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Circuito automático de carregador de baterias automotivas ou nobreak com cut off (corte) e float (flutuação)

fonte: internet
Este é um circuito simples e seguro para montar um carregador de baterias que vai servir tanto para a linha automotiva/veicular quanto para estacionárias/chumbo-ácida de nobreaks. São poucos componentes e uma montagem fácil que pode ser feita até mesmo sem placa de circuito impresso, só vai exigir um bom dissipador/radiador de calor e muita atenção, por se tratar de um projeto que trabalha com correntes altas.

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.

Como funciona o carregador de baterias


Este circuito é um clássico que venho utilizando há muitos anos com sucesso e permite a carga de lenta a moderada - dependendo da corrente do transformador - com segurança, encerrando automaticamente o ciclo ao final. O funcionamento do circuito carregador de baterias é muito simples: ao ser ligado, inicia a carga da bateria com tensão e corrente controlados até atingir 14,3V. Ao atingir essa tensão, o circuito altera sua forma de atuação em duas situações:

  • Baterias automotivas: o circuito 'corta' o contato com a bateria, protegendo-a contra possíveis sobrecargas, acendendo o LED 'bateria carregada' e permanecendo nessa condição até que seja desligado
  • Baterias estacionárias/nobreak: o circuito alterna o contato da bateria, passando a fornecer a tensão de flutuação de 13,6V, acendendo o LED 'bateria carregada' e permanecendo nessa condição até que seja desligado

Dessa forma, o carregador atua de forma automática, não sendo necessária qualquer ação do operador desde o início da carga até a sua conclusão. Um fusível de proteção foi adicionado para proteger a linha de saída contra curto-circuito que, quando rompido, acende um LED indicando o evento.

Seleção do tipo de bateria


O circuito permite selecionar o tipo de bateria que será carregada a partir de uma chave, que deve ser fixada no painel frontal para facilitar a operação. Com a chave desligada, o circuito estará configurado para carregar baterias automotivas; já com a chave ligada, baterias estacionárias/chumbo-ácidas/nobreak. A distinção é necessária porque as baterias automotivas não precisam da tensão de flutuação após o final da carga.

Se você não pretende carregar um dos tipos, pode montar o carregador omitindo essa chave, deixando pré-configurado para um ou outro tipo de bateria.

Dicas importantes para montar o circuito carregador de baterias


  • Utilize um bom dissipador de calor: carregar baterias exige bastante corrente e os componentes aquecem bastante. Se não tiver um dissipador de calor grande o suficiente, utilize um cooler para ajudar a resfriar o circuito
  • Se for montar em placa de circuito impresso, mantenha trilhas largas para os pontos de maior corrente do circuito para evitar aquecimentos desnecessários
  • Aplicar fiação com bitola compatível com a corrente de trabalho
  • A corrente do circuito pode ser aumentada facilmente substituindo o transformador e os diodos utilizados no esquema (recalcular os fusíveis de proteção!)
  • Cuidado com a montagem: a corrente é alta e um erro pode causar danos aos componentes, perigo a você mesmo e até fogo!
  • Um voltímetro pode ser adicionado ao circuito para monitoramento da carga

Baixe aqui o arquivo PDF com o esquema elétrico do carregador de baterias automático e se tiver alguma dúvida, comenta aqui na postagem que respondo bem rapidinho : )




Como montar um inversor no-break ou UPS 12VDC x 220VAC/110VAC - projeto versátil old school para uso em emergências

Big big session.

Há muito tempo não me dedicava a um projeto novo. O último foi lá em novembro de 2022, a fonte de bancada com LM317 e TIP36, que está firme e forte até hoje, e confesso que já estava sentindo falta disso : )

Como eu falei antes, faz muito tempo que quero montar um projeto de inversor para uso em emergências, como estar no meio do nada e precisar carregar um celular, acender lâmpadas, usar um ferro de solda em locais onde não tem energia elétrica - como um box de garagem, na manutenção do carro, por exemplo - e que fosse portátil e versátil. Não apenas se limitando a isso, o inversor também deveria apresentar um comportamento de um no-break, permitindo seu uso permanente (sempre conectado à rede elétrica) para sustentação de outros equipamentos, já que contamos com um circuito completo de chaveamento, carga e flutuação de baterias. A única ressalva aqui foi que omiti um circuito relevante para um no-break, que pode ser facilmente implementado se essa for a sua necessidade, e que falarei mais adiante sobre ele.

Partindo dessa premissa, fui esboçando cada detalhe do que viria a ser o primeiro projeto de inversor DC/AC diyPowered. E por ser o primeiro, não poderia ser feito de qualquer jeito: precisava ser do jeito diyPowered de criar.

Se você chegou aqui agora e nunca tinha ouvido falar de mim nem do diyPowered, vou tentar explicar de forma rápida o que seria esse jeito diyPowered de criar: 

  • respeitar os limites dos componentes: trabalhar com margem de segurança mesmo que o componente suporte situações atípicas
  • projetar com segurança: prever aquecimentos excessivos e minimizá-los ao máximo possível, gerenciar a proteção dos circuitos e do operador, organizar painéis intuitivos e de fácil leitura
  • reciclagem de lixo eletrônico: reaproveitar componentes em novos projetos, absorvendo parte do lixo gerado por empresas e por pessoas

Existem outros propósitos envolvidos aqui, mas um dia desses eu dedico um post somente para isso. Vamos ao que interessa agora!

Características do projeto


Como sempre, utilizei componentes fáceis de serem encontrados num circuito de baixa manutenção - e que fosse de fácil manutenção quando necessário - com um esquema elétrico que permitisse upgrades dinâmicos, como por exemplo, aumentar a potência do inversor apenas alterando o transformador e os MOSFETS da saída. Também foi previsto uma possível recarga de baterias automotivas, de forma emergencial, visto que a corrente de carga do inversor não é do tipo 'carga rápida' e pode levar algumas horas para que a carga esteja completa ou seja suficiente para a partida do motor.

