diyPowered | mind n' hands: eliminador de pilha

Há algum tempo, falei sobre projetos simples de montar para iniciantes, estudantes e hobbystas em eletrônica. De lá pra cá, alguns projetos intermediários e dicas foram publicados, mas ainda não tinha publicado um projeto que todo mundo quer montar logo no início: uma fonte de alimentação simples. Eu mesmo, quando comecei minhas aventuras em eletrônica, montei várias fontes de bancada e adaptadores AC/DC para alimentar meus primeiros discman : )

Então, para preencher essa lacuna no site que existe faz tempo sobre projetos simples de montar, aqui vai uma fonte de alimentação básica que vai servir como base para diversos outros projetos. As características são:

Entrada bivolt manual, selecionável por chave comutadora 110V ou 220V
Fusível de proteção na entrada
Transformador de força que irá fornecer 12V com corrente máxima de 1A
Duas versões: não regulada e regulada, mantendo a mesma configuração inicial
LED indicador de circuito energizado (acende quando a fonte está ligada)
Proteção contra curto-circuito e superaquecimento

Lembrando que você pode alterar a tensão de saída da fonte para outras faixas de alimentação, como 5V, 6V, 8V e por aí vai, apenas substituindo o regulador da família 78XX. Caso precise de uma tensão maior que 12V, também será necessário alterar o transformador. Vale ressaltar que os reguladores dessa família precisam ter na sua entrada uma tensão pelo menos 2V maior que a sua saída regulada - para o regulador 7812, por exemplo, é necessário uma tensão de pelo menos 14V no terminal de entrada dele.

Abaixo, o esquema elétrico para que você possa montar esse projeto com facilidade. A grande vantagem de utilizar o regulador é que a tensão de saída será sempre a mesma, regulada, com proteção contra curto-circuito, superaquecimento e garantindo grande estabilidade de energia ao circuito que for alimentado por essa fonte. Importante que você utilize um dissipador de calor no regulador, ele aquece bastante quanto maior for a corrente consumida pela carga que será alimentada.

Antes de qualquer coisa, tenha muito cuidado ao realizar qualquer tipo de reparo, modificação, ajuste ou intervenção em equipamentos elétricos ou eletrônicos. Primeiramente, pela sua segurança. Não me responsabilizo por quaisquer prejuízos que você possa causar ao equipamento, a você e/ou a terceiros. Faça por sua própria conta e risco.

Baixe aqui o arquivo PDF com o esquema elétrico da fonte de alimentação e se tiver alguma dúvida, comenta aqui na postagem que respondo bem rapidinho : )

Session.

Adoro esse relógio, desde que vi pela primeira vez no Mercado Livre. Eis que, há duas semanas, encontrei alguns modelos na loja All Mini, no Shopping Barra Sul. Tinha somente preto ou azul, na ocasião. É um relógio bem legal, possui um display grande de fácil leitura com amostragem 12/24h, alarme, data, temperatura ambiente e display iluminado com função 'sensor', que mantém uma iluminação bem fraquinha caso o local esteja escuro, sendo possível desabilitar essa função. Também é possível acionar o backlight no modo de brilho total pressionando a tecla SNOOZE por uma vez, o que mantém o display aceso por alguns segundos.

Aqui vão alguns pontos que me levaram a fazer algumas modificações nele:

Brilho do display no escuro

Ele possui um sensor de luminosidade e permite que o display fique iluminado automaticamente, bem fraquinho, para visualizar as horas no escuro. Só que fica muito claro ainda, me incomodou um pouco nas primeiras noites
Duração das pilhas

Utilizando 3 pilhas AAA com a função de iluminação automática ativo, as pilhas duraram 2 semanas corridas. Mesmo com pilhas alcalinas, essa duração não deve ultrapassar 3 semanas, tornando o custo de manutenção desagradável

Partindo desses dois 'problemas', duas soluções: reduzir o brilho do display e alimentar o relógio com fonte externa, mantendo as pilhas apenas como backup, para não perder as horas na falta de energia elétrica.

Reduzindo o brilho do display

Quem tem experiência em reparos, sabe que essas placas da China possuem trilhas muito frágeis, tornando algumas manutenções mais demoradas para que não sejam causados danos a elas. Logo de cara, descartei a possibilidade de alterar o circuito que controla o backlight via sensor porque (1) é todo em SMD e (2) possui um ajuste pré-definido que está no limite do menor brilho possível, dentro daquela configuração. A solução foi mais simplória do que qualquer outra: adicionar uma barreira física semitransparente entre os LEDs e o fundo do display. Pronto, resolvido!

Visão do painel traseiro

Furo do sensor de luz

Parte superior da placa dos LEDs

Placa principal do relógio

Vista da placa dos LEDs

Barreira física semitransparente

Adicionando alimentação externa

Para resolver o segundo 'problema', da duração das pilhas, optei por um circuito simples e sem muita enrolação: entrada a partir de qualquer fonte de alimentação a partir dos 7V - exigência para a correta operação do regulador 7805. A tensão máxima de entrada recomendável é em torno dos 15V, para evitar grandes perdas de energia e aquecimento desnecessário do regulador.

Fiz um furo estratégico para que fosse possível instalar um conector P4 para a fonte externa, adicionei um diodo entre a alimentação das pilhas e a fonte para mantê-las como backup somente e pronto. Não tem muito mistério essa modificação, com exceção de dois detalhes:

O diodo para essa aplicação precisa ser Schottky, obrigatoriamente, para compensar a queda de tensão nos 3V das pilhas - senão o relógio pira e não funciona - e isso vale para outras aplicações onde você precisa de rápida ação com a menor queda possível
A terceira pilha - que consolida os 4,5V que alimenta o backlight do display e o buzzer - foi retirada do circuito para que, na falta de energia elétrica, o display não acenda, evitando o desgaste prematuro das pilhas (com 3V o alarme soa, mas com bips bem baixos)

Na saída do regulador 7805 existem dois resistores que 'fazem as vezes' das alimentações de 3V e 4,5V com um resistor de 1k usado como carga na saída dos 3V, para estabilizar o funcionamento do conjunto, dada a baixíssima corrente de consumo do relógio em espera.

No mais, é só um daqueles mods que a gente faz porque gosta de ver as coisas melhores, mais eficientes e funcionais. Abaixo, o esquema de como ficaram as conexões internas: