Este documento presenta una propuesta de diseño de una fuente fija y variable para los laboratorios de robótica y electrónica de la Universidad Politécnica de Texcoco. Actualmente estas carreras cuentan con pocas fuentes que no son suficientes. El objetivo es diseñar una fuente que proporcione diferentes voltajes fijos y variables para alimentar los circuitos de los estudiantes. Se describen los componentes necesarios y se incluye una simulación del diseño propuesto.

1. Universidad Politécnica De Texcoco
Tema: Fuente fija y variable
Título de la Investigación: Diseño de una fuente variable y fija
para los aparatos en el laboratorio de robótica que tiene un
voltaje y una corriente al momento de funcionar en la UPTex en
la(Universidad politécnica de Texcoco).
Alumnos: Luis Horacio Hernández Díaz (1205IR005)
José Horacio Hernández Díaz (1205IR007)
Asesora Técnica de UPTex: Thania Elizabeth Frías Carmona
Asesora de la Empresa: Thania Elizabeth Frías Carmona
6VIRO
Ingeniería Robótica

2. 
 En la Universidad Politécnica de Texcoco se
imparten 3 carreras, de las cuales dos de ellas son
ingenierías, la carrera de ingeniería robótica y la
carrera de ingeniería en electrónica y
telecomunicaciones. Dichas carreras cuentan con
laboratorio en el cual los alumnos pueden desarrollar
prácticas que sirven como herramienta para obtener
el conocimiento.
Resumen

3. 
 En los laboratorios de rebotica y de electrónica de la
UPTex, hoy en día cuentan con 4 fuentes de
alimentación, y estas no son suficientes, Por lo cual
es necesario la adquisición de más de ellas.
 Por lo cual, en esta investigación se crea una
propuesta de diseño de una fuente de alimentación
para que los alumnos de la universidad politécnica
de Texcoco tengan la oportunidad de hacer sus
propias fuentes y poder utilizarlas a lo largo de la
carrera.

4. 
 Es diseñar una fuente fija y variable para el
laboratorio de Robótica en la Universidad Politécnica
de Texcoco (UPTex) en este trabajo se pretende para
darle solución a los aparatos robóticos que no
alcanzan un voltaje determinado.

5. 
 PROBLEMÁTICA:
 Actualmente la Universidad Politécnica de Texcoco
cuenta con 4 fuentes de alimentación para ser
utilizadas en el laboratorio de electrónica, sin
embargo el número de fuentes no son suficientes
para satisfacer los requerimientos de una sesión
práctica para un grupo Completo .
DISEÑO TEÓRICO

6. 
¿Cómo contribuir a la falta de fuentes en el laboratorio
de Electrónica y Robótica en la Universidad Politécnica
de Texcoco?
OBJETO DE LA INVESTIGACIÓN
El proceso de alimentación de circuitos eléctricos en los
laboratorios de electrónica y Robótica.
PREGUNTA
CIENTIFICA

7. 
 CAMPO DE LA INVESTIGACIÓN
 La falta de o el número reducido de las fuentes
variables y fijas en los laboratorios de electrónica y
Robótica en la UPTex.

8.  Objetivo General
 Proponer el diseño de una fuente variable y fija para alimentar los
circuitos o aparatos en los laboratorios de robótica y electrónica por
medio de un programa de simulación de circuitos.
 Objetivos específicos
 • Fundamentar teórica y metodológicamente el diseño de una
fuente variable y fija para los aparatos en los Laboratorios de
Robótica y Electrónica.
 • Diagnosticar el problema que presentan la falta de fuentes
variables y fijas para los aparatos en los laboratorios de robótica y
electrónica.
 • Identificar los elementos eléctricos y electrónicos que se
requieren para el diseño de un prototipo de fuente fija y variable
para alimentar los aparatos del laboratorio de robótica y
electrónica
 • Proponer el diseño de una fuente variable y fija para los
aparatos en los laboratorios de Robótica y electrónica.
Objetivos

9.  Tareas de la investigación:
 • Fundamentación teórica y metodológicamente el
diseño de una fuente variable y fija para los aparatos en
los laboratorios de robótica y electrónica.
 • Diagnóstico del problema que presenta la falta de
fuentes variables y fijas para los aparatos en los
laboratorios de robótica y electrónica.
 • Identificación de los elementos eléctricos y
electrónicos que se requieren para el diseño de un
prototipo de fuente fija y variable para alimentar los
aparatos del laboratorio de robótica y electrónica
 • Resultado de la investigación: Propuesta del diseño
de una fuente variable y fija para los aparatos en los
laboratorios de robótica y electrónica.

