relatório joão david pr1el1

FONTE DE ALIMENTAÇÃO C.C. COM SAÍDA

REGULÁVEL

João David Júnior - PR1EL1

Orientador: Jorge Luiz dos Santos Ferraz

Coorientador: Arnaldo Luiz

Rio de Janeiro

Junho de 2015

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus pela oportunidade dada a cada novo dia de fazer melhores escolhas e descobrir como alinhar minhas vontades e desejos com a vontade e os planos dele em minha vida. Reconheço aqui nesse humilde espaço o companheirismo e amizade de cada amigo de turma que apesar de suas próprias dificuldades sempre esteve disposto para dar apoio ou até mesmo uma palavra de encorajamento nessa jornada pela descoberta da eletrônica.Sou grato também a cada professor que mesmo não estando envolvido diretamente com a matéria de projetos teve boa vontade em dar dicas e passar seu conhecimento com humildade e paciência, em especial o professor Arnaldo Luiz que sempre impressiona com sua calma e paciência inabaláveis.Enfim dou meu reconhecimento ao professor Ferraz orientador desse trabalho, mesmo que às vezes possa se mostrar rígido e com um humor meio ácido, também sempre tenta mostrar, através da sua grande experiência, como e importante ter disciplina e determinação para colocar os princípios da eletrônica na “massa do sangue”.Agradecimento em especial ao colega José Nilton que sempre esteve disponível para fazer viagens a localidade de Cascadura para adquirir os componentes que usamos no curso, agradeço também ao colega Ernani que apesar da sua ausência atual, teve a iniciativa de criar no início do curso um site para turma compartilhar, ou melhor, socializar e organizar os conhecimentos passados em aula, em algumas ocasiões também ajudou muito nessa tarefa de adquirir componentes com custo mais acessível!

CAEL – COLÉGIO DE APLICAÇÃO EMMANUEL LEONTSINIS

FONTE DE ALIMENTAÇÃO C.C. COM SAÍDA REGULÁVEL

João David Júnior1

Jorge Luiz dos Santos Ferraz2

RESUMO

O projeto de engenharia consiste na construção de uma fonte de alimentação regulável. Essa fonte vai utilizar tensão elétrica alternada em 127V que será aplicada a um transformador abaixador que entrega 24V em sua saída. Essa tensão será usada para alimentar um circuito retificador de onda completa, usando quatro diodos a fim de entregar um sinal C.C. pulsante que logo adiante será filtrado por um capacitor dimensionado para aumentar o nível DC na carga. Depois dessa primeira etapa será utilizado um C.I. ( Circuito integrado) LM317T , que funciona como um regulador de tensão ajustável, em conjunto com um potenciômetro para ajustar a tensão de saída que variam entre de 1,25 V e 30 V com corrente limitada em 1A. Nosso objetivo para aplicação inicial dessa fonte será aprofundar os conhecimentos de eletrônica durante sua montagem e depois de finalizada e testada será usada com fonte de bancada para alimentar e também para que possamos aprimorar novos estudos na Matriz de Contatos.

PALAVRAS-CHAVE: Fonte; Regulador; Filtro; Matriz de Contatos.

1 Aluno de Eletrônica - email: [email protected]

2 Orientador do trabalho. Professor do Curso de Eletrônica, email: [email protected]

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO _____________________________________________ páginas 3 – 5

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA_____________________________________ página 6

DESENVOLVIMENTO____________________________________________ página 7

RESULTADOS_________________________________________________ página 8

CONCLUSÃO__________________________________________________ página 9

REFERÊNCIAS _______________________________________________ página 10

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INTRODUÇÃO

Esse projeto de engenharia nasceu da necessidade de desenvolver um trabalho nas

aulas da matéria de Projeto ministradas pelo professor Ferraz. Após a discussão de

vários temas e assuntos foi colocado o desafio de desenvolver uma fonte alimentação

regulável e documentar todo o processo com um projeto que literalmente fosse ser

apresentado a comissão da Expo X realizada no CAEL anualmente.

Durante todo esse processo a turma de eletrônica do PRONATEC, foi sendo

apresentada aos conceitos e normas de elaboração de um projeto de engenharia o

mesmo tempo ia adquirindo conhecimentos práticos para realmente ter condições de

executar a parte prática de montagem da fonte.

