Las baterías Lead-Acid son la fuente de energía ideal para nuestras aplicaciones con microcontroladores y esta utilidad se amplía cuando la necesitamos para usos múltiples, en desarrollos electrónicos de cualquier naturaleza. Luces de emergencia, proyectos en protoboard, circuitos de radiocontrol, alarmas y muchas aplicaciones más. Una batería utilizada en forma intensa puede sufrir abusos que terminarán destruyéndola en muy poco tiempo si no es atendida de manera apropiada en su carga correcta y si se maltratan de manera reiterada sus terminales de conexión. Esta aplicación que hoy te acercamos pretende ayudarte a optimizar el uso de tu batería, a hacerte el trabajo más sencillo y a lograr que la vida útil de tu batería sea prolongada. No te arrepentirás.
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Hay circuitos que por su sencillez pueden parecer muy obvios y muy elementales como para que perdamos nuestro valioso tiempo en construirlos. Sin embargo, con el paso del tiempo, y a medida que vamos descubriendo útiles rutinas de trabajo, comenzamos a comprender que lo más sencillo y obvio es lo que nos ayuda a eso: a facilitarnos el trabajo y a preservar nuestros elementos de uso diario. Un claro ejemplo de estos elementos son las clásicas baterías Lead-Acid de 12Volts – 7Amper que acostumbramos a utilizar para energizar nuestras experiencias en electrónica. En este artículo veremos un desarrollo que tiene múltiples características individuales y sencillas que, sumadas todas, combinan en un circuito que nos obliga a la reflexión: ¿Por qué no hice antes esto si era tan fácil de construir? Como muchas veces ocurre, lo más elemental puede escaparse de nuestra imaginación y basta con una idea para que esa misma imaginación nos permita desarrollar un concepto y un diseño adaptado a nuestras necesidades.
Vista superior del montaje propuesto
Este fue el caso de esta fuente de alimentación que permite ser acoplada de manera mecánica a una batería Lead-Acid. La idea original la propuso el amigo HJ en el foro uControl (de nuestro maestro Ariel) y fue el disparador de múltiples adaptaciones y agregados que terminaron en el montaje de hoy. La propuesta de HJ incluía el acoplamiento mecánico a la batería y la incorporación de un regulador de 5Volts (7805). En nuestro trabajo le hemos agregado múltiples funciones adicionales para facilitar aún más el uso de esta fuente de energía tan popular:
- Interruptor general de encendido/conexión.
- Pines (o “espadines”) auxiliares para permitir conectar varias salidas a la vez.
- Indicador de encendido.
- Indicador de batería baja (necesidad de recarga) (ajustable).
- Fuentes de 5Volts y 3,3Volts para utilizarlas en desarrollos generales.
- Interruptores individuales para energizar cada regulador de tensión.
- LED indicador de salida de tensión
- Jumper para variar la referencia a GND de cada regulador
- Borneras de conexión de salida de cada tensión.
Como puedes observar, todo es muy sencillo, muy fácil de realizar, pero como te mencionamos al principio, siempre dejamos para más adelante lo que debiéramos hacer primero. Cuando la batería o sus terminales se arruinan por tanto maltrato nos acordamos lo que debiéramos haber hecho al principio. Por lo tanto, si estás haciendo tus primeras incursiones en el mundo de la electrónica práctica, no dejes de construir este sistema que te permitirá optimizar el uso de tu batería y obtendrás el beneficio de una mayor vida útil de ella. Y si ya eres un veterano trabajador del diseño, únete a este emprendimiento y aporta tus experiencias para incrementar la utilidad de este desarrollo.
