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Novo projeto - carregador de bateria veicular inteligente para motos e carros

Há pouco saí de um projeto bastante complexo e demorado - sem falar neste e neste aqui que nem estavam previstos - e já estou aqui caçando sarna pra me coçar de novo. A coisa agora é montar meu tão esperado carregador de baterias inteligente. Faz muito tempo que quero montar esse projeto mas não tinha conseguido um gabinete bacana pra montar, e quando conseguia algum ele não comportava o hardware bruto que esse projeto tem. Como aquele projeto 'Central de alarme de incêndio Engesul Intelbras Slim - como transformar em central de alarme residencial?!' entrou para a carência dos seis meses - '(...) reza a lenda interna que se um projeto permanece estagnado por seis meses ele é encerrado' - faltando menos de um mês para seu descarte acendeu aquele LED aqui na cabeça que me fez testar a resistência e o espaço útil desse gabinete para ver se comportaria o projeto do carregador. E como lhe parece óbvio, caro leitor, já que estou aqui escrevendo essa nova postagem, tudo casou perfeitamente!

Como de praxe, vamos ver como esse projeto deve parecer:

Proteção contra inversão de polaridade, curto-circuito, sobretensão e queda brusca de tensão
~~Monitoramento da temperatura da bateria durante a carga~~
Suporte para baterias de 12V até 100A
Seleção de modo de carga: lenta com desligamento quando atingir a tensão de trabalho OU lenta com flutuação
Dissipação de altíssima qualidade para todos os componentes ativos críticos e ventilação auxiliar controlada eletronicamente para evitar ruído em excesso (coolers)
~~Display de monitoria (ainda não decidi se LCD 16x2 multifunção ou LED apenas com tensão)~~
Fusíveis dedicados AC, DC (power) ~~e DC2 (bateria)~~
Chaves e cabeamentos superdimensionados (claro)
Indicadores visuais ~~e sonoros~~
Alta precisão na regulagem e aplicação da carga
Auxiliar de partida
Visual analógico de corrente consumida (esse é para dar um ar retrô mesmo)

Por enquanto é isso. Vou atualizando essa postagem de acordo com o andamento dessa peleia e vamos mantendo esse registro bacana por aqui.

** 11/11/2020

Ontem à noite coloquei o gabinete devidamente desmontado de molho para remover toda sujeira e dar um branco mais branco. Se você quiser uma dica esperta de como limpar profundamente plásticos e até remover aquele amarelado do tempo, corre aqui ó.

** 07/12/2020

Montagem da potência, reguladores e painel frontal com amperímetro analógico. Não teremos mais o display LED para mostrar a tensão mas teremos uma barra de LEDs vintage para indicar o nível de carga na bateria. O funcionamento será mais raiz: liga, carrega, flutua.

** 13/12/2020

Painel frontal quase completo, faltando o circuito indicador de carga (bargraph de 4 LEDs) e alguns detalhes. Super cuidado com a ventilação do circuito, já que temos um gabinete restrito em espaço físico e uma corrente bastante alta circulando. Falta pouco!

** 26/09/2023

Projeto interrompido!

PROCATER MI Volt - uma nova versão do consagrado salvador eletrônico para uso interno

Já dizia minha avó que santo de casa não faz milagre e também que em casa de ferreiro o espeto é de pau. E partindo para essa postagem em clima nostálgico num domingo nublado com promessa de chuva e uma caneca de café quente e passado na mão, lá em abril de 2015 nascia o conceito de proteção inspirado na mais alta simplicidade, do tipo vó mesmo quando começa a tempestade: menino, vai lá tirar as coisas da tomada. E foi assim que uma série de dispositivos portáteis foram produzidos, a maioria a partir de demandas externas como as do meu sogro e seus racks de telefonia, lá em Bagé. A grande questão do ferreiro aqui é ter produzido várias unidades para vários clientes e até uma exclusiva para uso do meu querido sogro em seu novíssimo refrigerador e NUNCA ter produzido uma unidade sequer para meu uso. Como pode, né? Daí, dia desses faltou energia pela manhã aqui na casa nova (que agora é um apê massa e de vizinhos silenciosos) e eu, logo eu, tive que sair correndo para tirar o refrigerador da tomada, que ficou desligado até perto das 13h, quando Renata veio para almoçar. Isso poderia ter sido facilmente contornado se eu tivesse um PROCATER ali: não precisaria sair correndo, tirar da tomada nem me preocupar porque quando o fornecimento de energia elétrica fosse restabelecido, o carinha aí seria o encarregado de ligar a tomada de novo somente passado aquele pico tradicional e maligno de retorno. Para fins ilustrativos, o PROCATER é uma sigla caprichosa para Protetor Contra Alta Tensão de Retorno, ou seja, ele promove essa proteção simples e eficaz que salva equipamentos de uso contínuo. É como a vó falava: tira as coisas da tomada, menino. E se você é daqueles que lê tudo o que passa pelos olhos, deve saber que as próprias concessionárias de energia elétrica recomendam que isso - retirar os equipamentos da tomada - seja feito. Senão, dá uma olhada na sua fatura mensal, ou no site deles.

Não vou me estender demais porque esse carinha aí já é velho conhecido aqui do site, segue as premissas de hardware maduro diyPowered e da qualidade que nem preciso contar mais pra você. É feito para durar, para não dar problema e, como nada é seguro nas redes elétricas tupiniquins, se chegar a dar problema, ele se entrega sem deixar que o equipamento conectado seja atingido.

A grande diferença nessa versão em relação ao último PROCATER MI produzido é o display LED voltímetro e não mais os LEDs indicadores, além de alguma proteção adicional com varistores - ainda contamos com os filtros básicos e o fusível de linha, claro. Se quiser conhecer melhor o conceito e o projeto, conheça as versões anteriores. Esse voltímetro aí é DC e é o mesmo herdado da aposentada - e atualmente doadora de órgãos - F5812ADJ. Como já falei aqui sobre como você pode medir AC com voltímetros DC, não vou me repetir: lhe convido a conhecer outro projeto que utiliza o mesmo display pra você aprender essa manha.

O funcionamento segue o mesmo, com aquele circuito simples alimentado por trafo e totalmente code-free. Ou seja nutellada, eletrônica pura. A caixa é uma Patola PB-07, um padrão que gosto bastante de utilizar pela qualidade, variedade do catálogo Patola e pela facilidade em furar os plásticos. Não é jabá aqui, pessoal, mas me sinto na feliz obrigação de reconhecer a qualidade e o trabalho exemplar de uma empresa nacional que está no mercado desde 1975. Já vou me desculpando pelos acabamentos nessa unidade, que foi feita às pressas e sem as ferramentas e cuidados de sempre por conta da necessidade expressa e também por se tratar de um protótipo para uso próprio.

Troca do gabinete do meu trafo de ferramentas e bancada

Faz muito tempo que tenho esse trafo, praticamente 8 anos. Como já disse aqui antes, minhas ferramentas elétricas vieram do sudeste onde as instalações elétricas residenciais monofásicas são 127V. Aqui no Sul, é 220V. Logo, tinha um problema. Mas essa história eu já contei e se você quiser saber, corre lá na postagem da época!

Aquele gabinete plástico da Enermax não durou muito tempo porque o Cícero (meu finado Labrador) estava correndo pela casa e se enroscou na extensão que estava ligada no trafo, jogando ele de uma mesa diretamente no chão. Nem preciso dizer que se despedaçou por completo né. Como tinha um gabinete plástico de um no-break APC, acabei usando na época. Esse gabinete APC é muito elegante, tem bastante ventilação mas também é bastante frágil para suportar esse trafo dentro, e alguns meses depois, trincas apareceram em toda a lateral... Por sorte, consegui um gabinete metálico bem grande de um estabilizador de tensão antigo que estava com o trafo queimado - e por mais sorte ainda tirei fotos dele antes de descartá-lo no Eco Ponto aqui da cidade, adoro registros - que me serviu até ontem. Esse gabinete já estava bastante enferrujado em algumas partes e ainda tinha um conjunto de tomadas padrão antigo com bastante mal contato, o que era um problema quase sempre. Daí, na última semana me apareceu esse estabilizador podre de sujo que nem pensei duas vezes antes de pegar. Vejo muito potencial nas coisas que são jogadas fora e quando pego é porque vai sair algo bom.

Limpando o gabinete e removendo o amarelado dos plásticos

Falando em gabinetes antigos, geralmente são brancos. E como você deve saber, partes plásticas brancas tendem ao amarelamento com o passar dos anos. Dica pra você: desmonte todo o gabinete, deixe de molho num balde sob imersão numa solução de água, sabão em pó e água sanitária por 24 horas. Grande parte da sujeira vai se soldar, bastando para isso esfregar. O amarelado das partes plásticas não vai sair mesmo, mas aqui vai o grand finale: pegue água oxigenada volume 40, passe em toda a superfície das partes plásticas amareladas sem piedade, deixe uma bangunça mesmo. Embrulhe essa peça em plástico filme ou algum saco plástico transparente e deixe exposto ao sol por pelo menos 3 horas. A grande maioria dos casos, é resolvida na primeira aplicação, mas se ainda estiver amarelado, repita o processo lavando a peça por completo, secando bem antes da nova aplicação. Pena eu não ter tirado fotos desse gabinete antes do processo, porque ficou muito bom.

Tempo recorde ou necessidade?!

Em menos de 48 horas transplantei o trafo bisonho pro gabinete novo e como sou chato e adoro uma complicação, meti várias melhorias nele: tem filtro básico na entrada 220V e filtro aprimorado na linha dos 120V. Tem fusíveis dedicados para as duas linhas de trabalho, LED indicador de energizado e LED indicador de saída energizada. E para deixar com fino trato, um voltímetro digital LED em vermelho na frente. Debochado, esse trem. Não é um trafo isolador, mas é um trafo que ainda vai me atender bastante. E não uso ele somente pra furadeira e serra tico-tico, antes que me pergunte: uso esse cara em bancada para reparo e teste de equipamentos que não possuem bivolt. São 1000VA prometidos pela Enermax que provavelmente são entregues porque já fiz esse trafo trabalhar forte e não cai tensão nem abre o bico.

Como usar voltímetro DC para medir AC?

Para fins de informação nerd, esse voltímetro é herdado da minha fonte antiga, a F5812ADJ, atualmente aposentada e doadora de órgãos. E como eu fiz pra que um voltímetro DC medisse AC?! Simples, jovem. Esse trafo - e todos os trafos que já reaproveitei de no-break e estabilizador - possui um ou mais enrolamentos que podem ser utilizados para diversos fins, apenas se deve ter cuidado porque alguns deles não são isolados da rede elétrica. Este trafo, em específico, possui um enrolamento de 10V que retificado, passa para 14V em aberto. Como ele foi feito para acionar relés e um LED indicador de ligado naquelas placas infames dos estabilizadores, tem corrente mais que suficiente para outras coisas. Na sua versão anterior, naquele gabinete antigo e metálico, ele alimentava um cooler e um LED. Sim, esse trafo aquece bastante e como o utilizava de forma recorrente, achei por bem fazer isso. Agora, com uso mais restrito, optei por não mais utilizar o cooler e adicionei algumas funções bacanas ao carinha. Então, sem mais delongas, como esse enrolamento faz parte de todo o conjunto, é óbvio que ele sofre interferência direta de qualquer queda ou incremento de tensão. Se eu já tenho um enrolamento pronto para uso, por que eu colocaria um trafo dedicado para esta finalidade?! Claro que descontadas as correntes de trabalho dos LEDs, relé e o próprio voltímetro, calibrei por meio de trimpot a tensão a ser monitorada e pronto. Variações são mostradas com perfeição pelo voltímetro, sem maiores dores ou circuitos mirabolantes e desnecessários.

Essa modalidade de medir tensão AC é uma das mesmas que podem ser utilizadas para a esta função quando utilizamos ATMEGA ou outros microcontroladores. Não esqueça de cobrir o ponto decimal do display com fita isolante ou marcador permanente senão vai mostrar 12.0V ao invés de 120V.

Ligando o monstro

Ao energizar o trafo, o LED amarelo permanece iluminado. Esse LED amarelo é um indicador de que há energia no pós-fusível. Dessa forma, o trafo também está energizado para gerar a famosa tensão de stand by. Ok, ok, ok; vamos lá, nutellinha: a coisa aqui é feita para aproveitar peças, reduzir o desperdício, poupar o meio ambiente, consumir o mínimo de recursos próprios, trabalhar com elegância e inteligência. Não tenho mamãe, papai ou aquele patrocínio cool que você tem. Logo, foi assim: não tinha uma chave de pressão que pudesse substituir a original do equipamento, que estava deteriorada, e não iria comprar uma. A opção foi utilizar uma chave menor, de baixa capacidade para acionar um relé e abrir a saída dos 120V. E tudo isso eu tinha em casa. Perfeito!