AT5 Slim Power - a super fonte de bancada inteligente de alta performance

Tudo começou por volta de junho desse ano, quando minha guerreira fonte de bancada passou a se entregar após anos de serventia. Tinha algumas ideias para dar um upgrade nela, já que meus últimos projetos precisaram de mais corrente do que ela poderia entregar, mas esbarrei na trabalheira que seria fazer um trafo maior caber lá dentro (não, eu não quero usar uma fonte chaveada nisso!) e ainda dar conta da dissipação de calor que aumentaria muito dentro daquele gabinete pequeno. Em agosto decidi que partiria do zero, um novo e empolgante projeto que terminaria na montagem de uma super fonte de bancada inteligente, com alta performance, proteções de ponta a ponta e um tamanho reduzido para ser prática de ser transportada. Hoje é dia 02/11 e alguns meses foram engolidos durante esse projeto, que me tomou bastante tempo e planejamento.

Antes de continuar e para não correr o risco de ser redundante nesse post, peço que conheça a fonte antiga F5812ADJ que se aposentou (e que vai servir suas peças para testes e outros projetos, é claro!) e também leia em seguida a postagem que deu início a essa jornada, lá em agosto.

Sou das antigas e fonte de bancada pra mim, tem que seguir a premissa raiz trafo-retificação-alta filtragem. Temos um mercado chinês muito eficiente inundando as prateleiras com fontes de bancada a preços atraentes mas também com projetos falhos e sem a utilização de transformador isolador, o que naturalmente inclui uma fonte chaveada barata, de alta corrente e sem qualquer tipo de proteção. Aí, meu guerreiro diyman, você está há dias em cima de um projeto utilizando uma fonte xing ling dessas e o chaveamento vai pro saco largando corrente e tensão em alta escala no seu adorado circuito. Imagina só. Isso sem falar nos ruídos impraticáveis que essas fontes geram, podendo interferir diretamente no seu projeto fazendo com que você perca horas até descobrir o porquê do microcontrolador travar, por exemplo. Por isso quis fazer uma fonte com rígidos controles e proteções. Já havia mencionado no post que deu início ao projeto sobre as características que eu gostaria de ter e ao mesmo tempo, fui atualizando novas funções ou retirando funções que antes pareciam interessantes. Ao mesmo tempo que sou prático, sou um burocrata quando se trata dos meus projetos. Agora, com o projeto concluído, veja como ficou:

Entrada: 220V ±7,4A (full power)

Proteção entrada: fusível, filtro de linha full, varistor, terra lift/ground

Saída: 1.1V a 19,4V x 4,2A x 19,300uF (entra em proteção a partir de 4,33A, trafo de 16V + 16V x 5A)

Proteção saída: curto-circuito e/ou corrente acima de 4,33A, temperatura máxima de trabalho, queda brusca de tensão, tensão de descarga (retorno), descarga brusca do banco de capacitores, carga mínima instalada para garantir corrente de ajuste atualizada

Display: tensão e corrente atuais

Ajuste: fino via potenciômetro linear

Dissipação: passiva até ±60°C, cooler aciona discretamente para equilibrar a temperatura do dissipador principal. Acima dos 85°C entra em proteção térmica acionando o cooler a full power, desligando o trafo de potência e permanecendo nesta condição até que a temperatura baixe a níveis seguros de trabalho

Porta serial: comunicação direta com o microcontrolador a partir da placa Arduino para atualização do código sem precisar abrir o equipamento e retirar o chip

Chave lift/ground: permite unir o comum do circuito da fonte ao terra da tomada ou separar, funcionalidade muito eficiente para algumas situações

Stand by: fonte permanece com as proteções ativas mesmo em espera, desliga fisicamente o trafo de potência da rede elétrica descarregando todo o circuito e mantendo o mínimo de consumo associado apenas às funções vitais (fontes independentes)

LEDs e outros indicadores: fonte possui diversos alertas sonoros e visuais para eventos de proteção, acionamento etc.

Superdimensionamento: todos os circuitos de potência foram superdimensionados para trabalhar com o mínimo de resistência natural dos condutores e componentes, resguardo de potência para trabalho com folga

Dissipador unificado: grande vantagem para monitoramento de temperatura de trabalho e para manter integrados e transistores com equilíbrio térmico

Basicamente é isso.

