PR 1500 - Fonte de bancada ajustável de precisão com LM317 1,2V a 15,1V 2A

Operando com tensões baixas e precisas com corrente máxima de 2A, a PR 1500 é um projeto conceito diyPowered que alia performance com confiança para alimentar equipamentos sensíveis em testes de bancada

Este é um projeto que foi iniciado por conta de outro projeto. Durante os estudos e testes do PROCATER ADVANCE, precisei de uma fonte precisa para baixas tensões entre 1.2V e 4.2V com correntes mínimas de 250mA. Claro que tenho uma fonte na bancada, mas ela não me fornece tensões tão baixas assim. Acabei por levantar um circuitinho básico de teste que me permitisse operar essas tensões de forma confiável e estável, para que pudesse efetuar meus testes. Ao fim do projeto do PROCATER ADVANCE, me vi com aquela fontezinha pequena, simples e precisa que tanto me foi útil naquele momento. Decidi fazer desse quebra galho uma ferramenta oficial de bancada. E assim nasceu a PR 1500.

Obviamente que se tratava de um circuito simples, onde eu regulava a tensão que precisava na hora via trimpot e multímetro. Conferia toda hora se não havia se alterado, antes de testar alguma coisa, porque não havia visual algum me garantindo a tensão na saída dele. Por essa razão, decidi implantar um voltímetro e alguns indicadores legais para uma fonte tão importante para minha bancada. Como sou chato e perfeccionista, o código que deveria levar algumas horas para ficar pronto, levou alguns dias. Isso porque eu queria colocar algumas funções importantes me que permitissem perceber algum evento sem ter que olhar para o display. Porque, normalmente, a gente seleciona a tensão de teste e se volta para o circuito na bancada; não fica olhando para a fonte o tempo todo.

Principais características da PR 1500

Seleção, amostragem e saídas confiáveis: tudo muito bem pensado para evitar problemas durante testes com circuitos caros e complicados. A seleção é fina, oferecendo de 1.2V até 15.1V com escalabilidade de 0,2V a mais ou a menos facilmente selecionável; corrente máxima de 2A em qualquer tensão selecionável com proteção ativa; a amostragem do display é clara e rápida e as saídas possuem proteções ativas contra curtos-circuitos, consumo excessivo (que poderia causar danos aos circuitos da fonte) e sobretensão de pico com alertas visuais e sonoros para todos esses eventos.

Acionamento de ventilação auxiliar quando necessário: para evitar trabalhar com aquecimento constante, foi implantado um sistema muito eficaz de ventilação, que é acionado sempre que o consumo se aproxima dos 700mA ou em seleções de tensão acima de 5V, independentemente da corrente utilizada. É uma forma de aumentar a saúde dos componentes, visto que o gabinete é compacto e com poucas aletas de ventilação natural.

Alimentação lógica independente da alimentação de linha: fundamento que deveria ser seguido pelos fabricantes - e que é seguido pelos melhores, com certeza - é manter a lógica isolada do resto. Um circuito lógico como esse ou até mais simples pode sofrer influências ruins se alimentado na mesma linha que os circuitos em teste na bancada. Um curto-circuito ou uma queda brusca na corrente de linha pode fazer com que o microcontrolador seja reiniciado ou até danificado, já que temos portas ligadas fisicamente aos circuitos em teste para medição da tensão de saída. Em suma, temos fontes distintas, uma para lógica (LEDs, display, backlight, microcontrolador, cooler, etc.) e outra dedicada para linha. A tensão da fonte lógica se aproxima dos 16V x 500mA (em aberto) e é retificada, filtrada e aplicada a dois reguladores, um de 12V (periféricos) e outro de 5V (lógica, display e LEDs) formando um conjunto confiável e descomplicado. Já na fonte dedicada de linha, temos uma tensão de 18V x 2A (em aberto) que é aplicada a um banco de capacitores formando uma linha com 6900MF, com todos os desacoplamentos e filtros necessários até chegar no circuito regulador de saída. Claro que (mais uma vez) vão dizer que sou exagerado, que não precisava de tanta capacitância, que não precisava de trafos com essa capacidade, que desperdicei potência efetiva que eu poderia ter utilizado, que isso e que aquilo e aquele monte de bla bla bla digno de quem não viu ou de quem não quer ver eletrônica de verdade. Pois bem, como sempre falei aqui, meus projetos são feitos para durar. Trato os componentes com respeito e espero um resultado muito melhor do que coloco no papel. Isso é, entre outras coisas, trabalhar com margem de segurança. Então, para criar projetinho fuleiro, prefiro não fazer.

