Electrónica - notas varias
www.geocities.ws/danielperez www.qsl.net/lw1ecp Ing. Daniel Pérez LW1ECP
fb: Daniel Ricardo Perez Alonso contacto: danyperez1{arrroba}yahoo.com.ar
Regulador con mínimo consumo en reposo
Nuevo conector hFE para el téster
Montar al frente pulsador diseñado para impreso
Polarizar la base con un solo resistor
Cómo llegar a zonas inaccesibles con el aerosol
Cómo guardo las cosas en mi taller
Regulador con mínimo consumo en reposo Abril 2017
Se necesitaba obtener 5V regulados para un circuito electrónica en una moto, menos de 0,5A. La batería es de 12V 10Ah. Un 7805 podría hacer el trabajo perfectamente. Pero su consumo propio es de 5mA típico. Esto descargaría totalmente la batería en 10/0,005 = 2000h si no se recarga nunca. Pero las baterías de arranque comienzan a sufrir por sulfatación si su carga baja a menos del 95%. Esto se produciría en 100 horas, o sea 4 días de no usar la moto. No se consigue fácilmente reguladores con menor corriente interna. Los de baja caída de tensión (LDO), y la serie 78Lxx andan en ese mismo orden. Veamos de implementarlo con discretos.
(En esta simulación se usaron dos MOS de potencia iguales por disponer de ese modelo en el simulador, pero Q1 puede ser de baja señal).
Una fracción de Vsal se aplica a la compuerta de Q1. Se lo hace trabajar con muy baja Id al haber elegido una alta R en drenaje, por lo que su Vgs es cercana a la de umbral Vth, típicamente en un MOS es del orden de 3V (aunque mi simulador le asignó 3,7V). Esta Vth se aprovecha como referencia. Si la tensión realimentada aumenta, aunenta Id, baja Vds, lo que disminuye la conducción de Q2, contrarrestando la tendencia inicial.
Este esquema es "malo" en cuanto a que exige mucha diferencia de tensión entre entrada y salida para funcionar. En el gráfico se ve que para baja Isal (R de carga = 1k) la tensión de entrada debe ser por lo menos la de salida más la Vth de Q2. Esto no importa en nuestro caso ya que tenemos muchos volts para bajar.
En cambio, en el gráfico ampliado se ve que una vez que se logra la Vsal deseada, ésta se mantiene muy estable al seguir subiendo Vent, menos de 10mV llegando a 20V. Y frente a variaciones de carga (se probó con 1000, 10 y 1 ohm) es aún mejor.
Una carga de 1 ohm (5A) se eligió sólo por curiosidad para ver hasta dónde llega este circuito. Pero para bajar de 12 a 5 (desperdiciar 7V = 35W en el regulador) con una corriente tan alta es mucho más razonable usar una fuente conmutada.
Pero en un vehículo la red de 12V nominales, no sólo puede llegar a 14,4V cargando la batería, sino que puede haber picos breves de cientos de volts, ambas polaridades, por causas inductivas. Por ello conviene poner un R en serie con Q2 lo más alto posible según la corriente de la carga, y agregar un C grande a masa para formar un pasabajos que filtre los transitorios. Puede optarse por agregar también un zéner especializado en absorber transitorios (TVS).
Si la R de drenaje de Q1 se retornara a este filtro también protegería la compuerta de Q1. No se hizo para que Q1 esté alimentado desde una tensión lo más alta posible, por lo tanto se agrega el zéner.
Tener en cuenta que en el momento de arranque una batería que cumpla con las normas tiene permiso para caer hasta 7,2V. Por lo tanto este circuito proveerá una tensión mucho menor que la de diseño. Si el circuito que se alimente puede estar funcionando durante el arranque, deberá ser diseñado teniendo esto en cuenta, p. ej. que se apague y se reencienda al retornar la alimentación correcta.
