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domingo, 4 de outubro de 2020

Fonte Ajustável 1.2 à 37V - 7A com proteção de curto-circuito com CI LM723

Fonte Ajustável 1.2 à 37V - 7A com proteção de curto-circuito com CI LM723

No post de hoje, iremos montar uma fonte para bancada regulável com uma tensão que varia entre 1.2 à 37V Corrente Contínua, com proteção contra curto-circuito, um circuito simples utilizando o velho e versátil Circuito Integrado LM723, que é perfeito para ser utilizado em bancada, já que constantemente estamos executando projetos que em muitas vezes acontecem interpéries não esperada e que ocasionam geralmente a queima da fonte quando não se tem proteção.

O diagrama esquemático da Fonte Ajustável está disposto na Figura 2 logo abaixo, como podemos ver, o circuito projetado, tem a sua entrada de 27V CA, ou seja vindo direto de um transformador, que tem suas especificações da entrada de tensão "Primário" de acordo com sua rede elétrica, 220V ou 110V, e sua saída "Secundário", de 27V CA, que quando passar pelo circuito de retificação e filtro, a tensão será elevada para próximo dos 40V. 

Fig. 2 - Fonte Ajustável 1.2 à 37V - 7A com proteção de curto-circuito com CI LM723

Seguimos a fórmula básica para se calcular essa tensão após o filtro, que é .
Formula: 
Vca * √2 = Vcc

Vca - Tensão de entrada - Corrente Alternada
√2 = 1.414 - é da fórmula
Vcc = Tensão de saída - Corrente Contínua

Que no nosso caso fica assim:
Vca = 27V

27 * 1.414 = 38.18V

Isso na teoria, o que acontece que na prática pode variar um pouco, pois não só depende dos cálculos, mas também da precisão dos componentes, desgastes, tolerâncias e etc... mas  os valores sempre estão bem próximos.

A corrente do transformador deve ser no mínimo de 7A. A retificação e filtro já está integrada no própria circuito, que provém de uma ponte D1 KBPC5010 que é uma ponte de diodos para 50A, você pode está utilizando outro tipo de ponte, no entanto fique atento que no mínimo a ponte de diodos tenha o dobro da corrente do circuito ou seja, ao menos entre 15 á 20A para não have aquecimento do mesmo.
Devemos também estar certo de utilizarmos um dissipador de calor nos dois transistores de potência TIP35C.

Características da Fonte

  • Proteção contra sobrecargas
  • Proteção contra Curto-circuito
  • Alta Corrente de Saída: 7A
  • Tensão de ondulação de saída: ~ 0,5 mV
  • Tensão de saída: ajustável de 1.2 a 37V
  • Tensão de entrada: 27Vca

Lista de componentes

U1 ----------------------- Circuito Integrado LM723
Q1 ----------------------- Transistor NPN BD139
Q2, Q3 ------------------ Transistor NPN TIP35C
D1 ------------------------ Ponte de Diodo KBPC5010
LED1 -------------------- Led 3mm de uso geral
R1 ------------------------ Resistor 8.2KΩ 1/8w 
R2 ------------------------ Resistor 2.2KΩ 1/8w 
R3 ------------------------ Resistor 560Ω 1/8w  
R4 ------------------------ Resistor 3.9KΩ 1/8w
R5 ------------------------ Resistor 15KΩ 1/8w
R6 ------------------------ Resistor 0.15Ω 10W
R7, R8 ------------------- Resistor 0.15Ω 5W
C1 ------------------------ Capacitor Eletrolítico 4.700µF 50V
C2, C3  ------------------ Capacitor de Cerâmico/Poliéster 1nF
C4 ------------------------ Capacitor Eletrolítico 1000µF 50V
POT1 -------------------- Potenciômetro 5KΩ
P1, P2 ------------------- Terminal tipo Bloco Parafusado soldável 2-Pinos, 5 mm
Outros ------------------  PCI, Fios, Solda, Caixa, Knob Radiador de Calor, etc.

O layout da Placa de Circuito Impresso está disposto logo abaixo na Figura 3, e estamos dispondo todos os arquivos necessários para você poder imprimir a sua PCI, com os arquivos GERBER, Layout em PDF, PNG, tudo com um link direto para você poder baixar e montar o seu.
Fig. 3 -  Layout da placa Circuito Impresso 3D

Download

Link Direto: Arquivos PNG, PDF, GERBER

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terça-feira, 29 de setembro de 2020

Amplificador HI-FI 70W Estéreo - Alta Fidelidade com o TDA2050 + PCI

Amplificador HI-FI 70W Estéreo - Alta Fidelidade com o TDA2050 + PCI

A algum tempo atrás, postamos aqui em nosso site, um Circuito Amplificador com o Circuito Integrado TDA2050 que entrega 35W RMS de potência, é um amplificador com excelente qualidade, e você pode está acompanhado ele no link que abaixo:

Amplificador HI-FI 35W - 12V com o TDA2050

No Post de hoje iremos montar um Amplificador HI-FI de Alta Fidelidade, Estéreo que entrega 70W  RMS - com dois Circuitos Integrado TDA2050.

O TDA2050 é um circuito integrado monolítico em encapsulamento Pentawatt®, destinado a ser usado como amplificador Classe AB de baixa frequência. Normalmente, fornece potência de saída de 35W RMS com carga de 4 Ohm, THD = 10%, VS = ±18V, F = 1KHz, e até 32W RMS em carga de 8 Ohm, THD = 10%, VS = ±22V, F = 1KHz.

TDA2050 - Fornece uma saída de alta corrente e distorção harmônica muito baixa, ele incorpora um sistema de proteção contra curto-circuito, um arranjo para limitar automaticamente a energia dissipada, de modo a manter o ponto de trabalho dos transistores de saída dentro de sua área segura de operação, ou seja, um sistema convencional de desligamento térmico.

