No post de hoje, iremos apresentar um simples circuito carregador de bateria automático 13,8V que suporta uma corrente de carregamento de aproximadamente 4A, esse circuito carregador de bateria automático é um carregador inteligente que possibilita a realização do carregamento das bateiras automaticamente, sem a necessidade de está monitorando e desligando manualmente, isso trás infinitas possibilidades, tais como circuitos que tenha baterias e necessitem de carregá-las automaticamente e não fique injetando tensão direto na bateria causando danos e redução da vida útil da bateria.

Este Carregador de Bateria Automático é possível realizar uma carga completa da bateria sem danificá-la, o circuito ativa o carregamento apenas quando a bateria apresenta uma perda de tensão abaixo do valor programado, podendo ser carregado baterias de Lithium, Chumbo-ácido, Níquel Cádmio etc, com qualidade excelente, ou seja, podemos recarregar bateria de carro, baterias de sistema de alarme, baterias de Nobreaks e etc. com a comutação automática ajuda a manter a bateria sempre em perfeitas condições. 

O amplificador operacional UA741 é usado como um comparador de tensão de precisão para monitorar o nível de tensão da bateria. Sua entrada Não-Inversora obtém uma tensão de referência de 5,1 V através do diodo Zener de 5.1V em série com o R1 de 470Ω formando uma tensão estabilizada na sua entrada,  enquanto a entrada Inversora obtém a tensão regulada (definida por P1) de acordo com o tipo de bateria ou a tensão de carga que você deseja programar como, 12.6V, 13.8V, 14.4V, que podemos setá-lo controlando assim a saída do Amplificador Operacional que através do resistor R3, que é um limitador de corrente conectado na base do transistor Q2 que tem a função de driver, que ativa o transistor de potência Q1, que será a saída controlada dependendo da tensão final programada.

Na figura 2 logo abaixo podemos acompanhar e analisar todo o circuito, como podemos ver, é um circuito simples e de fácil montagem, não precisamos de tanta experiências para executar a montagem desse circuito.

É imprescindível saber que este dispositivo deve ter uma tensão de suporte maior que a tensão de necessária para carregar a bateria, o transformador deverá ter uma tensão na saída de 13-15 volts com um mínimo de corrente de 4 Amperes, e deve ser retificada com tensão DC, se não tiver um transformador com essas especificações, podes colocar um com tensão menor, porém deves saber que na saída irás alcançar no máximo a tensão fornecida pelo sua fonte.

Estamos dispondo logo abaixo da figura 3 a placa de circuito impresso em arquivos GERBER e JPEG, para você poder baixar e fazer sua plaquinha para montar de uma forma mais otimizada e profissional.

Fig 3 - PCB Carregador de bateria 12V automático com CI UA741

No post de hoje, estaremos fazendo um carregador de baterias inteligente, com indicador de carregamento e de carga completa, sendo automático para carregar baterias de 12V, é um carregador extremamente simples de montar e qualquer um que tenha pouca experiência pode fazer.

A tensão de entrada será de acordo com a fonte que você irá utilizar, 110V ou 220V.  O tempo de carregamento dependerá da fonte que você irá utilizar e também do tipo de bateria que será carregado, para calcularmos o tempo de carga mais próximo, podemos fazer uma conta rápida simples e objetiva, lembrando que não estamos levando em conta os fatores  de resistência da bateria, oscilações no carregador, fator de depreciação dos químicos da bateria e etc. 

O calculo é simples, vamos utilizar um exemplo de que você tem uma bateria de Nobreak de 12 Volts e 7 Amperes, a sua fonte tem 3 Amperes, então sabemos que "mais ou menos" a carga da bateria é 7 Amperes Hora, isso significa que para ela se carregar por completo ela precisa de 7 amperes constantes, como a fonte é 3 Amperes, temos que dividir 7 Amperes por 3 Amperes da fonte.

B = Bateria

F = Fonte

C = Carregamento

C = B/F = C = 7/3 C = 2.33

Ou Seja:

A Carga "C" Levará 2:33hrs

Duas horas e Trinta e Três minutos para se carregar

Se sua fonte for diferente, não ha problemas, veja a corrente de fornecimento dela e jogue na fórmula e veja o resultado aproximado.

Na Figura 2, temos o esquemático elétrico do pequeno circuito.

Fig. 2 - Esquemático eletrônico Carregador de Bateria 12V Simples Automático

É imprescindível que a fonte forneça 20% a mais do que a bateria, Ex. se sua bateria é de 12V, a fonte tem que ter 14.4 V, podes variar um pouco para menos, como por exemplo 13.2V "que é 10% da tensão da bateria" mais não podes utilizar uma fonte de 12V para carregar uma bateria de 12V, pois não vai haver diferencia de potencial, pode dar uma pequena carga se a bateria tiver menos de 12V, porém não irá carregar por completo a sua bateria.

Sugerimos a você que veja o nosso POST: 

É só clicar no título abaixo:

E você pode utilizar essa fonte atx alterada na medida certa, nesse tutorial que vai ser de ótimo valor para você fazer seu carregador por completo.

Dispomos a placa de circuito impresso com o diagrama esquemático para baixar, com os arquivos em PDF, JPG e GERBER para que desejar enviar para impressão das placas. 

As suas medidas são: Largura 50.165mm; e comprimento 36.830mm, todas essas informações estão nos arquivos disponíveis para baixar.

Links para baixar os arquivos

Link Direto: Arquivos PDF, JPG, GERBER

Lista de Materiais:

Shalom

Muitos são os casos para querermos fazer uma alteração dessas em uma fonte de PC, até porque as fontes ATX são fácies de encontrar e todo técnico tem uma ou duas fontes dessas em sua sucata.

• Mini Fonte de Alimentação Chaveada 5V - 24V, 3A com TNY268 com PCI
• Carregador de Bateria 12V Automático com CI UA741 + PCI
• Circuito Carregador de bateria Li-Ion de 3.7V com o CI MCP73831
• Carregador de bateria de lítio (Li-Ion) com CI LP2951+ PCI
• Carregador de Bateria 12V Simples, automático e com indicador de carregamento + PCI
  
  

Com essa alteração podemos facilmente ligar som automotivo com módulos, fazer um carregador para baterias, entre tantas outras coisas.

A fonte ATX que utilizaremos é uma de marca iMicro, modelo PS-350WXMH, com 350W de potência, como demostrada na Figura 1 abaixo.

Seguiremos passo a passo, para facilitar o nosso entendimento

As observações iniciais será analisar se a mesma está funcionando, pois, não podemos alterar uma coisa que nem mesmo funciona, não é isso?

Para fazer isso, coloque um fio, ou como no meu caso, um pedaço de solda, curto-circuitando o conector com fio PSON "Fio Verde" e o GND "Fio Preto" como demonstrada na Figura 2 abaixo.

Depois de tudo verificado e se estiver tudo OK!!!!

VAMOS COMEÇAR

1° Passo - Temos que identificar o tipo de CI controlador que temos em nossa fonte, no meu caso é o Circuito Integrado SD6109. Como podemos observar na Figura 3 abaixo.

Noventa por cento das fontes trabalham dessa mesma maneira, se o seu CI for diferente, você precisa  olhar o Datasheet dele e identificar a Pinagem correta do CI.

O Circuito Integrado SD6109 é um CI chinês, por isso foi bastante difícil encontrar o seu Datasheet, o que achamos foi esse que tem poucas informações, mas já dá para trabalhar com ele. O Datasheet apresentado na Figura 4 abaixo, identificaremos sua Pinagem.

Utilizaremos para essa mudança o pino 17, que o pino do amplificador de erro negativo e positivo tendo como referência a tensão de 2.5V, isso nos dá um pequeno range para alterarmos para 13.6V.

Com essa alteração, podemos facilmente, por exemplo, carregar Baterias de carro, de motos, de Nobreak, ligar som automotivo, módulos Automotivos, entre outros.

2° Passo - Precisaremos à princípio de um resistor de 10K (Marro Preto, Laranja, ouro) e um potenciômetro de 10K, no entanto, utilizamos um de 500K, pois no momento da gravação do vídeo, só tínhamos ele disponível, mas você pode estar utilizando um de 47K, 100K ou 250K. 

3° Passo - Faça um arranjo do potenciômetro e o resistor em série como ilustrada na Figura 5 abaixo, soldando um fio na extremidade do Potenciômetro, o resistor no pino central do potenciômetro e m fio no final do resistor, sobrando assim duas pontas.

4° Passo - Identifique o pino 17 “No nosso caso” no nosso CI. Lembre-se que, todos os CI's tem um chanfro para identificar o pino 1, como sugerido na Figura 6 abaixo, da disposição dos pinos do Datasheet.

Após a identificação faça o mesmo com muito cuidado ao virar a placa, devido aos pinos ficarem inversos, identifique na placa e marque com uma caneta marcador, ou um rasgo na trilha, qualquer coisa. Pois, é de suma importância não errar o pino para não dá nada errado no fim da alteração.

5° Passo - Solde uma das pontas do arranjo que elaboramos, no negativo da fonte GND e a outra ponta do arranjo, solde no pino 17.

Explicação: O resistor de 10K, serve par aquando você zerar o potenciômetro, não curto-circuitar o pino 17 com o GND, pois irá disparar, e em alguns casos, causar danos ao CI. Após ter soldado, ligaremos, para testar a saída.

ATENÇÃO!

É de suma importância que você tenha um teste ant-curto-circuito, no nosso caso, temos o bom e velho teste em série da Lâmpada incandescente. Temos um Post que fizemos com um teste Série de baixo custo, segue o link:

Ligue a fonte com cautela no TESTE EM SÉRIE, e teste a tensão de saída, regule para o máximo que você pretender, ou até onde ela vai sem desarmar, depois de setado a tensão confortável para a fonte, vamos para o próximo passo.

Desconecte o cabo de força da tomada, DESLIGUE A ENERGIA, e dessolde os dois fios do arranjo, Resistor e Potenciômetro.

6° Passo - Com o multímetro, veja a resistência do arranjo em série, potenciômetro e resistor, no nosso caso a resistência ficou em 56,70K, como mostrada na Figura 7 abaixo, para um resistor comercial, podemos colocar um de 56K.

Como não tenho aqui na bancada esse valor, fiz outro arranjo para ser substituído no lugar do potenciômetro, liguei dois resistores em série, sabemos que quando ligamos dois resistores em série, somamos suas resistências.

Utilizei um que tenho na bancada de 47K + o de 10K, somando 57K, bem próximo ao que medimos no arranjo do potenciômetro e resistor.

Depois coloquei um Termo Retrátil para isolar os dois em série, como sugere a Figura 8 abaixo, e pronto, vamos colocar no lugar do arranjo, ou seja PINO 17, e GND.

Fig. 8 - Arranjo dois resistores em série para conseguir o valor de 56K

OBS: Depois de tudo soldado, observe bem se não em nada em curto, use o multímetro entre o GND e o Pino 17 para ver se a resistência não dá muito baixa, pois poderás ter problemas, nós além do termo retrátil, colocamos fita isolante para garantir a isolação, como mostrado na Figura. 9 abaixo.

7° Passo - Teste de carga.
Utilizarei uma lâmpada Halogena, de 12V, 55W, pela lei de Ohms, sabemos que P= Potência, V = Volts, I = Corrente.

• P = V * I
• I = P / V
  
  
• Então
• I = 55 / 12
  
  
• Logo
• I = 4.58A

Ou seja, nossa carga é de 4.58 Amperes. Foto demostrativa da potência da Lâmpada 12V 55W logo abaixo na Figura 10.

Na Figura 11 logo abaixo, podemos observar a tensão sem a carga, no multímetro está marcando 13.65V. 

Como podemos verificar, na Figura 12 abaixo, tivemos uma queda de tensão de 13.65V para 12.82V, bem como a carga é uma carga resistiva, e essa categoria de lâmpada consome mais do que informa, chegamos a conclusão que vale a pena, pois para carregar uma bateria, o consumo contínuo não vai tão alto assim.

Após vários testes com carregamento de bateria, tivemos um grande sucesso. E sobre o som automotivo, ele sustentou também, sem causar perdas consideráveis. O mudulo que liguei foi um Taramps, 400W RMS, com um Player Pionner.

Conclusão

Satisfeito com o projeto, por sua simplicidade e pode ser utilizado para vários outros projetos, atendeu satisfatoriamente as expectativas.

Para que deseja ver os detalhes da montagem, deixo abaixo o vídeo para vocês entenderem e seguirem o passo a passo.