Mini cargador de baterías, regulable de 5A

Construcción de un pequeño cargador de baterías, regulable en tensión y corriente, aprovechando una fuente de alimentación reciclada. El módulo de ajuste y control de carga, está basado en el circuito integrado XL4015 (Step-Down Converter), que permite funcionar con unos valores máximos de 36V y 5A. El conjunto lo he montado en una caja hecha a medida, fabricada con la impresora 3D en PLA.

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Regulador de tensión XL4015

El circuito integrado XL4015, es un regulador de tensión de bajas pérdidas, que permite funcionar con una tensión y corriente máxima de 36V/5A. La regulación de tensión se realiza modificando el ancho de impulso (PWM) de una señal de alta frecuencia, consiguiendo así un rendimiento muy alto  (>80%).

Chip XL4015

El XL4015 regula la tensión de salida mediante la comparación de una muestra de la tensión de salida y su referencia interna de 1,25V.

Step-Down Cnverter XL4015

Modificando los valores del divisor de tensión a partir de la tensión de salida (ver la fórmula en el esquema), es posible obtener una tensión estabilizada dentro de un amplio margen de tensiones. La tensión máxima de salida será la de entrada, menos algunas décimas de voltio, y la tensión mínima será la tensión de comparación del XL4015 (1,25V).

Cargador de baterías con el XL4015

A partir del circuito integrado XL4015 se puede construir un circuito de control para cargar cualquier tipo de batería, porque tiene un amplio margen de tensión-corriente, y ambos valores son regulables.

Módulo cargador de baterías XL4015

Actualmente se puede conseguir este módulo de control de carga a bajo precio, montado en una pequeña placa de circuito impreso.

Módulo cargador de baterías, con XL4015

Analizando el esquema de este módulo de carga con el XL4015, podemos ver lo fácil y barato que resulta construir un cargador de baterías ajustable en tensión y corriente, Sólo tendríamos que sustituir las 2 resistencias ajustable por 2 potenciómetros, y montarlos en el frontal de una caja junto con sus 3 indicadores LED.

Este mismo circuito también se puede comprar con el XL4005 en lugar del XL4015. El módulo con el XL4005 sería totalmente compatible para realizar este montaje, lo único que cambia es que la tensión de comparación del XL4005 es de 0,8V en lugar de 1,25V. Así la tensión mínima que obtendríamos con el XL4005 será 0,8V.

Cargador de baterías regulable

Para fabricar este cargador de baterías, nos haría falta una fuente de alimentación y un medidor de tensión/corriente.  Yo he utilizado una fuente de alimentación de 19,5VDC, recuperada de una impresora HP Deskject 940C. El medidor de tensión/corriente que he montado, es un analizador de energía eléctrica muy completo.

Medidor de energía eléctrica

 

Este analizador de energía eléctrica es muy adecuado para este montaje, porque muestra datos muy útiles para conocer el estado de carga de la batería: su capacidad, consumo, potencia, tiempo de carga, etc.

Caja a medida con PLA

A pesar de que existen muchos modelos y tamaños de cajas donde podríamos montar este cargador de baterías, he preferido hacer una caja a medida con la impresora 3D.

Caja con PLA

Descargar fichero .stl

Tiny battery charger, adjustable 5A

Hacer la caja de un cargador de baterías con PLA, quizás no sea lo más adecuado para obtener un acabado profesional y robusto. Pero como este cargador lo voy a utilizar de forma ocasional y no me importa mucho su aspecto, el PLA es una buena solución.

Analizador acústico con ARDUINO

Construcción de un analizador acústico con Arduino. La información se presenta de forma gráfica, en un display LCD de 16×2 caracteres. Como ecualizador gráfico se puede utilizar el circuito integrado MSGEQ7 o el MSGEQ5, dependiendo del número de bandas de audio que queramos mostrar. Este circuito se puede montar de forma independiente, previamente programando el ATMEGA328P con la placa de desarrollo de Arduino. Una vez programado, mediante la posición de un jumper se puede configurar para que muestre 5 o 7 bandas… montando previamente el circuito integrado ecualizador correspondiente.

Utilidad de un analizador acústico

Este analizador acústico no puede competir con un equipo profesional, pero podría ser muy útil para acondicionar la acústica de un salón de actos o sala de conciertos improvisada. Comprobando la respuesta en frecuencias y volumen de escucha en diferentes puntos, se podrían corregir los defectos reorientando los altavoces/bocinas, ecualizando la respuesta de los amplificadores, etc.   Por otra parte, como este analizador de audio es de bajo costo y no requiere de conocimientos especiales para montarlo, podría ser muy instructivo realizarlo como práctica en escuelas relacionadas con la formación en las ramas de electrónica y tecnología.

Ecualizador gráfico de 5/7 bandas

Este montaje está basado en el circuito integrado MSGEQ5 / MSEGQ7,  ecualizador gráfico de audio  de 5 y 7 bandas respectivamente.  Dentro de un pequeño encapsulado DIL de 8 pines, se encuentra todo lo necesario para obtener a su salida los valores de energía a diferentes frecuencias,  a partir de la señal de audio en su entrada (descomposición espectral).

