PROCATER MI5 - Nova versão do protetor contra alta tensão de retorno

Quando falta energia elétrica, um dos hábitos mais enraizados em qualquer casa brasileira é correr até a tomada para desconectar geladeira, freezer, ar-condicionado e demais equipamentos de uso contínuo. O motivo é conhecido: a rede elétrica nacional, especialmente em regiões com infraestrutura mais precária, pode apresentar picos de retorno de tensão extremamente severos no momento em que o fornecimento é restabelecido - casos de redes 127V que saltam para próximo de 180V por períodos de até dois segundos não são incomuns, e esse tipo de transiente é suficiente para causar danos permanentes a compressores, placas eletrônicas e fontes de alimentação com comutação bivolt manual.

O PROCATER (Protetor Contra Alta Tensão de Retorno) nasceu exatamente para eliminar essa vulnerabilidade. Trata-se de um dispositivo de proteção temporizada que se posiciona entre a rede elétrica e o equipamento protegido, suspendendo a energização da carga por um intervalo predeterminado sempre que a alimentação é restabelecida após uma queda. Esse pequeno intervalo - tempo suficiente para que a tensão da concessionária se estabilize - é o que garante que o equipamento jamais receba o pico de retorno, por mais severo ou repetitivo que ele seja.

Funcionamento do circuito

O princípio de operação do PROCATER é deliberadamente simples e robusto, características que se tornaram a marca registrada de toda a linha. Ao ser energizado, o circuito não libera imediatamente a saída para o equipamento protegido: um LED indicador de espera se acende, sinalizando que a temporização está em curso. Decorrido o tempo de segurança, um relé interno comuta e libera a energia para a carga. Caso a energia elétrica falte novamente durante esse processo, ou mesmo de forma intermitente, o PROCATER reinicia o ciclo de proteção, garantindo que o equipamento conectado jamais fique exposto a transientes de religamento, por mais instável que seja o fornecimento.

Além da função temporizadora, alguns modelos incorporam filtros AC para atenuação de ruídos e transientes comuns da rede, fusível de proteção dedicado à saída e, em versões mais recentes, proteção adicional por varistores e indicação de fusível rompido. A capacidade de corrente segura gira em torno de 8A contínuos, com pico admissível de até 10A, o que cobre confortavelmente a grande maioria dos equipamentos residenciais e comerciais de uso contínuo.

Aplicações típicas

O PROCATER foi empregado com sucesso, principalmente, na proteção de centrais telefônicas comerciais em ambientes com histórico recorrente de queima de equipamentos por descargas e sobretensão. Até mesmo em redes com refrigeradores e freezers e sistemas de telecomunicações de uso contínuo o aparelho foi empregado e validado como uma solução eficiente. Em praticamente todos os relatos de campo documentados, a incidência de falhas elétricas nos equipamentos protegidos caiu a zero após a instalação do dispositivo, validando na prática a eficácia do conceito original.

Baixe aqui o esquema elétrico do projeto:

PROCATER V 1.1 - protetor AC - Esquema elétrico.pdf

Filosofia de projeto

Ao longo de sua trajetória, o PROCATER evoluiu em duas frentes paralelas: uma linha monofásica analógica individual, sem qualquer processamento digital embarcado (as versões I, II, III, MI e MI Volt), focada em robustez, simplicidade de manutenção e custo reduzido; e uma linha avançada com microcontrolador, representada pelo PROCATER ADVANCE, que introduziu monitoramento em tempo real da rede elétrica e registro de eventos em cartão de memória.