PROTEÇÃO CONTRA CURTO-CIRCUITO

TDA2050 possui um circuito original que limita corrente dos transistores de saída internos, a corrente de saída máxima é uma função do tensão do emissor coletor; daí os transistores de saída trabalhar dentro de sua área de operação segura. Esta função pode, portanto, ser considerada como sendo limitação de potência de pico, em vez de simples limitação de corrente. Reduz a possibilidade de o dispositivo ser danificado durante um curto-circuito acidental na saída.

DESLIGAMENTO TÉRMICO

A presença de um circuito limitador térmico oferece a seguintes vantagens:
  1. Uma sobrecarga na saída (mesmo que seja permanente), ou uma temperatura ambiente acima do limite pode ser facilmente suportado, pois o Tj não pode ser superior a 150°C.
  2. dissipador de calor pode ter um fator menor de segurança comparado com o de um circuito convencional. Não há possibilidade de danos ao dispositivo devido a alta temperatura de junção. Se por algum motivo, o a temperatura da junção aumenta até 150°C, o desligamento térmico simplesmente reduz a potência dissipação no consumo atual. 
  3. A dissipação de energia máxima permitida depende sobre o tamanho do dissipador de calor externo (ou seja, resistência térmica); esta potência é dissipável em função da temperatura ambiente para resistência térmica diferente.
O circuito proposto é estéreo, tem-se dois canais de entrada de dois de saída, e seu diagrama  esquemático está disposto na Figura 2 abaixo, e como podemos verificar, é o mesmo circuito do amplificador de 35W, porém é duplicado tornando-o estéreo, o circuito é bastante simples, e pode ser facilmente montado até mesmo por pessoas que não tenham tanta experiência em montagens de circuitos eletrônico, no entanto é necessário ter conhecimento de eletrônica.
Fig. 2 - Diagrama esquemático do Amplificador HI-FI com TDA2050

Lista de componentes

U1, U2 ---------------------------------------- Circuito Integrado TDA2050
R1, R2, R3, R5, R8, R10, R11, R12 ------ Resistor 22KΩ 1/4w 
R4, R9 ---------------------------------------- Resistor 680Ω 1/4w 
R6, R7 ---------------------------------------- Resistor 2.2Ω 1/4w  
C1, C14 -------------------------------------- Capacitor Eletrolítico 2.2µF 25V
C2, C15 -------------------------------------- Capacitor Eletrolítico 100µF 25V
C3, C7, C8, C9 ----------------------------- Capacitor Eletrolítico 1000µF 35V 
C4, C12 -------------------------------------- Capacitor Eletrolítico 22uF 25V
C5, C11 -------------------------------------- Capacitor de Poliéster 100nF
C6, C10 -------------------------------------- Capacitor de Poliéster 0.47µF
RP1, RP2 ------------------------------------- Potenciômetro 47KΩ
P1, P3 ----------------------------------------- Terminal tipo Bloco Parafusado soldável 3-Pinos, 5 mm
P2 --------------------------------------------- Terminal tipo Bloco Parafusado soldável 2-Pinos, 5 mm
Outros ----------------------------------------  PCI, Fios, Solda, Caixa, Knob Radiador de Calor, etc.

O layout da Placa de Circuito Impresso está disposto logo abaixo na Figura 3, e estamos dispondo todos os arquivos necessários para você poder imprimir a sua PCI, com os arquivos GERBER, Layout em PDF, JPG, tudo com um link direto para você poder baixar e montar o seu.

Fig. 3 -  Layout da placa Circuito Impresso 3D 

Download:


O amplificador apresenta uma sonoridade bem satisfatória, com baixa distorção.
Esse amplificador é baseado no Datasheet fabricante, o arquivo original é o do site elcircuits, que faz parte do nosso grupo de parcerias. Para quem deseja mais detalhes pode consultar o site. www.elciruits.com

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quinta-feira, 20 de agosto de 2020

O que São Resistores? Como Funcionam? Tipos de Resistores e suas Definições!

O que São Resistores? Como Funcionam? Tipos de Resistores e suas Definições!

Olá a Todos!!!

No post de hoje, iremos abordar as perguntas mais questionadas sempre em aulas de Introdução a Eletrônica, que leciono, e são exatamente estas questões que irei responder aqui nesse Post, são elas: O que São Resistores? Como eles Funcionam? Quais são, e quantos tipos de Resistores existem, e quais são as suas principais Definições!

O que são Resistores!

Os resistores são componentes elétricos passivos de dois terminais, que criam uma resistência no fluxo da corrente elétrica em um circuito elétrico, por suas características, eles são bastantes empregados em circuitos que necessitem: Delimitação de corrente elétrica, divisores de tensão, geradores de calor, etc.
Para entender o seu funcionamento, é necessário compreender os conceitos básicos dos materiais condutores e os isolantes que basicamente só existem dois tipos, e são eles:
  • Isolantes Elétricos: São materiais onde a passagem de cargas elétricas sofrem uma grande dificuldades no seu deslocamento. Alguns exemplos podem ser vistos abaixo:
    • Plastico, Vidro, Madeira, Papel, Borracha, Cerâmica, etc.
  • Condutores Elétrico: São materiais onde a passagem de cargas elétricas se deslocam com maior facilidade. Alguns exemplos podem ser vistos abaixo:
    • Metais (cobre, ferro, alumínio etc), Gases Ionizados, Soluções Eletrolíticas

Como eles Funcionam?

Na eletrônica, os resistores basicamente tem uma função de trabalho específico, limitar uma corrente que flui através de um circuito elétrico. A sua resistência é medida em ohms e o seu símbolo padrão é "Ωpadronizada pelo Sistema Internacional de Unidades (SI).

