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quinta-feira, 6 de janeiro de 2022

Carregador Automático de Bateria de Íon-Lítio 4.2V com CI LM358 + PCI

Fig. 1 - Carregador Automático de Bateria de Íon-Lítio 4.2V com CI LM358

Olá a todos!!!

No post de hoje, iremos montar um circuito Carregador Automático de Bateria de Íon-Lítio 4.2V com o Circuito Integrado amplificador operacional LM358, o circuito executa um carregamento automático, o  representa um vida útil para sua bateria e uma carga completa dando mais autonomia para as baterias. 

O circuito é bastante simples, utilizando componentes de baixo custo e fácil de se encontrar, e tudo isso de forma simples, utilizando poucos componentes externos.

O CI LM358

LM358 é um amplificador operacional duplo de baixa potência, utilizamos um dos seus amplificadores como comparador de tensão. A pinagem é compatível com o popular amplificador operacional duplo MC1558

Eles podem operar em tensões de alimentação tão baixas quanto 3,0 V ou tão altas quanto 32 V, com correntes quiescentes cerca de um quinto daquelas associadas ao MC1741 (em uma base por amplificador). 

A faixa de entrada do modo comum inclui a alimentação negativa, eliminando assim a necessidade de componentes de polarização externos em muitas aplicações. 

O Circuito

O circuito é bastante simples, emprega apenas um componente essencial, e dois complementares, são o CI LM358 e os transistores BC547B que é o transistor drive, e o TIP41 que é o transistor de controle de carga, temos também um regulador de tensão de referência formado pelo Diodo Zener com o Resistor R1.

Funcionamento

O diodo D1, é um diodo de proteção de inversão de tensão, ele funciona de modo que se a tensão de entrada for invertida, ele não deixa passar nada para o circuito, evitando a queima do componentes ou mesmo a explosão da bateria.

O Trimpot RP1 é quem regula a tensão de corte do circuito, é através dele que o CI LM358 recebe a tensão vinda do Trimpot e compara com a tensão estabilizada vinda do circuito formado pelo resistor R1 e D2 que é um diodo Zener de 3.3V, daí determina se a saída será ativada ou não.

O conjunto de Led são indicadores visuais, eles recebem a tensão de saída do CI seja ela positiva ou negativa dependendo do estado do comparador, que ativa o LED de carregando ou o LED de carga completa, que também envia esse mesmo sinal para o drive formado pelo transistor Q1 BC547B que envia para o transistor descarga Q2 TIP41 que aciona a carga na bateria.

O circuito completo encontra-se na Figura 2 abaixo, podemos visualizar o diagrama esquemático completo do Carregador Automático de Bateria de Íon-Lítio 4.2V com CI LM358 como podemos verificar, é um circuito simples, mas, assim mesmo devemos ficar atentos para não inverter nenhum componente, já que estamos falando de diodos, LEDs, transistores CIs, todos teem polaridades.

Fig. 2 - Diagrama Esquemático Carregador de bateria de lítio (Li-Ion) com LM358


O circuito carregador de Baterias de íons de lítio pode ser alimentado por uma tensão contínua de 5V vinda de um carregador de celular ou uma porta USB, que irá funcionar perfeitamente.

Calibração do Circuito

Quando ligamos a fonte de alimentação no circuito e inserimos a bateria, o circuito verifica o status de carregamento e, quando detecta uma carga abaixo do programado através do RP1, ele aciona o carregamento para completar a carga, e depois que a bateria está com a carga completa, ele dispara colocando o carregador em modo de repouso.

Para calibrar, é necessário utilizar um multímetro na saída do circuito e regular a tensão de saída para 4.1V

Para fazer isso, gire o Trimpot  para o centro, ligue o circuito na fonte de 5V, verifique a tensão na saída com o multímetro, depois se a tensão tiver menor que 4.1V ou 4.2V, gire até alcançar essa tensão, pois essa será a tensão de corte limite, ou seja quando a bateria alcançar essa tensão estando em carregamento, ele irá disparar e cortar a tensão na bateria. 

Lista de Componentes

  • CI 1 ----------- Circuito Integrado LM358N
  • R1, R6 -------- Resistor 1KΩ  (marrom, preto vermelho, dourado
  • R2, R3, R4 --- Resistor de precisão 680Ω (azul, cinza, marrom, dourado)
  • R5 ------------- Resistor 220Ω  (vermelho, vermelho, marrom, dourado
  • C1 ------------ Capacitor Eletrolítico  1uF / 16V
  • D1 ------------ Diodo de Cilício 1N5408G
  • ZD1 ---------- Diodo Zener de 3.3V 1N4728
  • LD1, LD2 --- Led 1 - Vermelho, Led 2 - Verde - 3mm
  • RP1 ---------- Trimpot de 10KΩ
  • P1, P2 ------- Conector WJ2EDGVC-5.08-2Ps
  • Diversos ----- Placa Circuito Impresso, estanho, fios, dissipador de calor, etc.

Download

Estamos dispondo para Download o link com os arquivos para impressão da placa de circuito impresso, são eles: Gerber, PDF layout, tudo isso com link direto para o Mega.
Fig. 3 - Placa de Circuito Impresso Carregador de bateria de Lítio com LM358


Pessoal, o trabalho é grande, escrever, montar, testar, elaborar a PCI, armazenar para baixar, tudo isso dá muito trabalho, e não cobramos nada por isso!

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E por hoje é só, espero que tenham gostado!

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Forte abraço.

Deus vos Abençoe
Shalom!

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