El DIAC, comprobador de diodos (v2)

Se realizan algunas modificaciones en el comprobador de diodos, para poder medir diodos de tipo DIAC, así como los diodos ZENER de más de 25V. Un DIAC es un diodo bidireccional autodisparable, o DIodo para Corriente Alterna. Este tipo de diodos se utilizan normalmente para controlar el punto de disparo de un TRIAC, con el fin de modificar el ancho de impulso de una señal alterna.

Curva DIACEl DIAC no tiene polaridad y se comporta de manera similar a diodos ZENER de la misma tensión conectados en serie, uniendo sus ánodos o cátodos como punto común y quedando los otros dos terminales para su conexión. En este caso, el conjunto conduciría en ambos sentidos, pero sólo cuando la tensión fuera superior al valor del ZENER. Un DIAC funciona casi igual, pero su tensión de disparo está en torno a los 30V, y cuando se supera este umbral conduce  como un diodo normal, manteniéndose así mientras no baje la tensión por debajo de 20V aproximadamente (dependiendo del tipo y fabricante).   El comportamiento de un DIAC es similar al de una lamparita de neón.

Más detalles de la primera versión del comprobador de diodos:

Comprobador de diodos – Diode tester

Comprobador de diodos (v2)

Este comprobador de diodos funciona de manera diferente al anterior. El primero mantenía una tensión máxima al conectar su alimentación, y con el potenciómetro de ajuste se regulaba la corriente máxima de salida. Con esta versión, el potenciómetro ajusta el valor de la tensión de salida, variando también la corriente que circula por el diodo bajo pruebas. Pero en este circuito es necesario limitar la corriente máxima de salida, por lo que se incluye un circuito limitador de corriente. Al poder variar la tensión de salida con el potenciómetro de ajuste, es posible comprobar la tensión de disparo de un DIAC.

XL6009 (Step Up Converter)El módulo Step Up Converter MT3608, se ha sustituido por el módulo XL6009. El módulo XL6009 permite subir la tensión de salida hasta cerca de 50V, así es posible llegar a la tensión de disparo de un DIAC y comprobar diodos ZENER de más de 25V.

Esquema: Comprobador de diodos (v2)

Limitador de corriente

El circuito limitador de corriente está construido a partir de un regulador de tensión de 5V (7805), conectando sus terminales de una forma especial (ver esquema). El terminal de salida + del comprobador se conecta al punto común del regulador, el cuál se conectará a masa a través del diodo bajo prueba. Entre el terminal de salida del regulador y su terminal de referencia, se conecta una resistencia de 220 ohmios. El valor de esta resistencia es el que determina la corriente máxima, y se calcula según la Ley de Ohm (R=V/I). Siendo V la tensión del regulador y colocando una resistencia de 220 ohmios, la corriente máxima a la salida de este comprobador será 22,7 mA (5/220). Este valor de corriente máxima es aproximado, porque depende de la tolerancia de los componentes utilizados.

Si no consigues entender el funcionamiento de este circuito limitador de corriente, junta las puntas del comprobador simulando un cortocircuito y revisa de nuevo el circuito resultante… la corriente que circula por la resistencia de 220 ohmios, cierra a masa a través del cortocircuito que acabas de hacer. 

 

 

Comprobador de diodos – Diode tester

Construcción de un comprobador de diodos, alimentado con una batería recargable. El comprobador incluye un voltímetro y un amperímetro digital, pudiendo mostrar la tensión y corriente de forma simultánea. Este medidor suministra una tensión de salida de 25V, muy útil para comprobar diodos de AT, diodos LED de potencia, diodos Zener. También se puede modificar la corriente máxima de salida, ajustable entre 1,5 y 23 mA aproximadamente, permitiendo conocer la tensión de funcionamiento exacta de un diodo, cuando trabaja con su corriente nominal.

Funcionamiento de un diodo

Para poder interpretar las medidas que muestra este comprobador de diodos, hay que conocer los principios básicos del funcionamiento del diodo que vayamos a comprobar. Algunos diodos están pensados para funcionar en modo directo, polarizados con tensión positiva en el ánodo con respecto al cátodo (diodos rectificadores, LED, detectores), y otros en modo inverso (zener).

