Dando continuidade ao nosso estudo em eletrônica linear, veremos, de modo prático e comentado, a montagem de um Carregador Solar para baterias avulsa ou em “pack“. Esta versão não permite que carreguemos a bateria no circuito, pois se trata de um carregador que utiliza o conceito de orientação a corrente, ou seja, a voltagem da fonte (célula solar) não é controlada, e sim a corrente que flui para o dispositivo a ser carregado. O montador pode colocar, no final do circuito, um controle de tensão, seja a zener ou via chip controlador, dos mesmos utilizados aqui, mas na modalidade de controle de tensão, como é mais comum, e não de corrente, tal como está configurado o esquema eletrônico deste dispositivo.
Para fazer o nosso carregador, o usuário vai precisar adquirir os componentes do esquema, considerando que são componentes bastante comuns no mercado, exceto a célula solar. Mas, lembre-se de que o circuito é um controlador de corrente, o que quer dizer que a célula solar tem piso de corrente, e não teto, ou seja, pode-se utilizar qualquer célula, desde que esta se encontre dentro das especificações mínimas. No nosso circuito, qualquer célula, a partir de 6Vcc X 200mA servirá; pode-se colocar uma célula que exceda estas especificações, não tem problema. No meu protótipo, utilizo uma célula solar de 12Vcc X 10W e o circuito funciona muito bem pois, como dissemos, trata-se de um controlador de corrente, abaixando-a para valores seguros, sem danos para as baterias em carga.
Em tempo; baterias são carregadas em três modos, cada qual com suas vantagens e desvantagens:
• Carga rápida;
• Carga lenta;
• Carga de manutenção (ou “Trickle Charge“).
A carga rápida se refere ao processo de fornecer bastante corrente à bateria (a voltagem só é importante, aqui, para ultrapassar a resistência elétrica da bateria, sendo, via de regra, maior que a tensão nominal da bateria, mas quem carrega é, a rigor, o fornecimento de corrente), por um período curto de tempo, tipicamente de uma a quatro horas, caso contrário esta seria destruída ou teria, como acontece, geralmente, sua vida útil reduzida. Tecnicamente, não ultrapasse os 10% (dez por cento) da corrente nominal da bateria, para não abreviar seu tempo de vida.
A carga lenta se dá quando carregamos uma bateria ou um conjunto delas, respeitando sua corrente nominal, em um percentual de, no máximo 10%, por um período máximo de 14 horas.
A carga de manutenção se dá quando carregamos a bateria ou conjunto com corrente abaixo dos 10%. Tipicamente 5% da corrente nominal do objeto sendo carregado e por bastante tempo. Um exemplo típico de carga de manutenção é o telefone móvel (linha fixa, não celular). Este fica em carga sempre que a unidade móvel sai do berço de carga. A bateria interna não sofre danos, pois a corrente de repouso do carregador embutido é fração da corrente do dispositivo destacado.
Voltando ao circuito, teremos de adquirir um conjunto de peças ou componentes eletrônicos, todos baratos, exceto a célula solar, cuja aquisição mais vantajosa será via lojas chinesas, demandando, porém, bastante tempo para recebê-la. Nas lojas de componentes eletrônicos será possível adquirir aquelas com menos corrente, para baratearmos o nosso dispositivo.
Outro componente vital é o chip controlador de voltagem (no nosso circuito, ele funcionará como controlador de corrente, dada a configuração dos terminais) LM7805 (o LM78S05 e o LM78M05 também servirão, pois todos eles proveem mais de 500mA e o nosso circuito ofertará, no máximo 200mA, para segurança das baterias). Um chip clássico para este circuito seria o LM317, mas, sendo este mais caro que o “velho” LM78?0?, optamos pelo último. Para quem não sabe, a série LM7?XXX está no mercado há, digamos, trinta e poucos anos. São chips muito difundidos. A série LM78?XXX é para controle de voltagem positiva e a série LM79?XXX é para barramento negativo. Então, compre o LM78?05. O “05” no sufixo do componente indica a sua saída (em Volts, não em corrente, por isso, não ligue o seu celular, por exemplo, direto na saída V/A da nossa montagem, pois já dissemos e voltamos a repetir: este aparelho está controlando a corrente, como é comum a qualquer carregador, e não a voltagem).
Imagem Regulador de Voltagem
A figura acima nos mostra a disposição clássica do LM7?XXX como regulador de voltagem. Observe que o terminal central (GND) do LM7805 está conectado direto ao negativo da bateria. Esta é a configuração padrão para regulagem em Volts, tensão. A sua saída vai ser igual ao seu sufixo: 05, 5Vcc; 12, 12Vcc e assim por diante. No nosso circuito, dada a configuração, isto só será relevante com relação ao diferencial de voltagem que precisamos romper: se colocarmos uma célula solar de 12Vcc no circuito, ele carregará baterias ou conjunto de até 9Vcc com folga.Já esta outra imagem, abaixo, nos mostra a configuração pouco usual, para este tipo de chip controlador, a qual provê um eficiente controle de corrente, em vez da tensão. Observe que a saída (pino central, comum) está ligado à saída e tem seu dreno (saída, pino 3) controlado por resistores. Aqui, o resistor será o limitador de corrente, na verdade. Por isso que o circuito tem uma chave e três (3) resistores com resistência (e tamanho, dissipação) diferentes; eles permitirão que o usuário escolha uma corrente apropriada para a carga pretendida. O usuário pode, também, aumentar o número e, consequentemente, as opções de corrente, de resistores a serem comutados.
Imagem Regulador de Voltagem
Este modelo apresenta três opções de saída: 50, 100 e 200mA. O resistor R3 terá um tamanho maior, por ter de manipular maior corrente e é recomendado, malgrado não obrigatório, prover o chip regulador de um dissipador de calor. Este chip gerará bastante calor, advindo das perdas da transformação de energia em calor. Colocar o dissipador no chip regulador permitirá que este trabalhe mais frio, e, consequentemente, tenha sua vida útil prolongada. Esta é uma lei da eletrônica (e da vida): trabalhe frio. Não esquente.
Na próxima página, dissecaremos o circuito.
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