Não tem muito mistério além do código, a fonte trabalha normalmente com o adorável LM317 de servo mestre e um booster de corrente com dois transistores Darlington TIP125. Alguns vão dizer que eu poderia ter utilizado apenas um TIP125, eu sei disso. Mas por que fazer o carinha trabalhar sozinho perto do seu limite se podemos aprimorar com elegância e colocar mais um?! Outros dirão que eu poderia ter utilizado um transistor de maior capacidade ao invés de dois. Eu também sei disso. Essa fonte foi montada com peças que eu já tinha em casa, não é um projeto nutellinha com verba ilimitada da mamãe e do papai ou de patrocínio. Aqui o negócio é raiz, é aproveitar ao máximo a vida útil dos componentes, é enxugar custo sem perder qualidade e poupar o meio ambiente. E antes que digam 'ahhh não precisava desse cooler aí dentro pra dissipar só essa correntezinha porque o componente aguenta', o projeto é compacto e sempre faço vários testes para determinar se isso vai ser realmente necessário. Nesse caso, foi. E ele só opera se preciso, não fica girando o tempo todo. E outra, você que fica criticando projeto alheio, deveria saber quanto calor um transistor Darlington gera... agora imagina dois num gabinete pequeno sob alta corrente (4A não é pouca coisa) por várias horas ininterruptas. Funcionaria sem o cooler? Talvez. Mas será que o LM317 seria capaz de se manter trabalhando firme sob altas temperaturas? E quanto tempo essa fonte iria funcionar sem dar problema?! Viu, esses questionamentos se tornaram irrelevantes agora, jovem.

Mas vamos voltar ao ponto, já que esclarecemos os fatos. 

Quando alimentada, a fonte é acionada parcialmente via fonte de stand by, mantendo a potência desligada. Ela aciona o cooler rapidamente, acende o LED azul e logo se apaga, desligando o cooler e acionando o LED vermelho de stand by. Isso é importante por duas razões básicas: a primeira, para poupar a potência e claro, economizar energia; a segunda, para manter o cooler lubrificado e ativo, evitando que o rolamento fique engripado por falta de uso. Ao pressionar o botão power, a fonte faz um teste rápido (bip + piscadas LED amarelo) e aciona a potência, liberando tensão na saída, ligando o display frontal e o LED verde. A partir desse momento, a fonte está num estado de operação, basta selecionar a tensão desejada.

Proteção contra curto-circuito e overload

Em operação, quando a corrente exceder o valor de 4,33A levará o sistema de proteção contra sobrecarga ser acionado via ATMEGA, cortando a alimentação AC do próprio trafo de potência, protegendo toda a etapa, inclusive os diodos retificadores. É uma proteção em linha completa, cortando toda energia da potência e não somente das saídas DC. A mesma proteção é aplicada quando há curto-circuito na saída. A ação é a seguinte: corta a alimentação AC do trafo, bip, duas piscadas no LED amarelo, display frontal e LED verde se apagam. Essa condição permanecerá enquanto houver sobrecarga ou curto na saída da fonte.

Proteção contra alta temperatura de trabalho

Há duas proteções contra temperatura alta de trabalho na AT5. A primeira é controlada pelo ATMEGA e assume que partir dos 85ºC medidos no dissipador principal ocorrerá o seguinte: corta a alimentação AC do trafo, bip, LED azul acende e aciona o cooler full power, display frontal e LED verde se apagam. Essa condição permanecerá por aproximadamente 1 minuto para baixar drasticamente a temperatura de trabalho da potência. Após esse período, a fonte será acionada automaticamente alimentando a carga se a temperatura estiver dentro da faixa segura.

A segunda proteção contra alta temperatura de trabalho é mais robusta e conta com um termistor que controla o aquecimento do dissipador. Essa proteção adicional foi instalada justamente nos testes de equilíbrio térmico da fonte, nos testes finais. Foi verificado que com o gabinete montado e alimentando uma carga a partir dos 2,5A o dissipador aquece bastante, distante do valor máximo determinado na primeira proteção térmica, mas bastante acentuado para os meus parâmetros particulares. Isso poderia levar o LM317 a entrar em proteção rapidamente ou ainda reduzir bastante a vida útil do conjunto da potência, elevando a temperatura interna do gabinete e tornando seu funcionamento 'desconfortável'. Lembrando que alguns componentes não gostam de ambientes muito quentes, como os eletrolíticos.  Então, adicionei esse segundo termistor que atua diretamente no driver de acionamento do cooler, fazendo com que ele gire lentamente a partir dos 50ºC para equilibrar a temperatura do dissipador. Esse giro pode ser aumentado ou diminuído automaticamente de acordo com o incremento de temperatura medido, se tornando um eficiente mecanismo de controle e aumentando a vida útil da potência. O cooler gira de forma tão discreta que mal pode ser ouvido durante a operação.

