5) Conversor de Rede Ciano (fonte de painel)

Depois de seis longos meses coletando materiais e resolvendo problemas (como: ponte retificadora não funcionando com a tensão do meu transformador, ci regulador LM323 simplesmente não funcionando, tensão da fonte passando pelo wattímetro e voltando pelo transformador e queimando tudo, só para listar alguns) (e quase desistindo pelo menos duas vezes) apresento-lhes o incrível Conversor de Rede Ciano!!

Esse projeto nada mais é que uma grande fonte responsável por alimentar toda uma rede de outros projetos conectados através de cabos USB, que serão explorados mais para frente. Suas especificações são de 5V-3A, e possui um wattímetro acoplado, mostrando o consumo em watts na escala de até 20,00W. A estética é bastante trabalhada como é possível ver, com quatro LEDs RGB, um botão de comando e bases de acrílico, deixando o projeto excessivamente longo (e caro (e trabalhoso (e com fios para um caramba!)))

Sem mais delongas, a fim de explicar a estrutura elétrica de todas as ligações, aqui está um excelente esboço:

Toda a parte pré-transformador funciona para controlar a alimentação da bobina do relé através dos botões de comando (que são momentâneos). O circuito em azul é responsável por manter a alimentação caso o botão "I" seja pressionado, ou romper a alimentação caso o botão "O" seja pressionado. Observe que para fechar o circuito da alimentação da bobina existem dois caminhos: um dos próprios contatos do relé (em aberto) ou o botão NA ("I") (ambos em paralelo). Uma vez que pelo menos um deles esteja fechado, é estabelecida e mantida a alimentação da bobina. Apertando o botão "I" por uma fração de segundos já permite que a alimentação seja estabelecida e os contatos do relé mudem, fechando e travando o outro caminho para a alimentação que será mantida até que alguma outra parte do circuito se abra, o que ocorre com o botão "O", em série com a bobina. O circuito em amarelo serve apenas para indicar quando o Conversor estiver na tomada, através de um LED amarelo. Para efetivamente acender o LED na rede elétrica é necessário componentes auxiliares:

O circuito da fonte foi feito com o regulador LM317T, que possui a tensão de saída ajustável e capacidade de fornecer até 3A. O regulador LM323 aparentemente teria a mesma função, com saída já fixa em 5V e capacidade de 3A, porém após vários testes posso dizer que esse regulador simplesmente não funciona! (eu testei com mais de um e cheguei até a pedir ajuda em fóruns de eletrônica ¯\_(ツ)_/¯).

Na mesma placa da fonte também acoplei o PIC12F629 (por ser barato e pequeno) com um programa simples para controlar o brilho dos LEDs RGB do painel. O programa simula uma saída PWM com delays de forma a alterar suavemente o brilho entre azul e verde (não sei se consigo utilizar PWM com esse PIC, mas dessa forma funciona perfeitamente).

O programa trabalha com delays em microssegundos (no intervalo 0-1000us) começando com uma tensão média no led verde de 5V (delay de tempo ligado = 1000us(variável a)) e tensão média no led azul de 0V (delay de tempo ligado = 0us(variável b)). Depois, é mantido um loop aumentando a variável a e diminuindo a variável b de forma esporádica (controlado pelas varáveis i e j), de forma a variar a tensão média nos LEDs e criar um efeito gradual de mudança de cor.

Em série com a fonte existe um wattímetro (Módulo W) responsável por mostrar o consumo em watts de todos os dispositivos conectados ao Conversor. Com certeza o circuito mais trabalhoso que já fiz (talvez até desnecessariamente trabalhoso), já que usei o ICL7107 no modo de amperímetro (https://tictorslab.blogspot.com/2018/12/4-modulo-amperimetro-digital.html) junto do PIC 16F877A para simplesmente multiplicar o valor da corrente por cinco (dada a tensão de saída fixa 5V, a potência será P = 5.I). Praticamente todas as portas digitais do PIC foram usadas para conectar as saídas do 7107 diretamente no PIC e permitir a conversão de informação dos displays para binário/decimal, e depois novamente para os displays. Devido ao número de ligações e o uso de dois cis de 40 pinos, tive que colocar um ci do lado de baixo da placa (o que talveez seja responsável pela instabilidade que as vezes acontece de vez em quando nos displays). Além disso, foi desenvolvido um programa para obter o número da corrente dados os 21 canais emitidos pelo 7107, multiplicar esse valor por cinco e mandar esse valor para os displays de forma multiplexada (ocupando apenas 11 saídas digitais em vez de 28, já que não existiam tantas portas no PIC). Não vou colocar o programa que escrevi em si aqui, mas toda a parte interessante do programa (multiplexação dos displays) foi baseada nesse tutorial https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/7-segment-display-interfacing-with-pic16f877a.

(mal cabe na tela de tanta coisa)

Também desenvolvi o esboço das duas chapas do Conversor no Autodesk Inventor para cortar a laser acrílico (utilizei uma espessura de 0,5cm, que aguenta muito mais carga do que pensei!)

Enfim, à montagem!