TUTORIAL DE FERROMODELISMO CONSTRUINDO O MEU PROPRIO CONTROLADOR DE VELOCIDADE PARTE 2 A MONTAGEM DO CIRCUITO ELETRÔNICO Dando continuidade ao apresentado na 1ª parte desse tutorial onde, teoricamente e de forma não academica, procurei passar conhecimentos básicos de eletrônica, sendo necessário o seu entendimento, para que possamos passar para a 2ª parte que é o desenvolvimento da montagem do controlador propriamente dita. A montagem do controlador foi desenvolvida passo-a-passo, com linguagem simples e objetiva para que qualquer um, leigo ou não o pudesse também desenvolver. O primeiro passo é sabermos ler um esquema e analisarmos como cada componente se interliga e para isso, e com bases no que expliquei na Parte 1 sejam capazes de identificar no esquema abaixo os blocos que falamos anteriormente. No esquema acima, podemos observar que para cada componente costuma-se usar a abreviação de linguagem universal como se segue: T- Transformador ou Trafo D - diodos C - Capacitor IC (integrated circuit)
R Resistor Observamos também que as linhas que tracejam o esquema em alguns pontos passam por cima de outra e isso quer dizer, para a nossa interpretação, que essas ligações se sobrepõem a outra e não se soldam a ela. Se houver a interligação delas por solda, seria acentuada essa interligação com a representação de um ponto cheio (.) Observe no esquema. Então? Conseguiram identificar os blocos que compõem nosso controlador? T- Bloco 1 D- Bloco 2 C- Bloco 3 IC/R Bloco 4 Bem, acho que já somos todos capazes de colocarmos a mão na massa certo? Para começar, vamos falar das ferramentas. Iremos precisar de um kit básico para trabalhos em eletrônica como segue: Soldador (capacidade em 30/40 watts no máximo); Sugador de solda (opcional); Alicate de corte; Alicate de bico chato; Alicate descascador de fio (opcional); Solda estanho; Fio nas cores preta e vermelha e, Rabicho com tomada macho.
Vamos precisar também de um multímetro seja ele analógico ou digital. Verificado o nosso kit básico de ferramentas, vamos adquirir os componentes que iremos utilizar na montagem do nosso controlador de velocidade. LISTA DOS COMPONENTES T Transformador com entrada em 110/220 volts, com saída de 15 + 15 ou 16 +16 volts, center tape, 1 amper; D(1 e 2) Diodos 1N4007 (obs: qualquer diodo da série 1N400x serve para a nossa montagem desde que ligados a alimentação de 127 volts); C1 Capacitor eletrolítico de 1000 microfarads x 25 volts; IC1- LM317 (sufixo T, encapsulamento TO-220);
Dissipador de calor para o LM 317 (Veja com o vendedor o que melhor se encaixa); Pasta térmica; R1 Resistor 220 ohms ( código cores: vermelho, vermelho, marrom, dourado)1/8w. R2 Potenciômetro 2200 ohms (2K2); Chave HH (pode ser deslizante, de alavanca) e, Knob (botão para o potenciômetro). (*) Antes de comprar leia abaixo. Adquirido os componentes acima, demonstrarei como montar esse controlador da forma que eu fiz em minha maquete, utilizando uma ponte de terminais o que faz com que a montagem seja muito mais simples do que a confecção de uma placa de circuito impresso o que nos levaria a compra de mais outros materiais e de confecção mais complexa do que quero apresentar. Dessa forma sugiro que inclua na lista uma ponte de terminais com aproximadamente 20 terminais. Na minha montagem para utilização em minha maquete, não a coloquei em nenhuma caixa e sim fixei o transformador e a ponte de terminais em
uma ripa de aproximadamente 10x20 cm (pode ser madeira, mdf, etc) e esta foi fixada atrás do console de comando e o potenciômetro e a chave HH (reversão) fixadas no tampo do console juntamente com os comandos de amv`s, chave seccional de vias, interruptores de iluminação e etc. A MONTAGEM BLOCO 1 - transformador
O primeiro passo da montagem é a preparação do transformador e para tal é necessário que saibamos qual é a entrada e a saida do transformador. Se for exclusiva a entrada em 127 volts (2 terminais), soldaremos o nosso rabicho com tomada ( um fio do rabicho com tomada) a cada terminal. Se adquirido em 110/220 volts e formos utilizar tão somente em 127 volts, faremos a preparação conforme foto acima. Soldaremos o nosso rabicho com tomada nos terminais indicados na etiqueta. Uma das pernas no terminal 0 e a outra no terminal 110 e a seguir soldaremos juntamente no terminal 0 uma ponte ao terminal 0 do outro conjunto de terminais e assim fazendo com os terminais 110. O nosso transformador está pronto para receber 127 volts. Prepararemos o saída do nosso transformador soldando pedaços de fio nas cores vermelha e preta conforme a foto acima e os soldaremos na nossa ponte de terminais conforme a foto abaixo.