Diagrama de circuito impreso propuesto
Todas de las ideas adoptadas en esta construcción han salido de la práctica diaria. Hace pocos días atrás éramos dos personas intentando utilizar, con construcciones en protoboard diferentes, una única batería. “Te desconecto un segundo”, “discúlpame, ya terminé de hacer correcciones a mi programa, te voy a desconectar un instante”, “no, ¡espera! Ya termino…” Y así toda una noche completa de trabajo provocó la decisión de incluir salidas adicionales para conectarse a 12Volts mientras otro está utilizando la misma batería. En nuestro montaje, hemos colocado terminales (espadines) para dos conexiones, pero el PCB contempla la posibilidad de hasta 6 conexiones adicionales. Dos conexiones adicionales sumadas a las salidas de 5Volts y 3,3Volts que podemos utilizar nosotros son más que suficientes para una sola batería. De todos modos, puedes agregar todas las salidas.
Los espadines señalados son salidas adicionales de 12Volts
Pero la historia de la noche no terminaba allí. En medio del fragor del trabajo, los circuitos comenzaron a comportarse de manera extraña. Pantallas LCD que no encendían, pulsadores que no obedecían y otros eventos raros comenzaron a afectar los desarrollos. Lo peor estaba sucediendo: la batería se estaba descargando por debajo de los 6Volts y los reguladores 7805 dejaban de funcionar. Allí nació la segunda idea: colocar un indicador de batería baja. Un sistema elemental y sencillo que pudiera advertirnos de que era momento de recargar la batería. Luego de ensayar algunos circuitos con operacionales y/o con comparadores de ventana, nos inclinamos por un circuito que se destaca por dos características importantes: utiliza muy pocos materiales, ergo, ocupa poco espacio en la placa principal y funciona muy bien para el propósito deseado. Con apenas un transistor, un zener, tres resistencias y un LED logramos resolver otro problema que destruye una batería.
En este punto queremos dejarte aclarado que NO DEBES dejar que una batería de este tipo se descargue por debajo de los 10Volts. Siempre intenta evitar este suceso. El circuito que te mostramos, además de ser muy sencillo de construir, te ayudará a que no destruyas tu batería. Luego vinieron los clásicos reguladores de 5Volts y 3,3Volts con un LED indicador para cada tensión de salida y una bornera para conectar los cables de salida hacia la aplicación o el protoboard (lecho de los momentos más memorables de nuestros desarrollos). Aquí apareció otra idea que nos hizo recordar feos momentos vividos cuando en medio de pruebas apuradas nos dábamos cuenta (por el humo y las explosiones, claro) que habíamos conectado en forma invertida la alimentación al protoboard. La manera clásica de impedir estos accidentes es colocando en serie un diodo del tipo 1N4007 con la alimentación general de 5Volts o de 3,3Volts y así resolvemos el riesgo, siempre latente, siempre amenazante.
Circuito propuesto para la fuente
La desventaja de este sistema implica la pérdida de medio Volt en la alimentación y en determinadas aplicaciones, este es un valor que no podemos resignar. La solución a este inconveniente es colocarle un diodo 1N4007 a la referencia a GND del regulador de tensión. Ya sea la de 5Volts como al de 3,3Volts. Esto provoca un incremento en el valor de tensión de salida que luego es compensado con el diodo colocado como protección ante inversiones de polaridad. De este modo el valor que se eleva la tensión se disminuye en el diodo de protección serie entregando de este modo la tensión correcta de alimentación a nuestro circuito con el adicional de estar protegidos ante accidentes de inversión de polaridad.
Los terminales se sueldan al PCB y así conectamos nuestro diseño a la batería
¿Qué más necesitaba una fuente ideal? No ocupar espacio útil en el protoboard o andar por la mesa de trabajo peligrando provocar algún cortocircuito con un destornillador o cualquier material que encontrase en su camino sobre la mesa de trabajo. Allí, la idea de HJ completó el diseño que hoy te mostramos. Un par de terminales soldados el la posición adecuada en la placa principal nos permiten conectar la placa en forma directa a los terminales de la batería y dejarla allí, fija y estanca sin ocupar espacios útiles ni correr los peligros lógicos que traviesos destornilladores siempre generan. Por último, y tal como te explicamos en el video, los terminales o espadines utilizados para obtener salidas adicionales de 12Volts hacia otras aplicaciones nos permiten conectar allí cualquier cargador de batería, del mismo modo que lo haríamos en la batería sin que nuestro circuito estuviera presente. Observa como se ajusta el indicador de batería baja.