En cuanto al comportamiento ante cambios en la temperatura ambiente, la Vth de un MOS varía típicamente en -6mV/C. Esto transferido a la línea de 5V se convierte en -10mV/C, o sea una variación de 250mV al pasar de 25 a 0 o a 50C. Si el circuito alimentado exige una mejor constancia, se puede agregar junturas como se muestra, y cambiando la relación de los R de realimentación.
Ahora veamos el comportamiento dinámico, ante abruptos cambios de consumo. Éstos se simulan conectando y desconectando la carga mediante un MOS excitado por una onda cuadrada de 100Hz.
Los polos principales, que determinan la estabilidad del sistema, están dados por las capacitancias en las compuertas. Para eliminar el de Q1 (alejarlo del otro) es que se agregó el capacitor hacia la salida.
Ante una rápida caída en la corriente de salida el circuito responde relativamente rápido: Q1 conduce más y listo. Pero si sube de golpe, aunque Q1 se corte totalmente hay que esperar que su R de drenaje cargue las capacitancias de Q2. Para que Vsal no se venga abajo momentáneamente es que se agregó un generoso electrolítico a la salida. Obviamente, para un consumo de 0,5A este C podrá ser 10 veces menor.
Si se necesita un regulador discreto con mínima caída, el transistor de paso deberá ser un MOS de canal P, entrando por surtidor y saliendo por drenaje, y se necesitará un transistor de baja señal adicional para introducir otra inversión de fase.
Marzo 2017 Hace rato que los fabricantes de componentes los hacen para que los pongan los robots y se olvidan de los experimentadores de carne y hueso. No hay más remedio que aceptar esta realidad y acomodarnos como sea a los SMD cuando no se consigue algo en formato con patas. Para eso están las plaquetas adaptadoras. Una vez quise hacer una para un micro de 8 patas. Para las patas usé contactos recuperados de un zócalo PCI. La plaquetita la hice tallando las separaciones entre islas con un minitorno.
Para soldar los contactos bien alineados los inserté en un zócalo, separado con un trozo de impreso para no recalentarlo.
La gran decepción vino cuando quise soldar el integrado... no entraba! Pese a la pequeñez del CI, las puntas de las patas tocaban las islas de los contactos. Adjunto ímágenes de dos adaptadores comerciales, donde se aprecia cómo hicieron para evitar la colisión. Ahora que lo pienso, podría haber doblado hacia abajo las patitas para angostarlo, pero lo que decidí entonces fue probar con otra configuración:
Se usaron patas de alambre 0,50. Al insertar en zócalo hay que hacerlo con cuidado para que no se doblen.
Nuevo conector "hFE" para el téster
Nov 2015 Los testers con la función de medir hFE suelen tener un zócalo circular de 8 pines donde enchufar el transistor. Sus contactos son muy "mirame y no me toques", quedan con holgura si alguna vez se insertó una pata gruesa, p. ej. con restos de soldadura, y entonces quedan haciendo falso contacto. Exigen que las patas estén bien enderezadas, y alineadas con los contactos. Todo esto complica la medición de transistores que fueron desoldados. Por lo tanto decidí reformar mi téster cambiando el zócalo por un conector de 4 contactos sacado de un adaptador de los que permiten conectar una disketera a un conector "Molex".
La conexión a la pata de base se hace mucho más conveniente con un alambrecito, evitando el stress sobre las patas que hacía falta para hacer coincidir las tres.
Con una lima de matricero se comió el frente del téster para acomodar el conector rectangular, y se lo aseguró con epoxy.
Tanto la extracción del zócalo original como la colocación del nuevo se hizo sin retirar la plaqueta, por miedo a que el LCD dejase de hacer buen contacto al volver a colocarla. Eso explica el enchastre de epoxy sobre la plaqueta y los cables.
En la foto está colocado un transistor PNP con la disposición de patas de un BC558.
Las del tipo llamado irónicamente "de larga vida",
son de material cerámico con un recubrimiento metálico al que se adhiere el
estaño. Digo "irónicamente" porque en mi experiencia esa capita es muy frágil,
el roce contra cosas duras la daña, por ejemplo cuando uno aplica fuerza con la
punta para enderezar la pata de un componente doblada dentro de una soldadura.