Sobre o gabinete escolhido: resistente, compacto e que permitisse uma manutenção fácil e descomplicada, praticamente um tool-less, acessível por um fecho de pressão. A ideia inicial seria montar o inversor numa caixa de ferramentas bem forte, mas como eu não pretendia gastar com isso e também por se tratar de um protótipo, resolvi sacrificar meu porta-componentes - que já foi um porta-joias um dia. Se você for montar esse projeto, recomendo um gabinete bastante resistente para que suporte o peso da bateria e do transformador.

Luminária universal


Outra característica seria permitir que fossem instaladas lâmpadas - preferencialmente LED - comerciais diretamente no inversor, para utilização como luminária. A única observação é quanto ao range de operação: precisa ser bivolt, já que o inversor pode operar tanto em 110V quanto em 220V.

Portas USB 5V 1A


Permite a carga de até dois dispositivos de forma simultânea sem a utilização do inversor, ou seja, a carga acontece diretamente da bateria para os dispositivos. A corrente máxima é de 1A e esta corrente é dividida quando dois dispositivos são conectados.

Bateria interna


Uma bateria de 12V x 7A foi adicionada ao circuito e pode ser acessada facilmente apenas levantando a tampa superior do inversor, facilitando a manutenção. Baterias de mesmo formato com correntes maiores podem ser adicionadas, o que aumentará o tempo de carga de forma proporcional, também ampliando a autonomia do inversor.

Conexão de engate rápido para baterias externas


É possível adicionar baterias externas ao inversor, bem como carregar baterias automotivas em casos extremos. A carga é lenta, mas segura e controlada. Outra possibilidade é utilizar o inversor somente com baterias externas, por exemplo, numa situação atípica onde se conecta o borne externo do inversor diretamente à bateria de um veículo.

Bivolt manual


O inversor pode operar em redes 110V e 220V e a tensão de saída no modo bateria será a mesma selecionada na chave traseira. Ou seja, se a rede elétrica for 110V, a saída do inversor em modo bateria será 110V e vice-versa.

Fusíveis de proteção AC e DC


Para aumentar a segurança de operação do inversor, foram adicionados dois fusíveis principais, um para a entrada de energia elétrica e outro para as baterias. Um LED no painel frontal é iluminado caso o fusível das baterias se rompa, indicando a falha.

Conector de força padronizado


Por ser portátil, o cabo de força é removível. Qualquer cabo com mesmo padrão pode ser utilizado, facilitando a reposição caso necessário.

Cooler interno autogerenciado


Em situações extremas - temperatura ambiente acima dos 28º C, carga de múltiplas baterias ou de baterias automotivas - um cooler interno pode ser acionado de forma automática para manutenção da temperatura de trabalho do conjunto. Esse cooler não permanece ativo todo o tempo, sendo acionado somente se for necessário e é alimentado pela fonte auxiliar.

Circuito carregador inteligente


Tensão regulada e controlada com corrente segura, permite o carregamento total com posterior flutuação, mantendo as baterias sempre prontas para uso. Quando chaveado em modo normal - rede elétrica presente - o enrolamento do transformador é dedicado ao circuito carregador, fornecendo uma tensão de 16,4V em aberto que é regulada para 14,4V e gerenciada pelo controlador de carga, alternando a bateria para flutuação de forma automática quando a tensão final alcança os 14,2V - a tensão final de carga pode alcançar 14,4V até 14,6V de acordo com a maioria dos fabricantes de baterias do tipo chumbo-ácida, mas optei por um cut off antecipado para evitar desgastes prematuros. Um voltímetro digital foi adicionado para permitir o monitoramento da carga da bateria.

Chaveamento AC/DC inteligente


Quando o inversor está em modo bateria, nenhum dos relés está atracado, reduzindo ao máximo qualquer carga extra. Também foram aplicados LEDs vermelhos nessa condição, por serem de baixo consumo e o cooler não é utilizado em modo bateria, visto que o circuito inversor não gera aquecimento que justifique a aplicação de ventilação forçada.

Painel frontal e indicadores visuais


O painel do inversor permite controle total sobre as funcionalidades com chave geral, que corta totalmente o contato da bateria. Dessa forma, não existe corrente de stand by. Alguns LEDs foram adicionados para auxiliar a leitura da operação - rede elétrica presente, modo bateria, carga completa, USB ativa e fusível DC aberto - e outras duas chaves permitem ligar/desligar o inversor e as portas USB. 

A possibilidade de desligar o inversor pela chave frontal vem da necessidade de manter o inversor conectado à rede elétrica durante a recarga das baterias. Caso falte energia elétrica durante a recarga, o inversor não entrará em operação, mantendo a carga das baterias inalteradas. Já a chave que permite desligar as portas USB, desconecta totalmente o regulador de 5V da bateria, impossibilitando qualquer consumo de stand by.

Outras aplicações para o projeto


Aproveitando o mesmo circuito inversor com a adição de um circuito cut off de proteção contra descargas profundas das baterias, podemos criar outro projeto bastante interessante: um no-break/UPS para sustentar modem, roteador, switch e equipamentos de telefonia, levando em consideração que esses equipamentos possuem consumo baixo e poderiam ser facilmente atendidos com transformadores menores e entregando grande autonomia final.

Outra aplicação interessante é utilizar o inversor em veículos como motor home, ônibus e triciclos para acionamento de cargas AC diretamente pela tensão da bateria. Algumas pequenas alterações e seria possível operar o inversor a partir de 24VDC e até 48VDC, por exemplo. O circuito original é muito versátil e pode ser aproveitado para diversas outras aplicações, servindo como base para diversos outros projetos.