Funcionamiento de los diodos

Todos los diodos permiten el paso de la corriente en un sentido y a partir de un umbral de tensión, pero ese umbral cambia en función del tipo de diodo. Si es un diodo rectificador de silicio convencional, el umbral es  de  0,6-0,7V; pero cuando el diodo es de alta tensión, ese umbral suele superar los 10V. Lo mismo sucede con los diodos LED, dependiendo de su potencia y características varía su tensión y corriente de funcionamiento. Para que un comprobador pueda medir cualquier tipo de diodo, es necesario que suministre una tensión alta, pero al mismo tiempo limitando la corriente máxima para evitar que el diodo supere su corriente máxima de funcionamiento y se destruya.

Detalles del comprobador de diodos

Este comprobador de diodos suministra una tensión de 25V, tensión suficiente para verificar la mayoría de los diodos. También limita su corriente de salida entre 2 y 20 mA, pudiendo seleccionar y medir la corriente mediante un potenciómetro. De esta manera se puede medir la tensión de funcionamiento de un diodo LED cuando está trabajando con su corriente nominal, y así poder calcular de forma precisa el valor de su resistencia de limitación.

Cambio de escala en el amperímetro

En este caso he utilizado un doble medidor (voltímetro/amperímetro) de tipo digital. Para poder utilizar este medidor, es necesario modificar la escala de medida de corriente. La modificación se realiza cambiando el SHUNT de medida por una resistencia de 10 ohmios. De esta manera la medida de corriente que mostrará en su display serán mili amperios (mA) en lugar de amperios (A).

Esquema

Este comprobador de diodos se alimenta con una batería recargable de 3,7V y dispone de un módulo de carga con protección TP4056. La tensión de salida de 25V se consigue mediante el módulo Step Up Converter  MT3608. La tensión de salida del comprobador está limitada por una resistencia de 1K en serie con un potenciómetro de 10K, el cuál permite modificar el valor de corriente que circulará por el diodo bajo prueba.

Esquema del comprobador de diodos

Este comprobador se comporta como una fuente de alimentación de 25 VDC con una resistencia interna alta y ajustable… funciona como una pila/batería de 25 V agotada.

Ajustes

El primer ajuste que hay que realizar en este comprobador, es subir la tensión de salida al máximo que permita el módulo MT3608. El ajuste se realiza con el potenciómetro que incluye el propio módulo, y  midiendo la tensión de salida con un polímetro.

Ajuste de tensión de salida

Después habría que calibrar el voltímetro del comprobador. Moviendo el ajuste central de la parte trasera del medidor, y ajustando el valor de tensión que muestra su display hasta conseguir el mismo valor en las puntas de salida del comprobador. Esta comprobación la haremos con un voltímetro/polímetro calibrado.

Ajuste del voltímetro

El ajuste de corriente lo haremos a un valor alto, poniendo el ajuste de corriente al máximo (20mA aproximadamente). Conectaremos un amperímetro  o polímetro (calibrado) en serie con un diodo de alta luminosidad en las puntas de salida. En este caso también se podría conectar directamente el amperímetro en las puntas de salida del comprobador… no es imprescindible conectar un diodo en serie. El ajuste de corriente de este medidor, es la resistencia ajustable que está situada cerca de los conectores.

Calibrado del amperímetro

Una vez realizados los ajustes, el comprobador ya está dispuesto para realizar medidas. En la imagen siguiente se puede ver la medida que muestra un diodo rectificador de alta tensión. Como se puede ver en la imagen, el umbral de este diodo es de 13,7V, de manera que no sería posible comprobarlo con un polímetro convencional.

Midiendo un diodo de AT

En el video siguiente se muestra todo el proceso de montaje y ajustes con más detalles.

Linterna de EMERGENCIA

Linterna de emergencia: Construcción de una linterna LED de emergencia, recargable y de encendido automático. La linterna está construida con un foco LED de 12V, un trozo de tubo PVC, una batería de 3,7V, un módulo de carga con protección y un interruptor de inclinación.

Sensor de inclinación

Sensor de inclinaciónEl sensor de inclinación tiene el aspecto de un condensador electrolítico. En su interior contiene pequeñas bolas metálicas, las cuales unen los terminales cuando -debido a su inclinación- se mueven las bolas hacia el lado de los terminales de conexión. Como este sensor es puramente mecánico, es posible utilizarlo sin necesidad de tener que aplicar tensión al circuito cuando está en reposo. Así el consumo de esta linterna en reposo es nulo.