Monitor de corrente: no canto inferior esquerdo do display é destacada e palavra 'LOAD' com um ícone de uma 'alavanca'. Quando a fonte atinge o consumo de 700mA em qualquer tensão selecionada ou a partir dos 5V, essa 'alavanca' 'passa para cima', indicando que o consumo de corrente foi aumentado, acionando o cooler e o LED amarelo. Também há outro ícone no display que serve como indicador de 'health' da fonte: um rostinho simpático formado por =] só que rotacionado 90º à direita. Quando essa 'alavanca' de corrente 'sobe', o rostinho simpático muda de =] para =O indicando o mesmo estado.

Funcionamento discreto: dificilmente o circuitinho da PR 1500 vai abrir o bico e chorar. Mesmo que você leve o consumo em teste ao limite dela. Vai acionar cooler? Vai. Vai aquecer? Claro. Mas abrir o bico?! Não vai. Isso porque foi feito para durar, foi feito para trabalhar sem chororô e sem frescura. Por isso é confiável.

Eventos de erro

Caso a fonte encontre algum problema na partida, durante a checagem que é impressa no display como 'Check things...', o LED vermelho se acenderá, bips serão emitidos até que a fonte seja desligada e o display exibirá a mensagem 'Restart now!'. Ao religá-la, o autoteste será refeito. Se o problema for eliminado, a mensagem 'Ready' será mostrada na tela, conforme partida padrão (fotos abaixo!) da fonte. O LED vermelho indica alguma falha e os bips servem como alerta sonoro para eventos como falha na tensão da linha, erro no circuito regulador, falha na lógica, curto-circuito na saída da linha, cooler inoperante ou girando com dificuldade, temperatura excedente no circuito regulador ou no interior do gabinete (indicaria falha geral, que poderia ser um dos trafos ou algum setor no circuito lógico) e falha na amostragem ou coleta de tensão. Todos os erros foram testados na bancada e a fonte se comportou conforme o esperado, suspendendo a corrente na saída de linha e emitindo todos os alertas.

A lógica é baseada no ATMEGA328P/PU, assim como os últimos projetos do tipo. Tenho gostado de trabalhar com esse MC por conta do custo e da facilidade de operação. Também pela rapidez e pelas inúmeras alternativas para se fazer a mesma coisa, isso é muito importante para quem pratica DIY. Claro que algumas atualizações serão feitas daqui em diante, visando melhorias na fonte e mais qualidade final. Mas assim como a maioria dos projetos daqui, a PR 1500 é um protótipo, e como tal, não deve ser avaliada como um produto final.

E mais uma vez, lixo eletrônico ganhando vida. De novos mesmo, somente o ATMEGA328P/PU e o display. Sem mais por enquanto, as fotos.

Painel frontal com LED power (verde) e display

Vista inferior

Painel traseiro com fusível, cabo AC e chave (odeio projeto feito às
pressas: sempre dá alguma merda encrenca que não tem volta. Nesse
caso, esse parafuso em cima deveria ter ficado na parte inferior, mas
eu medi tudo errado e o resultado está aí. Depois dessa, nem quis
abrir a furação do cooler nesse painel traseiro...)

Fonte sendo ligada 1

Fonte sendo ligada2

Fonte sendo ligada3: faz check in das tensões e estado da linha, aciona
cooler e verifica temperatura do dissipador e gabinete (interno)

Fonte sendo ligada 4: se passar nos testes, estará pronta para uso

Fonte ligada e pronta após os testes iniciais (note a informação
útil acima no display, indicando acionamento da ventilação auxiliar)

Esta era uma das tensões que eu precisava nos testes (note espaço
dedicado aos eventos na parte superior direita, ao lado de Ready!)

Tensão máxima da fonte

Tensão limite onde o cooler é acionado

Quando o cooler é acionado, o LED amarelo permanece aceso

Projeto Labrador - L2 - Line Adaptive

Projeto antigo com cara nova, o L2 reúne todos os benefícios de um pré-amplificador standard com a praticidade das linhas de saída independentes para monitor e amplificador fisicamente isoladas, com alto padrão de qualidade de sinal por buffer

Não há muito o que se dizer sobre o L2. É um projeto tão simples quanto seu LED vermelho no painel frontal. Foi iniciado há algum tempo e acabei por deixar meio de lado por conta dos demais projetos - prioridade para os mais importantes - e retomei há algumas semanas por ter conseguido finalizar o PROCATER ADVANCE e também por precisar dele no set para a divisão de monitor/amplificador.

O funcionamento é dos mais simples: áudio chega pela linha normal, é 'filtrado', passa pelo novíssimo pré-amplificador/bypass transparente/flat - o mesmo utilizado no VAA - e segue para as linhas de saída ajustáveis. A grande sacada é que, ao contrário da aplicação do VAA, o pré-amplificador possui ajustes manuais que permitem a carga para mais ou para menos e a correta impedância associada à entrada - o buffer. Os dois primeiros potenciômetros (em branco) ajustam essa carga/impedância de forma independente por canal que é aplicada à entrada do pré-amplificador, que por sua vez, casa todas as características desejáveis para esta etapa. Após passar pelo pré-amplificador, é chegada a hora de dividir os sinais de forma que as duas saídas independentes sejam sustentáveis e sem deformações. Dessa divisão, saem quatro potenciômetros, dois para cada canal (monitor e line) que permitem aplicar mais ou menos sinal às saídas, formando um conjunto eficiente de adaptação de sinal de linha com grandes benefícios e alta qualidade de sinal.

O LED frontal em vermelho é o mesmo LED indicador +P utilizado no VAA, o primeiro projeto a levar o novo pré-amplificador/bypass transparente/flat, que dessa vez foi utilizado como indicador principal de funcionamento, ao contrário do VAA, que possui o LED +P no painel traseiro. Não sou muito fã de LED vermelho como indicador de 'tudo ok, vamos lá', mas como se trata do melhor LED a ser aplicado quando você não quer desviar muita corrente para um LED, achei interessante. E também pelo projeto original do pré-amplificador utilizar obrigatoriamente um LED vermelho de 3mm.

E quanto aos lixinhos, o mesmo padrão de gabinete de DVD/ROM de PC, a mesma baia de gabinete de PC, os pezinhos comerciais, trafo e conectores RCA também reaproveitados. De novo mesmo, somente os potenciômetros e os knobs. O LED vermelho é novo, mas também é sobra de um projeto anterior.

No mais, fotos.

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 II - Uma nova versão do grande projeto de proteção AC

Pois bem. A pedido do meu sogro - recentemente mencionado aqui - montei mais uma versão do PROCATER para uso em telefonia. O anterior - e o primeiro da linha - se encontra em uso massivo num grande hotel de Bagé há mais de um ano, funcionando perfeitamente e protegendo com muita classe uma central telefônica que possui histórico de problemas causados por descargas e sobretensão elétricas. Nunca mais se ouviu falar desses problemas por lá após a implantação do projetinho, o que me deixa muito contente e satisfeito.

Como ele está com um segundo caso local de torra-torra de central, me encomendou outra unidade para implantação imediata. Não há necessidade de eu me repetir sobre a simplicidade e precisão do projeto, já que existe no diyPowered um registro muito completo de todo o funcionamento e aplicação.

Seguindo a filosofia diyPowered, praticamente todos os componentes seriam dispensados como lixo eletrônico, a começar pelo gabinete utilizado: fonte de impressora HP. Obviamente que os componentes ativos são novos e testados, mas o que dá para absorver do meio ambiente, a gente absorve : )

Sendo assim, algumas fotos da nova versão.