Considerações finais


O esquema elétrico permite alterações para aumentar a potência do inversor, como mencionei anteriormente, basta alterar o transformador e os MOSFETS, caso necessário. Não incluí um feedback, então, aproximando-se da capacidade máxima do transformador, a tensão tende a cair. Não vi necessidade real para implementar o feedback, mas você pode facilmente adaptar um ao circuito atual. Importante manter conexões e fiação compatíveis com as correntes elevadas para evitar danos e aquecimentos desnecessários ao inversor. Aqui vão algumas recomendações relevantes:

  • Cuidado com as chaves e porta-fusíveis escolhidos, esses componentes precisam suportar altas correntes sem sofrer danos ou gerar aquecimentos
  • O carregador pode ser alterado para fornecer maior corrente, basta adaptar um transistor ao LM317 (no datasheet do LM317 você encontra formas de fazer isso, é excelente para conseguir maiores correntes)
  • O transformador principal é chaveado constantemente, então, escolha um que possa suportar o trabalho duro
  • Relés de qualidade, por favor! 
  • Fiação interna com bitola de acordo com a corrente
  • O voltímetro é opcional, mas altamente recomendável
  • Não existe um circuito de cut off para proteger as baterias contra descarga profunda e isso é intencional: como é um inversor de emergência, é viável sacrificar as baterias para conseguir carregar um celular, por exemplo (se a sua intenção for montar um no-break/UPS, recomendo implementar o circuito de proteção ao projeto)
  • A fonte de alimentação auxiliar pode ser substituída por algum enrolamento do transformador principal, desde que esse possua mais linhas disponíveis, mas vai implicar em algumas adaptações no projeto - por segurança e bom-senso, mantenha essa fonte auxiliar!
  • LEDs utilizados são do tipo comuns, se você for usar outros tipos - como de alto brilho, por exemplo - os resistores limitadores podem ser recalculados
  • O cooler é opcional: não aplicá-lo no projeto vai exigir que você use um dissipador de calor muito eficiente nos componentes críticos - lembrando que o cooler serviria para resfriar o transformador também
  • Ao alterar a potência do inversor e/ou o número de baterias, recalcule os fusíveis de proteção F1 e F2 para manter a segurança da operação

Pretendo fazer uma série de testes com o inversor, para maiores detalhes de comportamento de uso - autonomia máxima, tempos de carga etc. - e os dados serão postados aqui, de forma a complementar as informações de características do projeto.

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.


Manutenção de bateria tool-less

Bocal E27 padrão

Detalhe do cooler

Painel traseiro

Painel frontal

Acionamento da chave principal

Acionamento do inversor

Acionamento das portas USB

Calibração do carregador

Tensão de flutuação da bateria (READY)

Cabo auxiliar

Conexão padrão


E temos o esquema elétrico sim, claro! Formato PDF disponível para download aqui. Considere apoiar o site para que mais projetos e ideias possam ser compartilhadas por aqui : )

*** 12/10/2023

Corrigido esquema elétrico que apresentava uma conexão incorreta em RL1



*** 27/10/2023

Corrigido esquema elétrico que apresentava uma conexão incorreta com o cooler




post original que acompanhou o projeto

Faz tempo que brinco com um circuito de inversor e faz mas tempo ainda que tenho vontade de montar um inversor pra chamar de meu - assim como aconteceu lá em 2017 com o projeto do amplificador de potência classe A Pur'A. Então, vamos definir aqui alguns pontos desse inversor:

  • Entrada AC 110V/220V selecionável via chave
  • Bateria interna 12V X 7A 
  • Saída 110VAC ou 220VAC selecionável via chave
  • Portas USB 5V de alta corrente via bateria (não usa o inversor)
  • Carregador inteligente integrado ao projeto
  • Conector para banco de baterias auxiliares externo (máximo 28A, ou 3 baterias externas + 1 interna)
  • Monitor digital de carga da bateria com chave de liga/desliga - para poupar a bateria no modo inversor
  • Forma de onda modificada (ainda não mensurei qual a frequência exata de saída)

A ideia é montar tudo numa caixa de ferramentas para tornar o transporte mais fácil, prático e para proteger o circuito, fornecendo ao projeto maior robustez na montagem. Mais adiante, vou disponibilizar o circuito de base desse projeto, que permite diversas melhorias e outras aplicações também.

*** 18/08/2023

Algumas alterações nas características do projeto

  • Entrada AC 110V/220V selecionável via chave (se entrar 110V, sai 110V e vice-versa)
  • Bateria interna 12V X 7A 
  • Saída 110VAC/220VAC acompanhando o padrão de entrada (se entrar 110V, sai 110V e vice-versa
  • Portas USB 5V de alta corrente via bateria (não usa o inversor)
  • Carregador inteligente integrado ao projeto (usa o mesmo transformador do inversor, que é chaveado quando há tensão AC na entrada e trabalha em modo normal)
  • Conector para banco de baterias auxiliares externo (máximo 28A, ou 3 baterias externas + 1 interna) alterado o projeto por conta da limitação do transformador de saída, que não justifica o banco externo tão largo, sendo possível adicionar apenas uma bateria extra de 12V X 7A (duas baterias no máximo, contando com a interna)
  • Monitor digital de carga da bateria com chave de liga/desliga - para poupar a bateria no modo inversor
  • Forma de onda modificada (ainda não mensurei qual a frequência exata de saída)
  • Chave AC para ligar/desligar as tomadas de saída (quando se quer manter o carregador ligado e as cargas desligadas)
  • Possibilidade de ligar o inversor às baterias automotivas, usando a tomada externa, para uso emergencial (como usar as saídas para iluminação noturna, ligar acessórios, usar o ferro de solda em reparos etc. e permite uma carga de forma controlada, é lenta, mas é possível se a bateria estiver com carga baixa que impeça a partida do motor)
  • Cooler interno assistido - em casos de recarga extrema, ou seja, baterias com baixa capacidade ou automotivas, o dissipador interno aquece bastante devido ao carregador ativo, sendo necessário resfriamento por cooler, que permanece parado em condições normais e somente é acionado nas condições extremas de uso

*** 21/08/2023

Testes de carga da bateria interna e smartphone via porta USB ocorreu com sucesso, embora gere bastante calor. O dissipador de calor precisou ser substituído para melhor troca de calor nessas condições, mesmo com o cooler atuando, a temperatura ficou alta para meus parâmetros de segurança e durabilidade dos projetos. 

Com a substituição do dissipador e sem acionamento do cooler, a temperatura se mantém razoavelmente dentro do esperado, mas ainda bastante quente em condições extremas de carga. Estou reavaliando a utilização do cooler, talvez não seja mais necessário.

