MONITOR DE DESCARGA DE BATERIA 12 V

Monitor de bateria de 12 V com alarme de descarga em 11 V

Fusível Eletrônico

Um fusível eletrônico é um dispositivo que trabalha análogo a um fusível normal, a diferença reside no fato que ele abre o circuito da fonte de tensão quando houver uma sobrecarga, mas não precisa ser trocado. Depois dele atuar, basta pressionar o botão de reset  e ele estará pronto para funcionar novamente. Este circuito eu encontrei no canal do "Professor Bairros" e foi postado pelo Rodrigo, um seguidor do canal. Não sei se foi ele que desenvolveu o circuito ou copiou da Net, só sei que ele funciona muito bem e resolveu meu problema.

O funcionamento é bem simples. A tensão que vem do retificador e filtro  da fonte de tensão será ligado ao pino B1. A corrente passa pelo resistor shunt R1 e sai pelo contato normalmente fechado (NF) do relé k1. Este resistor é que determina a corrente máxima que a fonte pode fornecer. Quando uma corrente maior que 3,5A (o que eu determinei neste circuito), atravessar R1, será desenvolvido uma queda de tensão que vai acionar o opto-acoplador que fará circular uma corrente pelo resistor R2, vbe de T2 e vbe de T3 e irá saturar o transistor T3 que ligará o relé K1. A tensão da fonte será cortada da saída e ligada em R5 e R7.  A corrente em R5 manterá o relé ligado e R7 vai acender o Led 1 que indica um evento de alarme na fonte. Esta condição permanece até que se pressione o botão Reset S1. A corrente de base de T2 zera e leva o transistor ao corte desligando o relé e normalizando o circuito. O relé usado é de 12V e foi necessário um regulador para alimenta-lo, já que a tensão da fonte é bem maior que sua tensão nominal. Esta função é feita por T4 e o diodo zener D2.

A placa pcb ficou com um tamanho de 63 x 55 mm

Quem quiser saber mais sobre eletrônica, aprender análise de circuitos, circuitos interessantes e ter uma boa explicação de como funciona, recomendo o Canal do Professor Bairros.  Ele explica tão bem que a eletrônica fica fácil demais. Segue aí o endereço do canal:  https://www.youtube.com/@professorbairros/about 

Carregador de Bateria 12V 7A

 Quando se carrega uma bateria, ela passa por 3 etapas que são: 

Bulk - A bateria recebe uma carga com corrente constante de 01C, ou seja, um décimo da sua capacidade total. Em uma bateria de 7AH, vamos carregá-la com 700mA. Nesta etapa, a tensão na bateria vai subindo até atingir 14,4 volts. Neste ponto a bateria estará carregada com uns 60%.

Absorption - Nesta etapa a bateria mantém a tensão de 14,4 volts e a corrente de carga vai diminuindo. Esta etapa é importante para carregar completamente a bateria.

Float - Nesta etapa a tensão de carga é reduzida para 13,6 volts e é usada quando a bateria ficar sempre conectada ao carregador

Uma bateria de chumbo-ácido pode receber até 03C, mas ela pode esquecer muito e o tempo de vida vai diminuir, além de precisar de um sistema mais complexo de carga e controle.

Neste circuito eu utilizei uma fonte de notebook como entrada de potência para alimentar o circuito do carregador. Foi usado o LM317 para fornecer a tensão de 14,4V e a corrente constante de carga e um Ampop como controle de corte do carregador.

Na saída foi colocado o diodo D4 para evitar que quando a tensão de entrada for zerada, a bateria não descarregue pelo circuito do LM317. 

Quando o circuito for ligado vai acender o led 3 (ligado) e o led 1, indicando que está em carga. 

Ao se conectar a bateria descarregada (menor que 11V),  a corrente será detectada pelo resistor shunt R2 que desenvolve uma queda de tensão maior que 0,65 volts, que faz o transistor T1 conduzir e abaixar a tensão de saída do LM317. Como é um circuito realimentado, a tensão ficará limitada pela relação Vbe/R2. R2 será calculado pela fórmula: 0,65V/Icarga. 

