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Instruções para

Montagem de

Fonte Linear Versão 0.91 Beta - Prof. Gabriel Vinicios

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Instruções para Montagem de Fonte Linear – Prof. Gabriel Vinicios

Sumário

I. Histórico de Revisões ....................................................................................... 1

II. O que deverá ser entregue no final? ................................................................ 2

III. Sobre a Fonte ................................................................................................... 2

IV. Detalhes importantes sobre os reguladores de tensão ................................... 2

V. A Placa de Circuito Impresso (PCI) ............................................................... 7

VI. Sobre a Caixa da fonte ..................................................................................... 8

VII. Sobre o Transformador .................................................................................... 9

VIII. Sobre o Retificador .......................................................................................... 9

IX. Sobre o Filtro .................................................................................................. 10

X. Sobre os Reguladores de Tensão Monolíticos ............................................... 10

XI. Sobre a Monografia ........................................................................................ 11

XII. Aquisições Importantes .................................................................................. 12

Fusível e Porta Fusível ......................................................................................................................... 12

OPÇÃO 1 – Porta fusível na carcaça ...................................................................................................... 12

OPÇÃO 2 – Porta fusível PCI na placa ................................................................................................. 12

Quanto ao Fusível em si ............................................................................................................................ 13

Borne de Encaixe .................................................................................................................................. 13

Suporte para LED ................................................................................................................................. 14

Chave Seletora HH 127V/220V ........................................................................................................ 15

Chave Gangorra (ou similar) para ligar/desligar a fonte ................................................................ 15

Borne para Pino Banana ...................................................................................................................... 16

Cabo ou Tomada de Força .................................................................................................................. 16

OPÇÃO 1 – Tomada + Cabo de Força Tripolar ................................................................................. 16

OPÇÃO 2 – Cabo de Força Rabicho 3 pinos ....................................................................................... 17

Broca para Circuito Impresso ............................................................................................................. 17


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Histórico de Revisões

Versão 0,91 – Acrescentado o item Sobre os Reguladores de Tensão Monolíticos;

- Acrescentado item Cabo ou Tomada de Força

- Pequenas correções de concordância e gramática em diversos pontos do texto;


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O que deverá ser entregue no final?

Ao final do projeto, vocês deverão entregar:

1. Monografia (uma por fonte, podendo, a dupla, compartilhar trechos em comum, caso cada componente da

dupla monte uma fonte para si)

2. Manual da fonte – Pode ser em formato de folha A4 ou em formato menor, de livreto. Contendo poucas

páginas, apresenta apenas uma visão geral da fonte, de como ela funciona e quais as soluções para possíveis

problemas;

3. Slides – Os slides utilizados na apresentação deverão ser entregues, em forma escrita E digital, ao professor

orientador;

Capriche! Evite erros de português!

Peça para um amigo revisar os textos da monografia, manual e slides.

Quando for confeccionar os slides e o manual, procure um visual limpo, porém bonito e agradável.

Já ouviu o ditado: nada se cria, tudo se copia? Inspire-se em outras apresentações na Internet. E use a sua

criatividade!

Sobre a Fonte

Há 2 opções diferentes que vocês poderão escolher na montagem da fonte. São elas:

Fonte 1: Pelo menos 2 saídas ajustáveis (2 saídas positivas ou 1 saída ajustável positiva e outra negativa);

Fonte 2: Uma saída ajustável + 1 saída fixa + display indicador de tensão

As características acima são características BÁSICAS. Você pode optar por fazer uma fonte com mais saídas.

Lembre-se: a fonte é sua! Capriche, pois você irá utilizá-la para o resto da sua vida como técnico!

Detalhes importantes sobre os reguladores de

tensão

Tanto os reguladores monolíticos fixos (78XX e 79XX) como os ajustáveis (LM317, LM337, etc), podem esquentar

facilmente.

O LM7805, por exemplo, é um regulador de tensão de +5V com saída para até 1A. Entretanto, devemos prestar

atenção na Potência dissipada sobre o Regulador, uma vez que se ele esquentar muito, poderá se danificar.

