Últimos ajustes!

     Estamos finalizando a montagem do nosso projeto e em breve estaremos apresentando a todos.

     Estes momentos finais de montagem e apresentação acabam tomando boa parte do nosso tempo, mas no fim, o resultado esperado é sempre gratificante!

     Aguardem!

Protótipos na bancada

          Antes da montagem final, realizamos a montagem dos protótipos em bancada, com o uso de placas protoboard.

Foto 1. Testes com o "ladrão de Joule".

          No nosso teste com o ladrão de Joule, injetamos uma tensão de 0,58v e conseguimos alimentar um led vermelho. Sem isto, o led só conseguiria acender com uma tensão de 2,5v, o que demonstra a eficiência do projeto.

Foto 2. Funcionamento do medidor de tensão com leds e ajuste.

          No nosso outro projeto, o medidor de tensão com leds, conseguimos monitorar um nível de tensão entre 2,5v e 3,8v, onde o ajuste pode ser executado com o uso de um potenciometro.

Medidor de tensão em forma de gráfico de barra (LED)

         Como complemento ao nosso projeto, desenvolveremos um medidor de tensão em forma de gráfico de barra com LEDs. O princípio é o seguinte: conforme o nível de tensão de entrada haverá a indicação deste em forma de LED, onde quando a tensão for baixa, acende um LED vermelho e conforme a tensão se eleva, acende outros LEDs, como amarelo e verde, onde indica um nível de tensão mais alto. Para isto, utilizaremos um CI driver de display LM3914, que excita os LEDs conforme a tensão aplicada.

            

          Cada LM3914 pode acionar 10 LEDs comuns, mas existe a possibilidade de se interligar dois ou mais desses CIs de modo a termos indicadores de 20, 30 ou 40 LEDs. Outra característica importante deste circuito integrado está no fato do acionamento dos LEDs não ser matricial, mas independente. Isso significa que podemos usar suas saídas para acionar outros tipos de cargas como transistores para excitar lâmpadas de maior potência e até mesmo SCRs e Triacs para cargas de potências muito altas, alimentadas pela rede de energia.

A alimentação deste circuito integrado pode ser feita com tensões a partir de 3 V o que o habilita a ser utilizado em aplicações alimentadas por pilhas ou baterias. São as seguintes as principais características que o fabricante destaca neste componente:

• Possibilidade de excitar LEDs, lâmpadas, LCDs e outros dispositivos indicadores;
• Operação tanto no modo ponto como barra móvel selecionada externamente;
• Expansível até mais de 100 saídas;
• Referência de tensão interna de 1,2 a 12 V;
• Opera com tensões a partir de 3 V;
• Admite sinais negativos de entrada;
• Corrente de saída programável entre 2 mA e 30 mA;
• Não há multiplexação das saídas;
• Pode interfacear diretamente circuitos TTL e CMOS.

Abaixo temos o datasheet do CI LM3914:

Figura 1: Invólucro DIL de 18 pinos, o mais comum para o circuito integrado LM3914.

Fonte: http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/748-conheca-o-lm3914-art087 (acesso em 11/05/2015).

         A versatilidade desse CI permite que recursos externos sejam adicionados a um projeto como, por exemplo, alarme sonoro, indicador piscante de final de escala, além de outros. Como cada saída tem regulagem de corrente, LEDs de cores diferentes (características elétricas diferentes) podem ser usados sem problemas. Além disso, as duas extremidades de referência de tensão interna são acessíveis externamente. 

O “Ladrão de Joule”

          O Ladrão de Joule é um dispositivo que eleva a tensão primária (entrada), fornecendo na saída uma tensão mais alta. Isto se deve pela utilização de um indutor (toróide) acoplado a um transistor, que é responsável pela oscilação da tensão e sua consequente elevação. O circuito funciona através da rápida oscilação no transistor.

Inicialmente a corrente começa a fluir através do resistor, enrolamento secundário do toróide e pela junção base-emissor, fazendo com que o transistor passe a conduzir a corrente de coletor através do enrolamento primário. Uma vez que os dois enrolamentos estão ligados em sentidos opostos, ocorre a indução de uma tensão no enrolamento secundário, que é positiva (devido à polaridade do enrolamento) polarizando o transistor (BC335). Esta polarização satura o transistor, transformando o coletor-emissor em uma espécie de chave fechada, deixando fluir a corrente do secundário do indutor para o LED, e reiniciando o processo. A seguir temos uma ilustração da forma de onda deste processo (Figura 1) e um exemplo de circuito que pode ser utilizado (Figura 2):

Figura 1: Forma de onda do Ladrão de Joule, que mostra um ciclo de trabalho de 30% a 40 kHz.

Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Joule_thief_waveform.jpg (acesso em 10/05/2015).

Figura 2: Exemplo de circuito “Ladrão de Joule”

Fonte:http://www.esd-talk.com/2011/09/joule-thief-o-ladrao-de-energia.html (acesso em 10/05/2015)

Dispositivos a serem desenvolvidos

Conforme já havíamos informado, nosso projeto sofreu alteração devida a sua complexidade de concepção, tanto elétrica como mecânica. Nosso foco ainda continuou na geração doméstica de energia, porém na análise de mercado nacional de fontes alternativas e na elaboração de um dispositivo para trabalhar com baixas tensões e sua medição.

         
     Um dos grandes problemas em se trabalhar com geração de energia é a forma como poderemos armazená-la. Basicamente, a utilização de sistemas ou bancos de baterias tem-se mostrado muito útil. Mas muitas baterias, mesmo não estando totalmente descarregadas, mas com sua carga em nível mais baixo, não são capazes de alimentar equipamentos que necessitam ter um nível de tensão não inferior a um determinado nível. Por exemplo, equipamentos que trabalham com 3v, pelo menos, podem não funcionar com tensões de 2,5v.

         Para estes casos, nossa equipe irá montar um dispositivo que seja capaz de aumentar esta tensão mais baixa a um nível que possa ser utilizado por um equipamento que antes não funcionaria com uma tensão menor. Este é o princípio do “Ladrão de Joule”. Além disso, vamos desenvolver um medidor de tensão com LEDs, onde o mesmo pode ser utilizado para monitorar o nível de carga de uma bateria. Aliado a isto, colocaremos um pequeno dínamo para que possamos verificar a tensão gerada pela transformação da energia mecânica (movimento) em energia elétrica. 

Microgeração distribuída

     Um dos grandes empecilhos para a geração doméstica de energia elétrica está vinculada a legislação do setor elétrico. Mas algumas mudanças foram iniciadas e esta realidade já começa a estar presente hoje:

     "A CPFL Paulista realizou sua primeira conexão de instalação de microgeração distribuída, na cidade de Ribeirão Preto (SP), em uma residência que optou por instalar placas de geração fotovoltaica solar. A partir de agosto, a energia gerada pela instalação, e que não for consumida no próprio local, passará a ser utilizada também no Sistema Interligado Nacional, ou seja, disponibilizada para outros clientes, gerando créditos de utilização de energia ao proprietário do sistema.

     A micro e minigeração distribuída foi regulamentada pela Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica) em abril de 2012 para vigência a partir de dezembro de 2012, por meio da Resolução Normativa nº 482/2012. Desde que a resolução entrou em vigor, as distribuidoras do Grupo CPFL Energia prepararam-se para receber os pedidos de instalação de micro ou minigeração distribuída.

     A CPFL Energia possui os medidores regulamentados de acordo com as regras da referida resolução da Aneel. Os aparelhos estão à disposição para atender os pedidos dos consumidores que fizerem a solicitação para a instalação desses sistemas de geração. As distribuidoras do Grupo também exigem a instalação de um inversor de frequência (aparelho que torna a energia gerada no painel fotovoltaico compatível com a rede elétrica e adiciona mais segurança ao sistema).

     Além da ligação realizada na cidade de Ribeirão Preto, as distribuidoras da área de concessão da CPFL Energia receberam outros 13 pedidos de ligação de micro e minigeração distribuída. Os projetos estão sendo analisados e validados pelas distribuidoras locais."

Fonte: http://www.cpfl.com.br/releases/Paginas/cpfl-paulista-realiza-primeira-ligacao-de-microgeracao-distribuida.aspx (acesso em 02/05/2015)