Marceneiros & Bricoleiros

Aproveitando o tempo parado pela Pandemia, fiz mais um projeto que sempre quis realizar, foram 3 dias de trabalho intensivo

A carga eletrônica tem varias utilidades na bancada, ela testa outras fontes de energia comprovando se existe queda de tensão ou corrente, tais como: fontes chaveadas, fontes com transformadores, bateria, pilhas, painéis solares, etc.

Podemos fazer analise de baterias verificando se não estão com defeito, por exemplo uma bateria de 12V no multímetro ela pode medir 12V, mas quando colocamos consumo ela arria como diz na gíria popular.

A carga eletrônica pode simular o consumo de 0A até o máximo que ela pode suportar, no caso da que projetei, ela simula uma carga de 0A a 50A, pelo ajuste do potenciômetro, que injeta um sinal na porta 3 do LM358N, a função do TL431 é gerar uma tensão estabilizada de referencia, então mesmo que oscile a tensão de alimentação do LM358N, ele sempre vai gerar uma saída precisa sem oscilação para o Mosfet IRFZ46N.


Material na grande maioria foi sucata, com exceção do medidor de voltagem e corrente, veio da China.

Comprei no comercio local o IRFZ46N, este não eu não tinha na sucatinha, valor R$ 3,50.

O medidor de temperatura é de gabinete de servidores velhos sucateados.

O Shunt de 100A desmontei de um testador de baterias queimado, nomeie ele de R9 cujo valor é de 0,1 Ohms.

A caixa é de uma fonte de computador queimada.

Iniciei os testes com o Shunt, uma lâmpada de carro, e 2 fontes, vi que funcionou perfeitamente para medir o consumo da lâmpada, mas como preciso controlar a carga, parti de uma alimentação de 12V usando uma velha fonte chaveada de câmara de 12V 500ma, e para alimentar os medidores usei um LM7805, não desenhei uma PCI, mas usei uma padrão, e desenvolvi o circuito que segue.

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Parabéns! Que bom que você está usando seu tempo com coisas úteis e se distraindo

Cecilia escreveu: ↑

Qui Mai 07, 2020 12:23 am

Parabéns! Que bom que você está usando seu tempo com coisas úteis e se distraindo

Obrigado Cecilia

Edu,

Gostei desse seu projeto. Parabéns

Além de tudo, muito bem acabado.

Nâo entendo de eletrônica, mas o "bicho" ficou muito bem acabado.
E pelos testes, funcionando a contento.
Parabéns!

janc escreveu: ↑

Qui Mai 07, 2020 8:37 pm

Nâo entendo de eletrônica, mas o "bicho" ficou muito bem acabado.
E pelos testes, funcionando a contento.
Parabéns!

Juarez,

Deixa eu tentar explicar fazendo uma comparação. Imagine você pedalando uma bicicleta ergométrica. Se ela não estiver com nenhuma carga aplicada (você está pedalando livre) você conseguirá pedalar com uma determinada velocidade. Ao ir aumentando a carga você ainda consegue manter a velocidade fazendo mais esforço. Aumentando a carga progressivamente chegará um momento em que você não terá mais força para manter a velocidade e começará a pedalar mais devagar, até chegar uma hora que você não conseguirá mais pedalar.

Uma fonte funciona mais ou menos da mesma maneira. Fontes são projetadas para fornecer energia elétrica. Quando medimos uma fonte "em aberto" (ou sem carga alguma) estamos medindo a voltagem fornecida por ela sem nada ligado (corrente nula). Um exemplo disso é colocar um voltímetro nos terminais de uma pilha. Isso é equivalente a medir a velocidade com que você consegue pedalar sem carga no volante (sem peso é fácil pedalar).

Essa medição "em aberto" não nos indica muita coisa (basicamente apenas se a fonte não está queimada), pois não sabemos quanto de energia elétrica essa fonte é capaz de fornecer. Para ter essa ideia é necessário solicitar essa fonte, ou seja, ligar alguma coisa nela e ver como ela se comporta em termos de tensão e corrente. A gente poderia ir ligando diversos equipamentos na fonte e fazer as medições, mas na prática fica meio difícil ficar ligando várias coisas na fonte que estamos analisando na bancada (de repente você vai precisar pegar o secador de cabelo da mulher para ver se a fonte "aguenta"). Para resolver isso o Edu fez esse aparelho que simula uma carga variável e dispõe de medidores de corrente e tensão. Então, variando a carga aplicada (assim como na bicicleta ergométrica) podemos ver como a fonte responde e traçar uma curva.

Não sei se fui claro na minha explicação, mas se ainda ficou alguma dúvida eu posso tentar explicar.

PC64 escreveu: ↑

Sex Mai 08, 2020 3:41 pm

...

Não sei se fui claro na minha explicação, mas se ainda ficou alguma dúvida eu posso tentar explicar.

Excelente explicação

Gostei da analogia com a bicicleta ergométrica

Boa montagem, Edu

Um acessório útil que é sempre deixado para depois...

Amigos estou recorrendo aos colegas que tenham conhecimento em eletrônica para me socorrer, eu quando tinha problemas não solucionáveis com meus circuitos eu recorria a um grande amigo que comentei a perda dele

O 1º circuito da 1ª msg neste tópico não funcionou, acredito que o LM431 estava com defeito e nesta pandemia com tudo fechado só tenho minha sucata a recorrer, então parti para um novo circuito, abaixei a tensão do operacional para 5V, por meio de um LM7805.

