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Topic: Construir regulador de AC a DC para alimentar Arduino SOLUCIONADO (Read 9 times) previous topic - next topic

Sergegsx

Aug 04, 2011, 05:56 pm Last Edit: Sep 16, 2011, 05:50 pm by Sergegsx Reason: 1
Buenas, esta pregunta es mas de electronica pura y menos de Arduino pero como es para alimentar un Arduino espero que no os importe que pregunte aqui.

Tengo un proyecto donde leo el voltaje proveniente de un transformador de AC. Es decir, se alimenta de 230Vac y me entrega 9 Vac que son los que leo con un pin analogico. TODO OK.
Para alimentar el arduino utilizo otro transformador y me gustaria ahorrármelo y alimentar todo del trafo AC-AC.

Para ello necesito construir un regulador que me pase esos 9Vac a por ejemplo 9Vdc o 5Vdc (me da igual, lo que sea mejor, igual al añadir un regulador 7805 ayuda por lo que 5Vdc estaria bien)

Es muy importante que alimentar el arduino con el trafo de AC-AC no afecte la medición del voltaje de 9Vac por lo que supongo que habra que meter un condensador importante para evitar fluctuaciones.

seria la parte superior de un circuito como este:
http://www.flickr.com/photos/22415346@N06/5822031737/

Con la parte superior izquierda de este esquema seria suficiente?
https://github.com/trunet/Energy-Monitor-PCB/blob/master/energyMonitor_v1.png

Muchas gracias

Heke

#1
Aug 04, 2011, 06:15 pm Last Edit: Aug 04, 2011, 06:21 pm by Heke Reason: 1
La pregunta del millon:

  ¿Le estas metiendo 9Vac a la pata del arduino? ¿Sabes que solo admite 5V?

Y que te parece esta solucion:
   

Es un optotransistor que de paso te va a aislar la entrada del arduino, y no necesitas medir el semiciclo negativo pues es el mismo que el positivo.

Es el 4N25 y puedes atacarle directamente desde los 220Vac por medio de unas resistencias divisoras de tension.

En este montaje las resistencias estan calculadas para 120Vac
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Sergegsx

#2
Aug 04, 2011, 06:20 pm Last Edit: Aug 04, 2011, 06:26 pm by Sergegsx Reason: 1
el tema de medir los 9Vac lo tengo solucionado. es un medidor electrico y lleva funcionando año y medio perfectamente junto con el resto de circuiteria para acondicionar la señal.

eel optotransistor ese me lo recomiendas para medir la señal,no? como digo esto no es problema.

alguna sugerencia para crear el regulador.?

edit..
supongo que tengo que llegar a algo como esto,no?


Heke

#3
Aug 04, 2011, 06:27 pm Last Edit: Aug 04, 2011, 07:08 pm by Heke Reason: 1
Si, medir los 220 que es lo que te apuntaba y dejar los 9v para alimentar el arduino sin mas...

Otra, emplear un transformador de doble secundario tipo rogmo y un secundario para el arduino y otro para medir.


A ver que te parece...

Si no... te miro un regulador PWM

Que me dices de esto:

Input voltage: AC 220V
Output voltage: DC 10-12V
Output Current: 330mA ±20mA
Mas que suficiente para alimentar un arduino.

circuito del estilo de aplicacion de los iw ac/dc converters,

sin transformador (lo que ves es un choque pues funciona por pwm) y el precio no llega a 3 euros puesto en casa.
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Sergegsx

#4
Aug 04, 2011, 11:06 pm Last Edit: Aug 04, 2011, 11:24 pm by Sergegsx Reason: 1
Hola Heke, muchas gracias por la ayuda.

Me gustaria montarlo todo usando el trafo que tengo ya, y no tener que comprar uno de doble secundario.

la idea es algo asi

230Vac--------trafo(230Vac-9Vac) -------->circuito------->entrada analogica arduino
230Vac--------trafo(230Vac-9Vdc) -------->entrada alimentación arduino

pasar a

230Vac--------trafo(230Vac-9Vac) -------------->circuito------->entrada analogica arduino
                                                                | -------->regulador/rectificador--------->entrada alimentación arduino

la pregunta es que circuito me recomendais usar para el regulador/rectificador?

en esencia seria esto...



el problema es que he visto estos esquemas con mas diodos y condensadores que creo que son necesarios pero ahora no encuentro dichos esquemas y creo que estos de arriba aunq no estan mal, les falta para ser realmente buenos.
que opinais?

edit...algo así parece mas completo,no?


supongo que sera importante el tipo de diodo que use,no? no me valdra cualquier diodo? tengo por casa zener diode de 7.5V

Heke

#5
Aug 05, 2011, 06:06 pm Last Edit: Aug 05, 2011, 08:28 pm by Heke Reason: 1
Bueno, un momento, que son cosas distintas.