Você pode se interessar também:
Associação de Resistores - Em Série, em Paralelo e Mista

Medições

Para um resistor com a medida de 1Ω "1 ohms"é mesurada quando uma corrente de 1A "1 Ampere", passa através de um resistor com uma queda de tensão de 1V "1 Voltes" em seus terminais. A medida da corrente é proporcional à tensão nas extremidades do terminal, e essa proporção é calculada através da formula consolidada e bastante conhecida, lei de Ohm:
R = V / I

Onde: 
R = A resistência
V = A tensão
I = A corrente

Tipos de Resistores

Existem diversos tipos diferentes de resistores, tais como os resistores PTH, "Pin Through Hole" (Fixar Através do Furo) que são bastante conhecidos como Resistores Axial, que possuem dois terminais, um de cada lado, e Resistores Radial que teem dois terminais do mesmo lado. Temos também os resistores SMD "Surface Mount Device" (Dispositivo de Montagem Superficial), os resistores SMT "Surface Mount Technology" (Tecnologia de Montagem Superficial) e os SMC "Surface Mount Component" (Componentes de Montagem Superficial), que são resistores extremamente pequenos com os terminais unificados ao próprio corpo que são soldados na superfície da ilha da PCI "Placa de Circuito Impresso".
Os resistores podem ser do tipo fixos ou do tipo variáveis. Neste último caso, são chamados de Potenciômetros, Reostatos e Trimpots. O valor nominal em ohms é alterado ao girarmos o eixo central, ou deslizarmos através de uma alavanca vertical. Existe ainda duas vertentes nos potenciômetros que diferem uma da outra em aspecto de funcionamento de sua resistência, que serão melhor explanado na categoria abaixo.
Os resistores normalmente são divididos em CLASSES de construção e tipos de materiais. Iremos abordar aqui os tipos de resistores mais conhecidos, agregadas as 3 classes de resistores:
  • Resistores Fixos
    • Resistor de Filme de Carbono - Padrão 5% de tolerância
    • Resistor de Filme Metálico - Padrão de precisão 1% de tolerância
    • Resistor de Fio - Resistores de alta Potência 
  • Resistores Variáveis
    • Potenciômetro
    • Trimpot
    • Reostato
  • Resistores que dependem de condições físicas
    • Varistor (VDR) - Muda de acordo com a tensão
    • Foto-Resistor (LDR) - Muda de acordo com o nível de luz
    • Termistor (NTC e PTC) - Muda de acordo com a temperatura
Para a classe de Resistores Fixos, podemos destacar os 3 tipos de resistores mais conhecidos e utilizados em diversos tipos de projetos de Eletrônica e Elétrica

Resistor de Filme de Carbono

Os resistores de Filme de Carbono são os tipos de resistores mais comuns como ilustrado na Figura 2 abaixo, eles são resistores de uso geral, são baratos e fácies de serem encontrados no mercado, e são imprescindivelmente utilizados em sua grande maioria nos circuitos eletrônicos. Seu elemento resistivo é fabricado à partir de uma mistura de pó de carbono ou grafite, e um pó de cerâmica não condutor que unem todos os elementos dentro do encapsulamento.
Fig. 2 - Resistores de Filme de Carbono
E são exatamente essas misturas entre o pó de carbono e a cerâmica, que determinam os valores resistivos gerais da resistência, a proporção dessas misturas são; quanto mais carbono, menor será a resistência. A modelagem é feita em forma cilíndrica com pedaços de fios condutores fixados em cada lado do resistor para permitir a condução elétrica limitado a sua resistência antes de serem revestidos com um material isolante externo, e suas marcações são codificadas por cores e indicam o seu valor resistivo em Ω - Ohm, KΩ - Kilo Ohm, MΩ - Mega Ohm.

Você pode se interessar também:
Tabela de Resistores - Leitura de Resistores 4, 5 e 6 Bandas - Faixa - Cores


Os resistores de carbono geralmente teem seus prefixos CR "Carbon Resistor" e são padronizados por séries, conhecido como E-series. A série mais básica dentro da faixa E é a série E3,  para a os resistores de Filme de Carbono, as séries estariam disponíveis apenas nas faixas de tolerância mais baixas, pois seus valores não podem ser garantidos com uma tolerância tão estreita, eles estão disponíveis em encapsulamento E6 com tolerância de ± 20%, E12 com tolerância de ± 10%, e "não muito normal" E24 com tolerância de ± 5%, e sua potência são classificadas com valores entre 0,250W, conhecidos como 1/4 de W, até 5W.
As faixas de valores de resistores padrão da série E, são aceitas internacionalmente e foram adotadas por organizações de padrões internacionais. A EIA (Electrical Industries Association), "Associação de Indústrias Elétrica"com sede na América do Norte, é uma organização que adotou o sistema e, como resultado, as séries de valores de resistores são frequentemente chamadas de valores de resistores padrão EIA.

Resistor de Filme Metálico

Os resistores de Filme Metálico possuem uma fina camada de metal como elemento resistivo em um corpo de cerâmica, cuja determinação da resistência é feita através da largura e da espessura da camada metálica, diferentemente do resistor de carbono, o ruído emitido por este resistor e bem baixo. Devido a sua camada ser constituída de Níquel Cromo Ni (NíquelCr (Cromo), garante uma precisão maior nos valores das resistências, e para aplicações especiais também são usadas outras tipos de ligas, como estanho e antimônio, ouro com nitreto de platina e tântalo. Suas tolerâncias são variáveis e dependendo do resistor, eles estão disponíveis com tolerâncias entre; 0,1%, 0,25%, 0,5%, 1% e 2%. E o Coeficiente de Resistência de Temperatura é geralmente entre 50 e 100 ppm / K. A aparência dos resistores de filme de metal é semelhante aos resistores de filme de carbono, como mostrado na Figura 3 abaixo, mas suas propriedades de estabilidade, precisão e confiabilidade são consideravelmente melhores.
Assim como os Resistores de Filme de Carbono, os valores das resistências também são disponibilizados em cores, e é possível identificar a resistência através da tabela de código de cores.
Fig. 3 - Resistores de Filme Metálico

