2 - ESTUDO DO DIAGRAMA EM BLOCOS 2.1 - Circuito de entrada

Funo do Bloco Este bloco tem por funo nos permitir fazer a comutao da tenso de operao da fonte da rede local, assim como, nos permite controlar o funcionamento atravs da chave liga/desliga. Alm disso, possui incorporado a ele o sistema de proteo de sobre corrente no primrio do transformador.

Constituio Chave comutadora de tenso de entrada: chave HH 250VAC - 3A25VAC 6A Chave liga-desliga: chave tipo interruptor simples 250VAC 3A Base de acesso externo para fusvel tipo vidro Fusvel tipo vidro de 100mA 125VAC 6A

Principio de funcionamento

Como possvel visualizar na figura acima, o neutro do transformador se conecta em primeiro lugar ao fusvel de proteo e, em seguida, a chave liga/desliga, que por sua vez, atravs de sua outra extremidade, se conecta a um dos condutores do cabo alimentao. O fio que nos permite alimentar o trafo em 110V se conecta na extremidade da chave seletora indicando tenso 110V, do mesmo modo como o fio que nos permite alimentar o trafo com 220V se conecta a outra extremidade da chave seletora indicando tenso de operao de 220V. O segundo condutor de fase (ou neutro no caso de 110V) do cabo de alimentao

se conecta ao comum da chave H-H (C), nos permitindo assim comutar a tenso de operao da fonte a tenso de operao da rede local.

2.2 - Transformador

Funo do Bloco Este bloco tem por funo promover a transformao da tenso alternada de entrada em uma tenso alternada de sada obedecendo a uma relao de transformao gerando assim uma tenso maior, menor ou igual tenso de entrada. No nosso caso, utilizamos um transformador abaixador (tenso de sada menor que a tenso de entrada). Constituio Duas bobinas independentes de fio de cobre esmaltado (enrolamento primrio e secundrio) Ncleo de chapas metlicas especiais para transformador Principio de funcionamento O transformador formado por duas bobinas isoladas eletricamente (esmalte) em torno de um ncleo comum. Para a transferncia de energia entre uma bobina e outra, usa-se o acoplamento magntico. O transformador que recebe a energia da fonte CA chamado de primrio, enquanto que o enrolamento que fornece a energia CA carga chamado de secundrio. O valor de energia transferido entre o primrio e o secundrio obedece relao abaixo: V1 N1 I 2 = = =a V2 N 2 I1 Onde: V1 = tenso do primrio: tenso do secundrio V2 I2 = corrente do secundrio: corrente do primrio I1

N1 = n de espiras do primrio: n de espiras do secundrio N2 a = relao entre o n de espiras do transformador 2.3 - Circuito retificador

Funo do Bloco Este bloco tem por funo retificar a tenso de sada do transformador, tornando-a o mais prximo possvel de uma tenso continua atravs dos diodos (dispositivos semicondutores) que o constitui. Constituio Diodos semicondutores do tipo 2A05 interligados na configurao de ponte, como pode se observar no desenho abaixo:

Principio de funcionamento O funcionamento desse bloco baseia-se em transformar um sinal alternado em um sinal continuo pulsativo, levando se em conta que a freqncia desse sinal ser o dobro do sinal de entrada, no existindo mais o semiciclo negativo do sinal alternado.

2.4 - Filtro

Funo do bloco Como seu nome j indica, ele tem por funo filtrar a tenso que sai do retificador de continua pulsativa para continua pura, retendo a maior parte da tenso alternada, que se mantm no sinal continuo de sada, essa chamada de tenso de ripple. Constituio Capacitor eletroltico de 4700uF/50V(C1) Capacitor cermico de 100nF(C2) Capacitor eletroltico de 1uF(C3 e C4) Diodo semicondutor modelo 1N4002 Principio de funcionamento

O funcionamento desse bloco se dispe da seguinte maneira, o capacitor de 4700uF trabalha como filtro principal, reduzindo cerca de 96% do tempo de subida e descida do sinal pulsativo, fazendo com que o sinal at ento no utilizvel para alimentao de circuito que necessita tenso continua, possa utiliz-lo sem limitaes, os outros trs capacitores, (C2, C3 e C4) trabalham de maneira a reduzir anda mais as oscilaes do sinal DC, o capacitor de 100nF entra como um filtro para algumas harmnicas que esto sendo geradas por interferncia interna de outros componentes e est localizado entrada do regulador LM317, um dos capacitores de 1uF est localizado em paralelo ao potencimetro de ajuste de tenso de sada, removendo assim rudos indesejveis no ajuste, o diodo 1N4004 est em paralelo ao resistor que

realimenta o regulador fazendo com que a realimentao fique de maneira que uma outra grande parte do restante do ripple se retifique nele e no caso do outro capacitor de 1uF ele. est trabalhando em paralelo com a sada compensando a pequena sobra de ripple do circuito. 2.5 - Regulador

