PROBADOR DE USOS MÚLTIPLES

 

 

1. INTRODUCCIÓN

     Este sencillo circuito permite probar y verificar diversos componentes electrónicos, como: Zener, VDR, Diac, Diodos de Alto Voltaje, Condensadores y más.

     Se trata de una fuente de aproximadamente 500VDC, de muy baja corriente (unos pocos microamperios), obtenida directamente de la propia red eléctrica de 110 o 220VAC, mediante un circuito triplicador (110V) o duplicador (220V) según sea el caso.

       

1.1 ESQUEMA ELÉCTRICO

 

Figura 1.1.1 - Esquema Eléctrico para los distintos circuitos

   

     Para nuestro caso, el circuito a realizar trabajará con una tensión de 220 VAC

     Utilizaremos un transformador aislador de línea. Conectamos en serie las salidas del transformador de manera que la tensión obtenida finalmente a la salida del transformador es de 108.7 VAC.

 

1.2 COMPONENTES

     1.2.1 PARA LA VERSIÓN DE 110/120 V

              D1, D2 y D3 - Diodos 1N4007 o similares
              C1, C2, C3 y C4 - Condensadores electrolíticos 4.7uF 350V
              R1 y R2 - Resistencias 10 MΩ 1/2W  
              R3 y R4 - Resistencias 1 MΩ 1/2W
              R5 - Resistencia 10 KΩ 3W
              LED - LED (Diodo Emisor de Luz)
              SW1 y SW2 - Interruptores del tipo "pulsador" normalmente abierto
              Varios: cables, conectores, caja de proyecto, etc.

     1.2.2 PARA LA VERSIÓN DE 220 V  

              D1, D2 - Diodos 1N4007 o similares
              C1 - Dos condensadores de 10uF 250V conectados en serie.
              C2 - Condensador electrolítico 4.7uF 450V
              C3 y C4 - Condensadores electrolíticos 4.7uF 350V
              R1 y R2 - Resistencias 10 MΩ 1/2W
              R3 y R4 - Resistencias 1 MΩ 1/2W
              R5 - Resistencia 18 KΩ 5W
              LED - LED (Diodo Emisor de Luz)
              SW1 y SW2 - Interruptores del tipo "pulsador" normalmente abierto
              Varios: cables, conectores, caja de proyecto, etc.

(R5 y el LED son opcionales, pueden ser omitidos, pero se recomienda su uso, para tener una indicación visual de la operación del dispositivo)

 

1.3 RECOMENDACIONES

     Este dispositivo debe usarse con un multímetro digital de alta resistencia interna (10 MΩ como mínimo), ya que la misma influye directamente en la lectura de voltaje. Cuanto más baja es la resistencia interna del instrumento, más caerá el voltaje por la carga que el propio instrumento representa.

     Sería ideal su uso con un VTVM o un multímetro FET, si se dispone de uno.
También puede usarse un multímetro analógico del tipo de 20.000 Ω / V (o superior), en la escala de 500, 600 o más VDC

   

1.4 PRECAUCIONES IMPORTANTES

     Aunque el dispositivo cuenta con resistencias limitadoras (R3 y R4) y doble interruptor (SW1 y SW2), debido a que maneja un voltaje elevado y que funciona directamente conectado a la red eléctrica, se recomienda tener mucha precaución en su manejo.

Usar conectores del tipo caimán (cocodrilo) con cubierta aislante para conectar el componente en prueba y el multímetro (téster).

No tocar el componente o sus conexiones mientras se está oprimiendo los pulsadores (SW1,SW2).

Descargar el dispositivo, una vez culminada cada prueba, cortocircuitando sus terminales por algunos segundos.

