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Fonte de Bancada

Nossa fonte de bancada permite variar a tensão na faixa de 1,5 VDC até 12 VDC, com corrente de até 1,5 A. É uma ótima montagem para aqueles que desejam um equipamento confiável a um custo muito inferior à maioria dos encontrados no mercado.

Além de uma ferramenta obrigatória na bancada de qualquer #Maker ou profissional da área de eletrônica.

Como sempre fazemos em nossos tutoriais, no final do artigo disponibilizamos todos os arquivos para download, com os esquemas elétricos, bibliotecas, código para o Arduino, lista de materiais, arquivos para impressão 3D, etc.

Nossa fonte possui as seguintes características:

  • Tensão DC regulada entre 1,5 V e 12 VDC e corrente de até 1,5A
  • Entrada de 110/220V (selecionável)
  • Proteção contra curto-circuito
  • Proteção contra sobrecarga de corrente
  • Montagem extremamente simples
  • Ajustes de tensão via potenciômetro

Nossa montagem de divide em 3 etapas:

  1. Fonte de energia
  2. Ajuste de tensão
  3. Voltímetro

Etapa 1 – Fonte

Fontes de alimentação são muito comuns. Podem ser reaproveitadas de algum equipamento antigo/estragado, ou ainda construídas “do zero” usando um transformador.

Escolhemos a segunda opção, pois já tínhamos um transformador sobrando em nosso laboratório e acreditamos que assim ficaria mais didático. O transformador escolhido deve ser de 12 Volts e ter uma corrente de trabalho de 1,5 A.

Na próxima figura, observe o esquema elétrico da nossa fonte.

Na primeira parte temos o transformador, sua função é diminuir a tensão da rede 110V/220V para 12VAC.

Esse componente é simples, porém existem alguns tipos diferentes.

O nosso é de 12 + 12 V por 1,5 A (retiramos de um sistema de som antigo), mas você pode usar um de 15 + 15 V sem problemas.

No primário do transformador temos o fusível que serve de proteção do nosso sistema, a chave ON/OFF, e o plug para ligar a tomada elétrica. Escolha os fios referentes a tensão de acordo com a sua região, ou caso queria, coloque uma chave seletora 110/220V, tornando seu aparelho bivolt.

No secundário do nosso transformador os diodos (D1 e D2) 1N5406 servem para fazer a retificação. Fique atento, os diodos da série 1N4001 a 1N4007 não servem para esta aplicação, pois sua corrente de trabalho é para apenas 1 ampere.

Os capacitores (C1 e C2) fazem a filtragem da fonte e devem tem uma tensão de trabalho de 25 volts ou mais.

C1 é um capacitor eletrolítico e pode ter seu valor entre 3300 a 4700uf, já o C2 é cerâmico de 100nf, este capacitor atua como filtro fino.

A partir de agora já temos uma fonte de 12VDC X 1,5 A totalmente funcional.

Caso você queira, pode adicionar um led com um resistor em série, pode ser de 1 Kohms (Marrom, Preto, Vermelho) para indicar que a fonte está ligada.

Todo o material da nossa fonte foi retirado de “sucata” de equipamentos eletrônicos.

Etapa 2 – Ajuste de tensão

Agora vamos para a segunda etapa da montagem, o circuito de regulagem de tensão.

O CI LM317 de um regulador variável para tensões de 1,5 V a 30 V e corrente de até 1,5 amperes, ele foi projetado para fazer toda a proteção contra curto circuito e sobre corrente.

Caso queira montar uma fonte um pouco mais “parruda” use o CI LM350, que é totalmente compatível com o LM317, a diferença é que o LM350 suporta uma corrente de até 3A, e obviamente a fonte também deve ser de 3A. O nosso é com encapsulamento TO-220, porém existe o mesmo componente no encapsulamento TO-03 (metálico).

Os capacitores C1, C2 e C3 atuam como filtro e o resistor R1 em conjunto com o potenciômetro ajustam a tensão de referência para o CI. Uma observação sobre o potenciômetro é que o valor ideal seria de 4,7K, mas como nosso material provém de sucata, só conseguimos o de 10K, vai funcionar, porém a fonte vai atingir seu valor máximo antes do potenciômetro chegar ao final de seu giro.

