Hoja técnica de una fuente de luz USB
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Diego Luis Aristizábal R., M. Sc. en Física Profesor Asociado Escuela de Física Universidad Nacional de Colombia Roberto Fabián Restrepo A., M. Sc. en Física Profesor Asociado Escuela de Física Universidad Nacional de Colombia Carlos Alberto Ramírez M., M. Sc. en Física Profesor Asociado Escuela de Física Universidad Nacional de Colombia Esteban González V., Ing. Físico Asistente Técnico Escuela de Física Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales PhysicsSensor Página 2 Fuente de luz USB Descripción En este manual se describen los pasos necesarios para la construcción de una fuente de luz alimentada por el puerto USB del PC (figura 1), fabricada con electrónica análoga de bajo costo. Figura 1. Materiales Ver figura 2 Cantidad Descripción Costos 1 1 Tubo de 3 cm de 3/4” (tres cuartos de pulgada) de PVC. Tapón para tubería de 3/4” de PVC. US$ 0,30 US$ 0,60 1 Resistencia de 220 Ω. Cable USB (Universal Serial Bus ) macho de 1.5 m (la otra terminal puede ser cualquiera). LED (Light Emitting Diodes) blanco de chorro de 10 mm. Socket (o zócalo) para lámparas halógenas (ver figura 2). US$ 0,01 1 1 1 Taladro y broca de 1/8". Termoencogible de 3 mm y 6 mm. Multímetro Elementos para hacer soldaduras con estaño US$ 2,00 US$ 0,50 US$ 0,50 Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias, Escuela de Física, Sede Medellín Página 3 Fuente de luz USB Tubo Socket Tapón Cable USB Resistencia LED Termoencogible Multímetro Figura 2. Materiales para la construcción de la sonda fotosensora. Procedimiento Para comenzar se debe tomar el socket y hacer un nudo sencillo con sus dos cables. Luego tomar el LED y cortarle las terminales a la mitad, las cuales se deben introducir en los conectores del socket, de modo que se observe como se muestra en la figura 3a. A continuación se debe perforar el tapón de tubería de PVC con la broca de 1/8”, para que quede como el que se observa en la figura 3b. Los cables del socket se pasan por el tapón (desde adentro hacia afuera) y se acopla el trozo de tubo de 3 cm (Figura 4). (a) (b) Figura 3: a) LED en el socket b) Diagrama esquemático de las conexiones para la fotorresistencia. PhysicsSensor Página 4 Fuente de luz USB Figura 4. LED en el tubo de PVC Se toma el cable con el puerto USB macho y se corta la otra terminal; dentro de éste cable se encontrarán 4 cables de menor calibre, cada uno conectado a los contactos del puerto USB que se observan en la figura 5a. Con ayuda del multímetro (midiendo continuidad) se verifica qué cable corresponde a cada uno de los contactos USB, de los cuales sólo se usarán los conectados a el primero y el cuarto (figura 5a) para alimentar el LED (los contactos intermedios se usan en el protocolo de comunicación USB para transferencia de datos). Por código de colores los cables de alimentación deberían ser negro para 0 V y rojo para 5 V, sin embargo, es común que los fabricantes no respeten éste código. Siguiendo el circuito esquematizado en la Figura 5b, se conecta la resistencia de 220 Ohms al cable correspondiente a 5 voltios (según la figura 5a) y el otro extremo al LED (uno de los cables del socket). La otra terminal del LED (el otro cable del socket) se conecta al cable correspondiente a la tierra del USB. Para verificar la polaridad del LED y que todas las conexiones estén bien se debe conectar el cable USB a un puerto del PC. En caso que el LED no encienda se debe invertir la posición de las terminales del LED en el socket. Si aún no enciende es porque hay un error en las conexiones, el cual debe corregirse. Si todo está bien y el LED enciende, se deben reforzar las conexiones con soldadura de estaño, además de aislar los cables para evitar posibles cortos circuitos. Esto se puede hacer con cinta aislante o también con termoencogible (en cuyo caso se deberá introducir el cable antes de hacer la soldadura). Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias, Escuela de Física, Sede Medellín Página 5 Fuente de luz USB (a) (b) Figura 5: a) Estándar elegido para trabajar con el cable USB b) Diagrama del circuito para el LED. FIN Escuela de Física Correo: [email protected] Profesor Diego Luis Aristizábal R Correo: [email protected]