Necessário se faz que numeremos a nossa ponte como mostrado e a soldagem dos fios na mesma ordem que demonstrado na foto abaixo. Terminal 1, fio vermelho Terminal 5, fio vermelho Terminal 8, fio preto A ordem da soldagem dos fios de cor vermelha em nada irão interferir na nossa montagem somente o de cor preta do terminal 8. Para um melhor aproveitamento do terminal fiz a soldagem desses fios nas bases deste, deixando o espaço superior para os outros componentes. Aproveite a oportunidade agora para fazer um lixamento em todos os terminais com um pedaço de lixa d água seca livrando os mesmos de oxidações e outras impurezas. Esse procedimento irá facilitar muito nas soldagens dos outros componentes. Realizada essa limpeza, faremos a inserção dos diodos ao nosso circuito. BLOCO 2 - RETIFICAÇÃO
Lembram do que falei sobre corrente continua, que ela tem uma só direção, e que os diodos são responsáveis pela retificação da corrente alternada. Então, os diodos darão direção a essa corrente de saída do nosso transformador e como tal esse componente é polarizado ou seja, deixa somente a corrente passar em uma direção. Os fabricantes identificam o catodo (negativo do diodo) através de um aro em seu corpo. Dessa forma, necessário se faz que o coloquemos no circuito atentando para a sua marcação (o aro em seu corpo). Vamos soldar um dos diodos ocupando o terminal 1 e 3 e o outro compartilhando o mesmo terminal 3 e ao terminal 5. Mais uma vez chamo atenção com a polarização. Na foto acima fica clara a posição. Um diodo está com o seu anel de frente ao anel do outro diodo. Bloco 3 - FILTRO Agora vamos inserir no nosso circuito, o bloco de filtragem, o capacitor. Esse componente assim como os diodos são também polarizados e os fabricantes identificam o negativo do capacitor através de uma faixa ao
longo do seu corpo como também, de uma outra maneira, somente em componentes novos, podemos identificar o terminal positivo pois esse é maior que o terminal negativo. Com auxilio do alicate de bico chato, façamos no terminal negativo a figura de um U de forma que ele passe pelo terminal 8 e se interligue ao terminal 9 (como se fosse uma ponte). Veja a foto abaixo. Façamos as soldagens dos terminais do capacitor, terminal positivo no terminal 7 da ponte e o negativo nos terminais 8 e 9.
Após a soldagem dos terminais, apare excessos com o auxílio do alicate de corte. Veja foto abaixo. Antes de continuarmos peço que verifiquem o esquema e chequem todos os componentes já soldados afim de certificarem-se que esta tudo correto. Fechamos até aqui como puderam observar, os Blocos 1 Transformador, o Bloco 2 Retificador e o Bloco 3 Filtro. BLOCO 4 REGULADOR E PROTEÇÃO Vamos preparar agora os componentes do bloco regulador. Como disse na parte 1, poderíamos apenas inserir um fusível no circuito mas isso faria com que se houvesse um curto circuito involuntário teríamos que substituir esse componente. Mas, optei por usar um IC LM317 por internamente esse componente ser um regulador ajustável de 3 terminais, suportando a sua saída de 1,5 volts a 37 volts e correntes até 1,5 Amper além de contar com proteção térmica e curto circuito.
Preparamos o IC LM317 dando formas aos seus terminais com auxílio do alicate de bico chato como apresentado na foto abaixo, de forma que esses terminais se encaixem na ponte nos terminais de números 11,12 e 13. Faça-o cuidadosamente para não danificá-lo. Passe a pasta térmica no verso desse componente para que haja uma boa transferência de calor desse para o seu dissipador. Com o auxilio do parafuso e porca de 3mm, fixe-o no dissipador conforme mostrado na foto abaixo. Vamos solda-lo aos terminais 11,12,13 mas antes, vamos preparar o nosso resistor de 220 ohms e dobrar os seus terminais de forma que eles
possam ser soldados nos terminais da ponte de números 11 e12 disputados também pelo nosso IC LM317 conforme foto abaixo. Observem que ao soldar o nosso IC LM317, o fiz com a nomenclaturas gravadas no componente mostradas para a frente. O componente deverá ser fixado nas costas do dissipador e não fixado no interior do seu perfil U. Vamos preparar o nosso regulador de tensão (potenciômetro). Vamos pegar uma sobra de terminais aparados ou um pequeno pedaço de fio rígido descascado e colocar em curto os dois primeiros de 3 terminais do potenciômetro. Oriente-se pela foto abaixo.
Como disse, fixei esse potenciômetro na base do meu console de comando. Se você já souber onde vai fixa-lo nessa etapa é a hora de cortarmos a haste dele (1 cm é o suficiente) com o auxílio de uma serra fina para depois darmos o acabamento com o knob (botão). Dependendo de onde vai fixar o potenciômetro, vamos soldar 3 fios em seus terminais (no meu caso, cortei pedaços de fios com 30 cm de comprimento). Oriente-se pela foto abaixo.