De ser posible, utilizar el probador conectado a la red eléctrica a través de un transformador aislador de línea (relación 1:1)

1.5 SERIGRAFÍA DEL DISEÑO DE LA P.C.B. REALIZADA  

 

1.5.1 - Diseño de la PCB realizada (Pulsa sobre la imagen para obtener el PDF)

 

    

Por la cara de componentes tenemos:

1.5.2 Serigrafía por cara de componentes   (Pulsa sobre la imagen para obtener el PDF)

            

            El condensador C1 mencionado en el apartado 1.2 (componentes), está compuesto por C1 y C2 de 10uF cada uno. 

            De esta forma, el valor de cada condensador pasa a ser:

                        C1, C2 - Condensadores de 10uF 250V conectados en serie.
                        C3 - Condensador electrolítico 4.7uF 450V
                        C4 y C5 - Condensadores electrolíticos 4.7uF 350V

    Por la cara de soldaduras tenemos:

  

    Figura 1.5.3 – Serigrafía por cara de soldaduras   (Pulsa sobre la imagen para obtener el PDF)

 

2. MATERIAL EMPLEADO  

REFERENCIA DESCRIPCIÓN CANTIDAD
C1, C2 Condensador electrolítico de 10uF 250 V 2
C3 Condensador electrolítico de 4.7uF 450V 1
C4, C5 Condensador electrolítico de 4.7uF 350V 2
D1, D2 Diodos 1N4007 2
D3 Diodo Led 5mm 1
SW Interruptor de dos posiciones para caja 1
R1, R2 Res. 10Meg  1/2W  5%  (ROHM) 2
R3, R4 Res. 1Meg 1/2W  5%  (ROHM) 2
R5 Res.  4K7  2W  5%  (ROHM) 4
TRANSFORMER Transformador aislador de línea 1
ZOC1 Soporte de caja para LED de 5mm 1

Tabla 2.1 – Material Empleado

 

3. FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO

 

3.1 PRUEBA DE DIODOS ZENER

     Se conecta el zener a probar junto con el voltímetro (o multímetro en la escala correspondiente), se aplica el voltaje, presionando ambos pulsadores, y se observa la indicación del instrumento.

     Si el Diodo Zener se encuentra en buen estado, en sentido "directo" la lectura será la misma de un diodo normal en sentido de conducción (aprox. 0.6 a 0.7V). En sentido inverso, la lectura será la correspondiente a la tensión de "Zener" del diodo en prueba.

(Pueden presentarse pequeñas diferencias. La tolerancia en la mayoría de los diodos zener, suele ser del 5%)

 

3.2 PRUEBA DE VDR O VARISTORES

     Conectar el componente a probar y el voltímetro (o multímetro en la escala correspondiente) a los terminales del probador, aplicar el voltaje, presionando ambos pulsadores, y observamos la indicación del instrumento. A continuación, se invierte la conexión del componente y se repite el procedimiento.

     En ambos casos la lectura debe se similar, con no más de un 5% de diferencia, y debe corresponder con las especificaciones técnicas del componente en prueba.

 

3.3 PRUEBA DE DIAC

     El mismo procedimiento utilizado para la prueba de VDRs o Varistores

 

3.4 PRUEBA DE DIODOS RECTIFICADORES

     Se conecta el diodo a probar junto con el voltímetro (o multímetro en la escala correspondiente), se aplica el voltaje, presionando ambos pulsadores, y se observa la indicación del instrumento.

     Si el Diodo está en buen estado, en sentido "directo" o de conducción (ánodo al terminal + y cátodo al terminal -) la lectura será aproximadamente 0.5 a 0.7V, que corresponde a la caída de voltaje en la junta del diodo y depende del tipo y características del diodo.

     En sentido inverso o de no conducción, la lectura será la correspondiente a la tensión del propio dispositivo (entre 300 a 500V dependiendo del instrumento usado). Si conectado el diodo de esta forma, el voltaje no alcanza el mismo nivel de la fuente sin el diodo, es indicio de que el mismo presenta fugas.