Enfim, esse projeto tem como objetivo fixar os conhecimentos para elaboração de um

trabalho de engenharia com toda a documentação de pesquisa e de forma paralela

desenvolver nossos conhecimentos práticos de eletrônica analógica durante os

desafios que passamos para adquirir as habilidades necessárias para montar a fonte,

que poderá ser utilizada na bancada para alimentar outros futuros projetos mesmo

após o fim do curso, tendo em vista que por ser uma fonte regulável pode ser utilizada

numa grande variedade de futuros projetos que necessitem de tensões entre 1,25 até

30 volts de sinal C.C. pulsante.

Abaixo imagem o esquemático fornecido para iniciar os estudos sobre os

componentes da fonte:

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Primeiro desafio foi conhecer a função e aplicação de cada componente , pois no

começo o curso a alguns meses atrás não tínhamos nenhum conhecimento técnico.

A seguir uma relação com a função e aplicação de cada componente:

1- Transformador – Trabalha para rebaixar ou elevar a tensão de entrada através de

seus enrolamentos primário e secundário que através da relação de espiras(voltas em

torno do núcleo de ferro), cria uma relação de indução por eletromagnetismo que gera

uma tensão e corrente de saída no enrolamento secundário!

2- Diodo semicondutor - Componente eletrônico composto de cristal semicondutor de

silício ou germânio numa película cristalina cujas faces opostas são dopadas por

diferentes materiais durante sua formação, que causa a polarização inversa para cada

uma das extremidades.

É o tipo mais simples de componente eletrônico semicondutor, usado como retificador

de corrente elétrica entre outras aplicações. Possui uma queda de tensão de,

aproximadamente, 0,3 V (germânio) e 0,7 V (silício).

Sua principal função e garantir o fluxo da corrente somente no sentido desejado

positivo ou negativo dependendo do circuito, no caso do retificador ele filtra a parte

positiva da onda, ajudando a linearizar o sinal.

3- Capacitor eletrolítico - Internamente é composto por duas folhas de alumínio,

separadas por uma camada de óxido de alumínio, enroladas e embebidas em um

eletrólito líquido (composto predominantemente de ácido bórico ou borato de sódio).

Por ser composto por folhas enroladas, tem a forma cilíndrica (lembrando que o

cilindro não é perfeito, visto que possui uma área de Secção menor na parte de baixo

em relação à de cima). Suas dimensões variam de acordo com a capacitância e limite

de tensão que suporta.

É um tipo de capacitor que possui polaridade, ou seja, não funciona corretamente se

for invertido. Se a polaridade for invertida dá-se inicio à destruição da camada de

óxido, fazendo o capacitor entrar em curto-circuito. Nos capacitores eletrolíticos, uma

inversão de polaridade é extremamente perigoso, visto que, a reação interna gera

vapores que acabavam por destruir o capacitor através de uma explosão ou,

rompimento da carcaça. Os capacitores mais modernos, podem inchar e, por isso,

raramente explodem (podendo acontecer somente se a tensão inversa aplicada for

elevadíssima).

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Sua função na fonte trabalhando dentro do circuito retificador seria compensar a do

ciclo negativo da onda descarregando sua carga acumulada durante o ciclo positivo

compensando a queda de tensão na carga que será entre na saída do retificador como

tensão e corrente contínuas.

5- Potenciômetro - Componente eletrônico que possui resistência elétrica ajustável.

Geralmente, é um resistor de três terminais onde a conexão central é deslizante e

manipulável. Se todos os três terminais são usados, ele atua como um divisor de

tensão. Existem comercialmente, potenciômetros confeccionados com substrato em fio

e carvão condutivo, a depender da corrente elétrica que circula nestes. Há

potenciômetros cujo giro é de 270 graus e outros de maior precisão chamados

multivoltas.

Em relação à curva de resposta em função do ângulo de giro do eixo, existem dois

tipos de potenciómetros, os lineares (sufixo B ao final do código) e os logarítmicos

(sufixo A ao final do código comercial do valor). Exemplo de especificação de

potenciômetro linear: 50 KΩ, ou seja, de 50.000 ohms, linear.