Resistor de Fio

Os Resistores de FIO são componentes elétrico passivo de dois terminais, dotados de diversos modelos e tamanhos, como mostrado na Figura 4 abaixo, que tem a função de limitar ou restringir um fluxo de corrente em um circuito. Os resistores de Fio são construídos com um fio metálico condutor de alta resistividade, que geralmente são feitos de um liga como o Ni-Cr (Nicromo) ou também de uma liga chamada manganês (Cobre-Níquel-Manganês), que é então enrolado em torno de um núcleo de material não condutor "Na maioria das vezes são de cerâmica, mas também são fabricados com materiais de Vidro e Plástico de alta Resistência ao calor". A resistividade do Resistor de Fio, dependem do material condutor utilizado em sua fabricação, eles podem ser fabricados com muita precisão e suas propriedades resistivas são excelentes trazendo resultados bem precisos, o que faz desse tipo de resistor, mesmo sendo um tipo de resistor muito antigo, mais ainda sim, são bem utilizados nos dias atuais, para aplicações de alta potências. 
Fig. 4 - Resistores de Fio de potência

Padrões para símbolos de resistores

Existem vários tipos de padrões diferentes utilizados para descrição de como os componentes devem ser exibidos. No entanto a organização internacional de padrões elétrico e eletrônico IEC - "International Electrotechnical Commission", publicou o padrão IEC 60617 que é o padrão internacional para esses símbolos eletrônicos que seguimos atualmente, isso para descomplicar a grande demanda de símbolos diferentes, já que no passado muitos países e indústrias costumavam usar seus próprios padrões, o que tornava tudo muito confuso. Existe o padrão ANSI qua ainda é muito comum nos Estados Unidos, em software de simulação e em muitos diagramas esquemático, e por serem os padrões mais conhecidos e utilizado atualmente, iremos adotar esses símbolos padrões como mostrado na Figura 5 abaixo. 
Fig. 5 - Padrões Símbolos Resistores  ANSI e IEC

Para a classe de Resistores Variáveis, também podemos destacar os 3 tipos de resistores mais conhecidos e utilizados em diversos tipos de projetos de Eletrônica e Elétrica

Potenciômetro - Linear e Logarítmico

Os potenciômetros, "também conhecido como resistor variável" são dispositivos de 3 terminais cuja sua resistência varia de acordo com um controle manual giratório ou deslizante, que tem umas aletas de contatos deslizante na superfície resistiva que aumenta ou diminui a resistência de acordo com o nível de ajuste feito, o que faz com que o fluxo de corrente elétrica seja controlado formando um divisor de tensão ajustável, isso quando utilizamos os três terminais, quando utilizados com apenas dois terminais, ele funcionará como um resistor variável ou um reostato. 
Os potenciômetros são normalmente utilizados para controlar dispositivos eletrônicos e elétricos, como controles de volume em equipamentos de áudio, mesa de som, amplificadores, são também utilizados como sensores de posição operados por um mecanismo como joystick, como controle de tensão em fontes ajustáveis através de circuitos específicos pois os potenciômetros não são usados para controlar diretamente um circuito de carga, devido a potência dissipada no potenciômetro serem baixas "em sua grande maioria".
Os potenciômetros podem ser de volta simples ou de múltiplas voltas com um elemento helicoidal, e alguns deles são dotados de um display mecânico para monitorar as voltas dada.
Existem ainda, duas vertentes nos potenciômetros que diferem uma da outra em aspecto de funcionamento de sua resistência, são eles os Potenciômetros Lineares que podemos identificar pela letra B que veem impresso antes do código da resistência, ou os Potenciômetros Logarítmico que sempre veem com a letra A antes do código da resistência, como podemos ver na Figura 6 abaixo.

Fig. 6 - Potenciômetros lineares e Logarítmicos

Potenciômetro Linear

Os potenciômetros lineares teem um elemento resistivo de seção transversal constante, resultando em um dispositivo onde a resistência entre o controle deslizante ou transportador do limpador e os terminais, são proporcionais à distância entre eles, dividindo proporcionalmente uma tensão regulada aplicada em sua faixa operacional que fornece uma saída de tensão proporcional à posição do ângulo de rotação do controle deslizante.
Os potenciômetros lineares podem ser utilizados em diversas aplicações e em vários tipos de dispositivos que necessitem de um dispositivo de medição com movimentos lineares, alguns exemplos de aplicações em dispositivos conhecidos que utilizam esse componente:
  • Aplicação Robótica
  • Aplicação Sensor de posição
  • Aplicação dispositivos Médico Hospitalar
  • Aplicação em dispositivos Automobilísticos
  • Aplicação em máquinas agrícolas
  • Aplicação em mesa de iluminações 
  • Aplicação em Laboratórios
  • Aplicação em Processos Industriais, etc...

Potenciômetro logarítmico

Os Potenciômetros Logarítmicos são potenciômetros que mudam a resistência logarítmica conforme você gira o controle deslizante do potenciômetro, ele possui uma polarização embutida no elemento resistivo, isso significa que a posição central do potenciômetro não é a metade do valor total do potenciômetro. Isso está em contraste com os potenciômetros lineares, que mudam a resistência linearmente conforme o controle deslizante do potenciômetro é girado.
O elemento resistivo é projetado para seguir um afilamento logarítmico, também conhecido como um expoente matemático ou perfil "quadrado". Um potenciômetro logarítmico são fabricados com  material cuja resistividade não são homogêneas, eles variam de uma extremidade à outra, isso resulta em um dispositivo onde a tensão de saída é uma função logarítmica na posição do controle deslizante.
Os potenciômetros Logarítmicos podem ter diversas aplicações em diversos seguimentos, mas, os mais comuns são em aplicações de áudio para ajustar o nível ou volume do som.
O ouvido humano percebe o som de forma logarítmica, isso quer dizer que se fossemos utilizar um potenciômetro linear para controle de volume, as mudanças de volume em nossa percepção não sairiam corretas aos nossos ouvidos. O ajuste de um potenciômetro linear cresce muito rapidamente à medida que o potenciômetro é girado de zero.