Acionado

LED único

Saída 220V (padrão antigo proposital)

Entrada 220V

Link original do primeiro PROCATER: http://diypowered.llucastoledo.com.br/2015/04/procater-protetor-contra-alta-tensao-de.html

Projeto Labrador - SLF2PRO

Aliando a boa e velha proteção por fusível em linha e filtros para altos e baixos transientes irradiados ou conduzidos com a proteção infalível do confiável PROCATER, o SLF2PRO cuidará de manter a energia limpa o suficiente para que os equipamentos de áudio operem livres de ruídos

Há bastante tempo venho pensando num filtro de linha para melhorar a energia elétrica que chega aos projetos de áudio. Adiei tanto que nem sei. Nos últimos dias, enquanto rabiscava algumas ideias no horário de almoço, cheguei a um circuito limpo, econômico, viável e muito eficiente para o filtro. Incluí muitos filtros. Muitos mesmo. Cada um para uma finalidade. E pensei além: já que a energia vai melhorar muito, por que não agregar cuidado com o PROCATER? E foi assim que o projeto nasceu. 

Se você ainda não conhece o PROCATER, leia sobre este incrível projeto para entender o seu princípio de funcionamento.

Não há muito o que dizer sobre o projeto, já que se trata de algo bastante simples. Mas com toda simplicidade, não poderia faltar um toque especial: o LED de atuação. No início do projeto - e pode ser visto no log - pensei em utilizar um dual LED no frontal para indicar função, como é no projeto original do PROCATER, que se vê dois LEDs. Acabei deixando de lado e mantendo apenas o LED de atuação, que indica energia na saída e também confere algum efeito visual quando o filtro recebe energia elétrica. É um LED laranja muito bonito, que se assemelha a uma lâmpada AC, como se via antigamente nos eletrônicos =]

Fico devendo, por enquanto, um vídeo demonstrativo desse LED.

Mantive o padrão antigo de tomadas porque penso que posso vir a utilizar aparelhos antigos como vitrola, receiver, rádio, etc. São duas tomadas de saída e uma de entrada de força, um fusível de proteção logo na entrada e uma carcaça de DVD-ROM para montar o projeto com duas tampas de baias de gabinete desktop. Simples assim. O filtro possui capacidade para controlar e proteger até 10A de carga, mas seguindo as premissas diyPowered, mantive a capacidade máxima em 8A para trabalhar numa faixa de segurança bastante folgada.

Também mantive o gabinete em sua cor original, sem tinta nem nada. Dia desses, quem sabe, passo a utilizar cores nos projetos da linha Labrador. A ideia de design da linha é utilizar cores diferenciadas e quentes.

Aspecto frontal (desligado)

Lateral e detalhe do painel frontal curvado

Painel traseiro com 2 saídas, porta fusível e conector AC

Vista do fundo com os pés comerciais

Detalhe do LED

 M1 Digital Switch Box e H2PV1 Home2PROLimiter & Clear
protegidos pelo SLF2PRO

Visual dos LEDs do conjunto

Log do projeto

25/04/2016 - Definidas as características do projeto; juntada dos componentes necessários para montagem e definições gerais de design

26/04/2016 - Montagem do circuito do PROCATER com características específicas ao projeto; definido que será utilizado dual LED no painel frontal

27/04/2016 - Furação do painel traseiro com as tomadas de entrada e saída e porta fusível; painel frontal aplicado acrílico dos LEDs indicadores de atuação; circuito parcialmente montado e afixado no gabinete

28/04/2016 - Finalização do painel frontal com eliminação do dual LED, mantendo apenas um LED atuador; conferência do circuito e liberação

29/04/2016 - Teste final, limpeza e montagem; projeto finalizado!

** 07/05/2016

Fiz um vídeo demonstrativo do LED atuador com o filtro instalado e com carga. Imagens não são muito boas, mas dá pra ter uma boa ideia do aspecto e do funcionamento.

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.