*** 03/09/2023

Iniciada a furação do gabinete para instalação das chaves e porta-fusíveis. Também foram definidas as posições de fixação internas dos componentes e algumas alterações nos dissipadores - de novo, aham - para que tudo caiba estrategicamente sem 'conflitos'. E acho que será necessário adicionar o cooler sim, dissipação é alta para manter os dissipadores enclausurados.

*** 08/09/2023

Praticamente 90% do projeto montado no gabinete e testado, tudo funcionando como deveria. Agora faltam os detalhes finais como LEDs indicadores e outros pormenores para finalização. Algumas alterações:

  • Portas USB 5V de alta corrente via bateria (não usa o inversor) com chave on/off e LED azul piscante indicador de funcionamento
  • Somente um LED indicador de status (Verde = rede elétrica, ligado, carregando bateria(s), saídas acionadas; Amarelo = modo bateria, sem rede elétrica presente, indicador de inversor ativo)
  • Chave no painel frontal para desativar o circuito inversor (serve para quando você quer apenas carregar baterias sem correr o risco de faltar energia elétrica e o inversor entrar em funcionamento)
  • Chave AC para ligar/desligar as tomadas de saída (quando se quer manter o carregador ligado e as cargas desligadas)

    Chave AC principal controla as saídas: foi eliminado do projeto a chave para ligar e desligar as saídas porque é possível manter o carregador ativo (PW ON) com o inversor (gatilho) desativado; dessa forma, caso falte energia elétrica, as baterias não serão consumidas 

*** 10/09/2023

Revisão e início da documentação do projeto, esquemas elétricos e características. Algumas alterações e pendências:

  • Somente um LED indicador de status (Verde = rede elétrica, ligado, carregando bateria(s), saídas acionadas; Amarelo = modo bateria, sem rede elétrica presente, indicador de inversor ativo)

    Adicionado um LED a mais para indicar 'contato com a bateria' ao acionar a chave SW1 principal, já que nenhuma indicação ocorre quando o inversor está desabilitado; temos três LEDs principais, agora: contato com a bateria, AC in/carregador ON e inversor ON

  • Instalado o voltímetro digital no painel frontal, acionado na mesma chave que controla as portas USB
  • Analisando melhorias no circuito carregador - cut off preciso, maior capacidade de carga, estágios de carga lenta e carga rápida

*** 14/09/2023

Esquema elétrico pronto e faltando apenas pequenos detalhes para finalização do projeto. Algumas alterações e pendências:

  • Cut off calibrado para corte do carregamento e alternância para flutuação das baterias
  • Mantida corrente de carga atual (não será alterada a capacidade máxima de carga nem criados estágios de carga lenta e rápida)
  • Somente um LED indicador de status (Verde = rede elétrica, ligado, carregando bateria(s), saídas acionadas; Amarelo = modo bateria, sem rede elétrica presente, indicador de inversor ativo) 

    Após implementação de melhorias no projeto, será revisto o painel de LEDs indicadores
*** 17/09/2023

Revisão dos circuitos e alteração do LED de contato da bateria, que foi alterado para o voltímetro, que permanece aceso nessa condição. Calibrando circuito de proteção contra descarga profunda das baterias, será testado e validado a seguir.

*** 24/09/2023

Circuito de proteção contra descarga profunda das baterias validado e implementado no projeto, que passa a cortar o funcionamento do inversor quando a bateria atingir 10,5V. Nessa condição, o driver do inversor é interrompido e um LED é acionado juntamente com um buzzer contínuo. Driver controlador do cooler aprimorado e calibrado.

Algumas melhorias que serão estudadas a partir de agora, já que o projeto inicial se encontra concluído e em fase de testes contínuos para validar sua qualidade:

  • Lanterna embutida (luz ambiente) não será implementado
  • Sinalizador pulsante de emergência não será implementado
  • Bocal padrão E27 para instalação de lâmpada LED 110V/220V até 45W diretamente no inversor

*** 27/09/2023

Circuito carregador aprimorado na tensão de cut off (14,2V) e flutuação (13,4V) com regulação fina e validada. 


*** 02/10/2023
  • Circuito cut off de proteção contra descargas profundas removido do projeto: como se trata de um inversor para uso em emergências, entende-se que a bateria pode ser sacrificada em casos extremos em prol de recarregar um celular, por exemplo
  • Instalado o bocal padrão E27 para instalação de qualquer lâmpada (preferencialmente LED, por questões de consumo) que seja bivolt 110V/220V até 60W, alimentada diretamente pelo inversor, funcionando como uma luminária de emergência
  • Implementado LED indicador de fusível aberto (proteção da bateria)

*** 06/10/2023

Últimas revisões do projeto e do esquema elétrico para publicação. 

Reparo nobreak APC Schneider SMC2200BI-BR Smart UPS BR 2200VA (não liga)

Session.

Gosto bastante dos equipamentos APC Schneider, quase tanto quanto os SMS. Esse carinha aí nem ligava, ficava só em espera. Também não carregava as baterias, ficando totalmente inoperante. A solução é simples, nesse caso: o diodo D805 estava em curto. Só isso. Claro que você precisa revisar TUDO antes de sair ligando um nobreak - ainda mais desse porte!
 


Como não tinha o esquema, usei um
Schottky de 3A (coringão)


Modelo do APC




Modificando um no-break SMS New Station 700BiFX (como colocar um voltímetro, revisão e melhorias)

Session.
 
falei aqui antes que gosto muito da SMS e seus projetos e esse aí é o meu fiel escudeiro de várias gambiarras e aventuras. Dessa vez, coloquei em prática uma ideia antiga só por diversão: colocar um voltímetro nele para monitorar a carga da bateria. É idiotice mas a gente gosta.

Não tem mistério e não vou me alongar: pegue um voltímetro chinês qualquer igual a esse aí, solde GND e +Vcc na bobina do relé de saída (cuidado com a polaridade); solde agora o SIG (geralmente é um fio amarelo, mas na placa está impresso) na linha de 12Vcc que vem da bateria para a placa (é o fio vermelho que também está ligado ao transformador no TAP central) e pronto. Só isso??!! Só. O display só será alimentado quando o no-break estiver em uso. Simples assim.

