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quinta-feira, 28 de abril de 2016

Projeto de automatização de reservatório

 Olá pessoal, desenvolvi esse projeto, me baseando em algumas idéias que vi na net, ele tem módulos simples, que ainda podem ser agregados sensores e um sistema de comunicação e comando via bluetooth.
 A primeira sugestiva é utilizar uma fonte linear ajustável, como divulgada num artigo anterior, como observado abaixo:
Fontes:
 Como comentado antes, essa fonte possui tensão regulada na saída e proteção contra curto circuito, muito adequado para proteger o sistema e fornecer um nível satisfatório de voltagem, que satisfaz a condição de operação. É recomendado usar a configuração sugerida, para ajustar a tensão em função de perdas. Teremos assim melhor estabilidade funcional,compensando a distância da caixa ou reservatório, da unidade de comando e sensoramento.
Recomendo montarem a fonte em caixa de alumínio, com aterramento de caixa e com fixação do TIP31, obedecendo a isolação do mesmo e usando a caixa como meio de dissipação, já que a fonte linear é de 1A, observem figura ao lado. Vejam os detalhes dos componentes, em especial, a disposição do trafo e circuito de filtragem e proteção. A fonte tem corrente suficiente para alimentar os sensores e circuitos lógicos, fica sugerido usar fiação até uma distância de 30 metros, acima disso será necessário otimizar e usar bluetooth ou criar um link de rádio para efetuar comando e receber informações dos sensores. Maiores detalhes, consultem o artigo publicado sobre fontes de tensão: http://gurueletronico.blogspot.com.br/2012/10/fontes-praticas-pro-dia-dia.html

Lista de materiais:
Conector AC, padrão fonte ATX de PC, tri-way.
 C1, C2 - Capacitor cerâmico ou poliéster de 150nF/250V.
 C3 - Capacitor eletrolítico polarizado de 47uF/25V.
 C4 - Capacitor de 100nF/250V, cerâmico ou poliéster.
 C5 - Capacitor eletrolítico polarizado de 47uF/25V.
 D1, D2 - Diodo retificador 1N4004.
 D3 - Diodo zener de 13V/1W.
 F1 - Fusível de 0,1A/250V.
 L1, L2 - Indutâncias, ver figuras.
 Led1 - Led vermelho padrão.
 Q1 - Transístor BC327 PNP.
 R1 - Varistor S20K250, ver figuras.
 R2 - Resistor de fio de 330 Ohm/1W.
 R3 - Resistor de 1k/1/8W.
 R4 - Potenciômetro de 10k linear.
 R5 - Resistor de fio de 0,4 Ohm/0,5W.
 T1 - Transístor TIP31, darlinton, NPN.
 T2 - Transístor 2N2222, NPN.
 S1 - Chave seletora de 3 posições, ver figuras.
 S2 - Chave liga-desliga, de 3 posições ver figuras.

 Módulo de controle:
 Nesse módulo, a ativação da bomba é efetuada quando o sensor sinalizar abaixo de 25% e a bomba é desligada ao atingir 100% do nível de reservatório, sendo assim otimizado o ciclo de uso da bomba d'água e  a energia consumida pelo circuito ao lado, observe.
  No circuito de controle só poderemos acionar a bomba, na falta de água em 25% e para ao atingir 100%, ou seja, é ativa acionando o gatilho do SCR BT151, pra falta de água e desativa na presença da água, em 100% do tanque, aplicando um pulso entre anodo e catodo . O SCR BT151, possui a característica de selo, é equivalente ao SCR TIC106 e tem um resultado semelhante a um comando elétrico feito num contator. A primeira vantagem é a simplicidade do circuito e a facilidade de usar sensores como bóias para integrar nele, a outra sugestiva são os reed-switch., tomando apenas o cuidado para inverter a lógica no sensor de 25%, sugiro usar bóias de água que tenham contatos NA (normalmente aberto), para o caso dos sensores de 50, 75 e 100%, o sensor de 25 % terá que ser uma bóia NA e NF (normalmente fechado), para o caso de controle do nível e acionamento da bomba de água.Confira o PCB do circuito acima, ao lado.
 Usei essa configuração pela simplicidade operacional e lógica, além de fornecer um controle seguro, pois a lógica anterior não garantia selamento para acionar a bomba de água e na mudança do nível lógico dos sensores, sendo que a lógica digital seria mais complexa e usaria mais componentes, encarecendo o projeto. No entanto, nada impede de estudar o caso e adaptar uma lógica digital para um controle aprimorado por computador ou CLP.
 Usei conectores de dois pontos, como o CONEC1 e 2, e o conector de 3 pontos, que é o CONEC3, o relé K1, é o G5LE, que é alimentado na bobina com 12VDC, 30mA, e a carga é de 220 VAC/10A.
 Pode ser acrescentado um circuito snubber, entre o anodo e catodo do BT151, realizarei teste e informarei aqui.
 Confiram o fotolito do Módulo de Controle:

 Lista de materiais:
 CONEC1,2- Conectores de 2 pontos, ver figuras e texto.
 CONEC3- Conector de 3 pontos, ver figuras e texto.
 D1- Diodo 1N4004, o 1N4148, também serve.
 K1- Relé tipo G5LE, 12VDC/220VAC/10A.
 R1- Resistor de 10k/1/8W.
 T1- Transistor NPN, BC547 ou 548.
 T2- SCR BT151.

 Módulo de Sensoramento:
  O sensoramento é feito pela comparação feita pelos amplificadores operacionais LM324, confira a figura ao lado.
 No sensoramento, podemos também sinalizar o nível de ocupação do tanque em 25, 50, 75 e 100%.
Imaginei uma estrutura que usa um cano de PVC, com as fiações emborrachadas, sendo descapadas apenas nos pontos de sensoramento.
Pode ser utilizado também um isopor e uma série de reed-sweetches acopladas no cano, internamente, com a mesma disposição da fiação.
Como sugestiva podemos usar outras configurações que serão postadas futuramente e que também servem como sensores. Os relés acionados podem ligar lâmpadas de sinalização ou circuitos com a mesma finalidade e alimentar o módulo lógico.
Analise a figura abaixo, na direita e verifiquem o lay-out de circuito impresso, observem que foi criado jumpers para otimizar o aproveitamento de face simples e melhorar os custos de produção da placa, ela também pode ser montada em placa universal, com wire-up.
 Fiz um lay-out o mais otimizado possível e com o melhor aproveitamento, a resistência dos fios sensores ficam entre 20 a 30 ohm numa instalação de até 30 m de distância do tanque à unidade de sensoramento e comutação lógica.
 Aqui também pode ser usado configurações de bluetooth para distâncias de até 100 metros, e usar um módulo de fonte para alimentar esses circuitos.
 Postarei mais pra frente um circuito alternativo com o LM 339.
 Simulei a eficácia desse circuito com o Multisim e respondeu satisfatoriamente.
 Na próxima figura temos o desenho do tanque e a sugestiva de instalação dos fios sensores no cano de 3/4 de polegadas de PVC.
 Não importa o tamanho do tanque , o que é relevante, é fazer a divisão como é sugerido na figura, e pode ser implementado o canos com os fios internos ou reed switches interligados e com um isopor com um imã pra marcar a passagem pelos reed-switches; posso usar também as bóias conforme sugeri acima.
 Pode ser utilizado qualquer líquido, além da água, desde que não sejam inflamáveis.
 O fotolito do Módulo de Sensoramento é apresentado abaixo:

 Lista de materiais:
 C1- Capacitor de 100nF/250Vac, de poliéster.
 D1 a D4- Diodo zener de 8,2Vdc/ de 0,4 a 1W.
 D5 a D8- Diodo retificador 1N4004, 1N4148 serve também.
 K1 a K4- Relé tipo G5LE, 12Vdc/110-220Vac, 10A.
 Led1 a Led4- Led vermelho, comum, médio.
 J1 a J4- Conector de 3 posições, ver figura.
 R1 a R4- Resistor de 3k9, 1/8W.
 T1 a T4- Transístor NPN, BC547 ou 548.
 X1 a X4- Conector de 2 pontos, ver figura;

 Estou pesquisando melhorias desse circuito e aceito sugestões, maiores detalhes, forneço os circuitos e usamos o fórum desse post.
 Abraços à todos! Bom Trabalho!

segunda-feira, 18 de abril de 2016

Protótipos de fontes e carregadores



Caríssimos, estou criando fontes variáveis simétricas, adaptando fontes chaveadas ATX e carregadores de 100mA de 1,2 a 9VDC.

As fontes plásticas, custam em média 150,00, as metálicas, cerca de 250,00 e as ATX, adaptadas, cerca de 200,00, maiores detalhes, pra adaptar ou montar equipamentos sob encomenda, contatem aqui no blog, conforme indicado.