MSGEQ5 - Analizador de 5 bandas

Como se puede ver en la imagen anterior,  el MSGEQ5  analiza los valores comprendidos entre 100 y 10.000 Hz. Este rango es más que suficiente para conocer la respuesta en frecuencias de cualquier entorno. Pero si queremos analizar con más detalle los extremos de la zona audible, graves más bajos y agudos más altos, sería mejor utilizar el MSGEQ7.

MSGEQ7 - Analizador de 7 bandas

Como se puede comprobar comparando los datos entre ambos componentes,  son compatibles tanto en conexiones como características técnicas. Lo único que cambia es la gestión de los datos,  pero el protocolo es el mismo.  Con el MSGEQ5 tendremos que tomar y asignar los valores leídos de 5 en 5, y con el  MSGEQ7 lo haremos en grupos de 7 (número de bandas). Aprovechando estas características, es muy fácil construir un circuito que permita trabajar con ambos componentes.

Analizador acústico de 5/7 bandas

 

Este montaje lo puedes hacer siguiendo el esquema anterior, o utilizando la placa de desarrollo de Arduino junto con el Shield LCD, desarrollado para Arduino UNO.

Escala gráfica

La escala de las barras gráficas que muestra el display no es logarítmica, como lo harían la mayoría de los analizadores de audio. Con el fin de obtener un efecto visual más pronunciado, la gráfica que muestra el display  traduce los valores de tensión en cada banda de forma lineal.

Escalado lineal de las medidas

Si prefieres cambiar la escala, sólo tienes que modificar los valores de la tabla (resaltadas en color  amarillo), editando el código antes de programar el microprocesador ATMEGA328P con Arduino.

Firmware

El código de programación de este analizador acústico,  se puede descargar desde el siguiente enlace: Analizador acústico

D3806-Fuente de alimentación regulable (6A)

Construcción de una fuente de alimentación, con ajuste de tensión y corriente, controlada por microprocesador. Se utiliza el módulo D3806 (Bost-Buck converter DC-DC), el cuál permite regular la tensión de salida entre 0 y 38 voltios, limitar la corriente de salida entre 0 y 6 amperios… y con un rendimiento aproximado del 80%.

D3806 (DC-DC Converter)

El módulo D3806 es un conversor de tensión DC-DC, puede ser muy útil para construir una fuente de alimentación o para controlar la carga de baterías utilizando un panel solar.

Módulo D3806

Características principales

  • Visualización en display de 7 segmentos
  • Control: Tensión constante/Corriente constante
  • 3 indicadores LED (CV,CC,OUT)
  • Salida de tensión en modo automático o manual
  • Medida configurable: Voltios, Amperios, Vatios, Amperios Hora
  • Memoria para almacenar los valores actuales
  • 9 memorias para almacenar valores prefijados por el usuario

D3806 - Memorias

Información técnica

  • Tensión  de entrada: 10 V ~ 40 V
  • Corriente de entrada: 0 ~ 8A
  • Tensión de salida: 0 ~ 38 V
  • Corriente de salida: 0 ~ 6A
  • Resolución de la medida en voltios: 0,01 V
  • Resolución de la medida en amperios: 0,001 A
  • Resolución de la medida en vatios: 0,001 W
  • Resolución de la medida de energía: 0,001AH
  • Eficiencia aproximada: 80%
  • Rizado en la salida: <50 mV
  • Temperatura de trabajo:-40C ~ + 85 C
  • Frecuencia de trabajo: 150 KHz

D3806 - Esquema por bloques

 

Fuente de alimentación

Para suministrar la tensión del entrada al módulo D3806, he utilizado una fuente de alimentación conmutada de 150W (12V / 12,5A).

Fuente de alimentación

La potencia de la fuente de alimentación de entrada podría limitar las prestaciones del módulo D3806. Como es lógico, la potencia de salida de un conversor DC-DC siempre es inferior a la potencia de entrada. Si la eficiencia de este módulo es del 80%, la potencia máxima que podemos obtener a la salida del módulo D3806 será:

150 x 0,8 = 120 W

Para la base de esta fuente de alimentación se utiliza una chapa, con el fin de dar rigidez al conjunto. El resto de la caja se construye con metacrilato de color rojo semi transparente. La serigrafía del frontal se graba en el propio metacrilato con una fresadora digital (CNC).

Frontal de la fuente de alimentación

En el video siguiente, primera parte, se puede ver con más detalle la construcción de la caja y las primeras pruebas de funcionamiento del módulo D3806.

En el video siguiente, segunda parte, se realiza el montaje de todo el conjunto. También se muestran los detalles de todo el cableado y sus componentes, y se comprueba el correcto funcionamiento de esta fuente de alimentación.

En el video siguiente, tercera parte, se realiza la calibración del módulo D3806. También se hacen pruebas de funcionamiento con una carga resistiva, y se cargan 2 baterías de Ni-MH con corriente constante.