PR 1500 - Fonte de bancada de baixa tensão com monitor ativo

Operando com tensões baixas e precisas com corrente máxima de 2A, a PR 1500 é um projeto conceito diyPowered que alia performance com confiança para alimentar equipamentos sensíveis em testes de bancada

Este é um projeto que foi iniciado por conta de outro projeto. Durante os estudos e testes do PROCATER ADVANCE, precisei de uma fonte precisa para baixas tensões entre 1.2V e 4.2V com correntes mínimas de 250mA. Claro que tenho uma fonte na bancada, mas ela não me fornece tensões tão baixas assim. Acabei por levantar um circuitinho básico de teste que me permitisse operar essas tensões de forma confiável e estável, para que pudesse efetuar meus testes. Ao fim do projeto do PROCATER ADVANCE, me vi com aquela fontezinha pequena, simples e precisa que tanto me foi útil naquele momento. Decidi fazer desse quebra galho uma ferramenta oficial de bancada. E assim nasceu a PR 1500.

Obviamente que se tratava de um circuito simples, onde eu regulava a tensão que precisava na hora via trimpot e multímetro. Conferia toda hora se não havia se alterado, antes de testar alguma coisa, porque não havia visual algum me garantindo a tensão na saída dele. Por essa razão, decidi implantar um voltímetro e alguns indicadores legais para uma fonte tão importante para minha bancada. Como sou chato e perfeccionista, o código que deveria levar algumas horas para ficar pronto, levou alguns dias. Isso porque eu queria colocar algumas funções importantes me que permitissem perceber algum evento sem ter que olhar para o display. Porque, normalmente, a gente seleciona a tensão de teste e se volta para o circuito na bancada; não fica olhando para a fonte o tempo todo.


Principais características da PR 1500

Seleção, amostragem e saídas confiáveis: tudo muito bem pensado para evitar problemas durante testes com circuitos caros e complicados. A seleção é fina, oferecendo de 1.2V até 15.1V com escalabilidade de 0,2V a mais ou a menos facilmente selecionável; corrente máxima de 2A em qualquer tensão selecionável com proteção ativa; a amostragem do display é clara e rápida e as saídas possuem proteções ativas contra curtos-circuitos, consumo excessivo (que poderia causar danos aos circuitos da fonte) e sobretensão de pico com alertas visuais e sonoros para todos esses eventos.

Acionamento de ventilação auxiliar quando necessário: para evitar trabalhar com aquecimento constante, foi implantado um sistema muito eficaz de ventilação, que é acionado sempre que o consumo se aproxima dos 700mA ou em seleções de tensão acima de 5V, independentemente da corrente utilizada. É uma forma de aumentar a saúde dos componentes, visto que o gabinete é compacto e com poucas aletas de ventilação natural.

Alimentação lógica independente da alimentação de linha: fundamento que deveria ser seguido pelos fabricantes - e que é seguido pelos melhores, com certeza - é manter a lógica isolada do resto. Um circuito lógico como esse ou até mais simples pode sofrer influências ruins se alimentado na mesma linha que os circuitos em teste na bancada. Um curto-circuito ou uma queda brusca na corrente de linha pode fazer com que o microcontrolador seja reiniciado ou até danificado, já que temos portas ligadas fisicamente aos circuitos em teste para medição da tensão de saída. Em suma, temos fontes distintas, uma para lógica (LEDs, display, backlight, microcontrolador, cooler, etc.) e outra dedicada para linha. A tensão da fonte lógica se aproxima dos 16V x 500mA (em aberto) e é retificada, filtrada e aplicada a dois reguladores, um de 12V (periféricos) e outro de 5V (lógica, display e LEDs) formando um conjunto confiável e descomplicado. Já na fonte dedicada de linha, temos uma tensão de 18V x 2A (em aberto) que é aplicada a um banco de capacitores formando uma linha com 6900MF, com todos os desacoplamentos e filtros necessários até chegar no circuito regulador de saída. Claro que (mais uma vez) vão dizer que sou exagerado, que não precisava de tanta capacitância, que não precisava de trafos com essa capacidade, que desperdicei potência efetiva que eu poderia ter utilizado, que isso e que aquilo e aquele monte de bla bla bla digno de quem não viu ou de quem não quer ver eletrônica de verdade. Pois bem, como sempre falei aqui, meus projetos são feitos para durar. Trato os componentes com respeito e espero um resultado muito melhor do que coloco no papel. Isso é, entre outras coisas, trabalhar com margem de segurança. Então, para criar projetinho fuleiro, prefiro não fazer.

