Conversor de Tensión de 12V a 3V3.

CREADO EL: 30-03-2016

INTRODUCCIÓN.

En la actualidad los que nos dedicamos a crear nuevas aplicaciones de electrónica, utilizamos los microcontroladores del mercado y entre estos uno de los de mayor repercusión y demanda es la conocida plataforma Arduino y sus derivados, todo esto es lo habitual, sin embargo, en los últimos tiempos han aflorado una gran cantidad de pequeñas aplicaciones que suelen ‘colgarse’ de nuestro Arduino, me estoy refiriendo a los sensores de movimiento, los detectores de presión, GPS’s, sondas ACSXXX y otros más que van apareciendo cada día.

Normalmente trabajamos con Arduino a 5V con sus limitaciones, esto va cambiando con los nuevos tiempos. La cuestión es que, estos nuevos E-Bits (pedacitos-electrónicos) suelen alimentarse con tensiones de 3V3 (3’3V) y en algunos casos con menos voltios (ya se verá, 1V8), por aquello de reducir consumos y sobre todo, gracias a las nuevas tecnologías de fabricación.

En el caso habitual del usuario de plataformas del tipo Arduino es que la placa trabaja a 5V, y tienes que pasar de 5V a 3V3. Que ocurre con la tensión o niveles de las señales de E/S, considero que se pueden ver afectadas, por lógica, si cambias los márgenes de tensión, evidentemente cambiarán los niveles de las entradas y salidas.

Recurriendo a los componentes que ya conocemos desde bastante tiempo, como es un LM317 y unos mínimos pasivos, vamos a disponer de un reductor o convertidor de 12V a los referidos 3V3 que estamos comentando. Veamos el esquema que utilizaremos:

regulador3v3_lm317 Fig. 1

LISTADO DE COMPONENTES.

  • 1- LM317 -> Regulador ajustable.
  • 1- Resistencia 290Ω
  • 1- Resistencia 140Ω
  • 1- Resistencia 330Ω
  • 1- Condensador electrolítico de 47uf/16V

En el esquema, se ha desestimado el rectificado y filtrado de la tensión de 12V, dando por conocido esta parte del conversor y he dotado de un par de interruptores con unas cargas simuladas, así como un amperímetro y un voltímetro para comprobar sus posibilidades. Según esto, con una carga con impedancia de 2Ω, la intensidad que circula es de 1’62A con un desvío de 0’05mV. En el caso de una menor carga como la especificada de 3Ω, no se produce desvío de la tensión.

En algunas ocasiones disponemos de la tensión habitual de 5V de una fuente con la que estamos trabajando y necesitamos para un nuevo  proyecto una tensión de 3’3V. Una solución que se puede utilizar es poner en serie un par de diodos rectificadores como los 1N4007 para reducir la tensión de los 5V a 3’6V, tensión que nos sirve y nos saca de un apuro.

Conclusión. Se puede obtener un conversor con muy pocos componentes habituales. Este alimentador sin duda es interesante cuando tenemos que utilizar unos de los referidos E-Bits ya comentado más arriba, sin embargo, cuando estos han de convivir con nuestro Arduino, puede que tengamos los temidos fallos por los niveles de las señales, aunque no debiera. En todo caso, también tenemos una solución muy simple de implementar y para eso hemos pensado utilizar un circuito integrado de la serie CMOS como es el CD4050.

El CD4050, según el fabricante, es un circuito integrado compuesto por seis buffers no-inversores de 16 pines, con especial protección de entrada ante tensiones superiores que VDD.

caracteristicas4050 Fig. 2

Estos dispositivos cuentan con conversión del nivel lógico usando sólo una tensión de alimentación (VDD). La señal de entrada alta nivel (VIH) puede ser superior a la tensión de alimentación VDD cuando éstos dispositivos se utilizan para las conversiones de nivel lógico. Estos dispositivos están indicados para su uso como amortiguadores hexa, CMOS para convertidores TTL/TTL, CMOS o como conductores de corriente, y a VDD = 5.0V, pueden manejar directamente dos cargas DTL/TTL sobre el rango de temperatura de funcionamiento completo.

pines4050 Fig. 3

La siguiente es una imagen la aplicación típica del CD4050 para convertir los niveles lógicos entre dos dispositivos que difieren en sus tensiones de alimentación. De modo que, mientras un dispositivo por sus características es alimentado a 5V, las señales de salida pueden destruir el segundo dispositivo que sólo admite 3V3, es entonces cuando debemos aplicar el conversor de tensiones. Con este conversor disponemos de seis registros por cada CD4050.