Funo do Bloco Permitir a regulagem da tenso continua de sada, entre uma faixa de variao pr-fixada. Constituio Regulador de tenso LM317T Potencimetro de 4,7K Resistor de 270 Principio de funcionamento

A tenso entra no regulador, onde trabalhada por um circuito interno, diagramado no anexo data sheets. Na sada, em sua montagem final, apresenta acoplado a si, um resistor, (R1), e um potencimetro, (R2), sendo R1 o resistor de realimentao do regulador, estes que vo garantir a regulagem da tenso de sada ao valor desejado. Como estes se encontram em paralelo com a sada do regulador, a tenso sobre eles que ser refletida sobre a carga. Para a regulagem se obedece a Lei de Ohm, que em sua interpretao, nos permite deduzir que, quando uma corrente fixa passa por um circuito resistivo em srie, quanto maior a resistncia, maior ser a tenso sobre este circuito. No caso do regulador, quanto maior a resistncia da associao do resistor com o

potencimetro, maior ser a tenso sobre eles e, conseqentemente, maior a tenso de sada e vice-versa.

2.6 - Circuito de sinalizao

Funo do Bloco Este bloco tem por funo, atravs de indicao visual, nos permitir distinguir se a fonte se encontra ou no em funcionamento. Constituio Led Ultra Red L190CWR3KF-50D 20-30mA/2-2,6V Resistor de 1,2K/1W Principio de funcionamento

O led (sigla em ingls para Diodo emissor de luz), polarizado diretamente, isto quer dizer, com potencial negativo ligado ao catodo e positivo ligado ao anodo, em sua juno encapsulada por material plstico colorido, libera energia luminosa. O resistor que lhe antecede, serve para limitar-lhe a corrente de operao, sendo que com uma corrente prxima da mnima do componente, este apresenta luminosidade mais baixa, assim como, com a corrente de operao prximo da mxima, apresenta-a mais intensa. Porm no aconselhvel, se trabalhar com o led em um regime de extrema exigncia, podendo-se encurtar sua vida til, e do mesmo modo, no se deve de modo algum exceder a mxima corrente de funcionamento, pois isto pode gerar danos ao componente, inutilizando-o.

2.7 - Carga Funo Esse bloco pode ser varivel, respeitando sempre a relao tenso total x corrente total que j especificamos, como grande parte dos circuitos trabalha com uma tenso em torno de 4,5V 18V, essa fonte pode aliment-los desde que a corrente que esses circuitos exijam sejam menores ou iguais a corrente total fornecida pelo sistema. No entanto, para que no haja riscos, a fonte e dotada de um circuito de proteo, citado com mais detalhes no item protees.

2.8 - Protees

Funo do Bloco Este bloco tem por funo, proteger o circuito interno da fonte e a carga em caso de curto circuito ou sobre carga, atravs de um soquete para fusveis de vidro de baixo custo e boa resposta no caso de um dos problemas citados acima, para que essa funo seja eficiente, o fusvel deve respeitar as especificaes para cada tipo de entrada de rede. Constituio Base para fusveis do tipo rosca Fusveis de 100mA e 200mA Principio de funcionamento Como citado acima esse circuito protege contra eventuais curtos e sobrecargas, no entanto, para ser realmente para proteo, ele necessita estar com os fusveis corretos para as redes de 110 ou 220 Volts, pare redes em 220V de entrada o fusvel deve ser de no mximo 100mA, e em redes de 110V de no mximo 200mA.

