas). En ambos casos, se encuentran conectadas al circuito electrónico al que suministran energía a nuestro microcontrolador.

Tipos de fuentes de alimentación

En el mercado podemos encontrar fuentes de alimentación de dos tipos: lineales o conmutativas.

1. Fuentes de alimentación lineales

Figura 1.1.- Esquema electrónico de una fuente lineal

Como observamos en la imagen este tipo de fuentes alimentación lineales son aquellas cuyos componentes están dispuestos de manera sucesiva, conforme al siguiente esquema: transformador (reductor de tensión), rectificador (conversión de voltaje alterno a onda completa), filtro (conversión de onda completa a continua) y regulación (mantenimiento del voltaje de salida ante variaciones en la carga).

Figura 1.2.- Fuente simétrica que se vende en las tiendas electrónicas

Este de fuente de alimentación si bien es menos eficiente, debido a que parte de la energía se convierte en calor durante la regulación. Sin embargo, posee un bajo costo y un diseño compacto. Ademas que  posee muchas características útiles como ser un regulador de voltaje bien calibrado que puede ir de 1,2V a 30V según el modelo, ademas de un limitador de corriente lo cual lo hace muy útil para ciertos proyectos. De hecho en mi opinión es una buena inversión dado que ya esta listo para realizar los laboratorios.

2. Fuentes de alimentación conmutada

Figura 1.3.- Esquema electrónico de una fuente conmutada

En el caso de las fuentes de alimentación conmutadas podemos decir lo siguiente: son aquellas que operan a través de la transformación de la energía mediante transistores polarizados inversamente. Su esquema de componentes es: rectificador, conmutador, transformador, otro rectificador y salida.

Figura 1.4.-Cargador de celular que podemos modificar para utilizar para alimentar a los microcontroladores PIC.

Esto les permite operar de manera mucho más eficiente que las fuentes lineales, ya que tienen menor tamaño y menor calentamiento. Pero esta limitado a un pequeño rango de Voltaje que puede variar de 5 V.

Muy útil por su fácil acceso, la única limitación que se observa es la corriente de salida de los mismos pues la mayoría esta entre el rango de 500mA a 2000mA. Ahora si el de 500mA es un cargador barato puede que tenga una corriente efectiva del 80 al 85% lo cual hace que trabaje de 400mA a 425mA.

Esto no esta mal para empezar, pero sera muy útil tener una fuente simétrica para nuestros prototipos ya que muchas veces vamos a tropezar con que nuestros proyectos no funcionan de manera adecuada debido a la falta de corriente para alimentar al microcontrolador y las cargas sujetas a el.

Algunas consideraciones

Para nuestro estudio debemos de considerar una fuente de alimentación adecuada a nuestro bolsillo y que sea de fácil acceso, ya que la mayoría de los laboratorios que iremos preparando serán simples ya que iremos reciclando constantemente.

1.- En nuestro estudio la mayoría de los CI y microcontroladores se alimenta con 5V DC,  caso de los PIC16F628 o bien Atmega16, para los microcontroladores PIC o AVR. de 

2.-Existe otra serie de microntroladores debajo consumo estos pueden ser de 3.3V DC caso PIC18LF46K22  o bien Atmega168, se aplican entre los pines de alimentación V DD (+) y V SS (-). 

3.-El consumo de corriente del dispositivo dependerá según se indique en su Ficha Técnica (DATA SHET), y también de las cargas conectadas al circuito y de su frecuencia de trabajo da ahí su importancia.

Dada la importancia de la fuente DC, y su implementación en nuestros proyectos, podemos comprar la fuente DC en una tienda electrónica o bien podemos utilizar un cargador de celular para nuestros proyectos. la manera apropiada para conectar en nuestro proyecto debe de colocarse de la siguiente manera, uno rojo que sera el positivo y otro sera de color negro y lo podremos conectar de manera directa sobre el protoboar como se ve en la figura1.5.

Figura 1.5.- Conexión de los cables de celular sobre el protoboard.

   En la red de Internet se pueden encontrar mas información para realizar esta operación, de momento nos limitaremos a solo mencionarlos dada la necesidad informativa.

   En conclusión según nuestras posibilidades bien compraremos o diseñaremos nuestra fuente, el diseño de las fuentes si bien no es difícil necesita de algunas consideraciones la cual la tomaremos en el Tutorial Análisis y Diseño de Fuentes para Laboratorio donde conoceremos cada una de las etapas que conforman una fuente y la potencia que las mismas suministraran según nuestras necesidades para los proyectos.

>>>>Segunda parte de Componentes electronicos externos para microcontroladores

    En cuanto a la información de este tutorial es en su mayoría de mi autoría, parte de los apuntes de la universidad y ademas de una recopilación de textos que se encuentran por la red al final colocare las fuentes de donde recopile la información. En cuanto al software de igual manera es Fritzing puede visitar su pagina para descargarse este editor de circuitos Aquí. Cualquier duda dejar un comentario al final de cada tutorial. Hasta la próxima.

Bibliografia

1.- Apuntes de circuitos I y II; Facultad de Tecnologia; dictado por el Licenciado Marques ;[Fecha cursada año 2013 en semestres seguidos].

2.-Manual del taller: INTRODUCCIÓN AL MICROCONTROLADOR PIC18F4550; M.C. Jesús Medina Cervantes; se encuentra libre bajo licencia http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/mx/ [Fecha consultada 23 de febrero 2017] .