aplicando4050 Fig. 4

Y la siguiente imagen es el PCB del conversor de seis entradas y seis salidas dispuesto para servirnos en nuestras experiencias.

esquema_conversoradaptador5V_3V3
Fig. 5

Esta placa del conversor adaptador dispone de una entrada de tensión 3V3 y un condensador de 100nf para filtrar y alimentar el CD4050. Si usted está interesado en este PDF para construir el suyo, lo puede descargar de aquí.

esquematico-conversorp Fig. 6

Esta pequeña placa de PCB (25x22mm), alimentada con la tensión de 5V, lleva un rectificador de 3V3, puede ser una sencilla forma que nos ayude con nuestras prácticas y evitar que tengamos algún disgusto, al utilizar los nuevos E-Bits (IoT). El siguiente es el esquema de utilidad de este conversor de tensión.

pistas_pcb_aplicar4050 Fig. 7

Esto es todo, por este simple tutorial.

10 comentarios sobre «Conversor de Tensión de 12V a 3V3.»

  1. Hola. No tengo más idea de electrónica que haber soldado alguna vez en el Instituto algún circuito.
    El caso es que quiero acoplar una radio FM que funciona a 3V a la moto que obviamente va a 12V.¿Hay alguna manera fácil de hacer algún circuito que pueda valer para eso?
    Gracias

  2. Hola JUAN JOSÉ FERNÁNDEZ GIL.
    No se cuanta corriente necesitas, es deir, ¿que potencia le pides a la rario de FM? Para una radio normal, de unos 10W, necesitarías unos 3,3A En otras palabras, es conveniente conocer la corriente que necesites. Hay unos reguladores de
    potencia de 3A de la marca LINEAR y creo que disponen de uno de 5A. Se trata de un regulador con tres patillas similar a los típicos 78XX con capsula de TO128.
    El regulador AMS1117 es de 3’3V 1A te puede servir para saber si es suficiente. Aunque si utilizas éste, debes ponerle un buen refrigerador. Cuando llegues al máximo de potencia que pueda dar, como no le llegan más amperes, llegara hasta donde llegue.
    Espero te sirva esta idea.

    Saludos.

  3. Tengo un circuito de leds de alta potencia, son dos leds, de 3w pero con una corriente de 0.35 A y no entiendo el circuito, hay alguna forma de enviarles una foto, y resivir instrucciones para modificarlo u hacer uno nuevo?

  4. Tengo un circuito de unos leds de 3w (sirven para la farola de la moto) el hecho es que no comprendo algunos componentes, hay alguna forma de enviar foto y recibir ayuda?

  5. hola, tengo un termostato w 1209 a 12 v dc y un calentador a 3 v dc alimentados por un adaptador ajustable de 110 v ac que convierte a 12 v dc y 1800 mA . mediante un potenciometro, una resistencia y un transistor reduje el voltage a 3 v para el calentador pero este no me funsiona. lo hago para remplazar las pilas del calentador (TIPO D). lo intente con una resistencia de 18 ohmios pero tampoco. COMO LO PUEDO HACER?

    1. Hola eduardo.
      Seguramente has hecho los cálculos de la resistencia que dices y del transistor que entrega suficiente corriente. Sin embargo, esa no es la forma correcta de reducir la tensión, vamos a ver, sí reduces la tensión pero no tiene la corriente de paso que necesitas, por lo que en principio debes poner un divisor de tensión que entregue la corriente que necesita el transistor en su base para que éste entregue la corriente de colector que necesites, en caso contrario el consumo hace que la tensión caiga y no te funcione el dispositivo.
      Procura medir la tensión de salida del transistor y confirmarás que la tensión cae y es el motivo de tu problema.

      Saludos.

    1. Hola Oscar Lopez.
      Siempre debes seguir lo aconsejado por el data sheet. Quien puede saber más que el propio fabricante? Sin duda, cada fabricante puede indicar su dispositivo como se enumera, sin embargo, cuando uno utiliza un programa de dibujo como el Proteus u otro similar, tiene que seguir los criterios que presenta dicho programa, lo cual no invalida lo que el data sheet indica.
      Quiero decir que el técnico ha de asegurarse de que patilla o pin se corresponde en cada elemento o dispositivo que emplee en su trabajo.

      Saludos.

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