Un zener es para estabilizar la tension, en tu caso, el zener de 7,5 V, ignifica que es un diodo que el exceso de voltage por encima de los 7,5v se los va a a comer el, por consiguiente un zener unicamente para controlar un arduino se queda pequeño y probablemente se quemaria, su funcion mas bien es la de fijar un voltage fijo y que un transistor de potencia se encargue de comerse el exceso de tension.

Mira este ejemplo y veras el zener que funcion tiene, que es regular la tension de control de base del transistor:


Los circuitos que se usan con reguladores integrados economicos de tipo 7805 normalmente llevan estos componentes que ahora te relato:


En el esquema que has puesto arriba, los cuatro diodos estan en un montaje rectificador, es decir, convierten la señal sinusoidal del transformador en una señal referenciada a un punto (masa) de pulsos sinusoidales, es decir, te vas a encontrar estas señales:
 

La primera señal es la sinusoide de alterna de 110vac (en tu caso 220vac) que despues de pasar por el transformador se quedan en una sinusoide de la misma forma solo que de un valor de 9Vac.
 
Entonces, pasa por los cuatro diodos (o puente de diodos, o rectificador) y consigues una señal formada por pulsos sinusoidales, que es la señal que hay despues del bloque rectificador.

  Por ultimo, esta señal pasa por un condensador de alta capacidad, electrolitico) para conseguir que filtre (que mantenga la tension cerca de los 9 hasta que le llegue el siguiente pulso ( los pulsos sinusoidales) y tener en definitiva una tension, ya, continua.

  Esta tension filtrada no es una linea pura (como es la continua) es decir, tienes una tension que puede oscilar entre 9vDC mas menos el factor de rizado, que no es otro que las variaciones que el condensador no va a conseguir filtrar, si es un condensador de pequeña capacidad y el circuito que le has conectado le carga mucho, te encuentras variaciones muy altas, por el contrario, si le has puesto un condensador de capacidad suficiente a la carga, ni se entera.

  Pues bien, si le añadimos un regulador integrado del tipo 7805, encargado de dar a su salida 5Vdc con un factor pequeñisimo de rizado, o sea, a nuestros efectos, practicamente como si fuera continua pura.

  Tendremos que tener un valor a la entrada del 7805 de al menos 3 voltios mas para que funcione bien y haga lo que tiene que hacer, que es entregar una tension continua fija de 5Vdc. por lo tanto, necesitamos a la entrada una tension de 5vdc + 3vdc = 8vdc. (Editado esto, habia puesto esta burrada: 5vdc + 3vdc = 9vdc. Dios... lo que hace la edad :-)

El resto de condensadores que lleva, son condensadores en paralelo con los pines de entrada y masa y salida y masa, estos se emplean para un filtrado de altas frecuencias y darle estabilidad a la circuiteria interna del 7805, normalmente son el valor estandar que se emplea en las alimentaciones de circuitos integrados, o sea, 100 nanofaradios o 100 k.

  Veo que en el dibujo que te he puesto no esta el condensador electrolitico grande a la entrada, que en tu primer dibujo si que esta, no me he dado cuenta, pero creo que queda claro.

  Luego tienes unos diodos de silicio a la entrada del regulador (7805) el que esta en serie (D1) es para evitar que cambien los cables de polaridad y te cargues el circuito, es decir, asegura que en la pata positiva de entrada del 7805 solamente vas a encontrarte continua positiva respecto a masa, el otro diodo entre la salida y la entrada (D3), es para comerse lo que pueda venir de la salida del 7805 por tensiones inversas, bobinas picos etc...
... R4 y el led verde son solamente para indicar que esta encendido, en este caso ya le estarias conectando carga al circuito, que seria exactamente segun la ley de ohm el voltaje / resistencia, o sea  5Vdc - 1,2 Vled = 3.8 V     3,8Vdc / 470 Ohmios = .008A vamos... ocho miliamperios mas o menos que tendrias consumiendo por el led.

No se si he conseguido aclararte un poco o liarte mas... ya me diras...

Un saludo.

PD: mira, he encontrado una imagen exacta del circuito que debes de tener para conseguir alimentar el arduino a 5v, con sus condensadores y todo (la resistencia y el led la puedes obviar)


Los valores los tendras que cambiar segun tu circuito pues C8 es muy pequeño, te hara falta dependiendo la carga como minimo 470 microfaradios y lo mas probable 1000 microfaradios para una placa arduino con algo de carga.