Descrição do que ocorre:

Fazendo as medições com multímetro no pino 5 entrada positiva do 2º operacional eu tenho todas as variações de conformidade com o potenciômetro, mas no pino 7 saída para o Gate do Mosfet a tensão fica saturada, no meu projeto original eu fiz os cálculos para usar o IRFZ44N, mas eu achei na única loja aberta em Rio Preto o IRFZ46N, mas isso não geraria alteração no circuito, e também a R9 de 1 Olms, eu medi o SHUNT e ele é de 0,5 Olms, essa diferença de resistência Ôhmica eu tiro no ajuste do medidor.

1º) Porque será que o pino 7 do LM358N fica saturado ?
2º) Se desligo o fio do Gate do IRFZ46N, que vem do pino 7 do CI. ele abre e fica com resistência infinita entre Dreno e Source, isso prova que está em bom estado ?

Segue esquema novo:
Clique na imagem para ampliar.

Segue os PDFs dos componentes:

IRFZ44N

Edu escreveu: ↑

Sex Mai 15, 2020 1:01 pm

Amigos estou recorrendo aos colegas que tenham conhecimento em eletrônica para me socorrer, eu quando tinha problemas não solucionáveis com meus circuitos eu recorria a um grande amigo que comentei a perda dele

O 1º circuito da 1ª msg neste tópico não funcionou, acredito que o LM431 estava com defeito e nesta pandemia com tudo fechado só tenho minha sucata a recorrer, então parti para um novo circuito, abaixei a tensão do operacional para 5V, por meio de um LM7805.

Descrição do que ocorre:

Fazendo as medições com multímetro no pino 5 entrada positiva do 2º operacional eu tenho todas as variações de conformidade com o potenciômetro, mas no pino 7 saída para o Gate do Mosfet a tensão fica saturada, no meu projeto original eu fiz os cálculos para usar o IRFZ44N, mas eu achei na única loja aberta em Rio Preto o IRFZ46N, mas isso não geraria alteração no circuito, e também a R9 de 1 Olms, eu medi o SHUNT e ele é de 0,5 Olms, essa diferença de resistência Ôhmica eu tiro no ajuste do medidor.

1º) Porque será que o pino 7 do LM358N fica saturado ?
2º) Se desligo o fio do Gate do IRFZ46N, que vem do pino 7 do CI. ele abre e fica com resistência infinita entre Dreno e Source, isso prova que está em bom estado ?

Segue esquema novo:

carga mosfet-CircuitoNovo.jpg

Clique na imagem para ampliar.

Boa tarde Edu

Parabéns pela iniciativa de fazer este tipo de equipamento que é muito útil para avaliação de fontes de alimentação.

Para permitir identificar com precisão o não funcionamento correto do circuito outras informações são necessárias, como por exemplo qual o valor da saturação do LM358N, qual o valor da tensão de teste e se os terras estão conectados.

Em relação a pergunta 1 o LM358N pode estar saturado pois não deve fornecer tensão suficiente para fazer o mosfet conduzir (baixo valor do Vgs). O IRFZ46N precisa de Vgs superior a Vgs(th) que é de 4V.

O teste do mosfet pode ser feito ligando o Gate diretamente no Terra (não deve conduzir) e diretamente em 12 V (deve saturar). Cuidado para não queimá-lo. Use um limitador de corrente externo para protegê-lo.

Uma pequena observação. Este circuito não vai conseguir absorver uma corrente de 50A de uma fonte de 50V, pois isto vai ter que dissipar uma potência de 2500W. Mesmo com refrigeração forçada o mosfet não vai suportar.

Espero ter esclarecido alguma dúvida.

Zardo

Zardo escreveu: ↑

Sex Mai 15, 2020 4:08 pm

...
Uma pequena observação. Este circuito não vai conseguir absorver uma corrente de 50A de uma fonte de 50V, pois isto vai ter que dissipar uma potência de 2500W. Mesmo com refrigeração forçada o mosfet não vai suportar.

Espero ter esclarecido alguma dúvida.

Zardo

Amigo Zardo obrigado pelas dicas, com relação as tensões que medirei acredito não passarão de 30V por 5A.

Eu verificando outros circuitos na NET verifiquei que o SHUNT de todos são de 1 Olms, então cassei aqui e encontrei vários valores de resistores de 15W, que coloquei em paralelo e deu um valor 1,07 Olms, que para mim tá dentro da tolerância que espero, mas apareceu outro inconveniente

Como o medidor é para 75mv com 100A no SHUNT, este novo valor de SHUNT de 1 Olms fez o mostrador de corrente mostrar 100A constante.

Então como o fio do sensor de corrente do medidor é o fio amarelo, vou colocar um trimpot de 10K em paralelo com o novo SHUNT de 1 Olms, e fazer a calibragem para dar um valor correto de leitura.

Segue o esquema que usarei no medidor:

Edu, sem querer ser intrusivo, coloco-me a disposição para orientá-lo a implementar este projeto.

Observe que para este tipo de aplicação o mosfet deverá estar polarizado na região de operação ôhmica. Nesta região ele não consegue conduzir 5A com Vds de 30V. Você terá que redefinir os objetivos.

No esquema anterior o ampop não consegue fornecer Vgs suficiente para fazer o mosfet conduzir. Uma opção é aumentar o valor da alimentação dele.

Neste último diagrama esquemático o mosfet está invertido, mas acredito ser apenas um engano no desenho

Sugiro que você faça uma abordagem sistemática, resolvendo um problema por vez. Quando identificar um problema repassar todas as condições de operação (valores de tensão e corrente medidos em diversos pontos estratégicos, assim como os equipamentos utilizados para realizar os testes ) para que possamos compreender o que está acontecendo no circuito.

Bom trabalho

Amigos devido as aulas online que tem me tomado certo tempo, parei por enquanto com este projeto, pretendo retornar logo.

Estou trabalhando mais em Home Office, que se estive lecionando em sala de aula.