Circuito Impreso: DescargarAhora podemos contar con una batería siempre controlada en su carga, con múltiples salidas de 12Volts, propias de la batería; 5Volts y 3,3Volts regulados con conexión individual e indicador de cada una de las tensiones presentes y activas. Ahora puedes olvidarte de aspectos que antes ocupaban, tiempo, espacio y atención. Ahora puedes tener una batería ideal con todos los elementos de uso cotidiano. Cuéntanos en el Foro de Electrónica de NeoTeo que te ha parecido este montaje. ¿Tú tienes y utilizas algo similar?, ¿te gustaría intercambiar ideas y aportar tus experiencias?, ¡te esperamos! Gracias HJ por permitirme tomar tu idea original, ampliarla y acercarla a los amigos de NeoTeo.
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¿Y tú, qué opinas?
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#2oblibion domingo, 24 de abril de 2011, 04:03
duda entonses puedes usarlo tambien para recargar la bateria? tengo una bateria de 6v 4.0ah la saque de una lampara led de 40leds que se quemo solo que perdi el circuito que cargaba la pila XD
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#3jimo domingo, 24 de abril de 2011, 04:05
#1 De acuerdo, y no solo es el dropout, la corriente de quiescent (no se como traducir eso) es monstruosa en esos reguladores. Yo abandoné el 7805 hace unos 10 o 15 años y me asombra la cantidad de gente que lo sigue usando, mas cuando hoy en día se cambia de teléfono cada seis meses y de computador cada 2 años.
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#4Chancho domingo, 24 de abril de 2011, 04:12
Muchas gracias por el aporte Mario. Fuera de tema tengo una pregunta sobre controles remotos y su diodo infrarojo, la cuestion es que tengo diodos de 850nm y de 950nm, estos ultimos son los que traen casi o todos los controles, y los cuales cuando funcionan son indetectables en cambio los de 850nm se les ve una tenue luz roja pero al hacer pruebas con una camara blanco y negro de cctv los de 850 son mejores en cuanto a iluminar asi que pienso que son tambien mejores si tambien le cambio los de los controles por estos y quiza mejore la distancia de operacion o estare equivocado? si no es asi porque no le ponen de 850nm o sera solo para que no se vea el pequeño destello rojo
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#6
Mario domingo, 24 de abril de 2011, 06:00Hola a todos!
Aquellos que tengan dudas sobre el funcionamiento del circuito o no tengan en claro algunos conceptos elementales, los invito a participar del Foro de Electrónica de NeoTeo. Allí podremos intercambiar experiencias e información muy útil.
Lo mismo para los que me hecen consultas o necesitan comunicarse conmigo.
Los espero en el foro. Gracias por los comentarios.
Saludos!
Mario -
#7JoYcEr182 domingo, 24 de abril de 2011, 08:06
Hola, muy buen articulo este. Una pregunta para SinPila o Jimo... ¿Cual regulador recomendarían para sustituir al 7805? Yo también por lo general uso ese regular para mis montajes y por lo menos para lo que yo hago me ha servido muy bien, si he visto que se calientan mucho cuando la carga demanda algo así como 150mA (supongo que tendría que colocar disipadores, pero me parece muy poca corriente como para que se calienten tanto). Me gustaría saber que otras opciones hay de regulación que sean mejores y comerciales. Saludos.
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#8Swift5895 domingo, 24 de abril de 2011, 09:32
Tengo Una mejor idea .. Sabes .. por Q NO acompañais al led Q indica la desCarga de la Bateria .. Un pequeño indicador sonoro .. ! seria mas PRACTICO escuchar Un pitido Q estar pendiente de los Indicadores Visuales .‼
GraCias por su aTenciOn .! Colegas ‼ -
#9Martín. domingo, 24 de abril de 2011, 10:31
Muy buen artículo Mario. Muchas veces me vi en la necesidad de tener un módulo de este tipo.
