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quinta-feira, 24 de dezembro de 2015

Arduino - Fonte capacitiva para Attiny85

Aplicações onde microcontroladores podem atuar são praticamente infinitas, não há limites de onde eles podem ser aplicados, basta uma boa ideia e alguém vai pensar "Será que dá pra fazer com Arduino?" e muitas vezes a resposta é: SIM, Dá! São projetos dos mais simples aos mais complexos, utilizando poucos, nenhum ou muitos sensores, shields ou módulos. Se comunicando ou não com outros microcontroladores ou computadores, smartphones, via rádio, via wi-fi, bluetooth... enfim, há uma gama enorme do que um microcontrolador pode fazer. Porém, qualquer projeto que seja, maior ou menor, com mais ou menos recursos, vai inevitavelmente precisar de uma fonte de alimentação, alguns deles irão exigir mais potência, outros nem tanto.

Assim como são amplas as possibilidades de projetos com microcontroladores, consequentemente devem ser amplos também os meios para que consigamos alimentá-los. Felizmente há diversas formas de conseguirmos energia elétrica, seja com baterias, pilhas, energia solar, energia alternada da rede, além de outras.

Mas a questão é, como escolher a forma de alimentar o circuito que seja mais adequada para o projeto pretendido? Pra isso devem ser levadas em considerações questões como, custo, espaço utilizado, peso, potência necessária, autonomia, riscos de falta de energia, segurança... enfim, cada tipo de alimentação possui suas vantagens e desvantagens. Escolher a mais adequada faz parte de qualquer projeto, e por isso, é importante que o projetista tenha conhecimento suficiente sobre as principais fontes de alimentação a serem utilizadas nesses projetos.

Quando se trata de alimentar circuitos através da rede energia de 127/220V-AC, a solução mais simples é sem dúvida comprar um fonte AC-DC de 5V pronta, que irá ser conectada em uma tomada normal e pronto, basta plugar no seu microcontrolador e ser feliz. Mas nem sempre essa alternativa é a melhor, pois a fonte pode ser cara para determinado projeto, ou pode ocupar muito espaço, ou ainda ser muito pesada. Talvez você não queira ter seu projeto com partes separadas, e o melhor seja ter fonte e microcontrolador todo em uma única placa, bastando ser ligada diretamente a rede de energia. Nesses casos talvez seja necessário projetar sua própria fonte e pra isso é preciso saber de antemão qual o consumo que seu projeto terá, espaço que deverá ocupar, quanto você vai querer gastar com componentes, etc.

Em alguns projetos simples, que não utilizam muita potência, uma fonte com alguns mili Amperes pode ser a solução. Uma opção para esses casos, são fontes AC-DC sem transformadores, como fontes capacitivas ou ainda fontes resistivas que em geral tem baixo custo dos componentes utilizados, dependendo de até quantos mA se deseja conseguir.

Há uma gama enorme de tipos de fontes que podem ser montadas a partir desses princípios. Basicamente a ideia é utilizar um resistor ou um capacitor pra diminuir a tensão ou a corrente. depois retificar a corrente e por fim regular e filtrar a tensão. São esses basicamente os componentes mais elementares de uma fonte.

Como não vou abordar todos os tipos de fontes que podem ser utilizados, vou deixar duas dicas de buscas no google: "Fonte sem Transformador" e "Transformerless".

No vídeo abaixo montei uma pequena fonte capacitiva que fornece em torno de 30 mA, suficiente pra alimentar um attiny85. Mas atenção, isso não significa que qualquer projeto que utilize um attiny85 irá rodar com essa fonte, se ele possuir mais sensores, ou outros componentes que demandem mais corrente ao mesmo tempo, esse projeto de fonte pode não ser suficiente, por isso todo o consumo do projeto deve ser muito bem calculado.

Atenção Novamente: Manusear diretamente 110/127V Oferece altos riscos de acidentes. Nunca faça nada que não tenha certeza que irá funcionar. Sem tiver dúvidas peça ajuda pra alguém com mais experiencia.





Para mais detalhes dos cálculos do capacitor utilizado, veja os dois vídeos abaixo, onde fiz uma fonte bem parecida, mas com a intenção de alimentar leds diretamente em uma rede de 127V-AC.





Conclusão:

Fontes de alimentação podem ser a parte mais simples ou mais complexa de um projeto, portanto dependendo do projeto a ser desenvolvido, saber dimensionar e escolher a fonte a ser utilizada pode evitar muita dor de cabeça.


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