Relatorio Projeto de fonte IFSP Registro

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Introdução 
A fonte de tensão contínua é um dispositivo eletrônico que fornece um valor 
determinado de tensão a carga na qual for ligada. Uma fonte de tensão é constituída 
basicamente de quatro partes: a parte transformadora, o retificador, o filtro capacitivo e 
o regulador de tensão. 
A parte abaixadora de tensão é constituída, basicamente, por um transformador que tem 
como função, neste caso, reduzir a tensão alternada (CA) que chegará à parte 
retificadora. Essa transformação é de acordo com a relação de espiras entre a parte 
primária e secundária. 
 
Figura 1: Transformador 
Ao sair do transformador, a tensão segue para a parte retificadora do circuito. O 
retificador é constituído por quatro diodos em uma configuração que se assemelha a 
Ponte de Wheatstone. Atualmente, a indústria eletroeletrônica produz um único 
componente que contém a mesma configuração de quatro diodos em ponte, 
simplificando assim a construção de circuitos e reduzindo a quantidade de componentes 
a serem utilizados. Ao passar pela ponte de diodo, a tensão é retificada em onda 
completa. 
 
Figura 2: Ponte Retificadora 
A tensão retificada segue para o filtro capacitivo que elimina variações bruscas na 
carga, produzindo uma tensão contínua (CC). Apesar da utilização desse filtro, o sinal 
de tensão ainda apresenta algumas pequenas ondulações/ruídos (ripple). Para obtenção 
de um sinal mais contínuo, emprega-se outro filtro capacitivo. 
A parte reguladora de tensão é formada basicamente por um circuito integrado (CI) e o 
circuito que o acompanha. Os CIs reguladores contem os circuitos de fonte de 
referência, o amplificador comparador, o dispositivo de controle e a proteção contra 
sobrecarga, tudo dentro de um único encapsulamento. Apesar da diferença física, os CIs 
reguladores de tensão apresentam o mesmo funcionamento dos circuitos reguladores 
discretos. As unidades de CI podem oferecer regulação para uma tensão positiva fixa, 
tensão negativa fixa ou tensão ajustável. 
 
Figura 3: CI LM317, regulador de tensão ajustável. 
As fontes de tensão estão presentes em todos os equipamentos eletrônicos, por exemplo, 
em televisores, computadores, circuitos carregadores de bateria e outros, e seu uso é 
indispensável no cenário atual. 
Objetivos 
Projetar uma fonte de tensão regulável CC de 1,5V~12V em uma placa de circuito 
impresso. 
Essa fonte deve conseguir estabilizar 12V~100mA na saída quando for exigido. 
 
 
 
Materiais Utilizados 
1 Transformador 110/220Vac - 9v+9v 1A 
1 Ponte de diodos retificadores 1,2A 
1 Fusível 1A 
2 Resistores 1k2Ω - 1W 
1 LED 10mm Azul 1,5V 20mA 
1 Capacitor 4400 µF- 50V 
1 Capacitor 1 µF - 50 
1 Capacitor cerâmico 0.1 µF - 35V 
1 Potenciômetro rotativo 10kΩ 
1 Circuito integrado LM317T 1,5A - 1,2V~37V 
1 Placa de circuito 
Perclorato de Ferro 
1 Caixa de madeira 
2 Bornes para circuito impresso 
 
POCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Testou-se o projeto criado, no software multisim (como mostra a figura abaixo) e 
constatou-se que ele funcionava de maneira correta. 
 
 
 
Para verificar o funcionamento do circuito de forma prática, testou-se no protoboard 
antes do o procedimento final (montagem na placa de circuito impresso). 
 
Como era esperado, a fonte funcionou perfeitamente no protoboard. Assim, iniciou-se a 
montagem na placa de circuito impresso. 
 
Primeiramente marcamos a trilha do circuito (trilha feita de cobre, por onde passa a 
corrente elétrica) com uma caneta adequada e com o ácido Perclorato de Ferro 
corroemos a parte que não nos interessava. 
 
Utilizou-se um furador de placa para furar nos locais desejados e em seguida colocou-se 
cada componente em seu respectivo lugar. Após isso, cada componente foi soldado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Por fim, fixou-se a placa juntamente com o transformador dentro de uma caixa de 
madeira e realizaram-se todos os testes. 
 
 
Projeto: 
 
 
 
 
-Funcionamento básico: o valor da tensão que é aplicada no primário do transformador 
é abaixado de acordo com a relação de espiras do mesmo. Posteriormente ele é 
retificado ao passar pela ponte. Este sinal retificado apresenta muitas oscilações, por 
isso utiliza-se um filtro para que esse sinal seja purificado. Por último emprega-se um 
Circuito Integrado (CI) para proporcionar a variação da tensão de saída. 
 
Transformador: 
 
Componente utilizado para abaixar a tensão de entrada de 127/220VAC para 18VAC. 
Logo a tensão máxima no secundário será de 18* = 25,46VAC. A corrente gerada 
pelo transformador utilizado é de no máximo 1A. Com um osciloscópio foi possível 
visualizar a forma da saída de onda no secundário do transformador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Observa-se que o valor máximo da tensão é de 15,6V; aproximadamente metade do 
valor máximo da saída, pois medimos em relação ao terra. 
 
 
Ponte retificadora: 
 
Componente cuja função é transformar o sinal alternado proveniente do transformador 
em um sinal contínuo que alimentará o circuito. Utilizou-se um Circuito Integrado (CI) 
que possui os quatro diodos internamente formando a ponte. Esse componente possui 
uma especificação indicando que a corrente máxima que ele suporta é de 1,2A. 
 
Com auxilio do osciloscópio visualizou-se a forma do sinal no retificador. 
 
 
O valor desse sinal de tensão é calculado por: 
Vcc = 2 VpL/π = 2*25,46/π= 16,21V 
Percebe-se que o valor do período diminui pela metade pela metade, consequentemente 
o valor da frequência dobra. Cálculo: 
f = 60 * 2 = 120Hz T = 1/120 =8,33ms 
 
Proteção 
 
 Com objetivo de proteger o circuito contra curtos circuitos empregou-se no projeto um 
fusível de 1A. Escolheu-se esse valor de corrente, pois é o valor equivalente a corrente 
máxima suportada pelo transformador, além do mais é um valor abaixo da corrente 
máxima da ponte retificadora (1,2A) e do LM317 (1,5 A), evitando-se a queima desses 
componentes. 
 
Filtro: 
 
Para atenuar essas ondulações utilizamos um filtro capacitivo, cujo valor é definido da 
seguinte forma: definimos um valor baixo de ondulação, escolheu-se 1,8 V; e aplica-se 
na formula: 
c = I/f*Vondulaçao ; onde I é a corrente máxima do circuito. 
c = 1/120*1,8 = 4629,63uF 
O valor padrão de capacitor mais próximo e que foi utilizado foi 4700uF. 
Logo na teoria o valor da tensão cc que alimenta o circuito é Vméd: 
Vmáx= 25,45V 
Vmín = 23,56V 
Vméd =[25,45 + 23,56] / 2 = 24,51V 
 
 
Circuito sinalizador: 
 
Esse resistor e o LED compõe a parte do circuito capaz de sinalizar se ele está 
energizado, pois quando o circuito recebe alimentação o LED acende. 
Cálculo do resistor que limita a corrente e tensão no LED: 
Valor padrão de tensão no LED = 1,5V 
Valor padrão de corrente no LED = 20mA 
Rled = [25,45 -1,5]/20mA = 1197,5Ω ; valor padrão mais próximo 1,2KΩ 
 
Regulador de tensão 
 
Para executar a função de regular a tensão na saída do circuito utilizou-se o CI 
LM317T. Este componente trabalha com no máximo 1,5A e a faixa de tensão que pode 
ser variada na saída é de 1,2V à 37V. Essa faixa de tensão é definida pelos valores do 
resistor de realimentação e do potenciômetro. Na teoria definimos o valor do 
potenciômetro sendo 10KΩ, desejando-se que na saída seja de no máximo 12V; assim o 
valor do resistor é calculado por: 
 
Onde: R2 – potenciômetro; 
 IADJ – corrente de ajuste, cujo valor típico encontrado no data sheet é de 50uA; 
Logo temos: 
12 = 1,25* (1 + 10000/R1) + 50*10
-6
*10000 
[12-0,5] /1,25 = 1 + 10000/R1 
10000/[9,2 -1] =R1 
R1 = 1219,51Ω; valor padrão mais próximo 1,2KΩ. 
Entretanto na prática a tensão circuito funciona variando a tensão numa faixa de 
aproximadamente 2V a 14V. 
 
Considerações finais 
A partir da execução desse projeto foi possível observar as diferenças entre a teoria e a 
prática, já que existe uma margem de erro em cada componente, variando os resultados 
finais. Fato que ocorreu com a faixa de tensão regulável, prestou-se a fonte para que 
essa faixa fosse de 1,5V á 12V, entanto na prática o circuito possui uma saída variando 
aproximadamente de 2 á 14V. 
 Com a confecção deste trabalho adquiriu-se vários conhecimentos, pois houve a 
necessidade de realizar pesquisas, como: o modo de corrosão da placa e a construção 
das trilhas na mesma, o uso da solda e o uso do CI regulador de tensão. Entretanto, 
foram cometidos erros como para furar a placa, pois não possuíamos o furador e 
realizamos os furos com uma furadeira e uma broca de tamanho inadequado, o que 
dificultou a soldagem, sendo necessário construir uma nova placa. 
Portanto aprendeu-se muito no desenvolvimento desse projeto, tanto sobre a construção 
prática de circuitos eletrônicos quanto sobre a matéria teórica de eletrônica analógica.