Os dois padrões mais conhecidos e utilizado no diagrama esquematicamente em um circuito com os Potenciômetrossão representadas pelos símbolos mostrados na Figura 7 abaixo.
Fig. 7 - Padrões Símbolos Potenciômetros ANSI e IEC

Trimpot - Trimmer Potentiometer

A nomenclatura trimpot é uma abreviação de duas palavras "Trimmer Potentiometer" (potenciômetro trimmer) é um pequeno dispositivo de três terminais que é usado para ajustes, sintonia, volume, calibração, divisor de tensão, etc., em circuitos eletrônicos. Quando são usados ​​como uma resistência variável, são chamados de resistores de predefinições "Preset". Os trimpots ou presets são normalmente soldados diretamente nas placas de circuito impresso e ajustados usando uma chave de fenda. O material utilizado em sua construção como pista resistiva varia, mas o mais comum é a composição de Carbono ou Cermet. Os Trimpots são projetados para ajustes ocasionais e muitas vezes podem alcançar uma alta resolução ao usar parafusos de configuração multi-voltas, eles podem ser usados ​​como substitutos dos potenciômetros, no entanto, deve-se tomar cuidado, pois a vida útil projetada geralmente é de apenas 200 ciclos.
Existem diferentes tipos de trimpots, que utilizam diferentes métodos de construção e montagens, como; sobreposto na PCI, SMD, ou através do orifício PTH, também com orientações de ajustes verticais e horizontais, (topo, lado), e podem ser do tipo uma volta ou do tipo  multi-voltas como ilustrada na Figura 8 abaixo.
Fig 8 - Tipos de Trimpots

Os dois padrões mais conhecidos e utilizado no diagrama esquematicamente em um circuito com os Trimpotssão representadas pelos símbolos mostrados na Figura 8 abaixo.

Fig. 8 - Padrões Símbolos Trimpots ANSI e IEC

Reostato

Os Reostatos são resistores variáveis com dois ou três terminais, sendo um deles o móvel deslizante, utilizado para controlar o fluxo de corrente elétrica aumentando ou diminuindo manualmente a resistência, como podemos ver na Figura 9 abaixo.
Os reostatos são projetados para lidarem em sua grande maioria de aplicação, com níveis mais altos de tensão e corrente, o que os difere dos potenciômetros e os torna ideais para aplicações em diversos tipos de equipamentos comerciais e industriais, como: Motores elétricos, dímeres, bombas, ventiladores, sopradores, equipamentos odontológicos, etc.
Fig. 9 - Tipos de reostatos

Para alcançar essas altas potências, em geral, os reostatos são construídos enrolando-se um fio de nicromo em torno de um núcleo não condutor "geralmente cerâmica", e o valor final total do reostato, depende da espessura e tamanho do enrolamento feito com o fio de nicromo enrolado no núcleo. Além de suporte para o enrolamento, o núcleo do reostato atua também como material isolante e ainda, devido ao reostato transformar a corrente que circula por ele em calor, o núcleo de cerâmico também exerce a função de dissipação de calor, e por motivos óbvios de semelhança, os reostatos também são conhecidos por resistores de fio variável.

Os dois padrões mais conhecidos e utilizado no diagrama esquematicamente em um circuito com os Reostatossão representadas pelos símbolos mostrados na Figura 10 abaixo.

Fig. 10 - Padrões Símbolos Reostatos ANSI e IEC


Para a classe de Resistores que dependem de condições físicas, podemos destacar os 3 tipos de resistores mais conhecidos e utilizados em diversos tipos de projetos de Eletrônica e Elétrica.

Varistor - Metal Óxido Varistor - MOV

Varistor é um dispositivo não linear, que fornece excelente supressão de tensões transientes, eles são dotados de uma resistência que varia de acordo com a tensão aplicada em seus terminais. O seu nome foi derivada de uma combinação linguística de palavras; “Variando” e “resistor”. Eles também são conhecido como VDR - "voltage dependent resistorresistor dependente de voltagem, o tipo e suas aparência variam de fabricante para fabricante, como mostrado na Figura 11, abaixo. 
Fig. 11 - Tipos de Varistores

Os Varistores são projetados para proteger diversos tipos de dispositivos eletrônicos e elementos semicondutores de comutação e picos de raios induzidos, eles contém uma massa cerâmica de grãos de óxido de zinco, em uma matriz de outros óxidos de metal (como pequenas quantidades de bismuto, cobalto, manganês) ensanduichada entre duas placas de metais "os eletrodos", e por serem feitos de materiais semicondutor, sua resistência diminui à medida que a voltagem aumenta. Existem dois propósitos principais de funcionamento dos varistores, como: 
  • Dispositivo de proteção: Quando exposto a uma tensão transiente excessiva, ele desvia essa tensão através da sua resistência que baixa a ponto de criar no circuito uma alta corrente, com isso disparando os circuitos de proteção, como os fusível, e não deixando que tensões de picos maiores passem para o resto do circuito. 
  • Elemento de controle ou equilíbrio: Quando exposto a tensão transiente mais alta, ele absorve essa energia e a dissipa como calor, fornecendo condições operacionais ideais  mantendo a tensão a um nível seguro.

Os dois padrões mais conhecidos e utilizado no diagrama esquematicamente em um circuito com os Varistoressão representadas pelos símbolos mostrados na Figura 12 abaixo.

Fig. 12 - Padrões Símbolos Varistores ANSI e IEC

LDR (Light Dependent Resistor)

Os LDRs "light dependent resistor" - Resistor Dependente de Luz, são dispositivos eletrônicos cuja suas resistências variam diacordo com a intensidade luminosa incidida sobre sua superfície, eles também são conhecidos como fotoresistor, fotocélula, fotocondutor. Quando um campo luminoso incide sobre a superfície do LDR, a sua resistência muda. A grande maioria dos sensores LDRs teem uma resistência que diminui com o aumento da intensidade da luz incidindo sobre o dispositivo cuja relação entre a luminosidade e a resistência é inversamente proporcional. A resistência típica de um LDR gira em aproximadamente:
  • Com luz incidindo - "Luz do dia" - Resistência aproximadamente 500Ω ~ 5KΩ
  • Sem Luz incidindo - "Escuro" - Resistência aproximadamente 200KΩ ~ 20MΩ
As aplicações dos LDRs são muito abrangente, mas, geralmente eles são usados ​​em circuitos onde é necessário detectar a presença de luz como os utilizados em iluminação Pública nos postes das ruas, em iluminação de Jardim nas casas, em câmeras como ajustadores automáticos do flash, etc... 
Na Figura 13 temos a imagem com alguns tipos de LDRs.