Por exemplo, imagine a situação abaixo:


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Suponha que na saída de +5V acima, tenhamos uma carga de 0,9A. Em termos de Corrente Elétrica, está dentro do

1A que o 7805 suporta. Mas e em termos de Potência?

Ora, sabemos que entra +25V no 7805 e que saí 5V. Portanto, 20V ficarão sobre o regulador.

Se a corrente é de 0,9A, a potência que ficará sobre o 7805 será de:

P = V x I

P = 20V x 0,9A

P = 18 Watts!

Meu amigo, minha amiga (Mikaelle e Raissane), com 18 Watts você poderá fritar um ovo em cima do 7805! O ideal

é que ele trabalhe com, no máximo, 5W de dissipação de potência!

Repare que esse problema seria muito menor se o regulador fosse um 7812, por exemplo. Pois como a tensão de

saída seria de 12V, ficaria apenas 13V sobre o 7812. Ainda assim, a potência dissipada seria alta, mas menor.

O problema de trabalhar com reguladores de tensões baixas, como o 7805, 7806, é que se a tensão na entrada deles

for muito elevada, grande parte dessa tensão ficará em cima desse regulador, fazendo com que dissipe uma potência

elevada.

O que fazer, então, para resolver esse problema de aquecimento? Existem duas soluções básicas:


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1) Utilizar dissipador de calor nos reguladores monolíticos;

Figura 1 - Imagem retirada de http://pt.aliexpress.com/item/10-pcs-TO-220-White-Heatsink-Heat-Sink-for-MOSFET-or-Voltage-Regulator-New/525832449.html (acesso em 29/10/2014)

O uso de dissipador de calor permite que o calor gerado pelo regulador se dissipe mais facilmente para o

ar, permitindo que ele dissipe uma potência maior sem se danificar.

Você pode não acreditar, mas o uso de um simples dissipador de calor, como o da imagem acima,

pode DOBRAR a potência suportada pelo regulador! VAI CORINTHIANS!

Se você colocar um cooler (ventoinha ou micro ventilador) para refrigerar a caixa onde sua fonte será

montada, tanto melhor: o cooler irá fazer com que o ar circule pelo interior da fonte, levando embora o

calor dissipado.

Figura 2 - Imagem de um pequeno Cooler – Imagem retirada de: http://www.eletrodex.com.br/micro-ventilador-40x40x10.html (acesso em 29/10/2014)

http://www.eletrodex.com.br/micro-ventilador-40x40x10.html


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2) Outra alternativa é utilizar um Transistor BJT, em modo de amplificador de corrente, em conjunto com o

regulador monolítico. Veja o circuito abaixo:

No caso acima, a Carga será ligada no Emissor do BJT. Ora, como você sabe, em um Transistor BJT, a corrente do

emissor (IE) é quase a mesma da corrente do coletor (IC). Dessa forma, a maior parte da corrente NÃO VIRÁ do

regulador de tensão, e sim do filtro antes dele. A corrente que sairá do 7805 será muito baixa, pois será a corrente de

base do transistor.

Dessa forma, a potência dissipada pelo regulador monolítico tende a ser muito baixa, dispensando o uso de

dissipadores.

Há, entretanto, uma perda de 0,7V na tensão de saída, causa pela junção Base-Emissor do Transistor. Em

reguladores ajustáveis, essa perda não precisa ser levada em conta, uma vez que a tensão de saída sempre será

ajustada pelo usuário.

Já no caso dos reguladores 78XX e 79XX, onde se deseja uma tensão de saída de valor exato, é possível compensar

a perda de 0,7V que ocorre na junção Base-Emissor do BJT adicionando-se um Diodo entre o pino 2 e o Terra do

Regulador, conforme se vê na imagem abaixo:

IC IE

IB


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Dessa forma, pode-se dispensar o uso do dissipador nos reguladores.