10. 
 VARIABLES DE LA INVESTIGACIÓN
 Variable independiente
 Propuesta del diseño de una fuente variable y fija
para los aparatos en los laboratorios de robótica y
electrónica para Para alimentar los circuitos
electrónicos.
 Variable dependiente
 La falta de las fuentes variables y fijas en los
laboratorios de electrónica y Robótica en la UPTex
al momento de no dar el voltaje y la corriente.

11. 
 HIPÓTESIS
 Si se propone una fuente variable y fija para los
laboratorios de electrónica y robótica, entonces se
contribuirá a la adquisición de más fuentes de voltaje
elaboradas por alumnos de la UPTex.

12. 
 COMPONENTES BASICOS DE UNA FUENTE DE
VOLTAJE
 FUENTE
 Es un dispositivo que convierte la corriente alterna,
en una o varias corrientes continuas, que alimentan
los distintos circuitos del aparato electrónico al que
se conecta (ordenador, televisor, impresora, router,
etc.).
MARCO TEÓRICO

13. 
 MAGNITUDES IMPORTANTES
 Voltaje
 Es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial
eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el
trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico
sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones
determinadas. Se puede medir con un voltímetro.3 Su unidad
de medida es el voltio.
 Corriente
 Es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre
un material. 1 Se debe al movimiento de las cargas
(normalmente electrones) en el interior del material. Es la
circulación, movimiento, o flujo de electrones que circulan en
una unidad de tiempo.

14. 
 TIPOS DE FUENTES
 Fuentes lineales
 Las fuentes lineales siguen el esquema:
transformador, rectificador, filtro, regulación y
salida. En primer lugar el transformador adapta los
niveles de tensión y proporciona aislamiento
galvánico. El circuito que convierte la corriente
alterna en corriente continua pulsante se llama
rectificador, después suelen llevar un circuito que
disminuye el rizado como un filtro de condensador

15. 
 Fuentes conmutadas
 Una fuente conmutada: es un dispositivo electrónico
que transforma energía eléctrica mediante
transistores en conmutación. Mientras que un
regulador de tensión utiliza transistores polarizados
en su región activa de amplificación, las fuentes
conmutadas utilizan los mismos conmutándolos
activamente a altas frecuencias (20-100 kHz
típicamente) entre corte (abiertos) y saturación
(cerrados).

16. 
 Fuentes de alimentación especiales
 Entre las fuentes de alimentación alternas, tenemos
aquellas en donde la potencia que se entrega a la
carga está siendo controlada por transistores, los
cuales son controlados en fase para poder entregar la
potencia requerida a la carga

17. 
 PARTES DE UNA FUENTE
 TRANSFORMADOR
 un dispositivo eléctrico que permite aumentar o
disminuir la tensión en un circuito eléctrico de
corriente alterna, manteniendo la potencia. La
potencia que ingresa al equipo, en el caso de un
transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a
la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales
presentan un pequeño porcentaje de pérdidas,
dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros
factores.

18. 
 CAPACITORES
 Dispositivo que consiste fundamentalmente en dos
superficies fundamentales conductancias separadas por
un dieléctrico-aire, papel, mica, etc., El cual almacena la
energía eléctrica, bloquea el paso de la corriente alterna y
convierte en corriente continua hasta un grado que
depende de su capacidad y su frecuencia.
 RESISTENCIA
 Es la oposición de un dispositivo o material al paso de la
corriente continua; se expresa en ohmios

19. 
 PUENTE DE DIODOS
 Es un circuito electrónico usado en la conversión de
corriente alterna en corriente continua. También es
conocido como circuito o puente.
 Consiste en cuatro diodos comunes, que convierten
una señal con partes positivas y negativas en una
señal únicamente positiva. Un simple diodo
permitiría quedarse con la parte positiva, pero el
puente permite aprovechar también la parte
negativa.