Aproveitei para fazer algumas melhorias: afastei da placa os diodos do carregador que aquecem muito e coloquei um dissipador de calor no transistor que fica na frente da placa, que também aquece muito (um regulador por zener) e chega a marcar a placa de tanto calor que gera. Tirei fotos também dos CI's LM324 que coloquei soquetes da última vez que deram defeito, pra facilitar a vida no futuro. É isso.
 








Desleixo, corte de custo ou tudo isso junto num projeto?!

Session.

Já declarei minha preferência pelos equipamentos SMS aqui antes e faz muito tempo que venho pensando em criar esse artigo sobre a TS Shara. Quem acompanha a trajetória do diyPowered já conhece bem as premissas e valores que sustentam essa ideia/movimento pró qualidade. E a TS Shara é uma das marcas em que eu não confiaria meus equipamentos. Uma pena, uma empresa nacional com 30 anos de história...

Já tive a oportunidade de trabalhar com alguns modelos de no-breaks e de estabilizadores de tensão da marca e em raras ocasiões pude me deparar com um equipamento projetado de forma eficiente, respeitando os componentes, pensando nas futuras manutenções que todo e qualquer equipamento de proteção deverá passar ainda. Repito: raros modelos em que eu já tive a oportunidade de trabalhar pude conferir qualidade e preocupação com um projeto bem executado.

Os gabinetes

Os metálicos, em especial, são frágeis, montados em chapas finas e costumam vir com pequenos amassados já de fábrica. Os parafusos dificilmente fixam corretamente a tampa e as coisas parecem que não foram feitas umas para as outras, deixando frestas e muitas vezes um aspecto relaxado que me deixa sempre bastante decepcionado.

Os gabinetes plásticos, em geral, possuem até boa concepção mas em alguns casos falham no quesito ventilação natural e fixação dos componentes: fiação encostando no transformador por exemplo, é pedir para ter problema. Em questão de design até que são atraentes, pena que internamente a atração para o técnico reparador seja repulsa.

Ativos

As placas possuem um tamanho bastante razoável, tornando os equipamentos compactos. Mas isso entra em conflito direto quando o assunto é manutenção. Vários componentes são em formato SMD, como resistores, capacitores e até o queridinho LM324: tudo SMD. Gosto de SMD mas em circuitos que não vão demandar uma manutenção futura grande. Daí você tem uma PCI frágil, trilhas estreitas, componentes SMD próximos demais e pontos de aquecimento tão mal dimensionados que a placa chega a ficar toda marcada. E alguns componentes esquentam muito mesmo... Tem uma autorizada aqui na cidade que nem se dá ao trabalho de reparar, já orça placa nova. Isso também vale para alguns modelos da NHS - outra nacional com décadas de história - que tive por várias ocasiões em bancada, que também vêm cheios de SMD e você se obriga a trocar a placa inteira para evitar o risco e o trabalho chato que é mexer em SMD. Mas diferentemente da TS Shara, os equipamentos da NHS seguem um certo protocolo de produção que, embora cometam os mesmos erros na concepção desenfreada por SMD, ainda conseguem se distanciar da TS Shara em qualidade. Fora que os NHS raramente dão problema. Mas fica pra um outro post a NHS.

Situação difícil de entender (ou pegadinha do projetista)

Dia desses veio para minha bancada um TS Shara UPS Mini 600 Bivolt Black com um defeito comum: desliga as saídas ao faltar energia elétrica. Para os mais experientes é uma barbada. Mas nunca é uma barbada quando se trata de um TS Shara! Fiz a troca do relé de saída, que realmente estava com os contatos ruins, mas ao testar o no-break ele ainda apresentava o mesmo problema. Testei TUDO EXAUSTIVAMENTE por horas e o problema persistia. Chamei o Vinícius (voa.aquino@msn.com - quem fez as melhores fotos desse post!) pra dar uma olhada junto comigo porque naquela tarde eu já havia enfrentado emoções fortes com um cliente folgado em atendimento de campo. Depois de uns dez minutos pensando coletivamente, chegamos a uma conclusão que nos deixou com cara de idiotas: alguém na TS Shara achou cool colocar seis tomadas num nobreak de 600VA com uma bateria de 2A, mas achou coolest destinar 3 dessas tomadas apenas como tomadas protegidas. Ou seja, enquanto eu continha uma vontade imensurável de atirar aquele embuste comercial na parede também tentava entender o que levou essa gente a fazer essa cagada. Imagina o usuário final ligando seu computador ali nas tais tomadas protegidas e quando falta energia elétrica, ele perdendo todo seu trabalho... e ainda vai ligar na loja que vendeu pra ele puto da cara. Até que eles possuem um álibi: uma etiqueta muito da mal feita ali atrás, só pra dizer que não avisaram... que vergonha. É algo comum em alguns modelos a distinção de tomadas UPS e tomadas estabilizadas, claro que é. Mas o correto é que o fabricante deixe isso explícito no equipamento. No mais, explanada minha repulsa às cagadas comerciais dessa marca em questão, quando você quiser saber mais sobre algum equipamento, consulte um técnico e não acredite em vendedores. Eles só vendem. Eu só venderia algo que eu comprasse.

Então, quando for comprar no-break e o vendedor lhe oferecer esse embuste aí, dê uma risadinha de canto e pergunte se tem outra marca. De preferência SMS Legrand, que dificilmente dá problema. E quando um SMS dá problema, é fácil reparar e é mais fácil ainda conseguir peças pra ele.

Me lembrei agora de um outro caso curioso com a marca: um modelo diferente desse não trazia identificação correta da tensão de saída: foi impresso 115V/220V sendo igual para a entrada. Erro de digitação?! Ao ligar na tomada pra testar, a saída dele era 220V quando deveria ser 115V. Esse no-break era novo, acabava de chegar da fábrica e iria para uma cliente. Identifiquei as saídas pra evitar problemas...

Importante lembrar que...

Só pra constar, a ideia aqui é mostrar fatos e não denegrir a imagem ou a história da marca TS Shara, que passa dos 30 anos de história e é nacional. Valorizo muito o trabalho, a tecnologia e a produção do nosso país, mas sou exigente nisso porque lá fora, se um engenheiro ou técnico reparador visse esse nível de projeto, certamente teríamos mais posts como este. Aqui, trata-se de um artigo CONSTRUTIVO para fins de melhorias em processos e projetos. 

