FUENTES DE ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA
Tipos de pilas/Baterías
Llamados fuentes de alimentación eléctrica y responsables de generar la potencial necesaria para nuestros circuitos y que pueda funcionar los componentes en este. las fuentes de alimentación que se utilizaría más a menudo para alimentar nuestros proyectos serán 2 tipos: las pilas o baterías y adaptadores AC/DC.
Cuando hablamos de “Pila” normalmente estamos hablando almacenamiento de energía no reversibles o sea son generadores de energía no recargables, mientras que en la “Batería” son almacenadores de energía semi reversibles que permiten ser recargados.
La diferencia entre pilas y baterías por la disolución química interna que es la responsable de general diferente potencial entre los polos, ya que lo más común que encuentre en cualquier tienda seria los (acumuladores no recargables) ya que es la más vendida en el mercado que son las de tipo Alcalino, y las baterías (acumuladores recargables) más habitual son por un lado las Níquel-cadmio (Ni-Cd) y sobre todo Níquel-hidruro metálico (NiMH), y otro las de ion- litio (Li-ion) y las de polímero de ion-litio (LiPo). de todas las baterías las LiPo son las que tienen gran densidad de carga elevada, pero son más caras.
Características de las Pilas/Baterías
Las pilas más comúnmente son de 1.5V pero incluso hay de 9V el de forma de rectangular y en cambio las baterías más utilizadas en proyectos de electrónica son las baterías Lipo marcado como “3,7V/(4,2)” su apariencia son como más alto y ancho que las pilas AAA, indicando que es capaz de aportar como máximo 4,2V pero rápidamente desciende a 3,7 cual será el voltaje medio durante la mayor parte de la vida útil y hasta llegando finalmente a 3V hasta que automáticamente deje de funcionar. Es útil a veces navegar por internet para consultar las características del fabricante para cada batería en particular ( el llamado “datasheet” de la batería) para saber la variación del voltaje aportado en función del tiempo de funcionamiento.
Además del voltaje generado por la pila o batería (que asumiremos que siempre es constante) hay una característica que tomaremos mucho en cuenta que es la “carga a almacenar” o también llamada “capacidad” el valor se mide en amperios-hora (Ah), o miliamperios-hora (mAh) y nos permite saber el aproximado que puede aportar la pila o batería durante un determinado tiempo.
En tal sentido si recordamos que el voltaje es constante la intensidad aportada por la pila o batería y la intensidad aportada en cambio varia cada momento según consumo eléctrico del circuito al que le conectemos. por ejemplo, 1 Ah significa en teoría puede ofrecer una hora una intensidad de 1A (si así requiera el circuito), o 0,1A durante 10 horas, o 0,01A durante 100 horas, etc. pero siempre con el mismo voltaje.
También debemos tener en cuenta una expresión que sería “tiempo de descarga = capacidad batería / consumo eléctrico circuito”. por ejemplo, si la batería posee una carga de 1000 mAh y un dispositivo consume 20mA, la batería tardara 50 horas en descargarse; si en cambio el dispositivo consume 100 mA, esa batería tardara solamente 10 horas en descargarse.
NOTA: todo es teoría, ya que el valor numérico de mAh impreso sobre la batería debe ser tomado solo como una aproximación, y debe tener en cuenta solamente en los rangos de niveles de consumo (medidos en unidades C) especificados por el fabricante, ya que para altos consumos ya sabemos que el valor no puede estar hecha con precisión
Conexiones de varias pilas/baterías
Ya hemos visto en diagrama la fuente de alimentación que el símbolo que suele utilizarse en el diseño de circuitos electrónicos para representar una pila o batería seria la figura donde la parte más larga (y a veces pintada más gruesa) del dibujo representa que es el polo positivo de la fuente. a menudo se omite el símbolo “+”.