20. 
 MÉTODO HISTÓRICO
 Está vinculado al conocimiento de las distintas
etapas de los objetos en su sucesión cronológica; para
conocer la evolución y desarrollo del objeto o
fenómeno de investigación se hace necesario revelar
su historia, las etapas principales de su
desenvolvimiento y las conexiones históricas
fundamentales y se utiliza dicho método para
conocer como fue evolucionando las fuentes
variables y fijas al paso de la historia.
MÉTODOS TEÓRICOS

21. 
 La fuente fija y variable y variable de alimentación
fue creada por el científico MICHAEL CHAHUIN a
finales del siglo XVll y principios del siglo XIX.
Gracias a sus altos conocimientos teórico-científicos
ha legado su obra que sigue contribuyendo.

22. 
 Entre la década de 1830 y la década de 1870, los
esfuerzos para construir mejores bobinas de
inducción, en su mayoría por ensayo y error, reveló
lentamente los principios básicos de los
transformadores. Un diseño práctico y eficaz no
apareció hasta la década de 1880, pero dentro de un
decenio, el transformador sería un papel decisivo en
la “Guerra de las Corrientes”, y en que los sistemas
de distribución de corriente alterna triunfaron sobre
sus homólogos de corriente continua, una posición
dominante que mantienen desde entonces.

23. ANÁLISIS
Permite la división mental del fenómeno en sus múltiples relaciones y componentes para facilitar
su estudio. Para el caso del diseño de la fuente se muestra la siguiente tabla con los dispositivos
que se utilizarán para la simulación
Elemento Dispositivo electrónico Características
Transformador dispositivo que convierte la
energía eléctrica alterna de un
cierto nivel de tensión, en
energía alterna
Trabaja con entrada de 127V
AC, salida 18V@5 A DC
Puente de diodos Diodos 1N4144 Soportan corriente alterna
Capacitores Electrolíticos de 1uF, 10uF Soporte un voltaje de
MÉTODO DE
ANÁLISIS Y SÍNTESIS

24. 
Resistencia 220 ½ watt para delimitar la
corriente al led
Indicador luminoso Led rojo 1.2V@_5_mA
Reguladores 7805, 7812 Son para salidas positivas
7905, 7912 Son para salidas
negativas
Potenciómetro De 5k Regular el voltaje
LM317 Transistor Dispositivo electrónico
semiconductor utilizado para
producir una señal de salida en
respuesta a otra señal de
entrada. 1 Cumple funciones
de amplificador, oscilador,
conmutador o rectificador
SÍNTESIS
Establece mentalmente la unión entre las partes previamente analizadas, posibilita descubrir sus
características generales y las relaciones esenciales entre ellas.

25. 

26. 
 (.En este proyecto se llevó a cabo el desarrollo la
creación de un diseño de una fuente variable y fija
para el laboratorio de robótica en la Universidad
Politécnica de Texcoco.)
MÉTODO DE
MODELACIÓN

27. 

28. 
 EN EL PRIMER REGULADOR 7805 DE VOLTAJE
DA DESALIDA 5V (+)
 EN EL SEGUNDO REGULADOR 7812 DE
VOLTAJE DA DE SALISA 12V (+)
 EN EL TERCR REGULADOR 7912 DE VOLTAJE
DA DE SALIDA 12V (-)
 EN EL CUARTO REGULADOR 7905 DE VOLTAJE
DIA 5V

29. 
 LA OBSERVACIÓN CIENTÍFICA
 Para este proyecto se observó como las fuentes fijas y
variables están compuestas por su estructura, su
tamaño y su funcionamiento y además se observó a
un voltaje determinado.
MÉTODOS EMPÍRICOS

30. 
 MÉTODO DE MEDICIÓN
 Para este proyecto se va evaluar los resultados de la
fuente fija y variable a través de salidas numéricas de
voltajes.