Os potenciômetros lineares possuem curva de variação de resistência constante

(linear) em relação ao ângulo de giro do eixo. Os potenciômetros logarítmicos, por sua

vez, apresentam uma variação de resistência ao ângulo de giro do eixo mais adaptada

à curva de resposta de audibilidade do ouvido humano. Considerando um aparelho de

som, os potenciômetros lineares são recomendados para uso em controle de

tonalidade (graves, médios e agudos) já os logarítmicos são mais recomendados para

controles de volume.

Nessa fonte ele trabalha em conjunto com o C.I. fazendo a regulagem da tensão de

saída através do ajuste de sua resistência afim de entregar as várias tensões da fonte.

6- Circuito integrado – LM317T- Funciona como um regulador de tensão ajustável,

seria como a central de controle da fonte, nele se encontra todos os padrões para

gerar corretamente os níveis corretos de sinal C.C. pulsante e assim entregar uma

saída correta, dependendo do valor que foi entregue pelo potenciômetro.

5- Resistores – Componente que aumenta a resistência e dificulta a passagem dos

elétrons, diminuindo assim a corrente, muito usado também para proteger algum outro

componente do circuito mais sensível!

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FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

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DESENVOLVIMENTO

Nosso trabalho começou com a familiarização com a matéria de Projetos, através de

solicitação do nosso professor, fizemos o curso on-line da FEBRACE, instituição que

apoia e avalia projetos organizando feiras em vários local do Brasil.

Através de questionários, textos e vídeos tivemos uma visão de como são os

processos para pesquisar, criar e desenvolver um ideia , solução ou projeto de

engenharia.

Como temos apenas uma aula de por semana da matéria Projetos, com dois tempos

logo no início da noite e devido a problemas de logística de transporte público e

posição geográfica, pois mora numa cidade distante do curso, quase não desenvolvi

meu projeto nos primeiros meses do curso. Essa matéria também ficou durante dois

meses sem um professor titular, mais enfim esse foi mais um desafio superado.

A próxima etapa foi a pesquisa por componentes da fonte, já citados na Introdução,

nesse processo usamos muito o provedor de pesquisas Google e visitamos vários

sites em busca de informações sobre componentes que ainda não tínhamos visto em

aula, contamos também com as explicações técnicas de nosso orientador para dar

alguns exemplos práticos da aplicação de cada componente.

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RESULTADOS

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CONCLUSÃO

No momento da elaboração desse relatório a fonte ainda não está finalizada, estou no processo de queima da placa para impressão do layout do circuito, depois será efetuada a solda de cada componente com sua devida polarização e local na placa.

Ainda terá o processo de teste de funcionamento e ligação ao transformador e por fim a verificação das tensões de saída que estão sendo entregues pela fonte em comparação com a ideia inicial do projeto.

Agora já consigo entender na prática como funciona essa tarefa de desenvolver algo que envolve componentes eletrônicos, percebi que exige muita atenção, dedicação e paciência para entender os conceitos e aplicações de cada componentes assim como os padrões exigidos pelas normas técnicas exigidas na construção.

Uma primordial nesse processo é não ter medo de errar e também não perder a calma por ter que repetir várias vezes uma ação para chegar na melhor solução para um problema, afinal todos dizem que algo é impossível até chegar alguém que é surdo e faz aquilo com sua visão pura e assim consegue renovar a esperança que acreditar num sonho, por mais maluco que seja aos olhos dos outros, sempre vale a pena.

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REFERÊNCIAS

Nesse projeto elaborado para fins de ensino da disciplina de projetos foram utilizadas diversas fontes acessadas através da pesquisa do provedor Google, devido ao fato de ter feito o registro somente em meio digital e não ter elaborado um diário de bordo em papel esses registros foram perdidos, para não ser injusto e deixar de citar todas as fontes consultadas na época, prefiro não citar nenhuma e somente agradecer a todos o técnicos, professores, mestres e amantes da missão de ensinar, que tem o desprendimento, humildade e disponibilidade para investir seu valoroso tempo, organizando e publicando de forma livre para acesso seu conhecimento conseguido com muito sacrifício e dedicação.

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