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Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Goiás CIRCUITO ALARME MINIATURA Stenio Rodrigues Vieira Thaysa Ferreira Silva Dezembro/2014 Jataí-Go Fonte Linear Calculando os estágios de uma fonte de tensão linear: Bloco 1 – Transformador Vamos utilizar um transformador rebaixador com estimativa de carga de: P = V×I P = 12 × 0,2 P = 2,4 VA (Potência Instalada Máxima) V1×I1=V2×I2 220×I1 = 12×0,2 I1= (12×0,2)/(220) I1=10,9mA V1/V2 = Fusível no primário. Para o fusível foi escolhido o valor de 250mA que é o valor mais próximo comercialmente encontrado. De acordo com esses cálculos concluímos que o transformador ideal seria um transformador rebaixador 220/12 + 12×0,2 A. Bloco 2 – Retificação Os diodos da ponte retificadora serão dimensionados em função da corrente da carga, considerando IF e VF. IF maior ou igual Icarga. Icarga = 0,2A 1A ≥ 0,2A Ifdiodo = 1A VRdiodo = 1000V VR ≥ Vponte Vponte = 12xV 1000V ≥ 16,97V Bloco 3 – Filtro à capacitor de entrada C1 = (2,4 × Icc)/ (r × Vcc) (m) C1 = (2,4 × 0,2)/(0,05 × 12) C1 = 0,8 mF = 800 µF/25V O valor comercial mais próximo é de 1000 µF. C2 Configurado como filtro de alta frequência, o valor estipulado varia na faixa de 330 nF a 1µF, o escolhido foi de 1µF. Bloco 4 – Regulador de tensão Tensão de saída Vo= 7,5V Diodo zener deve ser escolhido por Vz = Vo + VBE = 7,5 + 0,7= 8,2 V Dimensionar R1 R1 é dimensionado através da corrente Iz Iz = (Izmin + Izmáx)/ 2 Iz = (3,1m + 31m)/2 Iz = 17,05 mA R1 = (16,692 – 8,2)/17,05m R1 = 498,06 O valor comercial mais próximo é o de 560 Ω. Especificação/Escolha do transistor de potência Ic ≥ 4×Icarga Ic ≥ 4 × 0,2 Ic ≥ 0,8 Então o transistor deve suportar uma corrente maior que 0,8 A em seu coletor. A tensão VCE do transistor deve ser maior que a tensão de pico do secundário do transformador. VCE ≥ 17,12 Escolhemos o TIP 31, com VCE = 40V e Ic = 5A. Bloco 5 – Filtro a capacitor de saída C3 = 0,5 C1 C3 = 0,5 × 1000µF C3 = 500 µF / 25V C4 = 0,5 C2 C4 = 500nF O valor comercial mais próximo que usaremos será de 470nF/25V Bloco 6 – Led de sinalização Dimensionar R2 R2 é dimensionado através da corrente Iled R2 = (7,5 – 0,7)/ (0,09) R2 = 566,66 Ω O valor comercial mais próximo é o de 560 Ω. Circuito de Alarme Miniatura Apesar de ser um circuito de alarme compacto, possui alta eficácia. Consumo de energia pequeno e tem pequena dimensão. Possui duas zonas de disparos diferentes, uma notificando a abertura de uma janela e a outra notificando a abertura de uma porta. A campainha é comum, mas existe um Led para cada zona. Usamos uma chave normal fechada como sensor para esse alarme. O circuito consiste em duas chaves de transistores idênticos. Cada um tem seu próprio alarme Led e estão acoplados a uma campainha de som bem estridente. Os dois capacitores de 100nF serão incluídos para certificar que não haverá interferência de ruído proveniente do sensor do alarme. Utilizamos dois transistores NPN BC548. Como o circuito possui duas chaves transistorizadas iguais vamos analisar apenas uma chave, pois a mesma análise pode ser aplicada à outra chave. Dimensionamento do transistor BC548 Para determinar qual transistor será utilizado, serão observados dois parâmetros no datasheet: Ic e VCEO VCEO = 30V Ic = 200 mA Vc = 7,5V (fonte) VCEO ≥ Vc 30 > 7,5 Ic = 4 × Icarga Icarga máx = 10 mA Ic = 4 × 10m = 40 mA 200mA > 40 mA Led + Buzzer = 10mA + 20mA = 30 mA Logo o transistor atende todas as condições de uso. Dimensionamento do RB Considerando como chave (β=10) IB = Ic/β IB = 60m/10 = 6mA RB = (7,5 – 0,7)/(6m) = 1133Ω O valor comercial mais próximo usado 1,2 KΩ/ 1/8w Sabe-se que o buzzer precisa de uma tensão de excitação de 5V, esse buzzer está serie com o Q2. Logo (7,5-0,7)v =6,8v tensão suficiente para atender a demanda do buzzer. Dimensionamento do resistor do Led (R5) Resistor R5 em serie com Led D11 com o Q2. Logo LKT nesse circuito. 7,5 +R5xIled - 2 – 0,7= Iled = 8,9mA R5 = 4,8/ 8,9m R5 = 540 Ω O valor comercial mais próximo e por conveniência usado foi 560Ω. Os mesmos cálculos para dimensionar os resistores de base e de led são validos para os demais sensores. Segue abaixo diagrama da fonte e do alarme. Figura 1: Diagrama elétrico
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