31. 
Simulación de la fuente
fija y variable

32. 
 Aquí presento la simulación en el osciloscopio de
onda completa y esta dando una señal de corriente
continua (cc). De una señal Analógica. Que va lento
con los reguladores 7905 y 7912 que son negativos.

33. 

34. 
 Aquí se presento la onda rápida con los reguladores
7812 y 7805 que son positivos al momento de variar
el voltaje y de la salida respectiva.

35. 
 La encuesta. es técnica una de adquisición de
información de interés sociológico, mediante un
cuestionario previamente elaborado, a través del
cual se puede conocer la opinión o valoración del
sujeto seleccionado en una muestra sobre un asunto
dado.
DISEÑO
METODOLOGICO

36. 
 .( De nuestro proyecto de la fuente fija y variable a
los 11 profesores que imparten las 20 materias de la
Universidad Politécnica de Texcoco.)

37. 
 El cuestionario es un instrumento básico de la
observación en la encuesta y en la entrevista. En el
cuestionario se formula una serie de preguntas que
permiten medir una o más variables
 En este proyecto se llevó a cabo un cuestionario para
los 11profesores de las 20 materias respondiendo
según su criterio sobre el diseño de una
Fuente variable y fija para el laboratorio de Robótica
en la Universidad Politécnica de Texcoco.)

38. 
 POBLACIÓN
 Definición: Es cualquier conjunto de elementos que
tenga una o más propiedades comunes. En este
anteproyecto la población está conformada por un
total de 11 profesores de la carrera de Robótica de la
Universidad Politécnica de Texcoco que imparten las
20 materias

39. 
 MUESTRA
 Es un grupo relativamente pequeño de unidades de
población, que supuestamente representa en mayor
o menor medida las características de dicha
población. En este proyecto la muestra se
corresponderá con el total de la población que son
los 11 profesores de la carrera de robótica.

40. 
 En este proyecto se llevó a cabo y se estudió una
encuesta aplicada pregunta por pregunta que se
aplicó a los 11 profesores que imparten las 20
materias de la carrera de Robótica de la Universidad
Politécnica de Texcoco y se sacó el porcentaje total de
las 6 preguntas de la encuesta.

41. 
COMPROBACIÓN,
PRESENTACIÓN Y
ANÁLISIS DE LOS
RESULTADOS DE LA
INVESTIGACIÓN:

42. 
 En este proyecto se analizó la encuesta aplicada
pregunta por pregunta que se aplicó a los 11
profesores que imparten las 20 materias de la carrera
de robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco.
Y se sacó el porcentaje total de las 6 preguntas
atreves de gráficos de pastel en cada una de las
preguntas.

43. 
 En la pregunta número 1 de la encuesta. de que era
si utilizaban o no el laboratorio de robótica delos 11
profesores que imparten las 20 materias de Robótica
de la Universidad Politécnica de Texcoco. Solo
respondieron 3 personas que si utilizan el
laboratorio .por qué para hacer prácticas y 8
personas no utilizan el laboratorio por qué. no es
necesario para utilízalo en sus materias.
materias
si
no
.

44. 
 En la pregunta número 2 de la encuesta. que era .De
las materias que imparten ¿Cuáles requieren el uso
de fuentes de poder?. Delos 11 profesores que
imparten las 20 materias de Robótica de la
Universidad Politécnica de Texcoco. Solo
respondieron 4 profesores. Por qué si requieren en
todas las materias en relación con las materias de
Robótica y 7 personas no lo requieren en sus
materias que imparten.
fuentes
si
no

45. 
 En la pregunta número 3 de la encuesta. Que era¿
cuántas de las materias que imparten requieren el
uso de laboratorio?. Del os 11 profesores que
imparten las 20 materias de Robótica de la
Universidad Politécnica de Texcoco. Solo
respondieron 5 requieren en el uso de laboratorio
.por que hacer prácticas relacionado con los temas de
sus materias. Y 5 personas no requieren el uso del
laboratorio. Por qué no implica en su materia que
imparten.
laboratorio
si
no