A montagem é tão simples que foi feita com seis seguimentos de conectores do tipo “Sindal”, mas nada impede que você faça uma placa de circuito impresso ou use uma ponte de terminais para a montagem.

Não deixe de adicionar um pequeno dissipador de calor com pasta térmica ao CI LM317.

Etapa 3 – Voltímetro

O cérebro do nosso voltímetro é o versátil Attiny85, é ele que se encarregará de “ler” a voltagem do regulador de tensão e “escrever” no display de LCD.

O nosso “sensor” de tensão é composto apenas por dois resistores (270 e 470 Ohms) formando um divisor resistivo, deste modo podemos operar com tensões acima dos 5 volts em que trabalha o Attiny85 sem perigo de queimar o CI.

Lembrando que o nosso display é I2C, ou seja, ele tem uma placa soldada aos seus pinos para fazer a conversão de paralelo para I2C facilitando muito a nossa montagem. Deve-se ficar atento ao “endereço” da placa, o endereço da nossa é “0x3F”. Caso a sua tenha um endereço diferente, basta fazer a alteração no código antes do upload.

Faça a gravação do código para o Attiny85, caso você não saiba como proceder, siga esse tutorial bem bacana Arduino Attiny 85.

Usamos duas bibliotecas da ADAFRUIT para controle de display I2C para o Attiny. Não se esqueça de adicionar esta biblioteca antes de compilar o código,  lembramos que todo o material necessário está disponível para download ao final do Artigo. O código esta com bastante comentários por isso não vamos entrar em detalhes aqui.

Nossa montagem foi feita em uma placa padrão bem pequena e usamos um cabo com 4 vias (retirado da sucata de um aparelho de DVD) para fazer a conexão com o display e facilitar a fixação no gabinete escolhido. Você deve aproveitar esta etapa da montagem para ajustar o contraste do display no potenciômetro em miniatura que fica na placa I2C.

O conjunto montado na bancada parece uma macarronada de fios! E só falta o gabinete para dar um acabamento bacana. Logo abaixo temos o esquemático completo da fonte.

MONTAGEM FINAL

Aconselhamos você a fazer seu gabinete em madeira, plástico ou acrílico. Ou até mesmo comprar uma caixa plástica, nas lojas de componentes eletrônicos que possuem diversas opções, formatos e preços.

Caixas metálicas também poderiam ser usadas, porém devemos ficar muito atentos ao isolamento dos componentes da fonte para evitar choque elétrico.

Usamos uma caixa feita em madeira MDF 3mm que foi desenhada no MAKERCASE e cortada na CNC Laser para outro projeto e acabou não sendo usada. E a alça e os pezinhos fizemos na impressora 3D.

Todos os furos foram feitos com furadeira e os cortes fizemos com um estilete (MDF é macio de cortar). Depois foi só dar algumas mãos de tinta Spray, tínhamos sobrando esse azul claro.

Deixamos secar por um dia e aplicamos uma camada de verniz para proteger a tinta, mais um dia secando.

Usamos “cola quente” na montagem da caixa e a tampa foi fechada com cintas plásticas, para podermos abrir caso necessite dar alguma manutenção futuramente.

TESTE E USO

Para testar a fonte, posicione a chave 110V/220V para a tensão de sua rede local (caso você tenha escolhido montar com chave seletora). Coloque o potenciômetro na posição mínima. Ligue a chave ON/OFF, gire o potenciômetro e veja se a tensão aumenta e diminui.

Você também pode colocar um motorzinho DC conectado aos plugs da fonte e fazer variar o giro do motor conforme mexe no potenciômetro.

Aqui nós temos alguns testes feitos para comparar a precisão das leituras obtidas da nossa fonte com um multímetro comum.

Agora baixe todos os arquivos do projeto ESQUEMAS ELÉTRICOS, CÓDIGOS E BIBLIOTECA e IMPRESSÃO 3D E LASERCUT e comece a montar a sua fonte de bancada!

Veja o vídeo das etapas de montagem.

CONCLUSÃO

Como você percebeu, é possível montar em casa nossos próprios equipamentos de bancada com boa qualidade e gastando pouco.

Boa montagem e até a próxima!

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