Depois de um tempo a tensão na bateria vai atingir 14,4V e acenderá o Led 2, indicando o término da primeira etapa. Daí pra frente, a tensão de carga vai permanecer neste valor e a corrente de carga vai diminuir e será monitorada pelo LM358-B. A entrada inversora tem uma tensão de referência de 0,2V e quando a corrente de carga provocar uma queda de tensão em R2 abaixo deste valor, o led 1 se apaga e o relé será acionado interrompendo a carga na bateria. Note que ao ser retirada de circuito, a tensão na entrada não inversora cairá pra zero volt e fará o relé continuar acionado. O Led 1 (carga) se apaga, ficando acesos led 2 (14,4V) e led 3 (ligado), indicando o fim do ciclo de carga.

Ajustes

Sem a bateria ligada, ajuste a tensão de saída do LM317 em 14,9 volts e regule P2 para acender o Led 2.  Agora regule  P1 para 15,1 volts. A tensão de carga da bateria + a queda no diodo D4. Ligue uma bateria descarregada e deverá acender led 3, led 1. Led 2 deverá acender depois da bateria atingir 14.2 volts.

É isso!

Como calcular a potência máxima de um transformador desconhecido

Sabe aquele transformador retirado de uma sucata ou mesmo aquele que estava guardado há muito tempo e que você quer usa-lo em um novo projeto? O problema é que ele não tem mais nenhuma especificação e o que você pode saber dele é a tensão medida no secundário e no primário, nada mais.

Este texto vai te explicar como obter o valor da potência máxima deste transformador, medindo a seção central do núcleo de ferro. Ele montado é difícil, mas tem um jeito legal de fazer isso.

O núcleo do transformador é responsável por transferir a corrente induzida no enrolamento primário para o enrolamento secundário. Ele é constituído por um material ferromagnético, que contém em sua composição o silício. Os fluxos magnéticos alternados provocam correntes parasitas e por isso o núcleo é feito de chapas finas para minimizar este efeito que produz perdas no transformador.

Precisamos, então, medir a área do núcleo onde será enrolada a bobina.

Veja como é feito.

Exemplo:

L = 1,5 cm

X = 2,5 cm

Y = 2 x L = 3,0 cm

Área da seção do núcleo = 2,5 x 3,0 = 7,5 cm²

S = 7,5² = 56,25 VA    (VA = Potência em VoltAmpere)

Calcular a corrente máxima no secundário: (Is)

        Es =  20V  (valor medido no secundário)                                                     

Onde:  Is = Corrente no secundário

            VA - Potencia calculada

            Es = Tensão no secundário

É isso.

 

 

TL 431 - Teoria e Prática

O componente LM341 ou TL431, entre outros nomes de fabricantes, é um regulador shunt ajustável de 3 pinos que possui uma grande estabilidade de temperatura. A tensão de saída pode ser ajustada entre 2,5V a 36 V, simplesmente selecionando dois resistores que atuam como uma rede divisora. 

Pode ser usado em aplicações como monitor de tensão, circuitos de referência de precisão, como diodos zener, comparador de tensão em fontes chaveadas e etc.

 

Na figura 1 temos o símbolo do componente que é igual ao do zener com um pino a mais de referência. E na figura 2 é mostrado o circuito interno. É um comparador com uma voltagem de referência de 2,5V numa porta e a entrada Ref na outra e na saída do comparador um transitor shunt.

A figura 3 mostra como ele será usado como um zener programável. A resistência Rs limita a corrente catodo-anodo (Ika), que deve estar compreendida entre 1mA a 150mA (esta corrente é a máxima permitida, portanto deve se usar um valor bem mais baixo). Quando a tensão na entrada cai de valor, deve ser mantido uma corrente mínima de 1mA  para que o componente funcione normalmente. Neste exemplo o pino Vref está ligado no catodo e com isso a tensão em Vka será a mesma da tensão de referência, ou seja, 2,5V.

