APS 5 SEMESTRE FONTE 5V

Prévia do material em texto

Fonte Regulada – Tensão – 5V 
3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidade Paulista - UNIP 
Instituto de Ciencias Exata e Tecnologia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
NOME: JULIO YEE CHAN 
RA: 751784-0 
TURMA: TUTELADO 
TURNO: NOTURNO 
MATERIA: APS 5º SEMESTRE 
PROFESSOR: MARLIN P. MENEZES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SANTANA DE PARNAÍBA 
2020 
 
Fonte Regulada – Tensão – 5V 
4 
 
 
 
 
 
SUMARIO 
 
 
1. Introdução 05 
2. Objetivo 06 
3. Procedimentos Experimentas 07 
4. Lista de Materiais 07 
5. Formação 08 
6. Estágio de Formação 08 
7. Retificação e Filtragem 09 
8. Regulador de Tensão 10 
9. Sinalização 10 
10. Circuito 11 
11. Conclusão 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte Regulada – Tensão – 5V 
5 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
A fonte de Tensão Regulada é um circuito eletrônico projetada para proporcionar uma tensão 
continua pré determinada independente da corrente de saída, da temperatura ou de quaisquer 
variações da tensão da rede CA de alimentação de entrada. 
Ao se projetar fontes de alimentação deve se lembrar dos vários fatores características que 
englobam não só a utilização destas, mas também seu funcionamento. Como características de 
utilização, a fonte deve possuir: estabilidade, imunidade ao ruído, proteções etc. 
Em relação ao funcionamento deve se avaliar a dissipação de calor, espaço consumido, 
fornecimento de uma tensão continua sempre fixa para qualquer valor de carga que vai ser 
alimentada, entre outros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte Regulada – Tensão – 5V 
6 
 
 
OBJETIVO 
 
Elaborar uma fonte regulada de corrente contínua (DC) com base nas informações fornecidas e estudadas 
em sala de aula, sendo esta alimentada por uma tensão alternada (AC) de 127V / 220V, que forneça tensão 
para o nosso circuito, com saída de 5V. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte Regulada – Tensão – 5V 
7 
 
Procedimentos Experimentais 
 
Lista de Material: 
Quantidade Descrição 
01 Transformador 127 V – 220 V / 12 V - 2A 
01 Capacitores Eletrolítico 10�� − 35� 
01 Capacitores Eletrolítico 10�� − 50� 
01 Capacitores Eletrolítico 1000�� − 25� 
03 Conectores KRE – 3 polos 
01 Conectores KRE – 2 polos 
01 Placa de fenolite 100 mm x 200 mm 
01 Fusível 3AG – 1A 
04 Diodos 1N40007 
01 Regulador de Tensão CI 7905 
01 Dissipador de calor 
02 Diodo Led 5mm 
02 Resistor 1K ohm – ¼ Watt 5% 
01 Suporte tipo rosquear para fusível 
10 Terminal Tubular – 1mm 
01 Terminal Olhal – 1,5mm 
02 Parafuso cabeça chata 1/8” 
02 Porcas Cega – 1/8” 
02 Bornes Banana 4mm 
01 Chave HH 3 pinos p/ painel 110/220V 
01 Tomada de força tripolar Macho para Painel AS - 02 
01 Chave Gangorra KCD2 – 102N Vermelha c/ neon Liga/Desliga – 20A - 125VAC 
01 Suporte para Led – 5mm com rosca 
01 Espaçadores de plástico offwhite empurra trava para prendedores suporte PCB – 5mm 
01 Caixa Caixa de acrílico – 110x170x4mm 
04 Pé de Pé de borracha TMG96 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FORMAÇÃO 
Fonte Regulada – Tensão – 5V 
8 
 
 
Estágio de Transformação: 
 O estágio de transformação é responsável, nesse projeto, por diminuir a tensão alternada senoidal 
proveniente da rede (127 V), para um nível de tensão menor. Essa tensão, denominada tensão de entrada, é 
aplicada no enrolamento primário de um transformador, que tem por especificação fornecer em seu 
enrolamento secundário 12 V. A figura 1 apresentada a seguir, ilustra a simbologia do transformador. 
 