Superdimensionamento do sistema

A premissa do diyPowered é bastante clara: respeito aos limites dos componentes. Se eu tenho um trafo que pode entregar 5A em full power, eu deveria operá-lo até os 4,2A ou ainda 4,5A. Isso causaria ainda bastante aquecimento, mas distante do que poderia ocorrer se tentássemos tirar toda a sua capacidade. Logo, se eu tenho um projeto que consome 5A em full power, qual a corrente do trafo que eu vou usar? Você talvez diga '5A'. Talvez muitos digam isso. Eu digo '6A'. Folga, pessoal. Se você quer fazer alguma coisa direito, se você quer projetar algo de qualidade, faça com que os componentes trabalhem abaixo de sua capacidade máxima. Isso é elegante, isso é inteligente. Foi assim que muitos equipamentos foram projetados há 20, 30, 40 anos e é por esta razão que muitos deles estão por aqui até hoje: receivers, tape decks, sintonizadores de rádio, CD players... Por isso montei essa fonte com folga mesmo com esse trafo de 16V + 16V x 5A que em teste de carga chegou a fornecer 5,4A sem queda de tensão. Mas aqui a gente faz a coisa do jeito certo e a AT5 ficou limitada aos seguros 4,2A entrando em proteção aos 4,33A. Corrente mais que suficiente para a grande maioria dos projetos. Tenho um outro trafo de 1200VA que pode entregar facilmente 12A, 15A numa tensão máxima de 13V mas achei meio desnecessário tanta corrente nesse momento e o monstro aí vai ficar para um próximo projeto.

Na retificação, temos dois diodos 6A6 brutos e sem frescuras e um banco de capacitores de 19,300uF. Tudo montado de forma elegante e estudada, cabeamento da potência com bitola de respeito e fixação por presilha. A tensão que alimenta a lógica, stand by, LEDs e cooler vem de uma fonte dedicada, também por trafo, não utilizando corrente alguma da fonte de potência.

Proteção AC

Na entrada de linha AC, temos o clássico fusível e um circuito de filtro de linha full, com tudo que se tem direito, até um varistor, e um cabo de força de respeito. Uma chave no painel frontal permite unir o terra da tomada ao comum da fonte, função muito desejada e pouco vista nas fontes do mercado. Aproveitei ao máximo cada espaço do gabinete, fixando componentes e placas de forma inteligente para facilitar o cabeamento e pensando sempre na dissipação, transferência de calor e claro, pensando nas manutenções futuras. Essa última, parece ser esquecida pelos projetistas e engenheiros: qualquer equipamento vai demandar algum tipo de manutenção futura e parece que isso não é levado em conta na maioria dos últimos equipamentos que reparei. Um bom exemplo disso pode ser ilustrado por alguns notebooks e nobreaks que precisam ser quase que totalmente desmontados para acessar partes críticas.

Gabinete escolhido

Esse é um velho conhecido: um gabinete de nobreak NHS de 600VA. Possui uma boa estrutura, boa resistência mecânica e uma razoável ventilação natural que foi melhorada ao retirar as tomadas traseiras e fixar uma tela. A única coisa que não ficou bacana foi a porta serial, que teoricamente deveria caber na parte de trás (já tem essa furação de fábrica) mas não passa de jeito nenhum. Poderia ter limado um pouco mas como já foi bastante desgastante furar esse gabinete (não parece mas a chapa utilizada é resistente) achei mais fácil apenas retirar a capa metálica da porta e parafusá-la assim mesmo, como está.

Esse gabinete é bastante compacto, tem uma cara de fonte de bancada moderna e fazia algum tempo que vinha pensando em usá-lo para esta finalidade. No mais, pretendo gravar um vídeo com a fonte em funcionamento pra ilustrar melhor todo o projeto. Apesar de toda trabalheira que deu, ficou muito eficiente e é sem dúvidas uma evolução à fonte anterior.

Corrente máxima em teste inicial

Teste raiz!

Tomada de ar eficiente

Lateral detonadinha do gabinete

Frontal desligado (acabamento ficou ruim mas tá valendo)

Fonte acionada (tensão mínima)

Fonte acionada (tensão máxima)

5V sem carga e terra isolado

5V sem carga e terra conectado ao comum (LED laranja)

Fonte em stand by

Detalhe do dissipador principal e da fiação

Detalhe da fixação dos componentes principais, ainda no início do projeto (embaixo do relé preto ali no meio fica a fonte dedicada para lógica e acessórios)

SFL2PRO II - Filtro de linha profissional microprocessado com PROCATER embarcado

Uma evolução natural da primeira versão de filtro de linha para áudio diyPowered, o SFL2PRO II foi repensado de maneira a oferecer mais recursos de análise e correção da rede elétrica com monitores visuais e proteção extra, adicionando o PROCATER em sua linha de filtragem e proteção

Mais um daqueles projetos que vão se arrastando e que parecem não sair do lugar. Tanto que nem esteve na página 'Produção', como de costume. A história é que, de uns tempos para cá, venho sofrendo mais do que o normal com ruídos e estalos na minha rede. Nada mudou internamente, mas como estamos numa estação extremamente quente, onde o consumo geral aumenta em linhas de distribuição externas obsoletas e despreparadas para altas demandas domésticas, é notável a queda na qualidade. Isso implica não somente na qualidade da energia elétrica, mas também impacta diretamente na segurança dos equipamentos mais sensíveis, como meu set de áudio. Um exemplo prático é quando o chuveiro é ligado em horários de pico: ouve-se facilmente um ruído na faixa dos médio-agudos/agudos, tornando difícil a vida de quem preza pela qualidade da sua audição.

Há algum tempo retirei de uso o SFL2PRO por questões de melhorias. É como mixagem: a gente sempre acha que deveria ter feito alguma coisa diferente, depois que termina. Acabei deixando ele tempo demais parado na bancada, tanto tempo que precisei acelerar esse upgrade depois desses ataques audíveis e violentos no meu set. Então, vamos ao que interessa.

O que mudou?

Praticamente tudo. Na versão original, apenas filtros avançados e um LED indicador de ligado. Já tinha o PROCATER embarcado, mas era só isso. Na segunda versão do filtro, temos:

• Painel completo, com leitura da tensão, LEDs indicadores de status e monitoria (saídas ligadas, tensão de referência e programa rodando normalmente)
• Filtros principais ativos e compartilhados nas três saídas conjugados com filtros extras também ativos dedicados por tomada
• PROCATER embarcado para maior segurança de operação (corta as saídas, mas mantém o sistema ativo)
• Relés de controle das saídas dedicados, um por fase, controlados via código para temporizar retorno de fornecimento, subtensão e sobretensão
• Fusível interno dimensionado para uso com o set atual (expansível a + 20% de folga para eventuais novos modulares)
• Conexões internas de grandes dimensões para evitar gargalos e aquecimento
• Aterramento full
• Reforço na fixação das peças internas (para evitar possíveis curtos-circuitos de contato peça a peça)
• Soldas sem miséria (reforçadas)
• Monitor da rede elétrica (voltímetro frontal, LEDs indicadores, PROCATER etc.) controlado por microcontrolador
• Reforço da carcaça (já que a ideia era deixar o filtro por baixo de todos os módulos)
• Alimentação da lógica dedicada e isolada fisicamente
• Capacidade total de 10A com limitação de 6A para operação em segurança
• Atuação de varistores e centelhadores para maior segurança
• Corte de emergência (fusível principal) para todo o sistema, protegendo tudo simultaneamente
• LED indicador no painel frontal para fusível principal aberto

As primeiras impressões ao testar o novo filtro no set foi de clareza e vida nos timbres, e mais pureza do que tive um dia, na primeira versão do SFL2PRO. Nenhum clique, ruído, nadinha. Fora que só de olhar pro carinha ali dando a vida pelos amigos modulares, já rola aquele psicológico bacana de que, agora, tudo está ok. 

E sem perceber, reproduzi o PROCATER de forma lógica, diferentemente das versões analógicas monofásicas individuais, que eram produzidas com 'eletrônica pura'. A primeira vez, no PROCATER ADVANCE, e agora, embarcado no SFL2PRO II. É a evolução natural dos projetos mais avançados, para reduzir espaço físico, agregar valor, integrar funcionalidades e cortar custos finais e tempo de produção. 

