terça-feira, 27 de janeiro de 2009

Minha Fonte de Bancada

Fonte montada e funcionando!
RevistaPois é, finalmente montei minha fonte de bancada. A inspiração veio de um circuito publicado na revista “Nuts and Volts” de Março de 2007. Como veremos mais pra frente não há nada de revolucionário no circuito já que ele segue a risca o que está no manual do CI LM317. A escolha deste CI evita os grandes circuitos com proteção contra sobrecorrente, excesso de potência ou temperatura. O LM317 possui tudo isso internamente. A fonte do artigo possui três saídas sendo duas de 0 a 20V (1 A) e uma de 5V (1 A). Como decidi não gastar muito com a fonte tive que limitar a especificação para 0 a 15V (1A). Acabei incluindo uma saída de 5V também mas não recomendo fazer o mesmo devido a potencia dissipada no 7805.

O ponto mais importante de uma fonte destas é que ela tem que ser linear e não chaveada. Fontes chaveadas geram muito ruído e isso pode atrapalhar quando precisamos alimentar circuitos mais sensíveis. Assim segui rigorosamente o clássico esquema “Transformador + dois diodos + capacitor”.

Como já havia dito em outro post reaproveitei a caixa do meu antigo estabilizador, não sem antes sofrer com a furação e cortes do painel. A chapa da caixa possui 1mm de espessura e é feita de ferro. Deu trabalho cortar e furar com a micro retifica. Quebrei mais da metade de um tubo de discos de corte de 0.8 mm na brincadeira:

Discos QuebradosAbaixo uma foto da caixa já com os cortes para os medidores e o inicio da furação:

Caixa inacabadaAgora a frente lixada já com todos os furos terminados:

Caixa furada e lixadaOs furos para o trafo e fixação da placa já existiam na caixa. No painel traseiro fiz dois cortes para duas chaves e um furo para um porta fusível.

Passando para a parte eletrônica usei como base o artigo da revista e os dois circuitos abaixo retirados do datasheet do LM317:


Esquemas básicos
O primeiro circuito ilustra o funcionamento do CI e a fórmula para calcular a tensão de saída. Já o segundo circuito mostra como obter uma tensão variável de 0 a 30 Volts. A polarização negativa vinda do zener anula a tensão de referencia do LM317 (1.25V). Assim a fonte pode ir de 0V até a tensão nominal desejada.

Meu esquema final ficou:

Esquema da fonte
Neste esquema não está desenhada a saída extra de 5V. Puxei essa saída direto do 19V filtrado. Isso não é muito recomendável já que a acentuada queda de tensão no 7805 faz com que o bichinho trabalhe muito quente mesmo com correntes baixas.

A entrada de rede também não está no esquema. A fonte possui duas chaves para a entrada AC sendo uma para as quatro tomadas originais que eram usadas pelo estabilizador e outra para a fonte. Dessa maneira posso usar a fonte como extensão de tomadas. Coloquei também uma chave para selecionar a tensão de entrada em 110 ou 220V para o caso de precisar usar o aparelho em outra rede elétrica.

Como nesses circuitos o componente mais caro é o trafo optei por usar um que eu já tinha faz um bom tempo. Comprei esse trafo em 1994 para fazer um amplificador com TDA2002. É uma peça de 12+12 por 2.5 A. O correto seria usar um de 15 V, mas o meu gera um pouco mais que 12V então serviu do mesmo jeito. Após a retificação e filtragem consegui quase 20 VDC sem carga. Depois de ter servido muito bem no amplificador eu o reutilizei numa fonte para o meu Sega Genesis (conhecido por aqui como Mega Drive).

Montagem final da fonteEu tenho alguns capacitores de 2200uF/25V nas caixas de componentes por isso a opção de usar dois em paralelo ao invés de um de 4700uF. O zener de 1.25V do manual eu troquei por dois diodos 1N4007 cada um com 0.7V de tensão direta. Isso dá 1.4V e serviu para compensar o fato do potenciômetro que usei para ajuste de tensão ter uma resistência de 90 Ohms quando totalmente fechado. Ao final consegui uma tensão mínima da fonte de 0.2V.

E por falar em potenciômetro, na fonte do artigo foram usados dois para ajuste grosso e fino. Novamente recorrendo a caixa de componentes eu encontrei cinco pots multivoltas (10 voltas) que fornecem uma precisão maior de ajuste. Pequei um que já estava montado em uma chapa de alumínio. Este potenciômetro tem o único problema de possuir um eixo muito fino. Nenhum knob que eu tentei usar servia. Após uma tentativa frustrada de fazer um knob só pra ele decidi deixar só no eixo mesmo. Abaixo vemos o knob que quase deu certo. Usei um pedaço de plástico usado para fazer botões de roupas ligado ao eixo da retifica. Com uma lixa deixei ele redondinho e depois dei um polimento. Ficou muito bom. O problema é a quantidade de pó gerado no processo. Depois de pronto acabei furando o centro no ponto errado e perdi o knob. Qualquer dia eu tento de novo...

Tentativa de KnobOutra decisão de projeto que já comentei antes foi a de usar dois medidores de ponteiro. Eles oferecem menor precisão que os digitais mas são bem mais rápidos. Um medidor digital típico não passa de três leituras por segundo. Para verificar variações rápidas de corrente eles não servem. E os dois que usei saíram de graça. Eram dois VU´s que eu havia retirado de um gravador velho. Usando o programa Meter fiz as novas escalas que ficaram assim:

Medidores originais
Medidores finalizadosUsei uma placa de circuito impresso universal para a fonte cortada para encaixar no espaço entre o trafo e o painel frontal. Abaixo uma foto do teste que fiz para ver se tinha espaço pra tudo (O circuito montado no trafo era o que sobrou da fonte do Genesis):

Disposição InternaMontado o circuito tudo funcionou normalmente. Os únicos ajustes era o da tensão máxima e os dos medidores. A tensão máxima foi ajustada colocando o potenciômetro de 5k no máximo e ajustando RV4 até conseguir os 15V de saída. O medidor de tensão foi parecido. Usando o multímetro digital coloquei a fonte em 15V e ajustei RV3 até conseguir a leitura correta. Já no medidor de corrente usei um resistor de 3.9 Ohms como carga e ajustei a fonte para obter uma leitura de 1A no multímetro. Daí foi só rodar RV2 para até chegar na deflexão certa.
Painel traseiro Update 01/02/2008: A fonte apresenta um problema que ainda não consegui resolver. Ao se desligar pela chave AC a tensão da saída sobe antes de descarregar os capacitores. A solução por enquanto é desligar primeiro a chave frontal (DC) para depois desligar a chave traseira (AC).

2 comentários:

  1. Tava futucando no teu blog e vi esse comentário do problema. É simples, a causa toda é a fonte de tensão negativa pra matar a referencia interna do LM317, o capacitor de 220uF é muito miúdo pra reter a tensão com tempo suficiente até descarregar os dois capacitores de 2200uF. Solução porca, aumente o capacitor de 220uF :)

    ResponderExcluir
  2. Caro colega. Muito me agrada e incentive ao ler seus artigos.

    Só uma dica. Quando for furar qualquer metal com broca, marque os lugares com lápis, fazendo cruzes nos lugares exatos. Depois, bata com um prego fino de aço, bem no meio dos locais escolhidos. Quando furar, com a furadeira sem ser de bancada, a broca nunca corre do lugar.

    ResponderExcluir

1. Alguns comentários são moderados automaticamente. Caso isso ocorra pode levar algum tempo até que eu veja e o libere.
2. Comentários fora do assunto do post podem ser apagados.
3. Não, eu não posso consertar os seus aparelhos!

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...