HowTo: Electrónica: dimensione correctamente las fuentes de alimentación y comprenda su hoja de datos

Necesitas fuentes de alimentación en casi todos los proyectos porque la energía para tu proyecto tiene que venir de alguna parte. 🙂

Hay algunas cosas a considerar. Por un lado, no desea ponerse en peligro a usted mismo (ni a otros) y, por otro lado, el proyecto construido también debería funcionar correctamente con él.

Es especialmente importante que la fuente de alimentación tenga suficiente potencia para alimentar el proyecto respectivo. Por otro lado, no querrás tener una fuente de alimentación enorme y costosa en casa. Se debe encontrar un compromiso entre precio, rendimiento eléctrico y uso previsto.

Los criterios que debe considerar se describen en el siguiente artículo.

También se describe la información contenida en las hojas técnicas de las fuentes de alimentación. A menudo ni siquiera es necesario comprar una nueva fuente de alimentación; simplemente puede seguir utilizando la fuente de alimentación de su antiguo teléfono, juguetes de niños, etc.

Por supuesto, hay que entender qué voltaje, corriente o potencia puede entregar la fuente de alimentación potencial.

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Instrucciones de seguridad

Sé que las siguientes notas siempre son un poco molestas y parecen innecesarias. Desafortunadamente, muchas personas que sabían "mejor" han perdido ojos, dedos u otras cosas debido a un descuido o se lesionaron. La pérdida de datos es casi insignificante en comparación, pero incluso estos pueden ser realmente molestos. Por lo tanto, tómese cinco minutos para leer las instrucciones de seguridad. Porque incluso el proyecto más genial no vale la pena lesionarse u otros problemas.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/

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Requisitos

Material requerido:
-No-

Herramienta requerida:
-No-

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sostenibilidad

Una palabra clave que se ha escuchado cada vez con más frecuencia en los últimos años es “sostenibilidad”. En principio, esto implica utilizar recursos antiguos y existentes para nuevos propósitos. Esto es exactamente en lo que le ayudará el conocimiento de este artículo. Porque si puede "decodificar" los símbolos y datos de sus fuentes de alimentación existentes, también podrá utilizarlos para nuevos proyectos.

Esto significa que no tiene que comprar tantas fuentes de alimentación, no tiene que desechar tantas fuentes de alimentación y también ahorra dinero y otros recursos. 🙂

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Parámetros de la fuente de alimentación requerida.

Voltaje y rango de voltaje (ondulación)

El primer criterio importante de una fuente de alimentación es el voltaje. El voltaje (símbolo de fórmula: U) lo dicta inevitablemente el circuito de su proyecto. Por lo tanto, a menudo necesita un determinado voltaje o un determinado rango de voltaje para su proyecto.

Por ejemplo, si tiene un proyecto que se alimenta a través de un puerto USB, como uno de los proyectos aquí en Nerdiy.de, entonces necesita una fuente de alimentación con un “voltaje típico de USB”, es decir, 5 V+-0,25 V.

El rango de voltaje de una fuente de alimentación USB normal está estandarizado. Éste siempre debe corresponder a 5V con una tolerancia de +-0,25V. El voltaje que proporciona la fuente de alimentación USB está en el rango de 4,75 V-5,25 V.

Ejemplos:
– Su circuito requiere 12V: La fuente de alimentación también debe suministrar 12V
– Su circuito requiere 5V: La fuente de alimentación también debe suministrar 5V. En este caso también puedes utilizar una fuente de alimentación USB, al menos en términos de voltaje.

Electricidad

Para saber cuánta corriente (símbolo de fórmula: I) debe suministrar su fuente de alimentación, primero debe, al menos aproximadamente, determinar cuánta energía necesita su circuito. Es importante que no acepte el “caso normal”. Entonces el consumo medio de energía. Pero eso caso máximo. El caso máximo en este contexto es el caso en el que todos los consumidores "consumen" la corriente máxima.

Para determinar el consumo máximo de corriente de su circuito, debe determinar el consumo máximo de corriente de todos los componentes utilizados en él y luego sumarlos.

Siempre puede averiguar el consumo máximo de corriente de un componente específico en la hoja de datos correspondiente o medirlo con un dispositivo de medición. (Pero suele ser más fácil tomar el valor de la hoja de datos).