Vamos soldar esses 3 fios aos terminais 9, 11 e 15 conforme marcado na foto abaixo. Faça a soldagem desses fios com a máxima atenção evitando erros. Para a nossa penúltima parte da montagem do nosso circuito, vamos preparar 4 pedaços de fio de aproximadamente 10 cm. Descasque suas pontas e vamos conectar interligando Terminal 3 ao terminal 7 Terminal 7 ao terminal 13 Terminal 12 ao terminal 16 Acompanhe através da foto abaixo.
Retangulos amarelos terminais 3, 7 e 13 Retangulos verdes terminais 12 e 16 Se houver dúvidas recorra ao esquema do nosso circuito Para finalizarmos o nosso circuito do controlador de velocidade vamos adicionar a nossa chave HH (deslizante ou de alavanca). Vamos pegar dois pedaços de fio (vermelho e preto) e vamos soldar Vermelho no terminal 16 da nossa ponte (Saída positiva) Preto no terminal 15 da nossa ponte (saída negativa) Vermelho em um dos terminais externos da nossa chave HH Preto no outro terminal externo da nossa chave HH
Obs: O comprimento desse fios (vermelho e preto) que serão conectados a chave HH deverão ter dimensões que alcancem da ponte de terminais ao lugar onde a mesma sera fixada. Nos terminais centrais da nossa chave HH, soldaremos pedaços de fio (vermelho e preto) e os mesmos serão conectados aos trilhos. Para que tenhamos inversão de polaridade de energia nos trilhos será necessário que façamos uma ponte do terminal da chave HH onde soldamos o fio vermelho (positivo) vindo do terminal 16 e a soldemos no terminal externo da chave HH ainda sem nenhuma conexão igualmente com o fio preto (negativo) dando a essa ligação uma forma de X conforme desenho abaixo. No 1º desenho é o diagrama para colocarmos uma chave seletora de voltagem para a alimentação do transformador 110/220 volts. No 2º desenho as conexões dos fios vermelho e preto para que tenhamos a inversão de polaridade nos trilhos. Para que tenhamos corrente alternada para a alimentação dos nossos amvs e iluminação da nossa maquete basta soldarmos um fio em um dos terminais 16 e 0 do nosso transformador e solda-los nos terminais 18 e 19 da nossa ponte.
Muito bem. Concluímos o nosso projeto da construção do meu regulador de velocidade. Vamos proceder agora aos nossos testes. Antes de ligar o nosso circuito a rede elétrica: - FAÇA UMA VERIFICAÇÃO COMPLETA DA CONEXÃO DE CADA COMPONENTE E SUA LIGAÇÃO NA PONTE DE TERMINAIS; - APARE COM O ALICATE DE CORTE QUAISQUER PONTAS DE TERMINAIS DOS COMPONENTES E VERIFIQUE SE TOCAM EM ALGUM OUTRO TERMINAL; - VERIFIQUE SE HÁ RESTOS DE SOLDA ENTRE OS TERMINAIS DA PONTE: - VERIFIQUE A POSIÇÃO DOS DIODOS E CAPACITOR SE ESTÃO NOS TERMINAIS INDICADOS; -VERIFIQUE A POSIÇÃO E LIGAÇÃO DOS FIOS DO POTENCIOMETRO (TERMINAIS 9, 11 E 15) -VERIFIQUE A LIGAÇÕES DAS PONTES DE INTERLIGAÇÃO DOS TERMINAIS DA PONTE (3,7, 13 E 12, 16). Com o multímetro iremos medir a tensão de saída dos terminais 15 (negativo) e 16 (positivo): - Gire o potenciômetro do nosso regulador totalmente para a esquerda;
- Gire o seletor do multímetro para leitura DCV em escala superior a 20 volts (ideal e fácil leitura selecione 50 volts); - prenda ou segure a ponta de prova preta(negativa) no terminal 15 da ponte e a ponta de prova vermelha(positiva) no terminal 16 da ponte; - Ligue o controlador a rede elétrica; - Gire o potenciômetro do regulador lentamente para a direita e vá lendo na escala do multímetro a tensão apresentada. As tensões apresentadas devem variar de 1,5 volts e 12 volts aproximadamente. Diferenças da tensão lida nos multímetros podem ocorrer devido a diferença de valores dos componentes de cada fabricante e da precisão do instrumento de medição. Com o multímetro selecionado para a escala ACV na escala de 50 volts medir a saída de tensão dos terminais 18 e 19 não importando quais cores das pontas de prova irão ser colocadas sobre esses terminais tendo em vista estarmos medindo corrente alternada e não contínua e esta não ser polarizada. A tensão registrada deve ser a mesma indicada na saída do nosso transformador podendo haver uma leve diferença. Espero que todos tenham entendido e que esse tutorial sirva como uma forma de incentivo ao desenvolvimento do nosso hobby.
Desejo a todos um bom trabalho e peço a voces que se tiverem projetos que por ventura estejam desenvolvendo para o nosso hobby, compartilhem suas idéias. Façam como o nosso amigo Lélio, o Balan que compartilham todos os seus projetos com uma única finalidade FAZER CRESCER O NOSSO HOBBY. Grato FERNANDO LEITE