Uma grande fonte de informação sobre como anda a qualidade dos projetos - e isso vale para qualquer segmento fabril - pode estar justamente lá na outra ponta: o técnico reparador. Esse carinha tem muita informação e acesso a praticamente todas as marcas do mercado. Passem a consultar o técnico reparador que, sem sombra de dúvidas, seus processos serão aprimorados

E sobre a SMS Legrand, não tenho qualquer vínculo com a empresa e este não foi um post patrocinado.


Detalhe de carga na bateria

Bateria muito próxima ao transformador que é muito
próximo da placa que fica colado na fiação


Frontal da carcaça

Aqui, o embuste: três tomadas UPS e três 'protegidas'

Muito SMD...

Detalhe da face cobreada da placa

Etiqueta de identificação do produto


Nobreak UPS EATON Powerware 5110 PW5110 1000i

Mais uma daquelas coisas que a gente não sabe o que encontrar dentro. Esse nobreak estava jogado num canto da empresa faz tempo. Muito tempo mesmo. E assim como foi com a fonte de bancada Instrutherm FA-3005, demorei para levar o carinha p'ra bancada.

Estava sujo. Muito sujo mesmo. Tinha duas baterias esgotadas e muita poeira. Coloquei em série com a lâmpada e nenhum sinal de vida. Com duas baterias novas - após verificar todo o circuito inversor - ele invertia, partia a frio. Isso já era muito bom. Mas não enxergava a tensão da rede na entrada. Poderia ser o fusível rearmável, mas não era. Seguindo a entrada, dei de cara com uma bobina aberta que estava na mesma linha de um acoplador óptico padrão. Substituí os dois, refiz algumas soldas e o  carinha voltou à vida! É um projeto bastante simples, sem muita frescura, mas ao mesmo tempo um projeto bem executado e seguro: relés potentes e resistentes, trilhas largas, placa mãe isolada das baterias e do trafo; tudo muito bem montado num gabinete torre com visual muito bonito. Na parte de trás, uma das fileiras de tomadas apenas protegem contra surtos e transientes. Outra fileira é a saída UPS. Uma curiosidade é que o nobreak não possui seleção de tensão: entra 220V e sai 220V. Simples assim. Utiliza duas baterias 12V 7A em série (24V) que ficam na parte frontal, dispensando a desmontagem para substituição. Particularmente, prefiro quando é assim.

Software de monitoramento

O EATON PW5110 1000i possui uma porta USB traseira para utilização com software de monitoramento. É bem simples, mas fornece informações avançadas para um nobreak desse porte. Roda via web, tornando o próprio servidor protegido por ele o seu servidor de monitoramento. E não onera em nada, antes que venham cogitar. O acesso via web requer login, o que agrega valor ao conjunto.

Em tempo: estou me organizando para criar um espaço de download para materiais interessantes e softwares. Em breve isso deve ser concluído. [ link para o drive ]

No mais, é um bom equipamento. Promete 600W nas saídas, o que não é mau. Não possui nenhum cooler, o que ajuda a manter ele mais tempo limpo. E os dissipadores de calor na potência são monstruosos.











SSv2 - Slave Server 2

Uma forma eficaz, barata e viável de manter um acesso externo e interno aos documentos e impressoras, downloads ativos, compartilhamento e suporte a backup, o SSv2 traz toda a comodidade de um Home Server com características únicas que permitem a operação silenciosa, limpa e com baixo consumo de energia elétrica

Podemos dizer, sim, que se trata de um computador customizado. Claro que sim. Mas prefiro chamar de Slave Server. E o '2' é porque se trata de uma segunda versão: quando morava no Rio, mantinha um Slave Server que operava com funções múltiplas como servidor de arquivos, e-mail, FTP e roteador. Tudo numa única máquina. Funcionava com tamanha precisão que ficava impressionado com aquele Core 2 Duo rodando com 4GB de RAM atolado de tarefas. Na época eu necessitava de muito espaço para armazenamento, tanto que tinha três discos de 500GB cada somente para esta finalidade. Sistema Operacional e máquina virtual rodavam num disco dedicado de 250GB.

Mas dessa vez precisava de algo compacto. Extremamente compacto. Não precisaria armazenar grandes quantidades, pelo contrário, precisava apenas de uma máquina que trabalhasse constantemente para downloads em massa e conversões de arquivos de vídeo, basicamente. Dessa forma, poderia desligar com mais frequência meu notebook - Samsung RV415CD3BR, 500GB de HD e 8GB de RAM - enquanto meus downloads e tarefas com vídeos continuassem ativos. Obviamente que pensei logo em usar Linux, mas fui barrado novamente pelas minhas necessidades específicas e nem quis levar adiante a ideia. Mexendo nas minhas tralhas, encontrei uma licença do Windows 7 Professional e nem hesitei.

Sobre a configuração

- Placa mãe MSI J800I (M7877 v1.0) que foi descartada, que eu consegui recuperar e que dá vídeo 'rosa' (até dei uma olhada porque essa placa renasceu das cinzas - estava na chuva há semanas e consegui fazer com que ligasse e funcionasse normalmente, tirando o vídeo 'rosa' - mas não quis me dar trabalho, já que o server seria utilizado via remoto) com 4GB de RAM (2x 2GB)

- Fonte padrão SFX KMEX PN200 de 125W - dessa leva aqui, a feiosa - que foi desmontada e afixada diretamente dentro do gabinete do SSv2 (explico mais adiante sobre a dissipação)

- HD WDC WD1200BEVS-60RST0 (120GB)

- Microsoft Windows 7 Professional x64

O SSv2 não foi desenvolvido para ser utilizado como um computador de mesa. Pelo contrário: não possui portas externas VGA, porta serial e nem áudio. Inclusive desabilitei o áudio e a COM onboard dessa MSI e deixei somente o necessário. No painel traseiro, apenas a porta ethernet (/1000) e duas portas USB. Como o próprio nome diz, é um servidor, e como tal, a utilização se dará via remoto, tanto por TS quanto pelos softwares de uso geral.