Monitor de corrente: no canto inferior esquerdo do display é destacada e palavra 'LOAD' com um ícone de uma 'alavanca'. Quando a fonte atinge o consumo de 700mA em qualquer tensão selecionada ou a partir dos 5V, essa 'alavanca' 'passa para cima', indicando que o consumo de corrente foi aumentado, acionando o cooler e o LED amarelo. Também há outro ícone no display que serve como indicador de 'health' da fonte: um rostinho simpático formado por =] só que rotacionado 90º à direita. Quando essa 'alavanca' de corrente 'sobe', o rostinho simpático muda de =] para =O indicando o mesmo estado.

Funcionamento discreto: dificilmente o circuitinho da PR 1500 vai abrir o bico e chorar. Mesmo que você leve o consumo em teste ao limite dela. Vai acionar cooler? Vai. Vai aquecer? Claro. Mas abrir o bico?! Não vai. Isso porque foi feito para durar, foi feito para trabalhar sem chororô e sem frescura. Por isso é confiável.

Eventos de erro

Caso a fonte encontre algum problema na partida, durante a checagem que é impressa no display como 'Check things...', o LED vermelho se acenderá, bips serão emitidos até que a fonte seja desligada e o display exibirá a mensagem 'Restart now!'. Ao religá-la, o autoteste será refeito. Se o problema for eliminado, a mensagem 'Ready' será mostrada na tela, conforme partida padrão (fotos abaixo!) da fonte. O LED vermelho indica alguma falha e os bips servem como alerta sonoro para eventos como falha na tensão da linha, erro no circuito regulador, falha na lógica, curto-circuito na saída da linha, cooler inoperante ou girando com dificuldade, temperatura excedente no circuito regulador ou no interior do gabinete (indicaria falha geral, que poderia ser um dos trafos ou algum setor no circuito lógico) e falha na amostragem ou coleta de tensão. Todos os erros foram testados na bancada e a fonte se comportou conforme o esperado, suspendendo a corrente na saída de linha e emitindo todos os alertas.

A lógica é baseada no ATMEGA328P/PU, assim como os últimos projetos do tipo. Tenho gostado de trabalhar com esse MC por conta do custo e da facilidade de operação. Também pela rapidez e pelas inúmeras alternativas para se fazer a mesma coisa, isso é muito importante para quem pratica DIY. Claro que algumas atualizações serão feitas daqui em diante, visando melhorias na fonte e mais qualidade final. Mas assim como a maioria dos projetos daqui, a PR 1500 é um protótipo, e como tal, não deve ser avaliada como um produto final.

E mais uma vez, lixo eletrônico ganhando vida. De novos mesmo, somente o ATMEGA328P/PU e o display. Sem mais por enquanto, as fotos.


Painel frontal com LED power (verde) e display

Vista inferior

Painel traseiro com fusível, cabo AC e chave (odeio projeto feito às
pressas: sempre dá alguma merda encrenca que não tem volta. Nesse
caso, esse parafuso em cima deveria ter ficado na parte inferior, mas
eu medi tudo errado e o resultado está aí. Depois dessa, nem quis
abrir a furação do cooler nesse painel traseiro...)

Fonte sendo ligada 1

Fonte sendo ligada2

Fonte sendo ligada3: faz check in das tensões e estado da linha, aciona
cooler e verifica temperatura do dissipador e gabinete (interno)

Fonte sendo ligada 4: se passar nos testes, estará pronta para uso

Fonte ligada e pronta após os testes iniciais (note a informação
útil acima no display, indicando acionamento da ventilação auxiliar)

Esta era uma das tensões que eu precisava nos testes (note espaço
dedicado aos eventos na parte superior direita, ao lado de Ready!)

Tensão máxima da fonte

Tensão limite onde o cooler é acionado

Quando o cooler é acionado, o LED amarelo permanece aceso

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