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MP3Car - Fuentes de alimentación AT-ATX a 12v DC

Autor: 
k74

 

MP3Car - Fuentes de alimentación AT-ATX a 12v DC  Para alimentar nuestro MP3Car tenemos pocas opciones, podemos usar la fuente de alimentación original del ordenador y montar un inversor que convierte los 12v DC de la batería del coche a los 220v AC que necesitaremos. Si nos decantamos por usar un inversor no hay que escatimar en su compra ya que será una pieza clave, cuanto más potente y de más calidad lo podamos comprar mejor, pero con uno de 300W ya nos vale de sobra. Es casi obligatorio que tenga ventilador para su correcta refrigeración. Las pegas son que tienen un alto coste (entre 50€-120€) y ocuparemos más espacio en nuestro coches.

  Por otra parte podemos montar una fuente de alimentación DC-DC que la conectaremos directamente a la batería y a las conexiones de alimentación de la placa base, disco duro, etc de nuestro MP3Car, ahorrándonos el inversor y la fuente de alimentación estándar de nuestro ordenador. Hasta hace poco era casi imposible encontrar una fuente de este tipo, pero ahora con la "moda" de las placas miniITX, Via y similares se pueden conseguir entre 30€-100€ en cualquier tienda que se dedique un poco a las placas antes mencionadas.

  En mi caso he empezado a montar una fuente DC-DC, la búsqueda por Internet de algún esquema valido para construirme una fuente de este tipo fue muy difícil hasta que di con la Web de sproggy, el había diseñado una DC-DC destinada a MP3Car y bastante fiable, basándose según parece en un primer diseño realizado por R. Proctor, del cual no dispongo ninguna información. Sproggy desarrollo varias versiones MK 2.0 a MK 2.6 hasta que sobre 1997 dejo de lado su Web que estuvo disponible hasta más o menos el año 2002.

  A partir de entonces solo un par de personas han desarrollado versiones mejoradas de la MK 2.6. Se creo la versión 2.7 y 2.7.2 y luego mastero.tk las versiones MK 3.x y MK 4.x, donde desde hace tiempo se dejó de desarrollar.

  Yo me he decantado por la MK 4.1 como se explicara más adelante, de todas formas a continuación he recogido las versiones aparecidas desde la MK 2.0, en donde explico las ventajas y desventajas de cada una. La única pega de estas fuentes MK es como veréis que se utilizan compones poco habituales para su montaje y que os aviso nos va costar localizar...

 

  DC-DC PSU Sproggy MK 2.0:

 

  Está fuente sirve como base para todas las que veremos más adelante. El principal problema para hacer una fuente DC-DC es conseguir un integrado que con pocos componentes externos baje la tensión de +12v que disponemos de la batería del coche a +5v y soporte las potencias que va a consumir el ordenador que conectemos, la solución viene por parte del fabricante Maxim y su integrado Max787 para +5v y Max788 para +3.3v, trabajan hasta 5A de forma continuada y 6.5A de pico, con lo que con un solo Max787 tenemos 25W  (5A x 5v) para la salida de +5v. Siempre podremos combinar varios Max787 para multiplicar la potencia. En la familia Max78x disponemos de dos variantes de "acabado", la denominación CCK nos indica que la temperatura de funcionamiento es de 0ºC a 70ºC, este sería el modelo más común y barato, la segunda variante denominada ECK nos indica que la temperatura de funcionamiento es de -40ºC a 85ºC. Para el uso al que hemos destinado estos integrados con la versión CCK tenemos suficiente, aunque si podemos o nuestro coche va estar aparcado a las noches en la calle y en nuestra zona hace inviernos muy crueles deberemos elegir la variante ECK.

 

Especificaciones MK 2.0:

 

 

Potencia de salida máxima de continuo:   60W AT

Potencia de salida máxima de pico:           75W AT

 

Voltaje de entrada: 12-17 voltios DC

Salida +5v:               10A (13A de pico)*

Salida +3.3v:            -

Salida +12v:             1A

Salida -12v:              100mA

Salida -5v:                100mA

Salida +5vsb:           -

 

Esquema

PCB

Archivo PDF Situación de componentes

  Como podemos observar está fuente es exclusiva para alimentar ordenadores AT, las siguientes versiones podremos elegir entre AT o ATX. Si observamos el esquema cuatro partes, la primera sería un relé encargado de parar o poner en marcha la fuente de alimentación, tendremos que tener en cuenta la potencia máxima de la fuente para adquirirlo a sabiendas de la potencia que pueden aguantar sus contactos a 12v DC. Dicho relé es comandado remotamente al aplicar +12v a "+ Sig" con lo que mediante un simple interruptor colocado en el salpicadero encenderemos o apagaremos nuestro reproductor MP3.