O Transistor ligado como amplificador de corrente foi o TIP 41, pois ele suporta até 6A de corrente de Coletor (ver

datasheet em: http://www.onsemi.com/pub/Collateral/2N3055-D.PDF, acessado em 29/10/2014).

0,7V

http://www.onsemi.com/pub/Collateral/2N3055-D.PDF


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A Placa de Circuito Impresso (PCI)

Deve-se escolher uma placa de circuito impresso grande o bastante para que todo o circuito possa caber nela. A

recomendação que dou pra vocês é que seja de Fenolite Virgem ou Fibra de Vidro Virgem (de preferência esta

última) com pelo menos 10cm x 5cm. Esse tamanho é o suficiente para realizarmos, com sobra e tranquilidade, o

layout da nossa fonte.

Apenas observe que o tamanho 10cm x 5 cm é o tamanho da placa. Não quer dizer que o layout irá ocupar todo

esse espaço: dá pra montar uma fonte com um tamanho menor e depois serrar a placa.

Link para placa de fenolite virgem: http://www.eletrodex.com.br/placa-de-fenolite-virgem.html

Link para placa de fibra de vidro virgem: http://www.eletrodex.com.br/placa-de-fibra-de-vidro-virgem.html

Figura 3 - Placa Virgem de Fibra de Vidro

http://www.eletrodex.com.br/placa-de-fenolite-virgem.html

http://www.eletrodex.com.br/placa-de-fibra-de-vidro-virgem.html


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Sobre a Caixa da fonte

A caixa onde sua fonte irá ficar poderá ser feita por você de qualquer material, plástico, acrílico, metal, etc.

Entretanto, caso queira, você também pode comprar caixa prontas.

CUIDADO! A caixa deverá caber, com folga, a placa de circuito impresso da fonte, o Transformador, bem

como ter algum espaço extra para que os cabos possam passar. Portanto, leve em conta o tamanho da

caixa na hora de fazê-la ou de comprá-la.

Algumas caixas prontas que indico pra vocês são:

Caixa Patola série CF-8XX:

Case para montagem Patola, série PB-1XX:


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Leve em conta que vocês deverão furar a caixa, dependendo do modelo que escolherem, para prender os

componentes externos, como Leds, Potenciômetros, Displays, etc.

Novamente chamo a atenção para o tamanho da caixa. Escolham com cuidado. Atenção também à altura dela, para

que caiba o transformador com alguma folga quando ela for fechada. Procure as medidas do transformador no site

em que você estiver fazendo a compra ou pegue algum emprestado e faça a medição com uma régua.

Sobre o Transformador

Nossa fonte trabalhará com, no máximo, 1A de corrente em suas saídas. Dessa forma, vamos utilizar um

transformador de 1A. No futuro, caso você queira uma fonte mais potente, poderá comprar um transformador de

3A ou 5A.

Minha sugestão é que peguem transformador com saída 12+12 (se não for montar fonte simétrica) ou 15+15 (caso

forem montar fonte simétrica).

Sobre o Retificador

Vocês deverão montar o retificador com diodos. Pontes Retificadores já prontas, em forma compacta, não serão

permitidas.

O retificador deverá ser em ponte, devido a motivos que vocês já conhecem: maior eficiência e aproveitamento da

tensão.


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Sobre o Filtro

Vocês deverão calcular o valor do filtro capacitivo de maneira que a corrente média de saída desse filtro seja de

0,75A, com ripple (Vond) de no máximo 3V. Os cálculos e a escolha do modelo do Capacitor deverão estar

justificados na Monografia.

Quando for adquirir um Capacitor, fique atento não apenas ao seu tipo e sua capacitância, mas

também ao valor máximo de tensão por ele suportado. Esse valor deve ser bem acima da tensão

máxima que ele irá receber no circuito. Olho vivo!

