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)

TR1000e - TRAFO de 1000VA com proteção de carga e Soft Start (SS)

Baseado numa recente modificação de um estabilizador de tensão, o TR1000e ganhou status de inovador e cresceu em tecnologia e proteção - tanto das cargas quanto do próprio conjunto - tornando mais eficiente a forma com que utilizamos a energia elétrica e observados os estados de operação do sistema

Recentemente fiz uma modificação num estabilizador de tensão Enermax de 1000VA. Ficou basicão, sem qualquer recurso adicional além de um LED vermelho indicador de ligado. Dessa vez, aprimorei a modificação adicionando indicadores, proteções e mais poder e segurança ao projeto.

Utilizando a carcaça de um nobreak APC de 600VA que morreu há algum tempo, consegui adaptar o enorme trafo e o circuito soft start no interior bastante 'confuso' - tanto que precisei cortar algumas ligas plásticas para liberar espaço. Também alterei o circuito dos LED's frontais original para atender aos princípios do projeto.

Para conectar o TR1000e à rede elétrica, basta conectar o cabo AC na tomada traseira (não existia no gabinete do nobreak) e virar a chave AC localizada no painel traseiro, logo abaixo da tomada AC de entrada. Note que esta chave bipolar com capacidade de 250V x 15A também foi adicionada ao projeto. Dessa forma, o LED de status (vermelho, 5mm) é iluminado indicando tensão primária. As saídas não são acionadas, obviamente, até que se pressione a chave SS (soft start) do painel frontal, o que aciona todo o conjunto. Se tudo está OK, o LED de status se apagará, o LED ON (verde, 3mm) se ilumina juntamente com o LED OK (amarelo, 3mm) indicando tensões corretas e acionamento do SS. Em casos de subtensão, onde a tensão de entrada é inferior aos 220V necessários, o LED de status permanecerá iluminado e o SS não acionará, permanecendo inativo para proteger o sistema e as cargas. Para sobretensão ou sobrecarga, o fusível será rompido. A chave bipolar corta completamente as duas fases da tensão no interior do equipamento, permitindo total isolamento da rede elétrica quando não estiver em uso. Também há integração total para fins de aterramento, respeitados os pinos e as normas.

Há um quarto LED no painel, LED FUSE (vermelho, 3mm) que indica o status do fusível principal - 250V x 15A de queima rápida. Quando em operação, esse LED permanece apagado. Se o fusível se rompe, o LED se ilumina indicando sua avaria. Nessas condições, o LED de status também se ilumina, indicando tensão primária mas ao acionar o botão SS no painel frontal, mesmo se apagando, não há acionamento do sistema até que o fusível seja verificado e restaurado. Ao substituir o fusível, o LED FUSE se apaga e o sistema volta a operar normalmente. Foi adicionado um cooler - originalmente retirado do nobreak, na época - para melhorar a dissipação de calor no interior, já que temos 1000VA de potência que serão usados em cargas por longos períodos de tempo. Não seria necessário, levando em conta o projeto, mas gosto de manter as coisas trabalhando em condições generosas para que durem mais tempo e também para que não ocorram gargalos devido aos limites de operação em faixas de temperaturas mais altas.

Guardava esse gabinete da APC faz tempo, sempre achei ele bonitão e queria lhe dar um destino digno. Acho que consegui.

Cabo com capacidade de 15A e 250V

Detalhe para o conector AC IN e chave bipolar

LED's: status, on, fuse, ok

Criei um vídeo demonstrativo para entender o funcionamento do SS e dos indicadores do painel frontal.

REN - Media Center

Produzido 100% a partir de lixo eletrônico, o REN Media Center reproduz vídeos, imagens e músicas a partir do software dedicado Kodi com alto rendimento e baixíssimo consumo de energia

Recebi um notebook pelos Correios lá das bandas da Costa Verde do Rio de Janeiro (salve, salve, Alex!) para ver se tinha salvação. Se tratava de um Acteon ACT-M5 sem fonte, com bateria esgotada e que, segundo ele, estava parado há muito tempo. Testando tudo minuciosamente, cheguei ao  seguinte veredito:

• Bateria morta
• HD destruído
• Teclado com várias teclas não funcionais
• Display com pouco brilho (desgaste natural)
• TouchPad pouco sensível
• Cooler travado com 'rolamento' desgastado
• Módulo de memória 'solto' do slot

Passei o estado da máquina pro Alex e ele disse pra mandar pro desmanche. Foi o que fiz. De toda a máquina, salvei apenas a placa mãe com processador, memória, dissipador com cooler e o leitor/gravador de DVD. Sabia que um dia faria alguma coisa com essa plaquinha. Tirando o chipset SiS 672, não é das piores não:

Primeiros testes de hardware (detalhe na placa)

• Mobile Intel Celeron 530, 1733 MHz (13 x 133)
• Chipset SiS 672(FX)
• Vídeo SiS Mirage 3 Graphics (128 MB)
• Áudio Realtek ALC662 SiS 7012 PCI Sound Chip
• Up to 2GB DDR2 667MHz
• Wireless b/g

Minhas primeiras ideias partiam desde montar uma jukebox para vender ou presentar um amigo até transformar essa plaquinha num console de SNES com milhares de jogos. Parei por aí e deixei a plaquinha limpinha e bem guardada até uns meses atrás, quando decidi montar um media center para que pudéssemos assistir nossos filmes em formatos de maior qualidade, já que hoje preciso converter TODOS os vídeos para que nossos aparelhos de DVD consigam reproduzir pela USB via pen drive. Imagina que trabalhão. Fora que perdemos um tempão convertendo filmes que poderíamos estar assistindo em qualidade bastante superior àquela 'máxima' suportada pelos leitores USB dos DVD's. Enfim. Iniciei o projeto no papel, definindo todas as prioridades e dependências para o projeto, limitações e prevendo todos os problemas. Na teoria tudo dava pé.

A primeira ideia era utilizar uma carcaça de um nobreak APC bem bonita que tenho guardada há algum tempo. Daí, eu deixaria embutida uma bateria e placa para backup da fonte. Seria ótimo se a placa mãe coubesse. Não funcionou. Depois me lembrei de um modelo de switch da D-Link que poderia ser perfeito para o projeto. Me veio o Jair - bandido! - com mais lixo eletrônico do trabalho e lá no meio tinha um D-Link! Algumas portas não funcionavam mais, outras sim. A fonte estava em perfeito estado, guardei com satisfação e segui para medir os espaços disponíveis no gabinete versus dimensões da placa mãe e todo o resto - HD, fonte, etc. Com uma precisão cirúrgica, todos os componentes para o media center couberam dentro do gabinete!

Iniciei a preparação limpando o gabinete e formando uma série de pinos com rosca - desses comuns de gabinete de desktop - para fixação da placa mãe. Encaixe perfeito, parti para alocação do HD e da fonte, assim como as adaptações no dissipador de calor do chipset e do processador, já que não caberia em seu formato original.

Pinos para fixação da placa mãe prontos

Fonte (pinos já afixados)

Placa mãe (pinos já afixados)

Maiores desafios

Um dos maiores desafios foi manter o sistema operando em faixas de temperaturas confortáveis sem altos ruídos de cooler, mesmo em sessões de maior processamento. Como cortei um pedaço considerável do dissipador original, precisei estudar a posição ideal para um cooler ventilar sobre o processador mas que também incluísse parte dessa ventilação para o chipset. Já primeira tentativa deu muito certo, com um cooler 5V de perfil baixo que foi conectado diretamente ao controlador CPU FAN da placa, que foi retirado de uma dessas bases ventiladas para notebook - 'presente' do mesmo Jair há algum tempo, juntamente com um hub USB que está em uso com o PCR - até que eu quebrei acidentalmente uma das pás desse cooler, que já estava perfeitamente afixado. Por pouco o projeto não parou... Fui salvo por um cooler 12V de placa de vídeo, que foi conectado diretamente ao controlador CPU FAN utilizando um driver com um transistor para acioná-lo em 12V, tensão diferente dos 5V fornecidos ao cooler original. Perfeitamente funcional. A mesma técnica foi aplicada ao cooler auxiliar, que retira o calor do interior do gabinete e que também é acionado por um driver similar via 5V, de uma das portas USB. Também funciona perfeitamente e sem interferir na tensão da porta. Para ilustrar melhor, as tensões 5V tanto da porta USB quanto do conector original CPU FAN servem apenas como 'gatilho' para excitar a base do transistor que, por sua vez, libera a tensão para os coolers 12V.

Esquema dos drivers 12V

Cooler retirado de placa de vídeo com driver para 12V

Detalhe do cooler auxiliar (ainda sem driver 12V)

E sim, eu pensei em montar com dissipação passiva - e nem seria tão difícil dissipar essa plaquinha. Mas com esse mínimo espaço, nem levei a ideia para frente... Como se trata de um projeto constantemente atualizado, esse cooler principal poderá vir a ser substituído no futuro por outro de melhor desempenho.

Outro desafio foi criar um cabo de dados para o HD. Para quem não sabe, a maioria das placas de notebook e netbook possui encaixe para conectar diretamente ao HD, em raras exceções você encontrará um cabo flat ou similar conectando o disco ao controlador da placa. Foi necessário instalar o HD na parte inferior do gabinete para aproveitar o (pouco) espaço disponível, daí a necessidade desse cabo de dados. O primeiro teste falhou: a placa não reconhecia o disco por conta do tipo de fio utilizado e também pelo seu comprimento. Utilizando um cabo de dados SATA padrão com comprimento calculado para reduzir ao máximo a distância entre o disco e a placa o problema foi sanado e a transferência de dados foi normalizada dentro de seus parâmetros normais.

Detalhe da fonte 12V x 5A

Não tinha a fonte original do notebook e tampouco queria desembolsar cerca de R$ 80 numa fonte universal razoável. Como não iria utilizar a bateria, a tensão necessária para fazer a placa funcionar cairia bruscamente dos seus 20V originais. As tensões das fontes dos notebooks são mais altas do que seria o necessário para o sistema funcionar por conta das baterias que precisam ser recarregadas. Logo, como não teria bateria para recarregar sempre, optei por testar uma ótima fonte chaveada de 12V x 5A - valeu, Jair! - e tudo funcionou perfeitamente sem qualquer problema. Todas as tensões estavam corretas, o desempenho do sistema não foi perdido e nenhum problema foi encontrado. Essa fonte está superdimensionada em corrente, obviamente, mas como poderemos ter HD's externos plugados nas USB's frontais, teclados e também por termos, internamente, um adaptador wireless numa das portas, corrente sobrando não faz mal a ninguém. Poderia ter testado tensões menores até, em prol da curiosidade, para alimentar essa placa. Mas não quis perder tempo e nem correr riscos.

Conversor VGA x Vídeo Composto

Mas como ligar esse negócio se a saída é VGA e nossas TV's possuem somente vídeo componente e vídeo composto? Vou comprar um conversor VGA para TV e pronto. Não vamos degradar tanto a imagem a ponto de perdermos mais qualidade do que já perdemos nas conversões de formato e tamanho. Logo menos eu posto aqui uma atualização do media center com o conversor, que já foi comprado e que deve estar chegando a qualquer momento.

Detalhe do cabo VGA e RCA (áudio)

Segundo o fabricante, esse conversor é alimentado diretamente pela USB, ou seja, 5V. Pensei em embutir esse circuito no media center, mas geraria mais calor ainda e, muito provavelmente, eu precisaria adaptar novamente todo o interior... então, optei por manter o cabo VGA saindo pela traseira do media center e operando o conversor externamente, até por conta dos seus botões de controle de imagem.

Sistema Operacional

Minha ideia inicial em qualquer projeto que envolva computadores é utilizar Linux. Preferencialmente, uma distro voltada ao propósito. Resumindo a jornada, encontrei problemas com o driver de vídeo SiS 672 e tentei milhares de soluções para resolver. A maioria das 'soluções' matava a instalação e eu precisava recomeçar do zero... Uma das mais simples e que eu teria mantido caso funcionasse era o GeexBox. Achei muito leve e prático, mas o vídeo não funcionava... Voltei ao velho e funcional Windows, em sua versão 7 - por conta do processamento de vídeo específico do Kodi. Até pensei em usar o XP, mas o vídeo não oferecia suporte ao Kodi. Utilizei uma das minhas licenças do 7 Home Basic, atualizei até a data dessa postagem e tudo segue funcional e com um ótimo desempenho.

Teste com Linux (sem driver de vídeo)

Então, vamos falar de configurações. Ficamos assim:

• Microsoft Windows 7 Home Basic x86 SP1
• Kodi 'Helix' 14.2 para Windows (x86)
• K-Lite Codec Pack 11.1.0 Mega
• Link One USB Wireless b/g/n 150MB/s (a placa wireless original foi removida)
• 2GB DDR2 667MHz
• HD Samsung 320GB
• 2 portas USB frontais 2.0 + 1 porta interna livre
• Pasta 'kodi' compartilhada na rede local para atualizações gerais
• Conectividade via LAN, se necessário
• LED's frontais: indicador de ligado (verde) e atividade WLAN (laranja)
• Saída de áudio via RCA (L+R)
• Ventilação dupla: entrada direto para dissipador e lateral para retirar ar quente
• Bivolt automático 100VAC~240VAC

Interior finalizado

Kodi rodando

Reprodução de vídeo (skin padrão)

Sobre o acabamento

Todo mundo sabe que a D-Link e a maioria das empresas adora prensar os gabinetes metálicos com seus logos. E esse aqui não era diferente. Minha digníssima foi bem espertinha em sugerir a aplicação de massa acrílica, dessas de parede mesmo, para preencher o baixo relevo com o logo. Estávamos retirando uns quadros da parede e tapando os furos com essa massa, e daí ela mesma o fez. Só lixei depois de seco e revesti a tampa.

Baixo relevo original do gabinete

A frente do media center tem partes de mais de um defunto: tampas de baia de CD-ROM servem de base para o painel e dois acrílicos transparentes centrais que foram retirados de uma impressora EPSON formam os indicadores de ligado e de atividade de rede. Claro, também existem mais partes de outros defuntos como os LED's, parafusos, portas USB frontais, botão ON/OFF que saiu de um modem D-Link antigo... é o lixo se renovando. A ideia nasceu em janeiro desse mesmo ano, mas só comecei a trabalhar no media center em fevereiro, quando consegui o switch para reciclar.

Detalhe dos LED's frontais (no escuro é legal e discreto)

Detalhe da ventilação principal

Portas USB 2.0 e botão ON/OFF de pressão

Etiqueta de licenciamento do Windows 7

Dois parafusos na diagonal parafixação do HD

Detalhe dos LED's frontais apagados

E o nome REN? Não é sigla de alguma tecnologia e nem abrevia qualquer informação. É parte do nome da minha digníssima esposa. O projeto é dedicado a você, tranqueira. Agora seu computador não vai mais ficar ligado a noite inteira convertendo filmes, nem vamos ter aquele dilema de que o filme X só roda na sala e o Y só roda no quarto. Agradeço pelo apoio e pelas ideias com este e com outros projetos =]

Log do projeto

25/02/2015 - Desmontagem e limpeza do gabinete do switch; adaptações na dissipação do processador e chipset da placa mãe para reduzir dimensões

06/03/2015 - Aquisição (valeu, Jair!) de fonte 12V x 5A chaveada de um antigo notebook

09/03/2015 - Marcação e produção de pinos com rosca para fixação da placa mãe ao gabinete

10/03/2015 - Definições finais de posicionamento da fonte e HD; estudo sobre ventilação e dissipação do gabinete

11/03/2015 - Posicionamento da fonte e placa mãe definidos; gabinete com pinagem pronta e medida para a placa mãe

14/03/2015 - Instalação de SO e testes com software para Media Center concluídos com sucesso; furação e acondicionamento do HD;

15/03/2015 - Acondicionamento da fonte, HD e placa mãe no gabinete em teste conclusivo obteve êxito; um novo cabo de dados foi construído para aprimorar a transferência entre o HD e a controladora

16/03/2-15 - Estudo para ventilação interna com o mínimo de ruído e consumo; início da preparação do painel frontal com indicadores, portas e controles e finalização do interior com acondicionamento e fixação de componentes

20/03/2015 - Painel frontal definido e em montagem; testes conclusivos quanto ao Sistema Operacional e ao Kodi para Windows

21/02/2015 - Versão do Linux incompatível para o hardware disponível; testes mostraram extremo uso de CPU e baixo desempenho de vídeo, condições nada favoráveis ao uso do Media Center para processamento de vídeos por longos períodos de tempo devido ao aquecimento excessivo; como o Kodi necessita de processamento de vídeo mais específico, não é possível utilizar distros mais simples; voltamos ao Windows

22/03/2015 - Finalização das instalações de Sistema Operacional e Kodi para Windows com sucesso; drivers atualizados, plugins instalados e hardware funcional com total desempenho e otimização de consumo de energia para menor aquecimento possível; furação do gabinete para fixação dos coolers e passagem de ar; definição de cores e funções indicados por LEDS no painel frontal; cabo de vídeo e áudio saem por trás do gabinete, áudio via RCA e vídeo via VGA por cabo montado e pronto

24/03/2015 - Painel montado com dois LEDS indicadores de 'ligado' e 'rede' e botão de pressão NA para ligar e desligar a placa; cooler afixado na tampa furada previamente para resfriar o chipset e o processador e outro cooler afixado na lateral para retirar o calor interno;

28/03/2015 - Gabinete fechado para testes finais de desempenho e verificação de aquecimento; testes preliminares indicam sucesso na orientação dos coolers e da otimização do espaço disponível no gabinete

07 e 08/04/2015 - Testes com distros Linux específicas para Media Center para tentar livrar o projeto do Windows em progresso

09/04/2015 - Placa gráfica SIS 672 (pavor) acabou com os planos de utilizar Linux - seria o GeexBox, que é ótimo - no REN, o que nos leva de volta ao Windows em definitivo na versão Home Basic x86; toda a parte técnica está pronta, todos os drivers e softwares instalados e o desempenho está muito satisfatório; REN será finalizado com acabamento em seu gabinete para utilização e publicação no blog

12/04/2015 - Alteração de última hora para cobertura fina no gabinete para melhor acabamento e instalação de filtro de ar para impedir que partículas de pó e outros agentes penetrem no gabinete por meio do cooler principal

14/04/2015 - Quebrei acidentalmente uma das pás do cooler principal e estou procurando um substituto para finalizar o projeto...

16/04/2015 - Consegui adaptar um cooler de placa de vídeo (12V) para ser controlado pela placa mãe do media center no mesmo conector do cooler original (5V) apenas usando um driver (transistor) e pelos testes que estão sendo executados desde a manhã de hoje, parece definitivo e funcional; até pensei em manter o cooler girando em 5V para reduzir o ruído ao máximo, mas aquece demais e não quero manter o aparelho trabalhando nessas condições

17/04/2015 - REN Media Center concluído e funcional

** 07/05/2016

Pois é. O projeto foi descontinuado e só agora conseguir parar e editar o vídeo com a demonstração dos LEDs do painel frontal. Antes tarde do que nunca.

F5812ADJ - Fonte tripla para bancada com saída dedicada ajustável

Indispensável em qualquer bancada e com múltiplas utilidades, uma boa fonte necessita de estabilidade, blindagem, ótima filtragem, proteções AC/DC e corrente útil para acionar equipamentos ou para testes em protótipos de projetos DIY. Com este propósito e com um projeto enxuto, foi desenvolvida a F5812ADJ