 
 
 
 
 Através de medições realizadas com o auxílio de um multímetro, contata-se a presença de 
aproximadamente 12,8 VEF entre os terminais do enrolamento secundário, representados na figura através 
das indicações S1 e S2. Com essa informação, é possível determinar a tensão máxima do secundário para 
esse transformador: 
�	
 =
��
�
√2
 → ��
� = �	
 ∙ √2 → ��
� = 12,8 � ∙ √2 → ��
� = 18,10 � 
 
 
 
 
Estágio de Retificação e Filtragem: 
 O estágio de retificação é responsável pela conversão da tensão alternada senoidal em tensão 
contínua. Para o projeto, essa retificação é realizada através de 4 diodos, caracterizando um retificador de 
onda completa em ponte, ou seja, um retificador que atua tanto no semiciclo positivo do sinal senoidal, quanto 
no negativo. A tensão gerada a partir desse estágio já é considerada uma tensão contínua, porém pulsante. A 
presença do capacitor C1 no circuito representa a filtragem dessa tensão tornando-a mais próxima possível 
de uma tensão contínua ideal, eliminando a componente AC do sinal. A figura 2 a seguir ilustra o estágio de 
retificação e filtragem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 
 
Figura 2 
Fonte Regulada – Tensão – 5V 
9 
 
 
 
 Na saída desse estágio, com o auxílio de um multímetro, foram medidos aproximadamente 15 VDC. 
Para o equacionamento dessa parte do circuito, é necessário conhecer a corrente da carga que poderá ser 
alimentada com essa fonte. Considerando a especificação do transformador, que pode fornecer 2A de 
corrente e estimando que a tensão de ondulação (VRIPPLE) deve ser de no máximo 10% da tensão máxima 
(VMAX), pode-se determinar o valor da tensão de saída desse estágio, bem como o capacitor ideal para 
manter essa ondulação dentro dos valores desejados. 
������	 =
��
�
10
 → ������	 =
18,10 �
10
 → ��
� = 1,81 � 
 
��� = ��
� −
������	
2
 → ��� = 18,10 � −
1,81 �
2
 → ��� = 17,195 � 
 
� =
���
 ∙ ������	
 → � =
2!
120 "# ∙ 1,81 �
 → � ≅ 1000�� 
 
 
 
 
Estágio Regulador de Tensão: 
 Através do regulador de tensão 7905, a tensão proveniente do estágio de retificação e filtragem é 
regulada para um nível de tensão DC de 5 V. A família de reguladores de tensão 79XX tem como 
especificação corrente máxima de saída de 1A e máxima tensão de entrada de 35 V. Os capacitores 
conectados na entrada e na saída do regulador permitem ao componente maior estabilidade em seu 
funcionamento. A figura 3 abaixo ilustra esse trecho do circuito. 
 
 
Fonte Regulada – Tensão – 5V 
10 
 
FIGURA 3 
Estágio de Sinalização: 
 O estágio de sinalização é composto por um led (diodo emissor de luz) vermelho. Para evitar danos ao 
componente, que tem por especificação tensão de 1,8 V com corrente máxima em torno dos 20 mA, um 
resistor de limitação de corrente está associado em série, podendo ser dimensionado por: 
%�	� =
��� − ��	�
��	�
 → %�	� =
5 � − 1,8 �
30&!
 → %�	� = 0.869Ω 
 Para o projeto um resistor de 
1k Ω foi utilizado. 
Para efeito de cálculos não é considerado o valor negativo proveniente do estágio regulador, bastando 
para o funcionamento a correta polarização do led. A figura 4 apresentada a seguir ilustra o estágio de 
sinalização. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A figura apresenta o circuito completo da fonte regulada com tensão de saída 5V. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4 
Fonte Regulada – Tensão – 5V 
11 
 
 
 
Conclusão 
 
Um circuito de fonte de alimentação converte energia, reduzindo a tensão de 127VCA/220VCA para 
12VCA.Os transformadores diminui a tensão, transforma a corrente alternada e isola o circuito 
primário do circuito secundário, os retificadores convertem a corrente alternada em corrente 
contínua, sendo filtrada através dos capacitores presentes no circuito. Com o CI 7905, acontece o 
processo de regulagem da tensão, logo após é filtrada pelo capacitor estabilizando a tensão, onde 
terá como saída 5V, sinalizada pelo led na saída. Uma fonte de alimentação regulada mantém sua 
tensão de saída num valorconstante até mesmo se a resistência de carga for alterada.