Tampoco aguanta "salvajadas" tales como hacer un agujero en un plástico.
Los residuos carbonizados son fatales para la capita.
Mi punta favorita es la antigua, de cobre macizo. Si bien se va disolviendo
lentamente y desgastando desparejo con cada soldadura, basta con sacarla,
ponerla en la morsa, y darle forma con una lima gruesa. Eso sí, no olvidarse de
sacarla y volver a ponerla cada tanto!, porque se forma óxido adentro que si no
se elimina a tiempo termina por trabarla dentro de la resistencia.
Lo que se ve en la mayor parte de la siguiente imagen es el tubo sobre el que
estaba la resistencia. Ilustra los dos problemas típicos:
- El cilindro de cobre no fue retirado a tiempo para retirar escoria, y se
trabó.
- Yo tenía la costumbre de fundir la aislación de cables con la parte no
estañada de la punta, para no ensuciar el estaño. Pero la escoria de carbón fue
comiendo el cobre, se aprecia que está totalmente estrangulado.
A la izquierda se llega a ver una vuelta de papel de aluminio de cocina con el
que había envuelto el cilindro de cobre. Me lo habían aconsejado para evitar la
formación de escoria de cobre, pero no resultó. Tal vez funcionase si además el
cilindro hubiese entrado con más holgura, y así poder darle numerosas vueltas de
ese foil, el que en caso de trabado simplemente se desgarraría la querer sacar
el cilindro, salvando al soldador.
Otro soldador de 40W que compré, económico, una vez en régimen fundía fácilmente
el hilo de soldadura, pero parecía enfriarse demasiado al quedar soldar o
desoldar en una pista medianamente ancha. Yo estaba acostumbrado a no tener
problemas con esas áreas de cobre de impreso con otros soldadores de esa
potencia. Noté que en éste la punta era atraída por el imán. La reemplacé por
una de cobre macizo y ahora soy feliz.
Mi
favorito para la limpieza (al menos para la punta de cobre) es pasar *rápidamente*
un trapo humedecido, o bien la esponja especial (humedecida) que traen algunos
posa soldadores. Si la punta está sana la deja brillante, lo que es esencial para
que agarre el estaño.
Montar al frente pulsador diseñado para impreso:
Maldito sol asesino
(Les Luthiers)
Los rayos UV que contiene la luz del sol no sólo nos tuestan o ampollan la piel, también atacan muchos tipos de plástico. Las amas de casa lo saben muy bien por los broches de la ropa: no se pudren como los antiguos broches de madera, pero su material se vuelve quebradizo. En la foto vemos cómo quedó tras unos años a la intemperie un cable que me habían vendido como que "sí, sirve para la intemperie"...
No sólo se percudió la vaina, también dejó pasar suficiente radiación para
destruir las aislaciones individuales.
Polarizar la base con un solo resistor
Es un método
cuestionable por la gran variación en el punto de trabajo (Vce e Ic) según la
ganancia del transistor. Sin embargo, no es como para descartarlo de antemano,
especialmente si es aceptable retornar esa resistencia al colector para obtener
realimentación negativa de CC. Aconsejo usar un simulador y probar con varios valores
de beta:
Cómo llegar a zonas inaccesibles con el aerosol:
curvarlo.
Otro detalle que se aprecia es el hilo de pescar que asegura el cañito al
envase, para evitar su pérdida.
Por último: nunca transporte un aerosol dentro de un bolso o caja sin tener
colocada la tapa, es probable que en el viaje algún objeto oprima la válvula. Ya
me pasó dos veces de encontrar el aerosol vacío y la caja aceitada.
Cómo guardo las cosas en mi taller
Botellas de 2 o 2,25 litros, cortadas a una altura de 26cm y rotuladas.
Revistas: colocadas en bidones plásticos de 10 litros, abiertos arriba.
<eof>