Consumo de corriente máximo típico:
1x LED RGB: 0.06A
1x LED normal/simple: 0.02A
1x LED de alimentación: 0.3-0.7A
1x Wemos D1-Mini: 0.2A

Ejemplos:
Lámpara Whatsapp:
La lámpara WhatsApp utiliza una tira de LED con 23 LED RGB. También se instala un Wemos D1-Mini para controlar los LED. Esto significa que el consumo máximo de energía se puede calcular de la siguiente manera: 23×0,06A+0,2A=1,58. Por lo tanto, debes utilizar una fuente de alimentación que pueda entregar al menos 1,6 A. Para estar seguro, redondee este valor aproximadamente a 2A. De esta manera estarás en el lado seguro.

Lámpara de Instagram:
La lámpara Instagram utiliza dos tiras de LED con un total de 35 LED. También se instala un Wemos D1-Mini para controlar los LED. Esto significa que el consumo máximo de energía se puede calcular de la siguiente manera: 35×0,06A+0,2A=2,3A. Por lo tanto, debes utilizar una fuente de alimentación que pueda suministrar al menos 2,3 A. Para estar seguro, redondee este valor aproximadamente a 2,5 A. Incluso una fuente de alimentación de 3 A no sería demasiado grande en este momento. 🙂

Actuación

La potencia (símbolo de fórmula: P) es, en última instancia, en el rango de corriente de la vía, simplemente el producto de la tensión y la corriente. Sin embargo, en algunas fuentes de alimentación a veces no se especifica la corriente de salida sino solo la potencia de salida. Con este conocimiento y la fórmula correcta, podrás calcular qué potencia o corriente debe entregar tu fuente de alimentación. Porque se aplica:

Potencia = Voltaje * Corriente
o.
P = T * yo

Fuente de alimentación conmutada o fuente de alimentación del transformador

La cuestión de si se trata de una fuente de alimentación conmutada o de un transformador no es en realidad un criterio real (técnico) que deba tenerse en cuenta a la hora de elegir la fuente de alimentación. Si la fuente de alimentación suministra el voltaje y la potencia necesarios, las fuentes de alimentación conmutadas y transformadoras son eléctricamente idénticas.

El gran argumento a favor de las fuentes de alimentación conmutadas, por otro lado, es que suelen ser más pequeñas/compactas y también más ligeras que las fuentes de alimentación con transformador comparables. Esto va de la mano del precio. Las fuentes de alimentación conmutadas suelen ser mucho más económicas que las fuentes de alimentación con transformador, especialmente en el rango de potencia más alto. Pero si ya tienes una fuente de alimentación con transformador, por supuesto puedes utilizarla.

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Comprender las hojas de datos

Cada fuente de alimentación ahora contiene una hoja de datos que está pegada o estampada en el plástico de la carcasa. Esta hoja de datos siempre contiene información sobre el voltaje de entrada permitido, el voltaje de salida, la potencia y, a menudo, otra información adicional.

Desafortunadamente, estas hojas de datos a menudo no son uniformes, por lo que a veces es difícil interpretarlas y comprender la información. Es por eso que a continuación se enumeran algunas fuentes de alimentación y sus hojas de datos con explicaciones. Esto debería proporcionar una explicación para cada símbolo o información. Si no, escríbalo en la sección de comentarios. 🙂

Información general sobre la información de las hojas de datos:

La información que hay siempre es máxima información. Entonces, si dice que una fuente de alimentación puede entregar 1 A, entonces, por supuesto, también puede entregar 0,2 A o 0,5 A. Pero no 1.1A.
Lo mismo se aplica también a la información sobre el rendimiento. Si en la hoja de datos se indica que una fuente de alimentación puede entregar 50 W de potencia, entonces, en la mayoría de los casos, también podrá entregar 10 W, 20 W o 45 W.

fuente de alimentación de una impresora

A continuación puedes ver la fuente de alimentación de una impresora antigua. Este tipo de fuente de alimentación tiene la ventaja de poder entregar diferentes voltajes y corrientes. El diseño suele ser muy especializado para el impresor respectivo.

