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Este projeto consiste em construir uma fonte de tensão regulável de 3V a 12V com capacidade de 100mA.

Projeto Fonte de Tensão

Projeto da disciplina Elêtronica para Computação (SSC0180-2020101) 2020, USP São Carlos. O projeto consiste no desenvolvimento e simulação de uma fonte de tensão que converta a corrente alternada da tomada de tensão 110V ou de 220V para uma tensão ajustável de 3V a 12V de corrente contínua com capacidade de 100mA.

Simulação da fonte no Falstad

• Diagrama

• Componentes utilizados

  • Capacitor: Estabilização da tensão no circuito por meio do armazenamento de quantidades de energia.

  • Ponte de Diodos: Aproveitar os dois ciclos da tensão (Ajuda na transformação da corrente alternada vinda da tomada em corrente contínua no circuito).

  • Diodo Zener: Limitar a tensão que passa pelo circuito, estabelecendo uma tensão limite.

  • Potênciometro: Resistor em que é possível ajustar sua resistência.

  • Resistor: Limitar a corrente elétrica em um circuito.

  • Switch: Permitir a passagem de corrente elétrica para o circuito, funcionando como uma chave de liga e desliga.

  • Transistor NPN: Regula a corrente de coletor a partir da corrente de base, na qual a corrente de coletor é 100x a corrente de base.

  • Transformador: Converter a Tensão de 110V ou de 220V da tomada para 20V no circuito.

• Preços e especificações

Nome	Especificações	Preço(unidade)	Quantidade
Capacitor	470µF / 25V	0.33 R$	1
Ponte de Diodo 2W10	1000V / 2A	0.90 R$	1
Diodo Zener	13V / 0.1A	1.06 R$	1
Potênciometro	1KΩ / 0.2W	1.23 R$	1
Resistor	390Ω / 0.25W	0.12 R$	1
Resistor	470Ω / 0.25W	0.86 R$	1
Switch	250V / 6A	8.90 R$	1
Transistor NPN 2n2222a	60V / 0.8A	0.60 R$	1
Transformador	(110V / 220V) / 1.2A / 12V + 12V	35.00 R$	1

Custo Total: 49.00 R$.

• Justificativa para escolha dos componentes

  • Transformador: Suporta uma corrente de 1.2A, e a corrente mínima que deve suportar no circuito é de aproximadamente 420mA.

  • Ponte de Diodos 2W10: Aguenta uma tensão de até 1000 V e bloqueia uma corrente de até 2 Amperes.

  • Capacitor de 470µF: Aguenta uma tensão de até 25V, sendo que a tensão máxima nessa parte do circuito é de aproximadamente 21V.

  • Resistor de 470Ω: Limita a corrente que passa pelo diodo zener. Aguenta uma potência de até 0.25W, sendo o mínimo necessário de aproximadamente 0.13W.

  • Resistor de 390Ω: Limitar a tensão da saída em no mínimo 3V, podendo assim colocar o potênciometro em resitência máxima. Aguenta uma potência de 0.25W, sendo o mínimo necessário aproximadamente 0.12W.

  • Diodo Zener 13V: Limita a tensão em 13V. Dessa forma, como ao passar pelo transistor há uma perda de 0.7V a saída terá uma tensão de no máximo 12.3V. Assim, para a saída ter exatos 12V, o potênciometro não necessita ser colocado em sua mínima resistência.

  • Transistor NPN: Aguenta 60V de tensão e suporta 800mA de corrente, sendo que a corrente máxima que passará por ele é de 100mA.

  • Potênciometro de 1KΩ: Suporta uma potência de 0.20W, e no circuito tem que suportar 0.13W. Regula a corrente que vai para a base do transistor NPN, permitindo que na saída tenha uma variação de 3V ~ 12V e 24.5mA ~ 100mA.

• Link para o circuito no falstad

  http://tinyurl.com/yboz8xpa

• Link para o vídeo explicativo:

  https://www.youtube.com/watch?v=hgTtiHER5eE&feature=youtu.be

Projeto do Esquemático e do PCB no EAGLE

• Esquemático

  

• PCB

  

Modificações do circuito após reunião com o professor

O professor Eduardo Simões recomendou aumentar a resistência dos resistores e do potênciometro para diminuir o desperdício de corrente, a qual passa pelo diodo zener e pelo potênciometro. Após os ajustes foram verificadas as seguintes alterações:

- Resistor: 390Ω -> 2.2kΩ.
- Resistor: 470Ω -> 1kΩ.
- Potênciometro: 1kΩ -> 5kΩ.

Por meio dessas alterações haverá menos desperdício de corrente no circuito e os valores de saída da fonte não sofrerão desvios consideráveis ou que comprometam o objetivo do trabalho. Junto a isso, o preço dos novos componentes se assemelham com o preço dos componentes do projeto original e, portanto, o projeto, após as moficações, não sofrerá aumento no custo de produção.

• Link para o circuito no falstad após modificações recomendadas

  http://tinyurl.com/y8upkvnn

• Diagrama após modificações recomendadas

• Preços e especificações após modificações recomendadas

Nome	Especificações	Preço(unidade)	Quantidade
Resistor	2.2kΩ / 0.25W	0.08 R$	1
Resistor	1kΩ / 0.25W	0.08 R$	1
Potênciometro	5kΩ / 0.20W	1.09 R$	1

Preço Total após modificações: 48.04 R$.

Participantes

• João Antônio Misson Milhorim. Número USP: 18834331.
• João Victor Sene Araújo. Número USP: 11796382.
• Vitor Caetano Brustolin. Número USP: 11795589. Github: https://github.com/VitorBrust1