Programação de Atividades

Início do novo semestre

     Estamos iniciando um novo semestre e com ele novas ideias e propostas para o Projeto Integrador irão surgir.

     Vamos aguardar as definições por parte da equipe desenvolvedora do projeto e o repasse das informações.

     Até breve!

Apresentação final

          Após algumas semanas de muito trabalho e dedicação, apresentamos o resultado final do nosso projeto integrador:

     No primeiro teste, demonstramos que, com uma pequena rotação do motor/gerador, é fornecida ao sistema uma tensão próxima de 0,5v (medida em bancada) mas que, ao alimentar o "ladrão de Joule", esta tensão é elevada, sendo possível alimentar 2 LEDs de alto brilho. Os LEDs necessitam de 2,5v para seu funcionamento mas, com o circuito apresentado, a pequena geração é suficiente para fazê-los brilhar.
   
     No segundo teste, demonstramos que, conforme aumentamos a rotação do motor/gerador, nosso medidor de tensão em barra de LEDs nos informa o nível de tensão gerado. Quanto maior o nível de tensão, maior a quantidade de LEDs acesos.
   
     A princípio, os circuitos parecem simples mas demonstram os princípios fundamentais de eletromagnetismo e uso de CIs para medição.

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)