Técnicas y efectos en los belenes

Texto adaptado por Leopoldo Herrero (2017)

1. INTRODUCCIÓN Cada vez más se están empleando luces y tiras LED para iluminar nuestros belenes, y su tecnología ha avanzado lo suficiente para conseguir con ellos todos los efectos deseados, desde transiciones día/noche, hasta efecto fuego, hogueras, etc. Pero su pequeño problema, o ventaja, es que su alimentación son unos pocos voltios de corriente continua y no pueden ser conectados directamente a la red. Para trabajar con ellos necesitaremos transformadores en un numero variable según las dimensiones de nuestro belén y los efectos lumínicos que queramos en él. Una forma de reducir el coste en la compra de varios transformadores es emplear una fuente de alimentación ATX de un viejo ordenador, que nos proporcionará los distintos voltajes que necesitaremos para nuestros circuitos LED. Por tanto, una opción nada desdeñable es emplear una de estas fuentes, pues presentan una gran variedad de salidas muy estables para distintos voltajes (3.3V, 5V y 12V) de corriente continua.

2. LA FUENTE ATX La fuente que vamos a emplear es una fuente de alimentación de 200W. Todas estas fuentes tienen una etiqueta en su lateral donde se informa de su potencia y además de los voltajes que proporciona con sus correspondientes amperajes, en concreto, puede proporcionar 16.7A en la salida de 3.3V, 21A a 5V, y 10A por la salida de 12V. Es decir, potencia suficiente para nuestro belén casero. Lo primero que vemos es un gran número de cables saliendo de la fuente. Nosotros vamos a trabajar solamente con el conector más grande, que es el conector ATX. Depende de la antigüedad del ordenador, este conector puede tener 20 pines o 24. Cada cable se encuentra codificado por colores, de forma que cables con el mismo color tienen la misma tensión. Tenemos que elegir que cables nos interesan de todos los que están disponibles. En nuestro caso, son los siguientes: • Cable Verde de encendido (PS-ON). • Cable Amarillo (+3V) • Cable Rojo (+5V), • Cable Morado (+5V SB) y • Cable Amarillo (+12V). • Cable Negro, de conexión a masa o Tierra: (GROUND).

El cable Morado de +5V SB (SB significa Stand By) es una salida que siempre tiene tensión, aunque la fuente se encuentre apagada, y nos servirá para indicarnos que la fuente se encuentra enchufada a la red.

3. COMPONENTES Además de la fuente de alimentación, y por supuesto estaño para soldar y cables, necesitaremos varios elementos para modificar nuestra fuente. La siguiente imagen muestra los componentes que vamos a emplear. La lista de elementos a adquirir es la siguiente. • Conectores banana (5 unidades: 4 rojos y 1 negro) • Porta fusibles (1 unidad) • Porta led (2 unidades) • Fusible 10A (1 unidad) • Led rojo (2 unidades) • Regleta de conexión (media) • Resistencias de 220 Ohmios (2 unidades) • Interruptor (1 unidad). Opcional • Resistencia de 10 Ohmios 10W (1 unidad). Opcional

4. ESQUEMA DE MONTAJE La siguiente imagen muestra el esquema de montaje de la fuente que vamos a montar.

Primero instalamos las salidas mediante conectores bananas para los niveles de voltaje que nos interesan. En este caso, son 3.3V, 5V SB, 5V y 12V. Por otro lado, llevamos el cable de tierra hasta la banana correspondiente (negra) y lo protegemos mediante fusible. Lo ideal sería proteger cada una de las salidas con su propio portafusibles, pero necesitaría mucho más espacio. Esta solución es mucho más funcional y sencilla. En principio usamos un fusible de 10A porque resulta suficiente para el uso que le vamos a dar. Siempre se puede sustituir puntualmente por uno de más capacidad si se necesita en algún momento. Es importante remarcar que la función de este fusible no es sólo proteger tanto la fuente de cortocircuitos, sino también proteger los cables y resto de componentes. Hay que tener en cuenta que, aunque vuestra fuente pueda dar 20 ó 30A no significa que los cables puedan aguantarlo. A la hora de montar vuestra fuente tener especial cuidado en este punto, y hacer las cuentas de que cada conductor puede aguantar unos 10A. Si vais a usar una intensidad mayor debéis usar más de un conductor en paralelo. Continuando con el esquema de conexión, el cable Verde (PS-ON) es el conductor de encendido. Es necesario e imprescindible conectarlo a tierra para que se produzca el encendido de la fuente. No obstante, si la fuente no tiene interruptor de encendido, tendremos que conectar el cable PS-ON a tierra mediante un interruptor, lo que permitirá encender y apagar la fuente.