 

3.5 PRUEBA DE DIODOS DE ALTO VOLTAJE

     La prueba de diodos de alto voltaje, como los usados en los hornos de microondas, triplicadores y etapas de alto voltaje en TV, es similar a la descrita anteriormente, con la diferencia de que estos diodos, suelen tener una caída de voltaje en sentido "directo" o de conducción, que puede estar en el orden de varios voltios (entre 5 a 50V).

     Por ejemplo: los diodos del tipo usado en la fuente del magnetrón de hornos de microondas, suelen presentar una caída de voltaje de unos 5 a 6V.

 

3.6 PRUEBA DE FUGAS EN CONDENSADORES

     Las fugas en el dieléctrico de condensadores de alto voltaje, como por ejemplo, los usados en etapas de salida horizontal de TV y monitores, son en algunos casos, difíciles de detectar con un Óhmetro o multímetro común, debido a que estos utilizan una fuente de voltaje bajo (3 a 9V).

     Para verificar fugas en condensadores con el dispositivo descrito aquí, se procede de la siguiente forma: Se conecta el voltímetro, se oprimen los pulsadores y se toma la lectura del voltaje presente en los terminales (entre 300 a 500V dependiendo del instrumento usado) luego se conecta el condensador y se vuelve a oprimir los pulsadores. Puede tardar unos segundos en cargarse dependiendo de la capacidad del condensador, pero debe alcanzar el mismo voltaje medido anteriormente. Si eso no ocurre, y el voltaje permanece más bajo, es indicio de que el condensador tiene "fugas".

¡ ATENCIÓN ! - Descargar siempre los condensadores después de esta prueba, poniendo en cortocircuito sus terminales

 

3.7 OTRAS APLICACIONES

     Este dispositivo, también puede ser útil para detectar fugas entre diferentes bobinados de transformadores y Flyback. También para comprobar la continuidad de bobinados secundarios de Flyback de TV y monitores, que incorporan internamente diodos de alto voltaje.

 

 

4. MEDIDAS EN LABORATORIO

 

4.1 MEDIDA CON EL POLÍMETRO

     Conectamos las sondas del polímetro a la salida del probador de usos múltiples (respetando la polaridad) y obtenemos por la pantalla del polímetro el valor indicado:

       

Figura 4.1.1 – Tensión de salida del probador de usos múltiples (218 ± 1) VDC

     La entrada es de 220 VAC, pero hemos colocado un transformador aislador de línea obteniendo a la salida del mismo 108.7 VAC. A continuación se sitúa nuestro circuito que consiste en un doblador de tensión y su salida estará conectada con las sondas de salida del probador a las que conectaremos los componentes a medir.

 

 

4.2 MEDIDA PARA UN DIODO ZENER

    Es un tipo especial de diodo que diferencia del funcionamiento de los diodos comunes, como el diodo rectificador (en donde se aprovechan sus características de polarización directa y polarización inversa) el diodo Zener siempre se utiliza en polarización inversa, en donde la corriente desea circular en contra de la flecha que representa el mismo diodo:

Electrónica Unicrom - Símbolo del diodo zener 

Figura 4.2.1 – Símbolo del diodo zener (A - ánodo, K -cátodo)

    Cuando éste se polariza en modo inverso existe una corriente que circula en sentido contrario a la flecha del diodo, pero de muy poco valor:

Figura 4.2.2 – Curva para el diodo zener

    Analizando la curva del diodo zener vemos que en el lugar donde se marca como región operativa, la corriente (Ir, en la línea vertical inferior) puede variar en un amplio margen, pero el voltaje (Vz) cambia muy poco y se mantiene aproximadamente en 5.6 V. (para un diodo zener de 5.6 V)

    A continuación, realizamos una medida con el polímetro para un zener de 5V1:

        a) En directa:

       

Figura 4.2.3 – Conexión en directa de diodo zener

 

Figura 4.2.4 – Observamos que en sentido "directo" la lectura es la misma que para un diodo normal en sentido de conducción (aprox. 0.6 a 0.7V)