Funcionamiento de la linterna

El encendido de esta linterna de emergencia será automático, por inclinación. La linterna permanecerá apagada si la colocamos con el foco hacia abajo, apoyada en una superficie plana (mesa, repisa, etc.). Cuando necesitemos utilizarla, al inclinación provocará su encendido, teniendo en cuenta que el ángulo de inclinación del encendido varía en función de la posición en la que hayamos colocado el sensor. Si necesitamos iluminar un recinto sin necesidad de mantener la linterna en la mano, la podemos colocar en posición inversa al reposo… apoyada en la base con el foco apuntando hacia arriba.

Prueba de encendido

Montaje de la linterna

El montaje de esta linterna es muy simple, porque sólo necesitamos conectar la batería con el módulo de carga, en los terminales +B/-B (respetando la polaridad), y conectar el foco LED a los otros dos terminales. En este caso, como el foco LED está preparado para funcionar con tensión alterna, no importa la polaridad. El interruptor de bolas (sensor de inclinación) lo tenemos que intercalar en uno de los dos terminales de salida, interrumpiendo la alimentación hacia el foco LED. En la imagen siguiente, el sensor de inclinación está interrumpiendo la conexión entre la salida + del módulo de carga y el foco LED.

Montaje de la linterna

Carcasa de la linterna

La carcasa de la linterna está construida con un trozo de tubo PVC de 40 mm. de sección, utilizado en fontanería para los desagües. El tamaño del tubo lo calcularemos en función del tamaño del foco y la electrónica interior: módulo de carga TP4056 + batería de 3,7V Li-ion. Para acoplar el foco LED en el tubo, tendremos que calentar uno de sus extremos con una pistola de aire caliente o soldador de aire, y le daremos forma utilizando el mismo foco LED. Una vez acoplado el foco y frío el tubo, a presión podremos sacar el foco para poder montar todo dentro.

Tamaño de la linterna

Para tapar la parte trasera, utilizaremos un trozo de plástico transparente, con el fin de ver el estado de la batería cuando esté cargando. La batería se puede cargar con cualquier alimentador de 5 VDC, que disponga de un conector micro USB.

Cargando la linterna

Módulo de carga TP4056

Módulo TP4056, con protección
Módulo TP4056, con protección

El módulo de carga TP4056 incorpora dos diodos LED para indicar su estado. El LED rojo indica que el módulo TP4056 está cargando la batería, y el LED azul se encenderá cuando la batería esté cargada.

En el siguiente video se muestra todo el proceso de montaje con más detalles.

Linterna FLASH

Linterna Flash: construcción de una linterna, a partir de un foco LED para 12 V de alterna (MR16). Se comprueba el umbral de encendido del foco LED, y su consumo alimentándolo con 4 VDC. El foco LED utilizado es de 15W luz cálida, aunque para el uso de una linterna de destellos sería más efectivo utilizar luz fría. Para la construcción de esta linterna no se necesitan conocimientos especiales en electrónica.

Umbral de encendido del foco LED

El umbral de encendido de este foco LED (MR16) es de aproximadamente 3V. Su luminosidad a 4V es bastante buena y su consumo moderado (0,65A). Con estas características es muy adecuado para ser alimentado con una batería de Li-ion (3,7 V) y utilizarlo como una lámpara de señales, o incluso una linterna.

Umbral de encendido LED

Lista de materiales

Para montar una linterna de señales a partir de este foco LED, necesitamos muy pocos componentes:

  • Foco LED
  • Batería 3,7V
  • 18 cms de tubo PVC de 40 mm
  • Módulo de carga TP4056
  • Pulsador o interruptor

Componentes de la linterna

No es imprescindible utilizar un módulo TP4056 con protección de batería, ya que el umbral de encendido del foco LED está por encima del nivel de tensión mínima de la batería.

Montaje

Para montar el foco LED es necesario calentar el tubo PVC. Esto se puede hacer con la ayuda de una pistola de decapado o un soldador de aire a 400ºC aproximadamente. Para no deformar o quemar el tubo, este proceso hay que hacerlo poco a poco… calentar y ensanchar el tubo con la ayuda del mismo foco varias veces, hasta que el foco entre del todo en el tubo. Después hay que esperar unos minutos para que se enfríe el tubo y se endurezca, y ya se podrá sacar el foco para comenzar con el montaje.

Encaje del LED

El conexionado es muy sencillo, la batería va conectada a los terminales de salida del módulo de carga TP4056, respetando su polaridad. El foco irá conectado a dichos terminales (no importa la polaridad en este foco), pero intercalando en serie el interruptor/pulsador de encendido.

Montaje de la linterna

En el video que se muestra a continuación, puedes seguir con más detalles todo el proceso de montaje.