Inicializando (LED amarelo = tensão de referência OK)

Em operação (LEDs vermelhos = saídas ON, LED verde = sistema OK)

Inicializando 2 (teste dos segmentos, para verificar visualmente se
há algum danificado, o que impediria a leitura correta pelo operador)

E o set diyPowered ganhando energia limpa!

Detalhe (desligado)

E um gifzinho para ilustrar o start do carinha

** 13/01/2018

Melhorias na amostragem de tensão, aprimoramento dos filtros de alta frequência e upgrade dos divisores de tensão de referência.

Bootloader no ATMEGA328P-PU - a primeira vez a gente nunca esquece!

Conexão necessária (imagem: Atmaker)

Catando sucatas para passar o tempo e organizar o que convém, achei um ATMEGA328P-PU perdido. Me lembrei, logo em seguida, o porquê de ele estar ali perdido: após servir de testes para um projeto, ele não gravava mais. Ficou com o último código 'travado' na memória e não tinha o que fazer. Como não precisava dele no momento, ficou para ver depois. E esse depois chegou. Li muita enrolação na Internet, soluções dispendiosas e nada práticas, até chegar no site Atmaker (placas standalone de excelente qualidade) onde encontrei um super tutorial de como gravar o bootloader que utilizava o ATMEGA328P-PU 'danificado' na placa standalone, eliminando a necessidade da utilização de duas IDE. Era a minha última tentativa antes de condenar o CI. E lá fui eu, montei tudo bonitinho, com todo cuidado na plaquinha que eu já tinha pronta dos testes de bancada e, em 3 segundos, o bootloader estava gravado. Nunca precisei gravar o bootloader porque nenhum dos CIs que eu comprei até hoje veio sem estar gravado, daí, para mim, executar o procedimento é ainda novidade.

Na hora da verdade, gravei o 'blink', meio desacreditado se ia funcionar. E funcionou! Para tirar a prova, gravei dois outros projetos mais brutos nele - códigos do SM1 Platinum e do PROCATER ADVANCE - e o bicho gravou e rodou sem dramas. Eu acabara de 'salvar' um MC que estava fadado ao esquecimento!

Logo do site Atmaker

Gostaria de deixar registrado aqui, antes de mais nada, que essa postagem não tem jabá. Não possuo qualquer vínculo com o site Atmaker ou com seus parceiros comerciais e somente estou mencionando o tutorial e elogiando as placas porque reconheço quando alguém ou quando alguma empresa trabalha bem.

No mais, siga o tutorial quando seu ATMEGA328P-PU decidir não gravar mais ou quando surgir algum probleminha misterioso e não condene o CI antes de fazer o procedimento. Já vi muita gente condenando IDE e MC por conta disso sem sequer tentar solucionar a questão.

SM1 Platinum - Switch de áudio true bypass com relés de platina

Uma evolução natural do clássico M1, produzido e já publicado há alguns anos, o SM1 Platinum agrega todos os valores de produção DIY com relés de seleção com contatos de platina e bobinas duplas

Não há muito o que ser falado sobre o SM1 além dos detalhes técnicos mais recentes. É um switch de áudio que será utilizado na sala para permitir a audição da TV e da jukebox com mais duas entradas extras, que não existiam no M1 - que era para duas entradas (dois canais) e switch digital - além do generoso display indicativo muito elegante por trás do espelho fumê do gabinete. Esse gabinete, aliás, era de um receptor de satélite mais moderninho, que serviu perfeitamente para o projeto. Adoro trabalhar com esses gabinetes.

Os relés especiais

Cinco relés por segmento

Esses relés foram doados pelo meu sogro, gente fina e expert em telefonia e eletrônica, ex-funcionário da Ericsson do Brasil e da extinta CRT, no Rio Grande do Sul. Ele possuía algumas caixas desses relés e quando eu soube da extrema precisão e qualidade deles, não pensei duas vezes em chorar algumas caixinhas. Ele me presenteou com seis delas, duas das quais foram empregadas no SM1 Platinum - antes que me perguntem: SM1 de Super M1, e o 'Platinum' eu me recuso a ter que explicar... Pretendo colocar alguns relés à venda na Lojinha diyPowered, para quem quiser utilizar em projetos similares.