46. 
 En la pregunta número 4 de la encuesta. Que era¿ El
número de fuentes que existen actualmente en el
laboratorio son suficientes para el desarrollo de las
practicas? Delos 11 profesores que imparten las 20
materias de Robótica de la Universidad Politécnica
de Texcoco. Solo respondieron 2 .por que para un
número no muy grandes de alumnos para
 Hacer las prácticas en el laboratorio. Y 8 profesores
respondieron porque no hay suficientes fuentes para
el laboratorio y 2 no opinaron en la pregunta.
practicas
si
no

47. 
 .En la pregunta número 5 de la encuesta. de que era
si ¿Cómo cree usted que se podría el problema de la
falta en la UPTex? . De los 11 profesores que
imparten las 20 materias de Robótica de la
Universidad Politécnica de Texcoco. Solo
respondieron.8 profesores por qué. En los alumnos
que las hagan su fuente y la traigan para el
desarrollo de las prácticas u otra opción mandarlas
hacer las fuentes. Y 2 personas no opinaron nada.
problema
si
no

48. 
 En la pregunta número 6 de la encuesta. de que era
.si los alumnos de la UPTex hicieran fuentes de
poder para uso en el laboratorio ¿las usaría? . de
los 11 profesores que imparten las 20 materias de
Robótica de la Universidad Politécnica de Texcoco.
Solo respondieron. Solo 8 profesores que dijeron
que si .por qué sería más práctico de hacer
experimentos con los prototipos y sacar un voltaje
deseado. Y 3 profesores dicen porque no tienen que
ver con la asignatura.
Profesores
Si
No

49. 
Análisis de los
resultados de la fuente
fija y variable en
simulación en proteus

50. 

51. 
 EN EL PRIMER REGULADOR 7805 DE VOLTAJE
DIO 5V(+)
 EN EL SEGUNDO REGULADOR 7812 DE
VOLTAJE DIO 12V(+)
 EN EL TERCR REGULADOR 7912 DE VOLTAJE
DIO 12V(-)
 EN EL CUARTO REGULADOR 7905 DE VOLTAJE
DIO 5V(-)

52.  Se Fundamentó teórica y metodológicamente el diseño
de una fuente variable y fija para los aparatos en los
Laboratorios de Robótica y Electrónica.
 Se Diagnosticó el problema que presentan la fuente
variable y fija para los aparatos en los laboratorios de
robótica y electrónica.
 Se Identificó las causas de las fuentes variables al
momento de no funcionar en los aparatos en los
laboratorios de electrónica y Robótica.
 Se Propuso el diseño de una fuente variable y fija
para los aparatos en los laboratorios de Robótica y
electrónica para que se regule el voltaje.
Conclusiones:

53. 
 Las fuentes fijas y variables son utilidad para el
desarrollo de experimentos y prácticas de robótica
en los laboratorios de UPTex (En la universidad
politécnica de Texcoco).
 Sin embargo .las fuentes fijas y variables son una
buena utilidad nos brindan un voltaje determinado
deseado que es convertir la tensión alterna en una
tensión continua, variable y después directa.

54. 
 RECOMENDACIONES
 Recomendar que este diseño se lleve a cabo de
manera física en otros proyectos de ingeniería
RECOMENDACIONES

55. 
 1. Autor: PONCE CHIPANA MICHAEL JEFFERSON.
Http://poncechipanamichael2008.blogspot.mx/2005_12_
01_archive.html
 Año 2005
 2. Cervantes Acuña, Jacqueline. Dibujo Electrónico
 Facultad De Ingeniería Mecánica Eléctrica /
IIEE-2
 Universidad Nacional San Luis Gonzaga De Ica
 Ica – Perú
 3. L. Floyd Thomas, DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS,
Año 1994 volumen 1 editorial Pearson .
Bibliografías: