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Repositório utilizado para guardar trabalhos realizados na disciplina de Eletrônica

Trabalho 1 - Fonte de Tensão Ajustável

Projeto realizado para a disciplina '[SSC0180] – Eletrônica para Computação', ministrada pelo professor Eduardo do Valle Simões. Neste projeto, busca-se projetar uma fonte de tensão ajustável entre 3v e 12v, com uma corrente de 100mA.

Integrantes - Grupo 17

Nome N°USP
Bruna Izabel da Silva Pereira 15635441
Camilli Gabrielli Ramos Muniz 15635722
Laura Fernandes Camargos 13692334
Sandy da Costa Dutra 12544570

Objetivo

Projetar e montar uma fonte de tensão ajustável (corrente contínua) entre 3v e 12v, com capacidade de 100mA. Ela deve ser capaz de receber uma corrente alternada de tensão eficaz de 127v e fornecer uma corrente contínua.

Diagrama da Fonte

Diagrama da fonte no software Falstad

Link para o circuito no Falstad

Escolha de Componentes

Quantidade Componente Especificações Valor
1 Protoboard BB-01 400P R$21,70
10 Diodo Retificador Ponte de Diodo 1N4007 R$2,00
1 Capacitor 470µF, 35V R$2,80
1 LED Vermelho 5mm R$0,50
1 Diodo Zener 1N4743 13V, 1W R$0,50
1 Potenciômetro 1W B5K B-16 R$7,00
10 Resistor CR25 100 100Ω R$0,70
10 Resistor CR25 820 820Ω R$0,70
10 Resistor CR25 1k 1000Ω R$0,70
10 Resistor CR25 1.8k 1800Ω R$0,70
1 Transistor 2N3904 60V, 0,2A 0,650W R$1,60
Total R$38,90

Transformador

  • O transformador é o componente responsável por abaixar a tensão da tomada (110 V) para uma tensão mais próxima da que será trabalhada (3-12V). O transformador, emprestado pelo professor Simões, leva 110V para 24.2V.

Ponte de Diodos

  • Os diodos são usados para formar a ponte retificadora. Essa ponte é responsável por proporcionar o maior aproveitamento da energia, abastecendo o circito com a corrente em ambos os ciclos da corrente alternada. Sua função é garantir que a corrente apenas flua em um sentido. Ela segue sendo alternada, porém não "desce" abaixo do "zero".
  • No gráfico, ela funciona como se fosse um módulo. Ou seja, quando aplicada em uma corrente alternada (senoide), ela "joga" os pontos "negativos" para o 'positivo'.

Capacitor

  • O capacitor serve para armazenar temporariamente uma certa carga durante um período crescente da tensão e descarrega no período subsequente. Além disso, é responsável por carregar o sistema quando a tensão (vinda da ponde de diodos) está em declínio, estabilizando a tensão que vai para o restante do circuito e criando o "ripple". O capacitor escolhido é um de 470uF, para criar um ripple de até 10%, como foi exigido pelo professor na especificação do trabalho.

Zener

  • Serve para "filtrar" o excesso de corrente. Escolhe-se um valor abaixo da tensão mínima para assim eliminar ou mitigar o ripple - isto é, tornar a corrente de fato contínua.
  • O Zener é usado como limitador de tensão no circuito. O diodo escolhido tem tensão de regulação de 13V, ou seja, ele limita a tensão na saida dele em 13V constantes. Ele será usado para causar uma tensão de referência para o transistor.

Led

  • Apenas serve para indicar a passagem de corrente para o usuário. Se trata de um componente facultativo.

Potenciômetro

  • Serve para regular a voltagem que passará pelo transistor. Dessa forma, é possível ajustar a tensão de acordo com o dispositivo conectado (entre 3v e 12v).
  • O potenciômetro recebe a corrente em paralelo com o diodo Zener, e portanto tem potencial fixo em aprimadamente 13V (ocorre uma pequena queda do potencial devido as conexões do componente no resto do circuito). Assim, ele controla a tensão mínima (~3V) e máxima (~12V) que vai para o transistor de controle.

Resistores

  • Servem para limitar a quantidade de corrente que passam pelo circuito.

Transistor

  • Serve para ajustar a corrente que será alimentada ao dispositivo. Ele aplifica a corrente sem exigir que uma grande corrente passe pelo resistor ligado ao Zener.
  • Como é possível ter um resistor grande o suficiente para evitar que o Zener queime e pequeno o bastante para alimentar o dispositivo com a corrente necessária? > Utilize um transistor NPN!
  • Um "defeito" natural desse tipo de transistor é que ele não pode passar mais tensão do que a tensão da base - 0.7. Porém, nesse caso, isso é uma vantagem, pois mesmo com uma corrente muito pequena, a base do transistor será capaz de estabelecer uma tensão máxima.
  • Utilizando a corrente que passa pela base como referência, ele amplifica essa em 100 vezes. No pior caso (12V) ele recebe 1mA na base, e emite 100mA pelo emissor.

Projeto Esquemático do PCB no Software Eagle

Esquema do Eagle

Esquema do Eagle