 

        b) En inversa:

Figura 4.2.5 – Conexión en inversa de diodo zener

 

Figura 4.2.6 – Observamos que en sentido "inverso" la lectura será la correspondiente a la tensión de "Zener" del diodo en prueba. Pueden presentarse pequeñas diferencias.  La tolerancia en la mayoría de los diodos zener, suele ser del 5%

 

4.3 MEDIDA PARA UN VARISTOR

    En este tipo de resistencias el valor óhmico varía con la tensión aplicada y suele hacerlo de forma muy rápida a partir de un determinado valor de resistencia. Se suelen utilizar para protección de equipos contra transitorios. 

    Conectamos el varistor a los terminales del probador y observamos la indicación del polímetro:

Figura 4.3.1 – Medida del VDR colocado en un sentido

    A continuación, se invierte la conexión del componente y se repite el procedimiento:

     

Figura 4.3.2 – Medida del VDR colocado en sentido contrario

    En ambos casos la lectura debe se similar, con no más de un 5% de diferencia, y debe corresponder con las especificaciones técnicas del componente en prueba.

 

4.4 MEDIDA PARA UN DIAC

    Es un componente electrónico que está preparado para conducir en los dos sentidos de sus terminales, por ello se le denomina bidireccional, siempre que se llegue a su tensión de cebado o de disparo (30v aproximadamente, dependiendo del modelo):

Figura 4.4.1 - Símbolo del diac

Figura 4.4.2 - Estructura interna de un diac

 

    Hasta que la tensión aplicada entre sus extremos supera la tensión de disparo VBO, la intensidad que circula por el componente es muy pequeña. Al superar dicha tensión la corriente aumenta bruscamente y disminuyendo, como consecuencia, la tensión anterior.

    La aplicación más conocida de este componente es el control de un triac para regular la potencia de una carga.

    Los encapsulados de estos dispositivos suelen ser iguales a los de los diodos de unión o de zener.

    Para comprobar el diac, lo conectamos a los terminales del probador y observamos la indicación del polímetro:

Figura 4.4.3 - Medida del Diac colocado en un sentido

   

  A continuación, se invierte la conexión del componente y se repite el procedimiento.

Figura 4.4.4 - Medida del Diac colocado en sentido contrario

     En ambos casos la lectura debe se similar, con no más de un 5% de diferencia, y debe corresponder con las especificaciones técnicas del componente en prueba.

 

 

4.5 MEDIDA DE FUGAS EN CONDENSADORES

    Conectamos el polímetro y anotamos la lectura del voltaje presente en los terminales:

Figura 4.5.1 – Voltaje medido con el polímetro

 

    A continuación, se conecta el condensador y se vuelve a anotar la lectura en el polímetro (esperamos unos segundos a que se cargue el condensador).

    Se pueden presentar los siguientes casos:

    i) En la lectura del polímetro aparece el mismo voltaje medido anteriormente:

Figura 4.5.2 – Voltaje medido con un condensador que funciona correctamente

        Esto es señal de que el condensador funciona correctamente

 

    ii) En la lectura del polímetro aparece un voltaje menor al medido anteriormente:

Figura 4.5.3 – Voltaje medido con un condensador que presenta "fugas"

        Es indicio de que el condensador presenta "fugas"

 

¡ ATENCIÓN ! - Descargar siempre los condensadores después de esta prueba, poniendo en cortocircuito sus terminales

 

 

5. FOTOGRAFÍAS DEL DISEÑO

 

Figura 5.1 – Vista superior (Observamos el transformador aislador de línea. El interruptor está conectado a la entrada del transformador de manera que, en la posición OFF, no deja pasar corriente del primario al secundario)

 

Figura 5.2 – Vista trasera

 

Figura 5.3 – Vista superior

 

Figura 5.4 – Vista lateral

 

Figura 5.5 – Vista inferior