Sobre os Reguladores de Tensão Monolíticos

Cuidado na hora de comprar os reguladores de tensão monolítico. Sempre que possível, veja se o modelo que você

está comprando corresponde ao encapsulamento TO-220, que permitem uma corrente de 1A ou 1,5A..

Falo isso porque existem os modelos inferiores, chamados de 78LXX e 79LXX (repare na letra L), que permitem

apenas 100mA de corrente de saída. Nesse caso, o encapsulamento é TO-92. Abaixo está a diferença entre eles:

Na saída dos reguladores (sejam eles fixos ou variáveis), é aconselhável colocar um último filtro capacitivo, de valor

que pode ser de 1µF até 220µF. O mais indicado é analisar o datasheet do fabricante, pois cada fabricante estabelece

um valor ideal.

No caso dos reguladores ajustáveis, optar preferencialmente pelo modelo T (LM317T e LM337T), pois permitem

uma corrente de saída de até 1,5A.

DICA: O LM350T é idêntico ao LM317T, porém suporta até 3A na saída. A pinagem deles é a mesma,

bem como o encapsulamento também!

Encapsulamento

TO-220 Encapsulamento

TO-92


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Sobre a Monografia

A monografia é um estudo científico sobre algum problema ou projeto que você esteja realizando.

No nosso caso, a monografia deverá seguir o modelo proposto pelo professor orientador, que pode ser baixado em:

http://gvensino.com.br/3353-instalacao-de-sistemas-eletronicos-fonte-regulada

Todo o cuidado é pouco na escrita da monografia. Algumas dicas importantes seguem abaixo:

- Evite erros de português, seja de gramática ou de concordância. Você poderá perder pontos por isso;

- Cuidado com o Plágio. Plágio é copiar a informação de algum outro lugar sem citar a fonte, isto é, sem

dizer de onde tirou, como se VOCÊ fosse o autor dela. Isso é crime! Toda informação retirada de algum

outro lugar deve ser citada com a fonte.

- Escreva VOCÊ a sua monografia. Inspire-se em outros autores, mas faça o SEU TEXTO.

- O texto deve ser objetivo, mas claro para que o leitor entenda;

- Todos os detalhes do projeto deverão constar na monografia. Dentre eles:

o Cronograma – o que foi feito em cada dia;

o Descrição do que é e pra que serve uma fonte linear;

o Descrição do funcionamento de cada componente ou grupo de componentes separadamente,

com imagens;

o Descrição do funcionamento dos componentes em conjunto;

o Fotos/Diagramas do circuito;

o Fotos/Diagramas do layout, inclusive o 3D gerado pelo Proteus Ares;

o Fotos da placa da fonte;

o Fotos da fonte já pronta e finalizada;

o Foto dos membros da equipe com o professor orientador;

o Lista de componentes utilizados, quantidade e preço pago por cada um deles;

Uma cópia colorida da monografia deverá ser entregue ao professor no final.

Alunos que fizerem um vídeo e o postarem no Youtube/Vimeo, explicando o funcionamento da fonte e

mostrando-a, ganharão pontos que compensarão eventuais perdas.

http://gvensino.com.br/3353-instalacao-de-sistemas-eletronicos-fonte-regulada


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Aquisições Importantes

Lembre-se que, além dos componentes eletrônicos, a nossa fonte terá de estar em uma caixa. Queremos fazer um

trabalho profissional. Por isso, não basta adquirir os componentes eletrônicos. São necessários outros materiais. Vou

ajudar vocês com alguns que são essenciais:

Fusível e Porta Fusível

O fusível é indispensável para proteção da nossa fonte, especialmente proteção contra curto-circuito.

Abaixo veremos duas opções de montagem do fusível. Você deverá escolher uma delas, a seu critério.

OPÇÃO 1 – Porta fusível na carcaça

Figura 4 - Porta Fusível

O fusível será ligado ao primário do transformador. Considerando que a corrente máxima do secundário é 1A, pois

o nosso transformador é de 1A, qual é a corrente máxima do primário? A partir desse valor, que você deverá

calcular, irá determinar o fusível a ser usado no primário.