Fig 13 - Foto-resistor LDR - Light Dependent Resistor


Os dois padrões mais conhecidos e utilizado no diagrama esquematicamente em um circuito com os Resistores Dependentes de Luzsão representadas pelos símbolos mostrados na Figura 14 abaixo.
Fig. 14 - Padrões Símbolos LDR- Light Dependent Resistor ANSI e IEC

Termistores - NTC e PTC

Os Termistores são dispositivos passivos cuja resistência varia o seu valor de acordo com a temperatura à qual são submetidas. O seu nome foi derivado da combinação de dois termos: “térmico” e “resistor”. Eles são feito de óxidos metálicos, prensado em uma encapsulamento com formato de disco ou com formato cilíndrico e, em seguida, encapsulado com um material impermeável, como epóxi ou vidro. Existem dois tipos de termistores:
  • Coeficiente de Temperatura Negativo: NTC "Negative Temperature Coefficient". Para esse termistor, quando há um aumento na temperatura, a sua resistência diminui e quando há uma diminuição na sua temperatura, a resistência aumenta. Este tipo de termistor é o mais usado.
  • Coeficiente de Temperatura Positivo PTC "Positive Temperature Coefficient". Para esse termistor o seu funcionamento é um pouco diferente. Quando a temperatura aumenta, a resistência também aumenta, e quando a temperatura diminui, a resistência também diminui. Este tipo de termistor é geralmente usado como fusível.
Os Termistores também são dispostos em diversos tipos de encapsulamentos, isso depende do fabricante, alguns deles são mostrado na Figura 15 logo abaixo. 
Fig. 15 - Tipos de Termistores NTC e PTC

Normalmente, um termistor atinge alta precisão dentro de uma faixa de temperatura limitada de cerca de 50ºC em torno da temperatura alvo. Este intervalo depende da resistência de base.
Os metais mais usado são a platina, daí as designação Pt100 e Pt1000, quando a sigla vem dotada com o número 100, é porque à temperatura em 0 °C, têm uma resistência de 100ohm, e quando a sigla vem dotada com o número 1000, significa que à temperatura em 0 °C, têm uma resistência de 1000ohm, e ainda existem outros materiais, como o Níquel e seguindo a mesma lógica, Ni100, é para 100ohms em 0°C e Ni1000 é para 1000ohms em 0°C.

Os dois padrões mais conhecidos e utilizado no diagrama esquematicamente em um circuito com os Termistoressão representadas pelos símbolos mostrados na Figura 16 abaixo.
Fig. 16 - Padrões Símbolos Termistores ANSI e IEC

Outros tipos de Resistores 

Ainda existem muitos outros tipos de resistores para diversas aplicações, podemos ainda dizer que são resistores menos comum e conhecidos, mas que desempenham de forma majestosa o seu trabalho, temos como exemplos os:
MDRs "Magnetic Dependent Resistor" - Resistor Dependente de Magnetismo, são resistores cuja resistência elétrica muda quando um campo magnético externo é aplicado.

WDR "Water Dependent Resistor" - Resistor Dependente de água, são resistores cuja resistência elétrica muda quando inside uma certa quantidade de água em seu campo de medição.


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quinta-feira, 6 de agosto de 2020

Como fazer um Módulo Relé para dispositivos digitais como; ESP8266, Arduíno, PIC Etc.

Como fazer um Módulo Relé para dispositivos digitais como; ESP8266, Arduíno, PIC Etc.

Olá a Todos!!!
No post de hoje, iremos montar um simples módulo Relê, que poderá ser ativado através de um dispositivo de controle digital, como ESP8266, ESP32, NodeMCU, Wemos, Arduino, PICs, e etc, tudo isso de forma bastante simplificada, e com o custo realmente baixo.

Os Módulos Relés

Módulos Relés, são dispositivos compostos por um conjunto de componentes eletrônico, que juntos conseguem controlar uma carga de alta tensão e alta corrente com apenas um sinal de baixa tensão com baixíssima corrente, e de forma totalmente isolada da rede de alta tensão, o que é bastante interessante para nós que fazemos circuitos para automação, e necessitamos de isolar a rede de energia do nosso circuito de controle.

Os Relés

O relé é um interruptor eletromecânico que é acionado eletricamente por um eletroímã, que quando energizada, a corrente elétrica percorre a bobina criando o campo magnético que faz com que uma pequena aleta ferromagnética mude o estado das conexões de chaveamento do Relé, ocasionando assim o acionamento da carga ou o desligamento da carga, e isso com o circuito de controle independente da carga, ou seja isolado da carga. Com isso nos possibilita controlarmos dispositivos eletrônicos de alta tensão acionado por pequenas tensões e baixa corrente além de tudo isolado da rede controlada.
Existem diversos tipos de relé, mas o que vamos abordar aqui é o mais simples e conhecido, que são os relés de 5 pinos, como podemos visualizar na figura 2 abaixo, mas, vale lembra que o princípio de funcionamento é exatamente semelhante à todos os relés.
Fig. 2 - Relé 5V ,10 Amperes, HJR-3FF-S-Z 5 Pinos

O Circuito

O circuito é bastante simplista, mas não quer dizer que não seja funcional, na verdade ele é exatamente igual aos módulos que compramos já prontos no mercado. 
Existem três configurações que iremos abordar aqui neste Post, e cada um deles teem suas características e suas vantagens e é claro suas desvantagens.