Pelo site do fabricante, essa placa consome 10W. O que é incrivelmente desejável, já que o equipamento será utilizado por horas ininterruptas. Até poderia ter utilizado uma fonte de 12V entre 3 e 5A fornecendo tensão para essas plaquinhas splitter pra reduzir ainda mais o projeto e o consumo. Mas não tinha até o momento nenhuma fonte e o projeto já estava quase finalizando... Em todo caso, a fonte utilizada mal aquece! Até poderia ter mantido o sistema fanless, mas querendo ou não, aquece. Para evitar problemas futuros e também levando em conta a premissa diyPowered 'seja gentil com os componentes', decidi criar um túnel com dois coolers pequenos. Um deles, girando a 50%, traz ar frio de uma das laterais inferiores da parte frontal, passando pelo HD e placa mãe e desemboca praticamente na fonte; outro cooler, menor ainda, fixado em uma das laterais superiores da parte de trás, bem sobre a fonte, girando de acordo com a demanda fixada pelo BIOS - utilizando o pino SYSFAN - cuida de retirar o ar quente que naturalmente sobe e soprar para fora do gabinete. Este sistema simples garante a manutenção da temperatura geral interna do SSv2 com baixíssimo ruído.

Tudo foi minuciosamente definido: espaços, passagem dos cabos, dissipação, localização das conexões externas, suporte para a placa mãe/HD/fonte... tudo para que o espaço disponível fosse utilizado da melhor maneira possível sem que houvessem barreiras que atrapalhassem a circulação de ar. Por se tratar de um gabinete robusto e completamente 'de ferro', essa foi a parte mais complicada. A fixação dos componentes.

Indicadores do painel frontal

Originalmente, este antigo nobreak - postei sobre ele aqui e aqui ele foi desmontado e devidamente guardado por todo este tempo -  possuía apenas dois LEDs indicadores no painel frontal. Como não tenho brocas 3mm e também não pretendo comprar tão cedo, pensei em criar LEDs duplos. E foi o que fiz. O primeiro LED (de cima para baixo) possui a função POWER (azul) e HDD (vermelho). Fica sempre aceso em azul quando o server está ligado e muda de cor quando há atividade no disco, se 'tornando' roxo - pelo acender do LED vermelho, conhecimento básico sobre cores. Tive apenas que adicionar um resistor no LED azul para que a mistura das cores fosse mais ou menos uniforme. O segundo LED, logo abaixo do POWER/HDD, mostra o status da conexão ethernet. Dois LEDs também foram utilizados para este indicador de conectividade. O LED verde indica 'link' enquanto que um piscante amarelo indica 'activity' da rede. Os indicadores foram montados sobre um acrílico retirado de um roteador há muito tempo, que fazia esta mesma função com LEDs - formar um 'espelho' e conduzir a luz, técnica muito encontrada em eletrônicos. E deu um visual bastante interessante para o SSv2, o conjunto acrílico e as funções duplicadas dos LEDs. No escuro, o visual é bastante moderado, graças aos LEDs escolhidos, tornando o piscar dos LEDs bastante discreto. Até porque detesto aqueles LEDs gritantes que colocam nos projetos por aí.

Fico devendo um GIF ou um vídeo demonstrando o funcionamento dos LEDs multifuncionais.

Painel traseiro

Aproveitando os furos do próprio gabinete, adicionei um fusível externo - um bypass no fusível original da fonte - com uma chave AC que possui neon. Tanto o soquete do fusível quanto a chave AC foram retirados de um 'filtro de linha'. Mas esse é dos antigos, dá pra ter uma ideia pela cor dos componentes. No furo que havia uma chave AC original do nobreak, encaixei precisamente uma tomada 'padrão AT(X)' - não sei o nome do padrão. Puxei duas portas USB e uma tomada AC auxiliar para que seja fácil conectar um periférico de consumo baixo. E também a porta ethernet e os botões PW e RT, de power e reset. A ventilação foi explorada no painel traseiro com a utilização de telas metálicas que foram cortadas de uma carcaça de fonte ATX 'das boas'.

Originalmente, o gabinete possui suportes que permitem a sua fixação na parede. Mas como dificilmente vou prendê-lo na parede novamente, optei por utilizar quatro pés comerciais que já possuem fita dupla face 3M. E cola tão bem que para tirar essa fita da 3M, tem que chorar.

O projeto entra em produção hoje, data da postagem, às 22h, e será um dos projetos atualizáveis do diyPowered. Algumas funções extras estão em estudo para o SSv2, mas tudo dependerá do comportamento que será mostrado dentro das próximas semanas. Ainda pretendo realizar testes mais profundos sobre a dissipação do SSv2, com coolers e sem coolers, para fins de melhorias e estudo, que serão aplicados dentro das próximas horas após o lançamento do projeto. Sem mais delongas e deixando as portas abertas para os futuros updates...


Aspecto geral (desligado)

Painel frontal

Painel traseiro

Suporte para fixação em parede

Fixação dos pés comerciais


Comparativo de dimensões

Detalhe dos pés


Configuração de lançamento do SSv2

Pensando em melhorias, penso sim em aplicar silk e algum decalque para deixar com aspecto mais profissional. Por hora, é só.