Últimas quatro caixinhas

Cada segmento possui cinco relés integrados com bobinas duplas e contatos de platina. Segundo ele, eram usados nas comutações das centrais, que dependiam de precisão e qualidade. Não sei qual a tensão de trabalho deles, mas fui testando a partir dos 5V e com 8V eles já fechavam os contatos. Como são duplas e trabalhavam em centrais grandes, a tensão de trabalho deveria girar entre 12V e 48V. Liguei cada bobina dupla em série para evitar aquecimento/alto consumo e trabalhei com folga em 12V, mantendo os contatos muito firmes e o aquecimento das bobinas em boa margem de segurança.

Como tinha 5 relés disponíveis em cada segmento, no total de 10, utilizei dois deles para controle da saída de áudio. Isso significa que, quando nenhuma das fontes de sinal está selecionada, a saída dele é cortada, evitando cliques ou algum sinal indesejado nas comutações. Ou seja, temos 4 canais utilizando 8 relés, um para cada canal, mais dois extras que cortam ou conectam as saídas. Assim, sempre temos quatro relés comutados ao mesmo tempo, dois de cada fonte de sinal (L/R) e dois das saídas.

A fonte de alimentação

A fonte de alimentação do SM1 Platinum é das mais simples - e não confunda 'fonte das mais simples' com 'qualquer projetinho meia boca de fonte' - já que não temos qualquer tipo de circuito atuando sobre os sinais. Um trafo de 15V x 500mA fornecendo algo em torno de 20V em aberto e dois reguladores, um de 12V para os relés e outro de 5V para a lógica. Tudo perfeitamente casado e montado, como todo diyPowered! 

E aqui fica um bom exemplo para iniciantes ou para veteranos preguiçosos do mundo DIY: por mais simples que seja o projeto, projete uma boa fonte de alimentação.

Circuito de controle

Já disse antes e continuo repetindo que a utilização de microcontroladores nos projetos DIY é um grande salto na criação de funções, na economia de componentes e de tempo de bancada, e que nunca devem ser empregados para funções simples que podem ser facilmente resolvidas com eletrônica pura. Infelizmente - para alguns, é claro! - a onda dos microcontroladores está transformando pessoas inteligentes em pessoas acomodadas e rotuladas, justamente por acharem que tudo se resolve em código.

E mais uma vez temos o ATMEGA328P-PU como controle principal de um projeto diyPowered. O código é dos mais simples, somente controla o vai e vem dos relés, utilizando dois botões no painel, um LED bicolor e um display LCD 16x2. Simples assim.

Ao ligar o SM1 Platinum, o display dá as boas vindas, exibe a mensagem 'select a source to listen', acende o LED laranja e passa para a tela de operação, exibindo cada canal de entrada. Um toque em CH+ e a primeira fonte é selecionada, alternando do LED laranja para o LED azul e assim sucessivamente até a quarta fonte, mantendo-se aceso o LED azul quando alguma fonte está ativa. Para retornar fontes, CH- até voltar a tela inicial 'select a source to listen', apagando o LED azul e acendendo novamente o LED laranja. Muito útil para dar um 'mute' no sistema para trocar cabos de lugar sem ter que desligar e religar tudo de novo.

A grande vantagem do SM1 Platinum sobre seu antecessor M1 é justamente o switch. No M1 temos o famoso 4066 comutando os sinais com um pré-amplificador compensativo na saída. No SM1 Platinum temos os relés especiais comutando os sinais de áudio sem qualquer circuito ativo, promovendo um true bypass mais que perfeito, geralmente encontrado somente nos grandes e caros equipamentos hi-end. A grande sacada nessa seleção de sinais é utilizar lógica digital, como foi feito, ao invés de chaves de seleção no painel. Um display informativo sempre fica melhor nesses projetos.

Porta serial

Como o gabinete já possuía uma porta serial, decidi mantê-la para eventuais atualizações do SM1 Platinum - que certamente acontecerão. Fica mais fácil somente injetar o novo código pela porta serial do que recolher o equipamento, abrir, retirar o MC... Nos projetos futuros que necessitem dessas atualizações, certamente vou manter uma porta serial externa disponível também.

No mais, o sistema trabalha folgado, de forma muito precisa e elegante. Numa versão mais funcional do SM1 Platinum, poderia até utilizar um display VFD (que deixa tudo mais bonito) e entradas de sinal dedicadas para tape, phono, etc. com seus níveis definidos e prontos para conexão direta. Quem sabe até uns VU's... Mas isso fica para um próximo nível.