Conectar las pilas “en serie” lo que queremos indicar es conectar el polo negativo de una con el polo positivo de otra y de tal forma que tengamos un polo positivo global por un lado y un polo negativo global por otro. en la esta figura se puede entender mejor:
Ya que la conexión en serie es muy útil cuando necesitas tener una batería que genere un determinado voltaje elevado (como 12V) y solo disponemos de pilas de menor voltaje (como 1,5V). en ese caso tenemos que conectar varias pilas de menor voltaje de 1,5V en serie para obtener la batería que obtenga el voltaje deseado ya que necesitaremos 8 unidades, porque 1,5V . 8 = 12V. de hecho las pilas comerciales de 4,5V y 9V (y de 6V y 12V, que también las hay) suelen fabricarse conectando internamente en serie pilas de 1,5V.
Otra manera de conectar es en paralelo, todos los polos del mismo signo están unidos entre sí, a mejor dicho por un lado se conectan lo polos negativos y por el otro lado se conectan todos los polos positivos, siendo estos dos puntos comunes de unión los polos negativo y positivo globales.
Si un conjunto de pilas esta en paralelo ofrece el mismo voltaje que una sola pila individual, y la ventaja que se logra es que la duración del sistema mantiene esa tensión es mayor que si usamos una pila única, se debe que la capacidad (los mAh) del conjunto es la suma total de las capacidades de cada una de las pilas individuales.
Precaución: es muy importante asegurarse que las pilas o baterías conectada en serie o paralelo sean del mismo tipo (alcalinas, NiMH, etc.), sean del mismo modelo y voltaje. si no se sigue eso entonces el funcionamiento puede ser inestable e incluso peligroso: en el caso de las baterías de LiPo, pueden llegar a explotar si no se sigue esta norma, ya que se recomienda conseguirlo en packs ya que nos ofrecen la garantía de sus unidades que son la misma capacidad, resistencia interna, etc. para no causar problemas.
Características de los adaptadores AC/DC
El otro tipo de fuente de alimentación externa, diferente de las pilas/baterías que mas se utilizara en nuestros circuito es el adaptador AC/DC, la típica función es conectarse a una toma de red eléctrica general para transformar el alto voltaje de corriente alterno AC de 220V a menor voltaje como 3V, 5V o 12V de corriente continua DC (dependiendo la descripción del adaptador de cuanto transforma), constante y mucho menor, que ofrece este a los aparatos que se le conecten y así ponerlos en funcionamiento de forma estable y segura.
Los adaptadores AC/DC básicamente están formados por un circuito transformador, en la cual convierte el voltaje AC de voltaje DC, la corriente alterna varía mucho los polos con frecuencia ya en el punto de salida sale la corriente rectificada a comparado de la entrante para conectar nuestros dispositivos (como por ejemplo cargador de celular, DVD, equipo de música, monitores, etc.).
La mayoría de los adaptadores tiene una etiqueta o un gravado en el adaptador que informa tanto el rango de valores de voltaje AC de entrada que son capaces de trabajar (además la frecuencia de señal AC admitida) como el voltaje DC y de la intensidad máxima que ofrece como salida. como ejemplo la (figura 11.1) que nos describe lo que es la letra grande, el modelo (”model” en inglés), la entrada (”input” en inglés) que puede soportar el adaptador nos dice 100V a 240V corriente de 50/60HZ (Hz es frecuencia por segundo) y la salida (”output” en inglés) que nos bota es de 9V de corriente continua a 1000 mA o sea 1A.
NOTA: Algunos países utilizan corriente alterna de 110V, no se tendría ningún problema en utilizar la fuente de la (figura 11.1) pero en raros los casos tengas un aparato o fuente que utilice solo 100V a 120V, debes verificar primero que voltaje utiliza tu domicilio antes de conectar el aparato si no la fuente podría explotar, en caso si es de 220V debes que conseguir un transformador de 220V AC a 110V AC para no tener ningún problema con el aparato, dispositivo o fuente a utilizar.