Módulo com isolamento Total:

O módulo de isolamento total é a mais utilizada em circuitos industriais, devido as interpéries indesejadas que acontecem em campo, há uma necessidade de termos total redundância em assegurar o funcionamento e evitar a queima e, ou mal funcionamento de todo os circuitos, na Figura 3 logo abaixo, podemos analisar o diagrama esquemático do circuito do módulo de relés, nessa configuração o circuito da carga não tem nenhum contato com o circuito de ativação, pois é isolado através do Opto-acoplador que emite sinais de Luz para trafegar os comandos de acionamentos e a alimentação do circuito é totalmente independente do circuito de controle, trazendo assim garantias que o circuito módulo de acionamento não irá de maneira alguma interferir no controlador digital, caso aconteça alguma curto-circuito na carga.
Fig. 3 - Módulo Relé isolamento total

Nesta configuração o circuito controlador, Arduíno, ESPs, PICs, CPUs etc., não tem contato algum com o circuito da carga, que tem uma fonte independente para a ativação do Relé, e o Relé isola a carga do circuito de controle.

Lista de Materiais Módulo isolamento Total:

TR1 --------------------------- Transistor NPN de uso geral 2N3904, BC548, etc.
OA ---------------------------- Opto-Acoplador PC817
D1 ----------------------------- Diodo 1N4148, 1N4001, 1N4002... 4007, etc.
LED1 ------------------------- Led de uso geral 3mm vermelho
R1 ----------------------------- Resistor 1K (morron, preto, vermelho)
RL ----------------------------- Relé de 5 Pinos HJR-3FF-S-Z, JQC-3FF-S-Z, etc. 
J1, J2 -------------------------- Conector Barra Macho 2 Pinos
J3 ------------------------------ Borne Conector Kre 3 Vias
Diversos ---------------------- Placa Circuito Impresso, estanho, fios, etc.

Módulo com isolamento Parcial:

Essa configuração quase idêntica ao módulo com isolamento total, o que difere é que a alimentação do circuito Relé é a mesma alimentação do circuito de controle, como podemos ver na Figura 4 logo abaixo, a alimentação de 5 volts do circuito controlador está também conectado ao pino Vcc do circuito para ativar o relé através do Opto-acoplador, e nesta configuração não existe isolamento da fonte de alimentação do relé e a fonte de alimentação do Microcontrolador, no entanto o circuito de acionamento "microcontrolador" ainda tem sua porta digital GPIO isolada do circuito de acionamento através do Opto-acoplador, e a carga ainda está isolamento do circuito, que é ativada através do Relé que é isolado totalmente da carga.
Fig. 4 - Módulo Relé isolamento parcial

Lista de Materiais Módulo isolamento Parcial:

TR1 --------------------------- Transistor NPN de uso geral 2N3904BC548, etc.
OA ---------------------------- Opto-Acoplador PC817
D1 ----------------------------- Diodo 1N41481N40011N4002... 4007, etc.
LED1 ------------------------- Led de uso geral 3mm vermelho
R1 ----------------------------- Resistor 1K (morron, preto, vermelho)
RL ----------------------------- Relé de 5 Pinos HJR-3FF-S-ZJQC-3FF-S-Z, etc. 
J1 ------------------------------ Conector Barra Macho 3 Pinos
J2 ------------------------------ Borne Conector Kre 3 Vias
Diversos ---------------------- Placa Circuito Impresso, estanho, fios, etc.

Módulo simples:

Esse tipo de circuito é o mais simples, e por incrível que pareça é bem utilizado em módulos Relés utilizados em automação residencial, dado a sua simplicidade, o mais simples de todos, ele não tem o circuito de ativação isolado do circuito de controle, pois o pino de sinal digital é conectado diretamente ao transistor que controla o Relé, sendo alimentado com a mesma fonte de alimentação, como mostrado na Figura 5 logo abaixo.
Fig. 5 - Módulo Relé Simples

Lista de Materiais Módulo Simples:

TR1 --------------------------- Transistor NPN de uso geral 2N3904BC548, etc.
D1 ----------------------------- Diodo 1N41481N40011N4002... 4007, etc.
LED1 ------------------------- Led de uso geral 3mm vermelho
R1 ----------------------------- Resistor 1K (morron, preto, vermelho)
R2 ----------------------------- Resistor * Ver texto abaixo
RL ----------------------------- Relé de 5 Pinos HJR-3FF-S-ZJQC-3FF-S-Z, etc. 
J1 ------------------------------ Conector Barra Macho 3 Pinos
J2 ------------------------------ Borne Conector Kre 3 Vias
Diversos ---------------------- Placa Circuito Impresso, estanho, fios, etc.

O resistor R2, é um resistor que serve para limitar corrente no LED, tanto o LED quanto o R2, não são necessários no circuito, servem somente para indicar que o circuito foi ligado na fonte, quando se vai utilizar uma tensão de alimentação independente, Podemos seguir da seguinte maneira:
Par alimentação com uma tensão de:
12V - R2 = 1.2K
9V - R2 =1K
6V - R2 = 560R
3V - Não precisa utilizar R2. 

Existe ainda, a opção de se alimentar esse circuito com uma fonte separada, caso haja necessidade de se utilizar por exemplo um Relé de 12V, o que é necessário fazer, é simplesmente cortar a ligação +V que vem do controlador e ligar em uma fonte separada, deixando em comum para ambos circuitos a ligação do GND, que servirá para referenciar os dois circuitos, ficando assim uma alimentação independente do controlador.
.
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OBS.: Os pinos de entrada do módulo funcionam de forma inversa, já que estamos conectando as conexões de ativação do Opto-acoplador no positivo da fonte e o negativo do Opto-acoplador na porta digital, isso significa que quando a porta estiver em nível lógico ALTO, ela emitirá os 5V na sua saída, ocasionando o não ddp "diferença de potencial" no opto-acoplador que não ativará o led emissor de luz, quando o nível lógico do controlador estiver em BAIXO, na sua GPIO, "porta", estará em nível BAIXO, ou seja GND, terra, negativo, etc, o que fará com que a corrente flua vindo dos 5V da fonte, passando pelo Opto-acoplador e terminando no GND, fazendo o ciclo causando a ddp, e acendendo o LED, com isso acionando a carga através da alimentação do base do transistor que conduzirá para acionar o RELÉ.