Tela inicial já conhecida por aqui

Tela de apresentação e versão

Já operando...

...e aguarda seleção

Selecionada fonte 01

Selecionada fonte 02

Visão aberta aguardando seleção (LED laranja = mute)

Porta serial para atualizações

Referência de dimensões

Entradas RCA (minhas favoritas)

PR 1500 - Fonte de bancada ajustável de precisão com LM317 1,2V a 15,1V 2A

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

PROCATER ADVANCE - proteção avançada contra alta tensão de retorno com monitoramento em tempo real

Após duas versões analógicas monofásicas individuais, o PROCATER ADVANCE evolui para sua mais moderna versão, com monitoramento e controle da rede elétrica com gravação de LOGs em tempo real com a mesma precisão e segurança dos seus irmãos menores

É isso: o PROCATER cresceu. E como todo crescimento baseado em estudo e testes incansáveis, um novíssimo sistema inteligente foi embarcado no sistema existente do PROCATER, que inclui um display retroiluminado que exibe todos os eventos da rede elétrica e sua tensão em tempo real, LEDs indicadores de atuação, tomadas padrão novo e muita segurança. Tudo baseado em no ATMEGA 328P-PU.

A premissa do PROCATER continua a mesma. Não vou me repetir aqui, já que as duas últimas versões estão publicadas no site - versão 1 e versão 2 para quem quiser conhecer o projeto original. O que muda é que podemos monitorar as condições da rede elétrica de uma forma muito precisa e registrar todos os eventos de queda ou subtensão, tornando o sistema muito eficaz. Todos os eventos são visualizados no display, alertas visuais e sonoros e as informações são gravadas num cartão microSD em forma de texto, que serve para consulta ou geração de poderosos relatórios e gráficos. 

A ideia do registro não é se basear em data e hora e sim em período. Você pode coletar os dados do PROCATER e registrá-los dia a dia, e ao final de uma semana ou de um mês, apresentar planilhas e gráficos em caráter avaliativo para considerar a revalidação da sua rede elétrica.

Em tempo: como o funcionamento e a leitura do PROCATER são extensos, vou atualizando de pouco a pouco com fotos e vídeos, explicando cada passo de forma clara e técnica. UPDATE E pela primeira vez, minha cara no diyPowered.

A caixa utilizada na montagem do protótipo é de uma interface Intelbras, que quase não serviu por conta das dimensões internas. Praticamente tudo teve que ser repensado antes de fixar as peças. Numa versão comercial, a caixa deve ser maior... As baterias internas são células associadas formando uma bateria de 7.4V x  2.2A totalmente controladas e recarregadas pelo próprio PROCATER. A princípio, este modelo ainda não tinha encomendas, somente foi desenvolvido para testes gerais de viabilidade e funcionamento. Mas com o sucesso dessa produção, muito em breve devo ter alguns interessados também, como aconteceu com os modelos individuais do PROCATER.

A precisão de leitura da rede elétrica pode ser comparada aos multímetros em tempo real, e isso deu muito trabalho durante todo o projeto. Casar a 'eletrônica pura' com os códigos foi o processo mais demorado do projeto, para que tudo funcionasse conforme o esperado. O cartão microSD é de 4GB, e pelo que li por aí, é o limite até a data de publicação do projeto. Mesmo utilizando um cartão maior, somente os 4GB são reconhecidos. Como não tenho grandes preocupações com espaço - já que os logs são salvos num arquivo de texto padrão com poucas linhas - é mais que suficiente.

Existe uma documentação sendo gerada para o PROCATER ADVANCE, onde todas as características e funcionalidades são descritas de forma bastante completa. Como já disse, aos poucos vou postando mais material acerca do projeto, porque há muito o que falar! Por enquanto, algumas fotos.

Uma das telas de inicialização

LED indicador de rede elétrica presente

Vista traseira com as tampas para caixa de relés e chave de
desconexão das baterias (para longos períodos sem uso)

Comparativo com multímetro comercial

Tela padrão do sistema em condições normais

Gravação de eventos no microSD

Uma das telas de inicialização

Primeira tela de inicialização

LEDs frontais

Visão geral

Uma das telas de inicialização

 

Em modo de proteção com leitura da rede

Uma das telas de inicialização

Segunda tela de inicialização

Como nas fotos nada parece fazer sentido, estou preparando um vídeo para explicar tudo direitinho, tela a tela, cada atividade do PROCATER ADVANCE.