Amplificador + Power Bank

Amplificador + Power Bank: construcción de un amplificador estéreo portátil de 3+3 vatios, para mejorar el sonido de dispositivos móviles. Este módulo incorpora una salida USB de 5 voltios, para poder utilizarlo también como Power Bank. La toma USB de 5V puede ser muy útil para cargar dispositivos móviles, alimentar el alumbrado LED en acampadas, etc. La construcción es muy simple, porque se utilizan 3 pequeños módulos electrónicos que ya vienen montados de fábrica, y sólo hace falta conectarlos entre si.

Amplificador terminado

Amplificador estéreo

Este pequeño amplificador está basado en el chip PAM8403, que contiene un doble amplificador de audio trabajando en clase D. La ventaja principal de este componente, aparte de su reducido tamaño, es su alto rendimiento >90% (poco consumo). Como además permite su conexión directa a los altavoces, apenas necesita montar componentes adicionales.

Amplificador PAM8403
Amplificador PAM8403

Lista de materiales

  • 1 tubo PVC de 40mm de diámetro y 12 cms de longitud
  • 1 batería Li-ion de 3,7 V, con soporte (porta pilas)
  • 1 módulo Set Up con salida fija de 5 VDC y conector USB
  • 1 módulo de carga con protección: TP4056
  • 1 módulo amplificador dual 3+3 W: PAM8403
  • 2 altavoces de 1″ (4…8 Ohmios)
  • 1 interruptor de 1 circuito
  • 1 jack estéreo macho de 3,5 mm
  • Cables de conexión, cable de audio, estaño, etc.

Material para el montaje del amplificador

Detalles

Si se utiliza un interruptor de palanca, sería conveniente que dicho interruptor dispusiera de un mecanismo de seguridad, con el fin de evitar que se accionara de modo accidental y se descargara la batería. El modelo de interruptor que he utilizado en este montaje dispone de un cuerpo adicional en la palanca, sujeto con un muelle, para obligar a que se tenga que tirar de la palanca cada vez que se  necesite cambiar de posición.

Interruptor con seguro

Con posterioridad a la edición del video, añadí una protección para los altavoces. De esta manera se evita que se pueda dañar el cono de los altavoces de forma accidental. La protección está construida con dos capas de malla de tipo ‘mosquitera’, una capa metálica y la otra de fibra. Para el remate utilicé una par de aros de aluminio, reciclados de un reproductor DVD, y finalmente lo pinté de color negro, utilizando pintura en spray negro mate.

Malla para altavoz

A continuación se muestra el esquema de montaje:

Amplificador & Power Bank
Esquema de montaje

En el video que se muestra a continuación se puede ver todo el proceso de montaje, paso a paso, así como las pruebas de funcionamiento.

Linterna LED #2 – MEJORAS

Mejoras en la linterna de tipo LED, recargable y con ajuste de luz. Con el fin de proteger la batería frente a una descarga excesiva, se sustituye el módulo de carga por otro en el que se incluye dicha protección: TP4056 con protección. Con el fin de conocer el estado de carga de la batería, evitando que se apague la linterna sin previo aviso, se añade un sencillo indicador luminoso. Este video es la segunda parte del video en el que se modifica una linterna clásica, con pilas y bombilla de filamento: Linterna LED recargable y con ajuste de luz

Módulo TP4056, con protección
Módulo TP4056, con protección

El módulo TP4056 con protección, permite cargar baterías de  Li-ion (3,7V) y protegerlas frente a cortocircuitos, sobrecargas y sobre descargas. Este módulo incorpora el chip DW01A, encargado de controlar el estado de la batería, junto con el chip FS8205A (doble MOSFET) encargado de cortar la conexión entre la batería y la fuente de consumo.

FS8205A
FS8205A

El chip DW01A desconecta la salida cuando la tensión de la batería (bajo carga) se reduce hasta 2,4V. La reposición es automática, y sucede cuando la batería supera el valor de 3V. En la siguiente imagen podemos ver su esquema por bloques, así como la tabla con los umbrales de conexión y desconexión.

DW01A - Esquema por bloques
DW01A – Esquema por bloques

Como podemos observar en el esquema siguiente, la desconexión se efectúa por el terminal negativo. El polo positivo es el mismo terminal entrada-salida, aunque el módulo TP4056 diferencia los dos puntos de conexión.