A figura 4 mostra seu uso e a fórmula para sua configuração.  A rede divisora R1 e R2 dever fornecer, na entrada Vref, uma tensão de 2,5V em função da tensão escolhida em Vka. Por exemplo: Vka = 12V, então a divisão deve dar sobre R2 uma queda de tensão de 2,5V.  A fórmula é simples, é a multiplicação da tensão de referência pelo resultado da divisão dos resistores mais um. O termo Iref*R1 pode ser desprezado em circuitos simples. Colocando um trimpot no lugar de R2, teremos um ajuste preciso da tensão de saída Vka.

Funcionamento:

Quando a tensão na entrada Vref sobe alguns milivolts, o transistor shunt conduz aumentando a corrente no resistor de entrada Rs e provocando uma queda de tensão maior. Como a queda de tensão no resistor RS está em série com a tensão Vka, está vai diminuir. No caso contrário, uma diminuição na tensão Vref vai provocar uma diminuição da corrente em Rs e, portanto, uma menor queda de tensão nele. Vka subirá e estabilizará a saída Vka. É a variação de corrente que faz a tensão Vka se manter constante nos reguladores shunt. 

Utilizações:

Referência precisa para reguladores:

Aqui ele está sendo usado como uma referência precisa para o regulador 7805. Como a tensão mínima de saída do TL431 é 2,5V, a tensão mínima em Vout será 7,5V e a máxima será dependente do divisor R1 e R2.

Fonte de corrente constante:

Rcl está em paralelo com a tensão de referência, portanto, quando a corrente que pelo resistor provocar uma tensão de 2,5V, o transistor vai ter sua corrente de base reduzida, estabilizando a corrente de saída num valor constante. Para um valor de corrente qualquer, a Rcl pode ser calcula pela fórmula: Rcl = Vref / Iout.

Comparador de tensão:

Quando a tensão em Vref for maior que 2,5V, a saída em Vout será de 2V , e quando menor será de V+

Detector de Sobretensão:

Este circuito é usado para monitorar a tensão na saída de uma fonte ou num determinado ponto do circuito que a tensão não pode passar de um valor. Quando o valor de entrada, neste caso é 12V, subir  alguns milivolts, o Led vai acender indicando a sobretensão. O Valor na entrada pode ser qualquer um desejado e deve ser calculado usando a fórmula: Vin = Vref (1+R2/R1). Rs é calculado da seguinte forma: Rs = (Vi - Vled) / Ik com Ik valendo 15mA. R4 garante uma corrente mínima quando a tensão no Led for menor que a tensão de barreira dele.

Detector de Subtensão:

O detector de subtensão é muito utilizado para monitorar baterias. O TL431 compara sua tensão de referência com a tensão da bateria. Se a tensão da bateria for um pouco maior, a tensão Vka será menor que a tensão de barreira dos dois leds e eles não acenderão. Se a tensão for menor, os Leds acenderão. Rs é calculado conforme a corrente escolhida para acender os Leds e a rede resistiva deve ser calculada conforme a fórmula própria. Aqui já tem alguns valores calculados para R3 e as tensões monitoradas.

Usando como Zener:

Não poderia faltar a utilização deste componente como um Zener de 9V. Rs limita a corrente no zener em 10mA. A rede divisora R2 e R3  configuram a saída para 9V.  É importante notar que esta corrente deve ser escolhida conforme a carga na saída do circuito. Se a carga drenar 6mA, passará pelo TL431 somente 4mA. Se a carga drenar 10mA, o circuito deixa de funcionar como zener.

É isso.