1. “ENTRADA: 100V 50/60HZ 82VA”:
Indica (en combinación con la línea INPUT subyacente) que el voltaje de entrada (ENTRADA) en el rango entre 100V y 240V debe mentir. Este amplio rango de voltaje de entrada válido se debe a que la fuente de alimentación se puede utilizar en redes eléctricas de 120 V (por ejemplo, en América del Norte, América del Sur, etc.) pero también de 230 V (por ejemplo, en Europa, Rusia). Estos son los voltajes típicos de las redes eléctricas del mundo. Por un lado, la especificación “50/60 Hz” indica que la tensión de entrada debe ser tensión alterna. Esto también indica que la fuente de alimentación también funciona con las diferentes frecuencias de la red. 50 Hz o 60 Hz sale claro. La última entrada “82VA” indica cuál potencia máxima que consume la fuente de alimentación. La potencia normalmente se expresa en vatios (símbolo de unidad: W). En este caso, sin embargo, se indica "VA", lo que indica que la alimentación en este caso es alimentación de CA.

2. “SALIDA: 32V 0,75A 24V 0,5A”:
Esto indica que múltiples voltajes de salida da. El primero corresponde a 32V y puede suministrar 0,75A. El segundo corresponde a 24V y puede suministrar 0,5A. Ambas tensiones son voltajes de CC que se puede reconocer por el símbolo que parece un signo igual con la línea inferior discontinua (ver 3.).

3. Símbolo de tensión continua y tensión continua pulsada

4. Designación de la fuente de alimentación

5. Marca CE

6. Símbolo de aislamiento reforzado o doble:
Este símbolo indica la clase de protección de la fuente de alimentación y simboliza la clase de protección II. Los dispositivos de la clase de protección II tienen aislamiento doble y reforzado para todas las partes potencialmente vivas. También puede encontrar información adicional sobre esto en el artículo muy detallado de Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_(Elektrotechnik)#Schutzklasse_II_/_Schutz_durch_doppelte_oder_verst%C3%A4rkte_Isolierung

7. Varios otros símbolos de varias empresas de pruebas.

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Fuentes de alimentación de marco abierto/cerrado

Las fuentes de alimentación de marco abierto o cerrado suelen entregarse en forma de marco metálico abierto o cerrado. Son perfectos para instalarlos en la carcasa de un dispositivo (por ejemplo, un monitor). Debido a su aplicación tan especializada, suelen ofrecer varias funciones (p. ej. tensión de espera o, en general, varias tensiones).

1. “Entrada: 100-240V~50-60Hz 1A”:
Especifica que el voltaje de entrada (ENTRADA) debe estar en el rango entre 100V y 240V. Por un lado, la especificación “50/60 Hz” indica que la tensión de entrada debe ser tensión alterna. Esto también indica que la fuente de alimentación también puede manejar las diferentes frecuencias de red de 50 Hz o 60 Hz. La última información “1A” indica la corriente máxima que se extrae de la red de suministro.

2. “Salidas:
+5Vcc 3.70A: Tensión de salida desde +5V hasta un máximo de 3,7A
+12Vcc 0,60A: Tensión de salida desde +12V hasta un máximo de 0,6A
-5Vcc 0.05A: Tensión de salida desde -5V hasta un máximo de 0,05A
+5V Goteo CC 0,1A”: tensión de salida pulsada desde +5V hasta un máximo de 0,1A

3. “PRECAUCIÓN: Para una protección continua contra el riesgo de incendio, reemplace solo con el tipo y clasificación exactos de fusible, 1,6 A, 250 V.”:
Esta información indica que en su interior se encuentra un fusible del dispositivo, que en caso de defecto deberá sustituirse por uno nuevo con la información especificada.

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Fuente de alimentación enchufable con transformador

Las fuentes de alimentación enchufables se caracterizan en gran medida por el hecho de que las fuentes de alimentación están integradas en la carcasa del enchufe. Hay fuentes de alimentación enchufables con transformador y fuentes de alimentación enchufables como fuentes de alimentación conmutadas (ver más abajo). Las fuentes de alimentación enchufables con transformador suelen ser fáciles de reconocer debido a su peso relativamente elevado. Esto se debe a que estas fuentes de alimentación contienen un transformador, que suele ser muy pesado. Además, la forma de la carcasa suele ser casi cúbica.