  La segunda parte y la más impórtate es la que alberga los componentes para suministrar la salida de +5v, formada por dos Max787 y sus correspondientes componentes externos (bobinas, diodos, etc) para ofrecernos hasta 50W en dicha salida.

  Hasta aquí ningún problema, veremos que en las demás fuentes estas dos partes no varían casi nada. El otro gran problema de las fuentes DC-DC para montar en el coche es conseguir que las salidas de +12v y -12v no varíen según el voltaje suministrado por la batería del coche que puede legar a los 8v durante el arranque del motor. En la MK 2.0 para la salida de -12v se consigue con el integrado Max765CPE, del cual también obtenemos la salida de -5v gracias a un simple 79L05, como pega decir que solo disponemos de 100mA escasos para cada una de estas salidas con lo que nos podemos quedar un poco cortos.

  Por ultimo la salida de +12v, también bastante escasa con solo 1A y sin ningún tipo de control para cuando el voltaje de la batería baje de 12v, por lo que podremos tener bastantes problemas en nuestro ordenador si se nos "cala" el coche...

  Estas pegas se van solucionando en las siguientes versiones, así que si estás pensando en montarte una fuente de este tipo mejor que sigas leyendo xD

 

  

 

  DC-DC PSU Sproggy MK 2.5 y 2.6:

 

  La versión MK 2.5 y 2.6 son las más recomendadas para ordenadores AT, aunque siempre podemos usar una fuente ATX superior.

  Se basan en la MK 2.0, pero se introducen cambios en las salidas de +12v, -12v y -5v para evitar las caídas de tensión si la batería baja de 12v, para ello en el esquema se ha utilizado un regulador de tensión conmutado con su correspondiente transformador. Su funcionamiento se basa en que cuando se produzca una bajada de tensión el regulador conmutara (oscilara) más rápido con lo que podrá mantener la tensión en 12v a costa de poder entregar una potencia menor, pero con este caso solo se produce durante un periodo de tiempo muy corto (arranque del motor) no nos tiene porque preocupar.

  Gracias al transformador asociado al regulador de tensión conmutado obtendremos las tensiones de +12v y -12v. A su vez a través de la línea de -12v y mediante un regulador lineal tan común como el 79L05 obtendremos la línea de -5v.  Los voltajes negativos son necesarios para el buen funcionamiento del sonido, puertos serie y tarjetas de red.

   El integrado CMOS 4049 y sus componentes añadidos se añaden en la versión MK 2.6 para proporcionar que la señal de Power Good sea retardada. Muchas placas bases necesitan dicho retardo para su correcto arranque.

 

Especificaciones:

 

  Especificaciones MK 2.5 y MK 2.6:

 

     Potencia de salida máxima de continuo:    55W ATX - 60W AT

     Potencia de salida máxima de pico:           70W ATX - 75W AT

 

     Voltaje de entrada:    8-17 voltios DC

      Salida +5v:               5A (6.5A de pico)*

      Salida +3.3v:            5A (6.5A de pico)

      Salida +12v:             1.3A

      Salida -12v:              100mA

      Salida -5v:                100mA

      Salida +5vsb:           -

  Archivo PDF Esquema MK 2.5

  Archivo PDF Lista de componentes MK 2.5

  Conexión del cableado para placa base AT en MK 2.5

  Conexión del cableado para placa base ATX en MK 2.5

 

  Esquema MK 2.6

  Archivo PDF PCB MK 2.6

  Situación de componentes MK 2.6

  Archivo PDF Lista de componentes MK 2.6

  Archivo PDF Lista de componentes MK 2.6 con equivalencias

  * Potencia por cada integrado Maxim que se use. Si usamos dos Max787 obtendremos 10A y 13A de pico.

 

   Los integrados Maxim, los diodos MBR745 y el LM2587 deben ir con su correspondiente aleta de refrigeración. Los Diodos MBR745 deben estar aislados de la aleta de refrigeración para que no se hagan corto circuitos. Además todo el circuito deberá ir protegido por un fusible de 10A.