ATENÇÃO: Tenha muita atenção nas ligações da carga, estamos tratando de ligações direto na rede elétrica, existe risco de choque elétrico, que pode causar lesões simples até mesmo lesões letais, se você não tem experiências, não faça esse circuito em ambiente em que você se encontra sozinho, compartilhe do seu projeto com pessoas mais experientes, nós não nos responsabilizamos por qualquer danos causados por suas ações.

Estamos dispondo para Download os materiais necessários para quem deseja montar com a PCI - Placa de Circuito Impresso, os arquivos estão divididos em 3 pastas, para cada modelo que você precise montar, e em cada pasta estamos dispondo os devidos arquivos em PDF e arquivos GERBER para quem deseja enviar para impressão.
Fig. 6 - Módulo Relé Acionamento digital PCB 3D


Download:

Link Direto: Arquivos PDF, GERBER

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sábado, 11 de julho de 2020

Equalizador de audio Ativo 7 Bandas com CI LA3607 + PCI

Equalizador de audio Ativo 7 Bandas com CI LA3607 + PCI

Olá a todos!!!

No post de hoje, iremos montar um circuito Equalizador de Áudio Ativo de 7 Bandas com o CI LA3607, é um circuito simples com uma qualidade muito boa e devido a sua simplicidade, fica bem fácil para todos que tenham o conhecimento básico de eletrônica poderem montarem. O Equalizador é baseado no Circuito Integrado LA3607 que é um CI linear monolítico da Sanyo. Esse circuito equalizador pode ser usados em som portáteis, mixer de áudio, circuito amplificador de áudio e onde quer que precise de atenuação nas faixas de frequências de audio.

O CI  LA3607 vem em DIP (Dual Inline Package) 20 pinos e internamente o chip um amplificador operacional e um conjunto de transistores para cada uma das 7 bandas do equalizador gráfico.
Para aqueles que tem mais afinidade com a eletrônica, existe uma forma de dobrar a quantidade de bandas do equalizador, que seria utilizando dois CIs LA3607 e modificando as faixas de frequências que já está setadas em Fo = 60Hz, 150Hz, 400Hz, 1Khz, 2.5Khz, 6Khz, 15Khz. E podemos modificar suas frequências de ressonâncias através dos capacitores e os resistores variáveis, seguindo a formula mostrada na Figura 2 abaixo.
Fig 2 - Formula da Frequência de Ressonância
E a formula da Figura 3 abaixo, e a formula do fator de qualidade Q, quando Q é aumentado, a banda de frequência afetada pelo circuito de ressonância é reduzida e é fornecida uma distinção clara entre essa banda e a banda adjacente, mas a resposta de frequência aumenta bastante em todos os modos de reforço e o pico da frequência composta é menor. Então a fórmula da Figura 3 abaixo deve ser considerado para corrigir C1, C2.
Fig 3 - Formula do fator de Qualidade 

Funcionamento e montagem

O Circuito Integrado LA3607 opera com uma tensão de trabalho máximo de 20 volts, porém sua tensão de trabalho recomendado varia de 5 à 15 volts, é importante saber que quando se trabalha com uma tensão máxima do CI, há deterioração do circuito no decorrer do tempo de uso, por isso a recomendação de trabalho é de 5 à 15V.
Na Figura 4 abaixo temos o diagrama esquemático do circuito, podemos analisar e ver que este circuito usa uma única entrada de áudio através do pino 15 em junção com os potenciômetros, você pode está tornando esse equalizador de áudio estéreo utilizando dois circuitos iguais a esse, um para cada canal. O sinal de entrada de áudio passa pelos potenciômetros, quando se está totalmente fechado, o sinal entra pela porta não inversora  do amplificador operacional, e quando o potenciômetro está aberto, ele passa pelos capacitores filtros e esse sinal entra nos transistores que amplificam esse sinal e envia para entrada inversora do amplificador operacional, fazendo com que o sinal com a frequência modificada seja amplificada através do amplificador operacional, e o sinal de áudio sai através do pino 17.
Fig 4 - Diagrama esquemático Equalizador de audio Ativo 7 Bandas com CI LA3607

APLICAÇÕES

  • Equalizador de 7 ou 14 Bandas
  • Caixa som Ativo
  • Cubo para instrumentos
  • Amplificadores de Som Mono ou Estéreo
  • Receivers
  • Sistema de audio portátil
Estamos dispondo para Download os materiais necessários para quem deseja montar com a PCI - Placa de Circuito Impresso, os arquivos em PNG, PDF e arquivos GERBER para quem deseja enviar para impressão.

Download:

Lista de Materiais

CI 1 --------------------------- Circuito Integrado LA3607  
R1, R3 ------------------------ Resistor 8.2K (cinza, vermelho, vermelho)
R2 ----------------------------- Resistor 10ohms (marrom, preto, laranja)
C1 ----------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 0.005μF ou 5nF
C2 ----------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 0.0125μF ou 12,5nF
C3 ----------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 0.03μF ou 30nF
C4 ----------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 0.075μF ou 75nF
C5 ----------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 0.19μF ou 190nF
C6 ----------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 0.5μF ou 500nF
C7 ----------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 125μF
C8 ----------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 280pF
C9 ----------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 690pF
C10 ---------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 1600pF
C11 ---------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 0.004μF ou 4nF
C12 ---------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 0.01μF ou 10nF
C13 ---------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 0.028μF ou 28nF
C14 ---------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 0.07μF ou 70nF
C15, C18 ---------------------- Capacitor Eletrolítico 3.3uF / 25V
C16 ---------------------------- Capacitor Eletrolítico 22μF / 25V
C17 ---------------------------- Capacitor Eletrolítico 47μF / 25V
C19 ---------------------------- Capacitor Cerâmico/Poliéster 470pF
RV1 à RV7 ------------------- Potenciômetro Linear 100K
B1, B2, B3 ------------------- Conector Placa-Cabo 2 Pinos
Diversos ---------------------- Placa Circuito Impresso, estanho, fios, etc.


E por hoje é só, espero que tenham gostado!!!

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Se inscreva no nosso Blog!!! Click aqui - FVM Learning!!!

Forte abraço.

Deus vos Abençoe

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