CARGA ELETRÔNICA PARA 3.5A

 

Esta é a versão 2 da minha Carga Eletrônica. Fiz algumas melhorias para facilitar o uso, como o display que já indica a corrente que ela está drenando e algumas melhorias no circuito eletrônico.

O TL431 gera uma tensão de referência de 3.5V que é ajustada pelo potenciômetro RV1, conforme a corrente drenada requerida. Com esta tensão e o Mosfet utilizado, consegui até 3.5A.

U1:A compara a tensão de referencia com a queda de tensão no resistor shunt. U1:B amplifica esta queda de tensão que será ajustada pelo trimpot RV2 e estabiliza a corrente desejada na carga. Com isso ficou fácil corrigir a tensão de retorno devido ao valor de RS utilizado.

Por exemplo: Ajusto a referência para 1V, como a outra entrada do comparador, pino 2, está mais baixa, o ampop tende a saturar e aumenta a condução do mosfet. Quando a corrente que passa por ele atingir 1A, a queda de tensão em RS será de 0,2V que será amplificada para atingir 1V. Com as duas entradas do comparador iguais, ele manterá o valor da polarização do mosfet para drenar 1 ampere. Quando o mosfet esquenta, ele tenta drenar mais corrente e isso vai aumentar a queda de tensão no resistor shunt, o que faz o comparador diminuir a polarização do mosfet e manter a corrente em 1A.

A única calibragem necessária é ajustar RV2. Para isso, meça uma tensão de 1V no pino 2 do CI. Ligue uma fonte dc na entrada de carga. Ajuste 1V no pino 7 do CI através do trimpot RV2.  Neste pino você pode ligar um multímetro para monitorar a corrente ou usar um medidor digital. A corrente será o mesmo valor em volts medido neste ponto. 

É isto.

Receptor super heterodino de FM

Está cansado de montar aqueles radios super regenerativos que tem uma qualidade de som péssima, baixa seletividade e muita instabilidade? Trago aqui este esquema que você vai montar e ficar muito satisfeito com o resultado obtido. Ele usa o circuito integrado CD2003 facilmente encontrado nestes radios antigos, sintonia por varicap e um amplificador integrado barato e fácil de encontra nas lojas de componentes.

Optei por usar um varicap porque os mini variáveis são difíceis de encontrar e quando encontrado, podem estar danificados.  O integrado CD2003 é um receptor AM/FM completo e não usa transformador de FI e nem o de quadratura para demodular a FM. Ele usa dois filtros cerâmicos de 10.7 Mhz na filtragem da FI e um outro para a demodulação. Portanto nada de ajustes. 

A sintonia é feita por dois diodos zener de 30V que fazem a função do varicap. Pode acontecer de não ser possível sintonizar a banda toda de FM, neste caso, tende diodos zener de tensão um pouco menor.

A bobina L1 é  feita com  4 voltas de fio 22 AWG (0,64mm de diâmetro), numa forma de 5mm, e L2 e L3 são feitas com 3 voltas de fio 22AWG numa forma de 5mm.

O circuito de CAF é realizado pelos resistores R2 e R4 e os capacitores C7 e C10, mais o diodo D4, que é o mesmo zener de 30V e 400mW. Usar só capacitores de cerâmica na parte de RF.

Na realização da placa de circuito impresso, atentar para a montagem das bobinas L1 e L2 que devem ficar defasadas em 90 graus para evitar interação entre o oscilador local e o amplificador de RF e manter L3 um pouco mais afastada destas.

Se tiver tudo montado certo, logo ao ligar você vai escutar o chiado característico do radio FM. Gire o potenciômetro de sintonia e já deve aparecer alguma emissora. Gire a sintonia toda para a direita, neste caso o varicap vai estar próximo de 6V. Você pode distanciar as espiras da bobina do oscilador local para ajustar a posição da emissora. Depois sintonize uma emissora mais fraca e mexa em L1 para aumentar o sinal captado.

Infelizmente eu perdi o desenho da placa de circuito impresso para postar aqui.

É isto.