Partindo do princípio que uma fonte de bancada não tem mistério, não hesitei em iniciar o projeto com o clássico: filtro AC, fusível, transformador, diodos, capacitores. A grande sacada fica por conta da saída tripla 5V, 8V e 12V, sendo esta última ajustável até 20V. Com capacidade para fornecer 1A de corrente simultaneamente nas três fontes, a F5812ADJ também conta com proteção exclusiva 'Passive Charge', que só libera a tensão da fonte para os controladores cerca de dois segundos após o acionamento da fonte. Dessa forma, ao acionar a fonte, os capacitores principais se carregam rapidamente sem qualquer carga, o que promove maior eficiência na filtragem e protege o setor primário (diodos e capacitores principais) e o secundário (controladores) aumentando a vida útil de todo o sistema e minimizando ao máximo qualquer possível ruído. Todas as saídas possuem proteção contra curto, corrente reversa, sobrecarga e podem ser facilmente desarmadas em caso de aquecimento excessivo. Componentes como diodos, fiação e trilhas da placa, bornes, tensão de trabalho de capacitores, dissipação de resistores e até o dissipador de calor dos controladores foram superdimensionados para aumentar a vida útil da fonte. Isso é respeitar os limites do bom senso, contrário ao que fazem por aí.

Os voltímetros digitais são comerciais e foram adquiridos pelo Banggood. Demoraram para chegar, mas valeu a espera. São ligeiramente precisos e possuem consumo extremamente baixo, podem ser alimentados com tensões entre 4,5V e 30V e medem tensões até 99VDC.

Sistema Passive Charge

Ao acionar a fonte pela chave ON/OFF (painel traseiro) nenhum dos voltímetros é acionado, tampouco há tensão nos controladores e nos bornes de saída; o LED amarelo se ilumina. Cerca de dois segundos depois, o LED amarelo se apaga, os controladores recebem a tensão da fonte, os voltímetros indicam as tensões na saída e o LED verde se ilumina. A fonte se encontra funcional neste momento.

Ao desligar a fonte pela chave ON/OFF, a tensão geral começa a diminuir até certo ponto - sem zerar - onde a proteção 'Passive Charge' atua novamente cortando a tensão presente nos controladores, mantendo-a nos capacitores principais que se descarregam muito lentamente. Mesmo com essa descarga lenta, sempre existirá uma tensão residual nos capacitores principais para auxiliar a fonte num próximo acionamento. Assim, os capacitores principais não serão carregados 'do zero' novamente - a carga será retomada a partir da tensão residual, aumentando a vida útil do setor primário e acelerando a liberação da proteção 'Passive Charge'. 

Mais uma vez o lixo eletrônico ganhando vida nova: a carcaça é de um estabilizador, o transformador de 15V+15V x3A saiu de um no-break antigo; capacitores, diodos, controladores e todos os componentes foram reaproveitados de placas da sucata. Apenas os voltímetros foram comprados - há algum tempo, e bem baratinhos. 

Painel frontal com a fonte ligada
(bornes da esquerda +V e bornes da direita GND)

Detalhe da ventilação (dissipadores estrategicamente montados)

Com carga

Fonte sendo ligada (LED amarelo = 'Passive Charge')

Painel traseiro com a chave ON/OFF

* O voltímetro dos 8V mostra sempre 0,1V a mais do que deveria. Dado o preço e a distância para reclamar garantia, decidi deixar por isso mesmo.

** 22/09/2014 - O voltímetro dos 8V que apresentava 0,1V a mais passa a exibir a tensão correta após alguns minutos. Os outros dois voltímetros funcionam corretamente, somente este apresenta esse problema. Como disse anteriormente, pelo valor do produto e pelo tempo que levaria a troca por um novo, decidi não reclamar garantia. E levando em conta que todos os projetos DIY são protótipos de uso, se algum dia eu for produzir a F5812ADJ por alguma razão, o farei com todo cuidado e selecionarei os componentes corretamente.

Decidi melhorar a aparência gerando o silk para o painel. Atualizo a postagem assim que for aplicado.

Detalhe do voltímetro dos 8V

** 27/09/2014 - Silk finalizado e afixado no painel da fonte. Como a ideia é não gastar - ou gastar o mínimo possível - com os projetos, tudo foi feito em casa mesmo. Como eu disse anteriormente nesta postagem, se por ventura eu for produzir essa fonte algum dia, o farei da forma mais digna possível. Porque o protótipo é perfeito.

Silk aplicado (meia boca, mas custo zero)

Quanto ao sistema Passive Charge - que só libera a tensão da fonte para os controladores cerca de dois segundos após o acionamento da fonte - criei um vídeo demonstrativo.