O porta fusível deverá estar acoplado à carcaça da fonte, de modo que quem for realizar a sua troca não precise abrir

a caixa da fonte.

OPÇÃO 2 – Porta fusível PCI na placa

Figura 5 - Porta Fusível para ser soldado na placa PCI

No caso da opção 2, o porta fusível será soldado junto a placa. Nesse caso, poderá ser ligado tanto no primário

quanto no secundário do transformador, escolhendo-se o valor de corrente mais adequado para proteção do

circuito.


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Quanto ao Fusível em si

Quanto ao fusível, o tamanho recomendado é 5x20. O modelo é Fusível de Vidro. Dica: Compre vários, pois o

fusível é feito para queimar!

Figura 6 - Fusível de Vidro 5x20

Borne de Encaixe

Os bornes de encaixe serão o meio pelo qual ligaremos nossa placa PCI ao mundo exterior. Serão nesses bornes que

o sinal virá do transformador; também serão através deles que o sinal sairá da placa, indo até os plugs de saída.

Portanto, a correta escolha dos bornes é muito importante.

Os bornes que vamos pegar são do modelo KRF-128 ou KF-128, de 2 ou 3 terminais/conexões (podendo haver de

mais conexões também).

Figura 7 - Borne de Encaixe de 3 terminais


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Figura 8 - Bornes de Encaixe em Azul. João Alexandre da Silveira, Revista do Arduino. Retirado da Internet

Suporte para LED

Caso você queira usar um LED externo para indicar que a fonte está ligada, é indicado o uso de um suporte para

prender esse LED. O suporte deve ser do mesmo tamanho do LED – os LEDs mais comuns são os de 5mm.


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Chave Seletora HH 127V/220V

Você deverá acoplar à sua fonte uma chave seletora 127V/220V, para que o usuário possa trabalhar com as duas

tensões de entrada.

Exemplo: http://www.eletrodex.com.br/chave-hh-6t-180-ss22k15-g7-c-marcac-o-127-220-c-rosca-c-haste.html

Chave Gangorra (ou similar) para ligar/desligar a fonte

Claro que nossa fonte terá de ter uma chave para ligar ou desligar. Uma chave gangorra é o ideal para isso. Modelos

com lâmpadas neon são mais bonitos e custam pouca coisa mais caro e são uma boa pedida.

http://www.eletrodex.com.br/chave-hh-6t-180-ss22k15-g7-c-marcac-o-127-220-c-rosca-c-haste.html


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Borne para Pino Banana

A saída de nossa fonte deverá ser feita com Borne para Pino Banana, de tamanho médio (também conhecido como

Modelo 170). Cor Vermelha para saídas positivas/negativas e Preta para Terra(GND).

Cabo ou Tomada de Força

Existem duas opções para tomada de força em nosso projeto.

OPÇÃO 1 – Tomada + Cabo de Força Tripolar

A maior vantagem, nessa opção, é que pode-se escolher uma tomada que já contenha um porta-fusível, eliminando-

o. Bem como a maior segurança na operação do equipamento, uma vez que o cabo de força não precisará ficar

conectado o tempo inteiro na fonte.

Figura 9 - Cabo de força tripolar e Tomada Tripolar com Porta-Fusível


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OPÇÃO 2 – Cabo de Força Rabicho 3 pinos

A desvantagem do cabo Rabicho é que deverá ser usado junto com o porta-fusível. Em compensação, uma

vantagem pode ser que a caixa não precisará ser cortada para encaixar a tomada. Veja exatamente o tipo de caixa que

vocês vão usar e escolha a opção que mais lhe agrada.

Broca para Circuito Impresso

Cada dupla deverá usar a sua própria Broca de Aço Rápido para perfurar a placa de circuito impresso (PCI). A broca

deve ser de tamanho 1mm (modelo SM32M 1000100), que pode ser encontrada em:

http://www.eletrodex.com.br/brocas-para-circuito-impresso.html

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