 

   Esta sería la forma de conectar todos los conectores a nuestra fuente de alimentación:

  

 

  Imágenes de la Web de sproggy con las que os podéis hacer una idea del aspecto final de la fuente acabada:

 

  

 

  DC-DC PSU Sproggy MK 2.7 y 2.7.2:

 

  La MK 2.7 es una pequeña ampliación de la MK 2.6, se ha añadido un segundo MAX787 para aumentar la potencia de la salida de +5v, ya que para algunos casos era escasa. Al añadir el segundo MAX787 el PCB se puede quedar con un tamaño demasiado largo para determinados montajes, para estos casos el autor diseño la MK 2.7.2 en la cual giró 180º los componentes de la salida de + 3.3v y power good.

 

Especificaciones MK 2.7 y MK 2.7.2:

 

     Potencia de salida máxima de continuo:   70W ATX

     Potencia de salida máxima de pico:           100W ATX

 

     Voltaje de entrada:  8-17 voltios DC

      Salida +5v:               5A (6.5A de pico)*

      Salida +3.3v:            5A (6.5A de pico)

      Salida +12v:             1.3A

      Salida -12v:              100mA

      Salida -5v:                100mA

      Salida +5vsb:           -

  Esquema MK 2.7

  PCB MK 2.7

  Situación de componentes MK 2.7

  Lista de componentes MK 2.7

  Conexión del cableado para placa base ATX en MK 2.7

 

  PCB MK 2.7.2

 

  DC-DC PSU Sproggy Mastero MK 3.0:

 

  En la MK 3.0 aparece cuando Mastero retoma el trabajo realizado por Sproggy para introducir nuevas mejoras. En está, su primera versión, basada en la MK 2.7.2 cambia todos los componentes para conseguir las salidas de +12v, -12v y -5v. No conocemos muy bien las cualidades mejoradas ya que casi no existe información sobre esta versión

 

Especificaciones MK 3.0:

 

     Potencia de salida máxima de continuo:   70W ATX

     Potencia de salida máxima de pico:           100W ATX

 

     Voltaje de entrada:   8-17 voltios DC

      Salida +5v:               5A (6.5A de pico)*

      Salida +3.3v:            5A (6.5A de pico)

      Salida +12v:             1.3A

      Salida -12v:              100mA

      Salida -5v:                100mA

      Salida +5vsb:           -

  Archivo PDF Situación de componentes

  Archivo PDF Lista de componentes

   * Potencia por cada integrado Maxim que se use. Si usamos dos Max787 obtendremos 10A y 13A de pico.

 

  DC-DC PSU Sproggy Mastero MK 3.5:

 

  La MK 3.5 cambia casi totalmente, ahora predispone ya de base dos Max787 y un Max788 dándonos la opción de usar integrados LT1074. Para conseguir las salidas de +12v, -12v y -5v ya empezamos a usar chips LM2587, 7912 y 7905 que nos permiten aumentar la potencia.

 

Especificaciones MK 3.5:

 

     Potencia de salida máxima de continuo:   160W ATX - 120W AT

     Potencia de salida máxima de pico:           180W ATX - 140W AT

 

     Voltaje de entrada:  8-17 voltios DC

      Salida +5v:               10A (13A de pico)

      Salida +3.3v:            5A (6.5A de pico)

      Salida +12v:             5A

      Salida -12v:              1A

      Salida -5v:                1A

      Salida +5vsb:          5A

  Archivo PDF PCB

  Archivo PDF Situación de componentes

  Lista de componentes

  Por las dimensiones de la PCB cabe perfectamente en una carcasa de un fuente de alimentación estándar de cualquier ordenador.

 

  DC-DC PSU Mastero MK 4.0:

 

  En la MK 4.0 se evoluciona y se cambia otra vez de chips, se utilizan LM2678 para las líneas de 3.3v y 5v en vez de los Max. Ahora se integra el control de apagado (Shut down controller SDC) con el que controlamos los tiempos y modo de encendido y apagado. Además detección de baja tensión de batería y leds para indicar el estado.

 

Especificaciones MK 4.0:

 

     Potencia de salida máxima de continuo:   150W ATX - 110W AT

     Potencia de salida máxima de pico:           160W ATX - 120W AT

 

     Voltaje de entrada:  8-17 voltios DC

      Salida +5v:               10A (12A de pico)

      Salida +3.3v:            5A (6A de pico)

      Salida +12v:             5A

      Salida -12v:              100mA

      Salida -5v:                100mA

      Salida +5vsb:          5A

  Archivo PDF PCB

  Archivo PDF Situación de componentes

  Lista de componentes

  - Incluye Shut down controller (SDC).

  - Detección de batería baja.

  - Automáticamente se activa el SDC cuando la batería baja de 11.0vdc.