Log do projeto

19/03/2016 - Gabinete definido e iniciado furação e instalação dos componentes
20/03/2016 - Todos os componentes afixados no gabinete e partindo para definições de painel, conectividade e demais detalhes externos; definido que equipamento terá suporte a NAS, configuração avançada de rede com acesso exclusivo via TS, dois discos isolados (backup e sistema) e controle de acesso por usuário local e externo
23/03/2016 - Fixação das portas USB, botões PW e RT, ethernet e uma tomada AC auxiliar para conexão aos equipamentos que possam vir a ser utilizados próximos ao SServer; definidos cores de LEDs e funções dos LEDs do painel, que possuirão funções duplas
24/03/2016 - Finalização das conexões internas, fixação dos LEDs duplos do painel frontal e primeiro teste; SServer subiu SO teste e tudo está funcionando; próximo passo é instalar o SO do zero com todas as configurações e recursos necessários e avaliar o aquecimento interno durante o procedimento; como a placa mãe é de baixo consumo, talvez não seja necessário a utilização de cooler, o que seria perfeito
25/03/2016 - Sistema Operacional definido, instalado e programas essenciais prontos para início das operações; todo o sistema opera de forma excelente, sem aquecimento excessivo e com consumo muito baixo; um dos discos foi removido e somente um disco permanece para todas as funções; criado túnel de vento utilizando dois coolers pequenos com giro alterado (para menos) para fazer com que o ar circule pelo equipamento e saia, com tomada de ar nova e saída do ar quente de forma eficaz; o aquecimento total do equipamento dispensaria cooler, mas se tratando de um sistema compacto que operará por horas seguidas sem interrupção, achei por bem circular o ar; em processo de finalização
26/03/2016 - Projeto finalizado!

** 07/04/2015

No dia anterior, chaveei a fonte para trabalhar em 127V por conta da saída de um nobreak NHS recém adquirido - alô, Cristian! - e hoje, ao me esquecer desse detalhe, meti o server na tomada 220V direto, como vinha fazendo até então. Ouvi um ruído característico de fonte chaveada em sobrecarga que logo deixou de soar. Foi quando me dei conta de que havia preparado o server para 127V e tirei a tomada rapidamente. Como fiz aquele bypass no fusível original da fonte para instalar um porta fusível externamente, foi fácil verificar que o sistema básico funcionou protegendo a fonte. Não sentindo cheiro de queimado nem vendo fumaça subir, troquei o fusível e liguei de novo - dessa vez na saída do nobreak - com a cara e a coragem - e a preguiça de ter que reparar essa fonte, provavelmente. Para minha surpresa, tudo segue funcionando. Parabéns para o projeto dessa fonte,  que além de entregar as tensões 'redondinhas', também possui um fusível muito bem dimensionado.

** 21/04/2016

Conforme disse anteriormente, executei testes de stress para checar as temperaturas máximas de trabalho do SSv2. Não havia postado ainda por falta de tempo mesmo. Todos os dados foram obtidos utilizando o MON1USB, publicado aqui também.

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Teste #1 [ COOLER ON ] [ STRESS ON ]

Teste de stress a 80% com túnel de vento ativo em 26/03/2016.

Objetivo

Verificação de temperatura média interna com o túnel de vento ativo a fim de avaliar a necessidade real da utilização de coolers na manutenção da temperatura do gabinete do SSv2.

Condições

Teste de stress com carga de 80% para RAM, processador, disco R/W, vídeo 2D e 3D e placa ethernet.

Status monitorado com temperatura ambiente de 22ºC

19h10min - inicialização do sistema com temperatura interna de 29ºC
19h28min - iniciado o teste de stress a 32ºC
21h50min - leitura de 39,1ºC
23h10min - leitura de 36,1ºC

Fim do teste com temperatura mínima de 36,1ºC e máxima de 39,1ºC

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Teste #2 [ COOLER OFF ] [ STRESS ON ]

Teste de stress a 80% com túnel de vento inativo em 27/03/2016.

Objetivo

Verificação de temperatura média interna com o túnel de vento inativo a fim de avaliar a necessidade real da utilização de coolers na manutenção da temperatura do gabinete do SSv2.

Condições

Teste de stress com carga de 80% para RAM, processador, disco R/W, vídeo 2D e 3D e placa ethernet.

Status monitorado com temperatura ambiente de 26ºC

11h30min - inicialização do sistema com temperatura interna de 26,7ºC
11h32min - iniciado o teste de stress a 27,4ºC
13h52min - leitura de 48,6C
15h52min - leitura de 47,5ºC

Fim do teste com temperatura mínima de 47,5ºC e máxima de 48,6ºC

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Teste #3 [ COOLER OFF ] [ STRESS OFF ]

Verificação de temperatura sem teste de stress com túnel de vento inativo em 27/03/2016.

Objetivo

Verificação de temperatura no ponto médio da fonte de alimentação - entre dissipadores - e dissipador do processador com o túnel de vento inativo a fim de avaliar a necessidade real da utilização de coolers na manutenção da temperatura do gabinete do SSv2.

Condições

Sistema inicializado e sem carga efetiva.

Status monitorado com temperatura ambiente de 23ºC

Temperatura entre dissipadores - leitura de 61,6ºC
Processador - leitura de 50ºC

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Teste #4 [ COOLER ON ] [ STRESS OFF ]

Verificação de temperatura sem teste de stress com túnel de vento ativo em 27/03/2016.

Objetivo

Verificação de temperatura no ponto médio da fonte de alimentação - entre dissipadores - e dissipador do processador com o túnel de vento ativo a fim de avaliar a necessidade real da utilização de coolers na manutenção da temperatura do gabinete do SSv2.

Condições

Sistema inicializado e sem carga efetiva.

Status monitorado com temperatura ambiente de 24ºC

Temperatura entre dissipadores - leitura de 45,2ºC
Processador - leitura de 40ºC

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Conclusão

É visto que ambos os testes principais - #1 e #2 - ocorreram em dias de clima mais ameno, em período de tempo determinado e com extrema carga em todo o sistema. Obviamente que nas condições de utilização normais, talvez nem metade da carga aplicada nos testes seja requerida. Mas ao obter tais dados com a utilização de tamanha carga, é possível determinar se existe ou não a necessidade da utilização do túnel de vento.

De acordo com a premissa do diyPowered, que prega a gentileza e o bom senso para com os limites dos projetos, fica determinado que o SSv2 utilizará sim o túnel de vento para manutenção da temperatura interna, aumentando a vida útil do equipamento e tornando a operação mais segura. Para ilustrar, basta aumentar proporcionalmente a temperatura ambiente do segundo teste - verificação de temperatura média interna com túnel de vento inativo - em apenas 8ºC, que nos elevaria a uma temperatura de verão de 34ºC e calcular a temperatura máxima alcançada pela leitura às 13h52min. Dos 48,6ºC chegaríamos facilmente aos 54,6º, nada desejável.

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Fim dos testes.

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