1. PRI 230V ~ 50Hz
Indica que el voltaje de entrada (PRI=primario (bobinado)) debe ser 230V. La indicación “50 Hz” indica que el voltaje de entrada debe ser un voltaje alterno con una frecuencia de 50 Hz. Dado que esta fuente de alimentación es una fuente de alimentación con transformador, y no una fuente de alimentación conmutada como las dos fuentes de alimentación anteriores, su rango de voltaje de entrada está limitado a un valor fijo. El voltaje de salida depende directamente del voltaje de entrada.  

2.SEC: 10V~7VA
Indica que el voltaje de salida es un voltaje alterno con un valor efectivo de 10V. La potencia máxima de salida aquí es 7VA. La potencia de salida se expresa como potencia aparente. Por tanto, no se puede equiparar con la potencia activa en vatios. Como estimación se puede suponer una potencia activa máxima “ligeramente” inferior a la potencia aparente. 

3. Símbolos de varias empresas de pruebas.

4. Icono con tres círculos y un rectángulo:
Este es el símbolo que indica que esta fuente de alimentación es un transformador de juguete. Puede encontrar más información sobre esto en el artículo de Wikipedia muy detallado: https://de.wikipedia.org/wiki/Spielzeugtransformator

5. Símbolo con dos cuadrados anidados:
Este símbolo indica la clase de protección de la fuente de alimentación y simboliza la clase de protección II. Los dispositivos de la clase de protección II tienen aislamiento doble y reforzado para todas las partes potencialmente vivas. También puede encontrar información adicional sobre esto en el artículo muy detallado de Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_(Elektrotechnik)#Schutzklasse_II_/_Schutz_durch_doppelte_oder_verst%C3%A4rkte_Isolierung

1. RED: 230V ~ 50Hz 0.1A
Indica que la tensión de entrada (NETZ = lado de red) debe ser 230V. La indicación “50 Hz” indica que el voltaje de entrada debe ser un voltaje alterno con una frecuencia de 50 Hz. Dado que esta fuente de alimentación es una fuente de alimentación con transformador, y no una fuente de alimentación conmutada como las dos fuentes de alimentación anteriores, su rango de voltaje de entrada está limitado a un valor fijo. El voltaje de salida depende directamente del voltaje de entrada. La indicación 0,1A también indica que la corriente extraída de la red de suministro es 0,1A.

2. SALIDA: 5Vcc 800mA
Indica que el voltaje de salida es de 5V y puede suministrar un máximo de 800mA. Además, esta vez el voltaje de salida es un voltaje CC.

3. Varios símbolos:
casa con flecha: Sólo apto para uso en el interior de un edificio.
Rectángulo con información de temperatura: Tenga en cuenta que esta fuente de alimentación está protegida contra una temperatura de hasta un máximo de 115 °C. A 115°C se activa un fusible en la fuente de alimentación para proteger la fuente de alimentación y los posibles consumidores posteriores.
Símbolo con dos anillos entrelazados y un “escudo”:
Este símbolo indica que la fuente de alimentación en cuestión cumple con los criterios transformador de seguridad Cumple. Puede encontrar más información sobre esto en el artículo de Wikipedia muy detallado: https://de.wikipedia.org/wiki/Sicherheitstransformator
Icono con dos cuadrados anidados:
Este símbolo indica la clase de protección de la fuente de alimentación y simboliza la clase de protección II. Los dispositivos de la clase de protección II tienen aislamiento doble y reforzado para todas las partes potencialmente vivas. También puede encontrar información adicional sobre esto en el artículo muy detallado de Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_(Elektrotechnik)#Schutzklasse_II_/_Schutz_durch_doppelte_oder_verst%C3%A4rkte_Isolierung
Los símbolos restantes:
Marcas de exámenes de los centros de exámenes de Noruega, Finlandia, Suecia y Dinamarca.

4. Símbolo con un menos y un más en cada círculo:
Este símbolo señala la asignación de pines del enchufe de conexión. Este tiene un polo interno y otro externo. En este caso, el interior (que está conectado con una línea al círculo que contiene un signo más) está conectado al polo positivo. El polo externo es, por tanto, el polo negativo o tierra.

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Fuente de alimentación enchufable como fuente de alimentación conmutada

Las fuentes de alimentación enchufables como fuentes de alimentación conmutadas suelen ser mucho más ligeras y compactas que las fuentes de alimentación enchufables con transformador. Estos también tienen la tecnología de alimentación completa integrada en la carcasa del conector.
Las ventajas sobre las fuentes de alimentación enchufables con transformador son que son más baratas, a menudo más compactas y ligeras con el mismo rendimiento y, a menudo, también son adecuadas para diferentes redes de suministro (lo que significa que a menudo puedes seguir utilizando este tipo de fuente de alimentación). suministro cuando se viaja a otros países).

1. ENTRADA: 100-240V ~ 50/60Hz 9W
Especifica que el voltaje de entrada (ENTRADA) debe estar en el rango entre 100V y 240V. Por un lado, la especificación “50/60 Hz” indica que la tensión de entrada debe ser tensión alterna. Esto también indica que la fuente de alimentación también puede manejar las diferentes frecuencias de red de 50 Hz o 60 Hz. La última información “9W” indica la potencia máxima que se extrae de la red de suministro.

2. SALIDA: 15V 5.4W
Indica que el voltaje de salida es de 15V y la fuente de alimentación puede entregar un máximo de 5,4W de potencia.

3. “IPX4”:
Esta información indica la protección contra el contacto y la resistencia al polvo y al agua del dispositivo. Esta información se resume como información sobre Grado de protección llamado. Las letras “IP” siempre significan Protección Internacional. Sólo los siguientes números proporcionan información sobre qué tan fuerte (o débil) está protegido el dispositivo. El primer número representa la protección contra cuerpos extraños y el segundo, la protección contra el contacto. Puede encontrar más información sobre esto en el artículo asociado de Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzart

4. Símbolo con dos anillos entrelazados y un “escudo”
Este símbolo indica que la fuente de alimentación en cuestión cumple con los criterios transformador de seguridad Cumple. Puede encontrar más información sobre esto en el artículo de Wikipedia muy detallado: https://de.wikipedia.org/wiki/Sicherheitstransformator

5. “Símbolo de transistor”
Este símbolo indica que esta fuente de alimentación es una fuente de alimentación conmutada.

6. Símbolo con un cubo de basura tachado.
Este símbolo indica que esta fuente de alimentación no debe desecharse con la basura doméstica.

1. CA/CC
Indica que la fuente de alimentación espera una tensión alterna (CA) en el lado de entrada y la convierte en tensión continua (CC) en el lado de salida.

2. ENTRADA: 100-240 V CA
Especifica que el voltaje de entrada (ENTRADA) debe estar en el rango entre 100V y 240V. Desafortunadamente, no se especifica ningún rango de frecuencia de entrada permitido ni consumo de energía.

3. SALIDA: 5V 1A
Indica que la fuente de alimentación genera un voltaje de salida de 5 V y proporciona una corriente máxima de 1 A.

4. Símbolo con dos cuadrados anidados:
Este símbolo indica la clase de protección de la fuente de alimentación y simboliza la clase de protección II. Los dispositivos de la clase de protección II tienen aislamiento doble y reforzado para todas las partes potencialmente vivas. También puede encontrar información adicional sobre esto en el artículo muy detallado de Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_(Elektrotechnik)#Schutzklasse_II_/_Schutz_durch_doppelte_oder_verst%C3%A4rkte_Isolierung

5. Ícono con una casa y una flecha apuntando al interior de la casa
Sólo apto para uso en el interior de un edificio.

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Información adicional

https://www.code-knacker.de/elektro.htm

https://www.iso.org/obp/ui#iec:grs:60417:6190

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Diviértete con el proyecto.

Espero que todo te haya funcionado como se describe. Si no es así, o si tiene alguna pregunta o sugerencia, hágamelo saber en los comentarios. Si es necesario, lo añadiré al artículo.
Las ideas para nuevos proyectos siempre son bienvenidas. 🙂

PS Muchos de estos proyectos, especialmente los proyectos de hardware, cuestan mucho tiempo y dinero. Por supuesto que hago esto porque lo disfruto, pero si crees que es genial que comparta la información contigo, me encantaría hacer una pequeña donación al fondo del café. 🙂