En este enlace esta explicado mejor que lo que yo te he resumido:
  http://perso.wanadoo.es/luis_ju/proyect/fuente.html
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Sergegsx

ante todo muchas gracias por intentar ayudarme heke.

me flipe con lo del diodo zener, lo que necesito son diodos normales para poner en el rectificador para pasar de AC a DC, verdad? los 1N4001 serian correctos?

tras estros cuatro diodos (1N4001) deberia ir el esquema 2 que has puesto,no? que es el que se encarga de regular a 5V.
ese esquema es muy parecido al que yo habia puesto, los diodos 1N4148 puedo sustituirlos por 1N4001 y asi solo tengo que ir a comprar 1 tipo de diodo?
El S1 es un switch? no entiendo ese componente, por lo demas creo que esta claro.
Lo unico que si quiero darle mas estabilidad a los 5V, y a su vez garantizar que la medicion de 9Vac no es afectada, deberia hacer algun condensador mas grande?

mil gracias

Heke

#7
Aug 05, 2011, 06:57 pm Last Edit: Aug 05, 2011, 07:00 pm by Heke Reason: 1
Olvidate del switch, es una pollada de la imagen que he encontrado.

Puedes usar 4001 0 4007 pero lo mejor, compra un puente de diodos ya hecho (simplemente lleva los cuatro diodos dentro) y te ahorras espacio y dinero y soldadura, lo encuentras en muchos formatos, cuadrado, en linea, redondito, smd etc...




Efectivamente, la fuente que necesitas es esto practicamente:
   
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ionhs

Nosotros el circuito que montamos es el último que te enseña Heke. Segun el datasheet del 7805 c2= 0.33?F, C3 = 0.1?F, El diodo puedes usar el que quieras pero fíjate en la corriente que le atraviesa los 4007 aguantan hasta 1A. El C1 suele ser un pedazo de condensador electrolitico para que controlar el rizado de la señal que le entra al regulador. El regulador necesita 7,5v como mínimo para que cree una tensión de 5v continua constante, por lo que la tensión minima del rizado tiene que ser 7,5. Tengo apuntes escritos por mi pero los tengo en euskera  :D ya que este año he tenido que explicarlo. Salu2

Heke

Upsss...

Tienes razon Ionhs, me ha fallado la memoria, hace siglos que no miraba el datasheet del 708X, es verdad, el C aconsejado es de 330 nanofaradios.

En algun sitio tengo el calculo del factor de rizado, del calculo de disipadores etc... pero no se ni donde, aun asi creo que en todo caso deberiamos hacer un post exclusivo para el calculo de F.A.  sus valores, que quedaria bien y ayudaria a recordar y mostrar ... a ver quien se anima  :)

!! Que puñetero, sabes Euskera !!  Mola, es jodio de aprender pero mola.

Un saludo compañero del norte.

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Sergegsx

Genial creo que ya esta todo claro, el lunes ire a la tienda a por el puente de diodos y los condensadores.
Entonces necesito:
- Puente de diodos que equivalgan a 1N4001
- c2= 0.33?F
- C3 = 0.1?F

cuanto le meto al C1 para que no me afecte las lecturas?

Heke

Quote
cuanto le meto al C1 para que no me afecte las lecturas?


Depende lo que vayas a cargar pero ya te digo, para un arduino y algun que otro led, 470uf,  mejor 1000uf, ten en cuanta que a mas capacidad mejor filtrado, pero como hay que tener un equilibrio, creo que asi te ira bien.

De todas formas confirma que consumo tienes despues del regulador y mas o menos ajustas, mejor por arriba que por abajo.

La tension de C1, suponiendo que le llega los 9vac que sea minimo 16v, mejor 25voltios. (porque en realidad, luego hay que multiplicar la tension que le llega del puente por raiz de 2 (aprox 1,41)
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ionhs

Hay que hacer cálculos y ahora estoy cansado, haber si mañana busco en mis apuntes. Pero discutiendo en otro post sobre el foro http://arduino.cc/forum/index.php/topic,68634.0.html mira lo que me he encontrado en el playground
http://txapuzas.blogspot.com/2009/12/paperdiodo-teoria-del-diodo-y-diseno-de.html
Hay lo tenías todo hecho, ese playground ese gran desconocido...

Sergegsx

Alucinante el documento de Txapuzas !!!
Ademas mucho mas sencillo ya que el 7805 es cierto que no me hara falta porque el arduino tiene el suyo propio. Es decir que con el puente de diodos y el condensador es suficiente.

Una consulta rapida, los condensadores que recomendais son de 470 uF o 1000uF, ok perfecto tengo bastantes por casa. PEROOO los mios son de 16V en lugar de 24V como comentais.

Habra algún problema? puede usar estos o ya que voy a la tienda compro un par de 24V

graciasss

ionhs

Tienes que coger la tensión de salida del transformador multiplicarlo por raiz de 2 y consigues la vmax. a Vmax le restas 1,4 (caida de tensión en los 2 diodos) y el resultado tiene que ser menor que 16v (en tu caso) Salu2

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