Ahora sin ninguna intención de polemizar... ¿Vale realmente la pena preocuparnos por el rendimiento de este circuito, cuando tenemos nada más y nada menos, que 7Ah para alimentar un microcontrolador o algún pequeño circuito durante sus etapas experimentales?
Esa es mi modesta opinión.. pero como dice el refrán, cada maestrito con su librito..
Saludos! -
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#13SinPila lunes, 25 de abril de 2011, 01:31
#7 Aquí tienes unos reguladores switching que reemplazan a los de la serie 78XX
http://www.dimensionengineering.com/DE-SW0xx.htm -
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Mario lunes, 25 de abril de 2011, 01:45
#13 Claro.
Dos reguladores que tengo en desuso o los puedo comprar por menos de 1 dolar (a los dos), versus, dos reguladores que los tengo pedir al exterior y me salen 30 dólares + gastos de aduana (la mitad del precio)y tengo que esperar un mes por ellos. Es decir, 45 dólares, sólo para ordenar un poco la mesa de trabajo y el espacio del protoboard durante el fin de semana.
Como broma es buena :)).
Saludos!
Mario -
#15SinPila lunes, 25 de abril de 2011, 03:59
Mario no lo decía en broma, sino que JoYcEr182 preguntaba algún sustituto válido para la serie 78XX. Además, todo proyecto que se jacte de optimización debe tener en cuenta su eficiencia. Si bien el enlace indica el precio y el despacho, no es para dar por hecho que solamente sea así. Seguro que este componente ya está distribuido por muchos países. Sin ir más lejos, aquí en Venezuela hay una persona que lo está vendiendo como una modificación de un radio control que extiende la vida de su batería ( http://articulo.mercadolibre.com.ve/MLV-30213789-regulador-de-voltaje-de-sw033-_JM ).
Así que no lo hice por broma, sino para ayudar a JoYcEr182 . -
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#17JoYcEr182 lunes, 25 de abril de 2011, 04:49
Hola a todos, SinPila muchas gracias por tu respuesta. Yo también soy de Venezuela, es solo a modo informativo la pregunta que había dejado a estas alturas supongo que no hay nada mejor que el 7805 (por su popularidad y bajo costo), por lo menos a mi siempre me gusta ir mejorando las cosas (obvio hay un punto en el que por una cosa u otra se hace imposible seguir con esa mentalidad) en pro del avance. Saludos y muchas gracias por sus respuestas.
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#18alejandro lunes, 25 de abril de 2011, 05:15
Me pareció un excelente articulo ya que hace algún tiempo me regalaron un par de baterías y no había tenido la posibilidad de trabajar con ellas porque no tenia muy claro como era el funcionamiento... eso hasta hoy!
Muchas gracias por esos aportes, saludos desde Colombia -
#19Eduardo lunes, 25 de abril de 2011, 07:50
Hola, interesante el diseño, sin embargo, veo que las terminales auxiliares que llevan a la batería representan un riesgo por el tipo de conector empleado, ya que en almacenamiento se puede dar para corto circuito por descuido del usuario, recomendaría cambiar el tipo de conector para las terminales auxiliares. Por otra parte, este tipo de baterías son muy robustas, recomendaría realizar un diseño para un tipo de batería Lipo con un montaje más compacto. Creo que se podría optimizar el diseño reemplazando los interrumptores de los reguladores por tipo zip, además de emplear más reguladores de valor fijo y ajustable, los ajustables con visualización en LCD, ya que los interruptores del monta... Leer más
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#20Falconeti lunes, 25 de abril de 2011, 09:20
Hola a todos desde Madrid. Me parece buena idea el circuito si utilizas baterías; este no es mi caso,lo mío es más sencillo: Fuente de alimentación con salida 12v y 1,5a (nunca se descarga y funciona al instante) y desde aquí utilizo reguladores de 5v, 3,3v con sus disipadores y si se calientan que se calienten...
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