Versão	Modelo	Principais características
V1/2015	PROCATER (original)	Primeira versão do conceito. Circuito analógico monofásico individual. LED PW (vermelho) indica espera; LED OK (verde) ganha brilho gradual até acionamento (~1 minuto). Filtro AC contra ruídos/transientes e fusível de proteção na saída. Carga segura de 8A (pico 10A). Uso pioneiro: proteção de refrigerador residencial e, posteriormente, central telefônica de hotel.
V2/2017	PROCATER II	Segunda unidade monofásica analógica individual, construída para aplicação em telefonia comercial. Mantém a topologia e o princípio da V1. LED único de indicação. Tomada de saída em padrão antigo (proposital, para compatibilidade com instalação local).
Advance/2017	PROCATER ADVANCE	Evolução para plataforma digital, baseada em microcontrolador ATMEGA328P-PU. Introduz display retroiluminado com leitura da rede elétrica em tempo real, alertas visuais e sonoros, e gravação de logs em cartão microSD para análise histórica de quedas e subtensões, permitindo geração de relatórios e gráficos por período. Alimentação de backup por bateria interna de 7,4V x 2,2A, recarregada automaticamente pelo próprio circuito. Precisão de leitura comparável a multímetros comerciais. Protótipo de viabilidade, sem produção seriada.
V3/2017	PROCATER III	Terceira versão da linha monofásica analógica individual. Adiciona indicador dedicado de fusível aberto (LED vermelho abaixo da caixa de fusível) e pequenos refinamentos no circuito analógico para maior precisão de temporização. Mantém capacidade de 8A safe / 10A peak e tomada padrão antigo na saída. Uso particular (proteção de refrigerador).
V4 (MI)/2018	PROCATER MI	Rebatiza a linha individual com a sigla MI (Monofásico Individual), consolidando um padrão de produto mais definido. Gabinete plástico com fixadores de parede para instalação padronizada. Duas tomadas em padrão antigo. Fusível em caixa externa para troca rápida, dimensionado conforme a carga (até 10A). Cabo de força removível para fácil substituição. LED laranja único de indicação de funcionamento. Voltada a aplicações comerciais recorrentes (centrais de telecomunicações).
V4.1 (MI Volt)/2020	PROCATER MI Volt	Evolução do PROCATER MI para uso doméstico/interno. Principal diferencial: substituição dos LEDs indicadores por um display digital voltímetro DC, permitindo leitura da tensão em tempo real. Adiciona proteção complementar por varistores, mantendo os filtros básicos e o fusível de linha.
MI5/2026	PROCATER MI5	Versão atual com eliminação da alimentação por transformador, evolução no circuito com destaque para maior capacidade de carga.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Uma das telas de inicialização

LED indicador de rede elétrica presente

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

Comparativo com multímetro comercial

Tela padrão do sistema em condições normais

Gravação de eventos no microSD

Uma das telas de inicialização

Primeira tela de inicialização

LEDs frontais

Visão geral

Uma das telas de inicialização

 

Em modo de proteção com leitura da rede

Uma das telas de inicialização

Segunda tela de inicialização

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

PROCATER - Protetor contra alta tensão de retorno

Levando em conta que a energia elétrica fornecida no Brasil costuma ser péssima, este simples e eficiente equipamento servirá como uma barreira de proteção contra a alta tensão de retorno capaz de danificar permanentemente equipamentos como refrigeradores, freezers e outros sistemas eletroeletrônicos de uso contínuo

Quando há falta de energia elétrica, a maioria das pessoas costuma correr para retirar da tomada equipamentos como refrigerador, freezer, ar condicionado e outros eletrônicos porque é sabido que o retorno do fornecimento de energia elétrica pode ser desastroso. Já vi muitos casos de redes 127V chegarem aos 180V num longo pico de quase 2s - fatal para a maioria dos equipamentos com bivolt manual. Partindo deste princípio básico que nos acompanha de geração em geração, há alguns anos desenvolvi essa solução que foi bastante utilizada. Tudo se concentra no básico, no funcional e no eficiente. 

Funcionamento

Ao ser alimentado pela primeira vez, o PROCATER não libera energia elétrica na saída. O LED PW (vermelho) é iluminado e alguns segundos depois, o LED OK (verde) começa a ganhar brilho gradualmente, de acordo com o delay programado. Cerca de um minuto depois, ouve-se um 'click' e o LED OK se ilumina por completo. Isso significa que o equipamento conectado à saída do PROCATER está recebendo energia elétrica e que tudo está funcionando como deveria. Na falta de energia elétrica, tudo se desliga naturalmente. Quando há o retorno do fornecimento, o PROCATER repete o processo descrito anteriormente, o que protege o equipamento que está ligado à sua saída de possível alta tensão de retorno. É uma forma simples e inteligente para evitar a correria pela casa na tentativa de retirar todos os equipamentos da tomada. O PROCATER também oferece filtros AC contra os ruídos e transientes mais comuns e um fusível de proteção na saída para maior segurança de operação. O circuito de controle do PROCATER não 'passa' por este fusível, apenas a saída se aplica.

O princípio básico do projeto é um delay que protege o equipamento conectado suspendendo a saída por algumas dezenas de segundos após o retorno do fornecimento de energia elétrica, até que a tensão se estabilize naturalmente. Em casos extremos, onde a energia elétrica vai e volta até ser restabelecida, o equipamento que estiver conectado à saída do PROCATER não recebe esses picos, permanecendo desligado e seguro. Dessa forma, temos uma proteção extremamente eficiente e rápida.

Embora a carga segura em 220VAC seja de 8A e a máxima de 10A, uma versão com maior capacidade de carga do PROCATER pode ser implementada para ser utilizada diretamente na caixa de energia da casa, cortando toda a energia de todos os pontos para proteger tudo o que estiver ligado à rede. Simples e eficiente, como tudo deveria ser.

Em tempo: a carcaça foi reutilizada de uma fonte antiga da HP, 18V x 1,8A e não existem componentes comprados neste projeto. Tudo seria dispensado...

Imagem comparativa para ilustrar as dimensões

PROCATER em uso, protegendo meu refrigerador

E para demonstrar o funcionamento do PROCATER, criei um vídeo ilustrativo bem simples. É possível acompanhar o aparelho iniciando a contagem até o acionamento da carga, com comentários.

PROCATER MI - mais uma produção sob encomenda do queridinho!

Em uma versão de roupa nova e com a sigla 'MI' definindo o futuro das versões monofásicas individuais, o PROCATER 4 solidifica o primeiro produto diyPowered de prevenção de danos

Quem acompanha o diyPowered já conhece esse carinha aí e também já está cansado de saber como é eficaz e seguro. Para quem ainda não conhece, sugiro verificar as postagens anteriores:

• PROCATER - projeto original, piloto
• PROCATER II - segunda versão
• PROCATER III - terceira versão
• PROCATER MI (4) - esta versão
• PROCATER ADVANCE - versão avançada com análise e gravação de logs

A tecnologia do PROCATER também foi embarcada em alguns projetos de precisão para aprimorar a proteção do equipamento. Utilizando a tag #PROCATER dentro do site, todas as postagens relevantes serão exibidas.

Como todas as informações sobre o projeto já foram esmiuçadas ao extremo, vou me ater aos dados dessa versão, apenas.

Essa peça foi encomendada pelo meu sogro, assim como as duas primeiras peças produzidas (versão I e II) para proteção de centrais e equipamentos de telecomunicações. A primeira versão está em uso há mais de três anos sem qualquer problema registrado. Isso é uma satisfação pessoal para mim, visto que nesse cliente se verificava danos recorrentes por falhas na rede elétrica com grandes prejuízos. Para essa versão, contamos com duas tomadas em padrão 'antigo' de forma proposital - são utilizadas tomadas nesse padrão no local e para evitar empilhamentos de adaptadores, foi feito dessa forma. Todos os óbvios - e avançados - cuidados com aterramentos e isolamentos internos foram tomados, fusível com caixa externa para troca rápida (utiliza fusível com corrente compatível com as cargas protegidas, não excedendo 10A) e cabo de força removível para fácil substituição futura. Gabinete em plástico com fixadores de parede - padroniza a instalação e facilita um monte - LED laranja indicador de funcionamento e toda eficiência comprovada do projeto.

Já foi enviado para que ele instale no cliente e já possuo mais duas encomendas que ainda nem comecei a produzir! Como falei, é uma satisfação pessoal que um projeto tão simples tenha sido de extrema relevância para uma demanda crítica, onde se era rasgado dinheiro a cada quinze ou trinta dias com problemas elétricos crônicos. Meu sogro, Sérgio, o mago da telefonia, ex-CRT, agradece!

Fotos? Claro que tem fotos!

Embalado para viagem

Embalado para viagem

Cabo padrão

Detalhe do LED indicador de funcionamento

SFL2PRO II - Filtro de linha profissional microprocessado com PROCATER embarcado

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

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

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

O que mudou?

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

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

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

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

Inicializando (LED amarelo = tensão de referência OK)

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

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

E o set diyPowered ganhando energia limpa!

Detalhe (desligado)

E um gifzinho para ilustrar o start do carinha

** 13/01/2018

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

PROCATER III - terceira versão da edição monofásica analógica individual

Um dos projetos mais importantes diyPowered, em sua terceira versão monofásica analógica individual, o PROCATER se tornou indispensável na proteção contra distúrbios de retorno de tensão em equipamentos de uso contínuo

Mais uma versão monofásica analógica individual encomendada pelo meu sogro, que já comentei aqui antes. Dessa vez, é para uso particular e não para revenda. Como tinha tudo em casa, foi só dedicar algumas horas na montagem. Não vou me estender muito nessa postagem - e nem nas futuras postagens de versões monofásicas analógicas individuais - porque todo o princípio e fundamento do projeto já foram devidamente ilustrados e contados nas outras oportunidades. Portanto, se quiser conhecer o projeto, comece do começo:

• PROCATER - projeto original
• PROCATER II - segunda versão
• PROCATER III - esta versão
• PROCATER ADVANCE - versão avançada com análise e gravação de logs

Algumas alterações sutis foram adicionadas ao projeto novo, como o indicador de fusível aberto (LED vermelho logo abaixo da caixa de fusível) e pequenas melhorias no circuito analógico a fim de aprimorar a precisão. No mais, o projeto segue confiável e com montagem cuidadosa. Foi mantida a mesma capacidade (8A safe, 10A peak) e também a tomada padrão antigo na saída, de forma estratégica. O fusível deve ser de ação rápida e calculado de acordo com a carga a ser protegida.

Simulação de circuito aberto (fusível aberto)

Visão geral (cabo de força maior nessa versão)

Tomada padrão antigo

Circuito atuando (LED amarelo = carga ON)

PROCATER MI - mais duas peças sob encomenda!

Três encomendas em menos de um mês me fizeram trabalhar praticamente em tempo integral nesses projetos. O que me deixa extremamente contente, já que o PROCATER é um sucesso desde seu projeto piloto, há mais de três anos em atividade e sem qualquer defeito apresentado. Isso representa o que eu sempre digo e me repito de forma incansável: projeto bom não tem erro. Se você quer um produto decente, sem  vícios e que vá atender perfeitamente a demanda, não poupe esforços nem peças de qualidade.

Esses dois são parte da encomenda do meu sogro, três unidades em tempo recorde! A primeira unidade já foi entregue e instalada no cliente; essas duas, seguem viagem para Bagé essa semana ainda. Existe um projeto em andamento de uma unidade do PROCATER AD (advance, para quem ainda não viu) que pretendo montar em breve para formar o case do PROCATER em três versões: MI (monofásica individual), AD (advance) e um novo segmento baseado no AD mas sem o recurso de gravação de dados, apresentando as mesmas funcionalidades e proteções com um custo mais viável e interessante para o público que não necessita desse monitoramento avançado da rede elétrica. Aguarde novidades!

O PROCATER se tornou um produto tão importante aqui que até merece um vídeo, não é? Em breve vou gravar um teaser falando sobre o projeto, desde sua concepção até a comercialização dele da forma como está acontecendo hoje. E sim, estou muito contente com o andamento das coisas no diyPowered.

Por enquanto, as fotos dos módulos prontos.