Por otro lado, disponemos de dos LED para el control del estado de la fuente. Uno de ellos lo conectamos a la salida de 5V SB, por lo que se encenderá al conectar la fuente a la red. El otro lo conectamos a la salida de 5V, se encenderá al encender la fuente. Ambos LED deben conectarse a través de una resistencia de 220 a 330 Ohm, ya que si los conectáramos directamente a 5V podríamos dañarlos. Por último, ciertas fuentes pueden necesitar una resistencia de 10 Ohm y 10W. Es objetivo de esta resistencia es generar un consumo que impida que la fuente entre en modo Stand By. No obstante, con el esquema de montaje que empleamos lo normal es que no necesitemos esta resistencia y, en general, podremos prescindir de ella. En caso de que vuestro modelo de fuente entrara en modo Stand By y necesitarais esta resistencia, la montaríamos entre cualquier cable rojo (5V) y negro (GROUND), como indica el esquema general. Vuelvo a repetir que con el montaje que estamos realizando lo más habitual es que no sea necesaria. No obstante, conviene tener en cuenta que en alguna fuente de alimentación puede ser necesaria.

5. PROCESO DE MONTAJE Para realizar este proceso podemos alojar los componentes dentro de la propia caja de la fuente de alimentación, o en un armazón exterior de madera u otro material no conductor. Es deseable hacerlo fuera de la propia caja de la fuente por distintos motivos: primero por seguridad, pues de esta forma no tenemos que abrirla y manipular en su interior lo que siempre entraña cierto peligro; segundo porque es más sencillo de trabajar; y tercero porque facilita posteriores trabajos de mantenimiento. Además, en caso de que uno de los conductores se suelte se reduce la posibilidad de un corto circuito. Caso de ser necesario, el único componente que es aconsejable montar en el interior es la resistencia de 10 Ohmios 10W. La colocaríamos atada con bridas a uno de los laterales que tenga rejilla de refrigeración, para que se encuentre debidamente refrigerada por el flujo de aire del ventilador de la fuente. En mi caso voy a usar un pequeño armazón de madera para alojar los componentes y el cableado. Dentro de este armazón conecto a cada banana al menos dos cables de igual color y características en paralelo, de esta forma, la intensidad eléctrica que soporta cada conductor se divide entre cada cable. A continuación, se coloca la regleta de conexiones que unirá el cableado del armazón con el cableado del conector ATX de la fuente de alimentación. Estos cables del conector ATX se conectan con la regleta de conexión agrupando todos los cables del mismo color. El objeto es, una vez más, dividir la intensidad entre todos los cables disponibles. Posteriormente cortamos y aislamos los cables restantes. Finalmente, unimos el armazón de madera al lateral de la fuente y, tras enchufar a la red la fuente de alimentación comprobamos el funcionamiento del interruptor, los leds, y las salidas de tensión, midiendo el voltaje con un polímetro. Finalmente atamos con bridas el resto de conductores sobrantes de la fuente de alimentación, por si en algún momento queremos añadir tomas de corriente para conectar otros elementos como un pequeño motor para una noria, etc.

6. ADVERTENCIA Las fuentes de alimentación ATX de los ordenadores tienen condensadores en su interior que almacenan temporalmente grandes cantidades de tensión y pueden originar descargas eléctricas causando graves daños, incluso algunos segundos después de ser desenchufadas. Por ningún motivo se debe abrir o tocar los componentes internos de la fuente cuando esté conectada a la red eléctrica, pues se pueden generar tensiones internas de más de 350v en algunas partes del circuito interno de la fuente de alimentación.