3 - ESQUEMA ELTRICO GERAL

On_Off

V2=12+124

2 1

ReguladorLM317KVreg IN OUT

VOLTMETROC41uF

F1100mA

T1

Retificador3

2A05x4

C14700uF

R11.2k

+ 00.000 V

R2 C2100nF 270

Sada

V1=Rede 110/220

LED1

D51N4002

C31uF

Pot14.7kOhm Key = a50%

AJUSTE PRINCIPAL

3.1 - Principio de funcionamento O sinal de entrada da rede eltrica local introduzido no circuito

atravs do bloco de entrada constitudo pela chave seletora H-H, a chave liga/desliga e um fusvel de proteo, que pode variar de 100mA (220V) a 200mA (110V); Esse sinal por sua vez reduzido pelo transformador para 24Vrms ainda em um sinal alternado na mesma freqncia da rede local, sendo a partir da inserido na ponte retificadora que retificara o semiciclo negativo desse sinal, e logo passando a no ser mais um sinal alternado e sim um sinal continuo pulsativo; Com a gerao desse sinal pulsativo, temos um grande perodo entre os picos de 0 a Vmx e ai que inserimos o capacitor de filtro, para que no

perodo em que esse sinal comear a diminuir, quem fornecer corrente para o restante do circuito ser o capacitor A regulagem da tenso de sada feita atravs do potencimetro 1 que limita a tenso de sada do circuito.

3.2 - LISTA DE COMPONENTES 1 Chave seletora tenso do tipo H-H 110/220V 1 Porta fusvel do tipo rosca 1 Transformador de duplo primrio para 110/220V e 12+12V de sada x 1A 4 Diodos do tipo 2A05 ou equivalentes de IDMax 2A x 200Vmin 1 Diodo do tipo 1N4002 ou equivalente de IDMax 1 x 100Vmin 1 Capacitor eletroltico de 4700F x 50V 2 Capacitores eletrolticos de 1F x 50V 1 Capacitor disco cermico de 100nF 1 LED vermelho 1 Resistor de 1,2 K 1 Resistor de 270 1 Potencimetro de 4,7 K 1 Regulador de tenso ajustvel do tipo LM317T ou LM317K 1 Voltmetro analgico com escala de 0 a 20 VDC 1 Placa virgem para circuito impresso 5x10 cm

INTRODUO Esse projeto tem por funo principal, transformar a tenso alternada da rede eltrica de 110 ou 220 Volts para uma tenso continua na faixa de 1.2 a 20 Volts, podendo fornecer uma corrente mxima de 1 (um) mpere oferecendo uma potncia total de 20 Watts, uma das preocupaes desse projeto, foi justamente o valor mximo de ripple (tenso alternada contida no sinal continuo), que necessitava ser de um valor bem baixo para no causar danos carga que ser alimentada. A constituio desse circuito baseia-se em: 1. Um circuito de entrada seletivo de 110V ou 220V, a partir de uma chave seletora do tipo H-H; 2. Um transformador de duplo primrio com center tape para 110V ou 220V e duplo secundrio com center tape de 12 + 12 Vrms x 1 A 3. Ponte retificadora discreta com 4 diodos 2A05 (2Ax500V); 4. Filtro capacitivo tendo como componente principal um capacitor de 4700F x 50V para a filtragem do ripple gerado pela retificao do sinal alternado de entrada; 5. Circuito indicador de operao constitudo de um LED e um resistor limitador de corrente; 6. Capacitor remanescentes; 7. O bloco do regulador ajustvel um bloco mais bem elaborado, pois alm de ternos que trabalhar com uma tenso de entrada com cerca de 10% a mais do que a tenso mxima de sada. Tivemos de utiliz-lo com um dissipador de alumnio, cermico de 100nF para filtro de pequenos rudos

devido a grande potncia discipada sobre ele para manter a tenso estvel e fornecer o mximo de corrente que a carga exija, limitada a 1A.

1 - DIAGRAMA EM BLOCOS

Seguem a seguir as descries detalhadas de cada bloco e sua funo no circuito.

4 - PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO Utilizamos uma placa virgem de 5x10 cm para a montagem das trilhas e conseqentemente a montagem final dos componentes na mesma, logo a seguir podemos visualizar o layout do lado dos componentes e de soldagem dos mesmos. 4.1.1 - Lado dos Componentes

4.1.2 - Lado de soldagem

4.2 Layout mecnico

ANEXOS

BIBLIOGRAFIA Regulador de tenso ajustvel Revista Saber Eletrnica n 159 Ed. Saber Janeiro 1986 Revista Nova Eletrnica n 58 Ed. Tcnica Eletrnica Dezembro 1981 Data Sheets LED http://www.led.net/datasheets/specification.htm Diodos Retificadores http://www.diode.ru/rectifiers/general_purpose.html Regulador Varivel (LM117-317) http://cache.national.com/ds/LM/LM117.pdf