  - Sobrevive al arranque del motor sin problemas.

  - Usa todos los chips de conversión de voltaje de la marca National.

  - Funciona con placas EPIA (configurando los jumpers de la la placa).

  - Indicación de estado por LEDs: Rojo (tensión de entrada baja), Amarillo (Stby on), Verde (PSU activa).

 

  Por las dimensiones de la PCB cabe perfectamente en una carcasa de un fuente de alimentación estándar de cualquier ordenador.

 

 

 

  DC-DC PSU Mastero MK 4.1:

 

 

  La MK- 4.1 vuelve a usar chips Max que ofrecen mejores resultados, por lo demás es el mismo diseño.

 

  Especificaciones MK 4.1:

 

     Potencia de salida máxima de continuo:   160W ATX - 120W AT

     Potencia de salida máxima de pico:           180W ATX - 140W AT

 

Voltaje de entrada: 8-17 voltios DC

Salida +5v:               10A (13A de pico)

Salida +3.3v:            5A (6.5A de pico)

Salida +12v:             5A

Salida -12v:              500mA                                                                                                      Archivo PDF PCB

Salida -5v:                500mA                                                                                                      Archivo PDF Situación de componentes

Salida +5vsb:          5A                                                                                                              Lista de componentes

 

  Esta fuente de alimentación es de las mejores opciones a la hora de construirse uno mismo una fuente a para alimentar un ordenador en un coche. Tiene un nivel de entrada muy bajo de 8v con lo que aun nos suministrara las tensiones necesarias para nuestro ordenador, esto evita que se reinicie cuando por ejemplo tenemos el equipo encendido y arrancamos el coche o se nos "cala".

  En el diseño se integra un controlador de apagado (shut down controller, SDC) que detecta si la tensión de alimentación baja e inicia la secuencia de apagado automáticamente.

 

  El "shut down controller" (SDC) integrado en la MK 4.1 no funciona correctamente porque su diseño es erróneo, al 7805 que controla el rele de 5v no le llega suficiente voltaje del LM741 cuando este manda activar el apagado al detectar una bajada de tensión.

 

  Por las dimensiones de la PCB cabe perfectamente en una carcasa de un fuente de alimentación estándar de cualquier ordenador.

 

  Detalles de los puentes (Jumpers) y potenciómetros en las Mastero MK 4.x:

 

      J1 = ON (PSU will remain in stdby mode SDC wont cut stby power)

      J1 = OFF (SDC Off)

      J2 = OFF & J3 = ON ( Only for EPIA boards)

      J2 = ON & J3 = OFF (For all boards)

 

      ATX1 = (From MOBO power on header)

      ATX2 = (For front panel to manually start the PSU)

 

      Potenciómetro de 200K =     = Regula el tiempo de la pulsación del pulsador de inicio para ATX.

      Potenciómetro de 1M     =     = Regula el tiempo a esperar para pasar de modo ON a STBY cuando pulsamos le pulsador de apagado, lo regularemos según tarde nuestro equipo en apagarse.

      Potenciómetro de 500K = KS = kill switch, regula el tiempo a esperar para pasar de modo STBY a OFF.

 

  Detalles de las conexiones:

 

      +12v IN:        Conexión a +12v directamente a la batería.

      PSON:          Conexión al cable PSON del conector ATX (Pin 14)

      STBY:           Conexión al cable +5vsb del conector ATX (Pin 9)

      ACC:             Conexión a +12v activada cuando se pone el contacto del coche (El mismo que va la radio del coche).

      PWOK:         Conexión  al cable Power Good del conector ATX (Pin 8)

 

      Más información en este topic: Mastero MK 4 ATX Psu Features

 

   

   

   

   

 

  DC-DC PSU Mastero MK 4.5 250W ATX DC-DC:

 

  La MK- 4.5 se basa completamente en al MK- 4.1, lo que se hace es duplicar casi todos los chips de potencia para llegar a los 250W.

 

  Especificaciones MK 4.5:

 

     Potencia de salida máxima de continuo:   230W ATX - 175W AT

     Potencia de salida máxima de pico:           260W ATX - 190W AT

 

Voltaje de entrada: 8-17 voltios DC

Salida +5v:               10A (13A de pico)

Salida +3.3v:            10A (13A de pico)

Salida +12v:             10A (5A x 2 salidas)

Salida -12v:              500mA

Salida -5v:                500mA

Salida +5vsb:          5A

 

Dimensiones:         112mm x 171mm

  Archivo PDF PCB

  Archivo PDF Situación de componentes

  Lista de componentes