Esquema: TP4056 con protección
Esquema: TP4056 con protección

Al utilizar el módulo MT3608 (Step Up Converter) como elevador de tensión, la luminosidad de la  linterna no dependerá del estado de carga de la batería, mientras tengamos una tensión superior a 2V . Esta ventaja se podría convertir en un problema, si no cargamos la batería antes de su tensión baje de 2,5V (la batería podría estropearse). Al montar en la linterna el módulo de carga: TP4056 con protección, protegemos la batería frente a posibles descuidos, por dejar la linterna encendida o no cargar la batería cuando se agota su capacidad útil.

Linterna #2 - Montaje
Linterna #2 – Montaje

El problema que podríamos encontrar ahora, es que nunca sabríamos el estado de carga de la batería… y es posible que se apagara de golpe la linterna cuando más la necesitamos. Para solucionar este inconveniente, podemos añadir un simple control visual para comprobar el estado de carga de la batería. Como podemos ver en el gráfico de montaje, el circuito está compuesto por un diodo LED de color blanco, dos diodos 1N4148 y una resistencia limitadora de 100 ohmios. Este diodo LED se conecta con el polo positivo de la batería y el negativo, pero este último lo tomamos después del interruptor de encendido de la linterna (observar el esquema anterior). Dependiendo de la tensión umbral de encendido del diodo LED, tendremos que añadir un número de diodos en serie, hasta conseguir el punto de encendido que necesitemos. En este montaje, el encendido del LED se produce cuando la tensión supera los 3V, y adquiere su brillo nominal cuando supera los 3,7V aproximadamente. Con estos valores, observando el nivel luminoso del LED, podremos conocer el estado de carga de la batería.

Linterna LED recargable y con ajuste de luz

Conversión de una linterna clásica, con pilas y bombilla de filamento, a una linterna de tipo LED recargable y con ajuste de luz. La linterna utiliza una pequeña batería de 3,7 V / 1200 mAh, un diodo LED de 3W, el módulo elevador de tensión MT3608 (Step Up Converter) y el módulo de carga por USB para baterías TP456. Esta linterna incluye un regulador de luz (dimmer), para adaptar la cantidad de luz según nuestras necesidades y mejorar la autonomía de la batería.

Con el fin de prolongar la duración de la batería y evitar el calentamiento del diodo LED (3W), es conveniente limitar su corriente máxima. En este caso, vamos a fijar el máximo de luz al 50% de la capacidad del diodo LED. Como la corriente máxima del diodo es de 300 mA, calculamos el valor de la resistencia en serie que pondremos con el LED, para obtener una caída de tensión de 0,6 V cuando circule una corriente de 150 mA (50% de 300 mA). Utilizamos el valor de 0,6 V, porque esta es la tensión de referencia del MT3608.

Cálculos - Linterna LED
Cálculos – Linterna LED

Luego calculamos el nivel de tensión mínima que debe suministrar el módulo MT3608 para que comience a iluminar el LED. En función del valor óhmico del potenciómetro que utilicemos para controlar el brillo de la linterna, calcularemos el valor de la resistencia que debemos poner entre la salida de positivo y el potenciómetro (ver los cálculos en la imagen anterior).

Montaje - Linterna LED
Montaje – Linterna LED

IMPORTANTE

Al utilizar el módulo MT3608 (Step Up Converter) tenemos la ventaja de que la luminosidad de la linterna no dependerá del estado de carga de la batería, porque el circuito mantiene la tensión de salida constante, mientras tengamos a la entrada una tensión superior a 2V . La desventaja es que debemos tener cuidado de recargar la batería, antes de que su tensión de salida baje de 2,5V. Si no hacemos un uso muy prolongado o frecuente de la linterna, eso no debería ser un problema. Pero podríamos evitarlo si instalamos como módulo de carga el TP4056 con protección, en lugar del TP456. El TP4056 (con protección) incluye entre otras cocas, un MOSFET a la salida para desconectar la batería cuando su tensión es menor de 2,9V. Para ello dispone de 4 terminales: 2 para conectar los dos polos de la batería y los otros dos para conectar la carga. Puedes ver mas detalles en el siguiente video: Linterna LED #2 – MEJORAS

Módulo TP4056, con protección
Módulo TP4056, con protección

Prestaciones y medidas de la linterna LED

  1. Eficiencia del circuito con el brillo al máximo: 75%
  2. Consumo máximo de la batería: 520 mA
  3. Autonomía estimada de la batería (1200 mAh) con el brillo al máximo: 2H 24′