Duas fontes para uma carga

[almamater2OO6]

Olá, estou a fazer um cirucito com um microcontrolador e alguns sensores, o objectivo é fazer um alarme em casa. Como queria que ele ficasse ligado mesmo se a energial geral for desligada pergunto se há alguma maneira simples (circuito\controlador) para escolher uma 2ª fonte quando a 1ª deixa de estar presente.

A fonte principal é um transformador AC->DC 9V, e queria usar uma bateria de 12v como backup, como a bateria de backup é superior à principal, não consigo usar o circuito com 2 díodos. Existe algo melhor que faça a gestão das 2 fontes? Tipo ter 2 inputs (9v e 12v) e 1 output ?

[aphawk]

Normalmente é utilizada a tensão retificada do transformador para fazer a carga da bateria, mas nesse seu caso isso é impossível.

O que voce pode fazer é colocar alguns diodos tipo 1N4001 em série com a bateria de 12 Volts, para ter uma saída próxima de 9 Volts. Mas na minha opinião também estaria errado, afinal um alarme que se preze tem de fazer a carga da bateria de backup....

Paulo

[almamater2OO6]

Pois mas não tenho mais pinos disponíveis no ATmega328 para controlar a bateria, queria apenas usar desta forma e metia um display a controlar a tensão da bateria de backup, quando tivesse pouca carga meti-a a carregar,,

[MOR_AL]

Ou você calcula os valores, ou fornece a corrente, que está com um ponto de interrogação!

Em tempo: Talvez precise de um diodo em série com o coletor do transistor Q1, para que a tensão de 9V não produza uma condução de Q1 de forma errática. Tem que testar.

O outro transistor é o Q2.

MOR_AL

[mroberto98]

Ou você calcula os valores, ou fornece a corrente, que está com um ponto de interrogação!

Em tempo: Talvez precise de um diodo em série com o coletor do transistor Q1, para que a tensão de 9V não produza uma condução de Q1 de forma errática. Tem que testar.

O outro transistor é o Q2.

MOR_AL

MOR_AL, Neste circuito não precisa do diodo no coletor!

[albert_emule]

MOR_AL, Neste circuito não precisa do diodo no coletor!

Digamos que a fonte de 12 caia para 5V?

Eu teria outra ideia:

Comutar um simples relé destes de 5 terminais.

Alimenta NF com o transformador.

Alimenta NA com bateria.

Ao faltar energia o comparador deve acionar o relé, fazendo este comutar para bateria. Isso já evita aquelas perdas em calor e as quedas de tensão que dão nos transistores e o circuito fica mais simples, isso é uma vantagem.

Também deve ser testado alimentar o relé diretamente pelo trafo, assim quando faltar energia ele desarma e comuta para bateria, sem nem precisar de comparador de tensão. Mas é preciso testar.

[MOR_AL]

MOR_AL, Neste circuito não precisa do diodo no coletor!

Observe que o transistor é uma junção NPN.

Com 9V no coletor PODE ocorrer que o transistor funcione ao contrário. A junção coletor-base como emissor-base. O emissor passaria a funcionar como coletor. O único detalhe nesta história é que o transistor iria possuir um ganho de corrente beta, bem baixo.

Como qualquer das fontes pode falhar ou sofrer algum transiente, o diodo estaria ali para garantir o isolamento.

Albert!

Com o meu circuito você pode projetar para ele atuar com uma determinada tensão da fonte de 9V. Digamos que se deseje que, quando a fonte de 9V baixar para 8V, o circuito atua.

Outra vantagem é que o circuito atua quase que instantaneamente, não dando tempo da tensão de 9V cair a um valor tão baixo, que a fonte de 12 não esteja presente na carga.

Outro detalhe é que os dois transistores encontram-se normalmente cortados, não consumindo potência.

Com a falta da fonte de 9V, os dois transistores estarão saturados, consumindo pouca potência.

MOR_AL

[mroberto98]

Observe que o transistor é uma junção NPN.

Com 9V no coletor PODE ocorrer que o transistor funcione ao contrário. A junção coletor-base como emissor-base. O emissor passaria a funcionar como coletor. O único detalhe nesta história é que o transistor iria possuir um ganho de corrente beta, bem baixo.

Como qualquer das fontes pode falhar ou sofrer algum transiente, o diodo estaria ali para garantir o isolamento.

Albert!

Com o meu circuito você pode projetar para ele atuar com uma determinada tensão da fonte de 9V. Digamos que se deseje que, quando a fonte de 9V baixar para 8V, o circuito atua.

Outra vantagem é que o circuito atua quase que instantaneamente, não dando tempo da tensão de 9V cair a um valor tão baixo, que a fonte de 12 não esteja presente na carga.

Outro detalhe é que os dois transistores encontram-se normalmente cortados, não consumindo potência.

Com a falta da fonte de 9V, os dois transistores estarão saturados, consumindo pouca potência.

MOR_AL

Ah, ai se acontecer isso iria ter corrente do coletor para a base, estoraria a junção.

É que eu tinha pensado em condições normais já que no seu contexto: "talvez precise de um diodo em serie com o coletor para para que a tensão de 9v nãoproduza uma conduçao erradica. tem que testar"

Mas agora se caso os 12V falhar, aii sim estouraria a junçao de base, ele nem serviria ao contrario estouraria mesmo dependendo do transistor. Se acontecer dos 12V cair iria sim polarizar o transistor errado, ai nem precisa testar, tem que por o diodo!

Embora uma bateria nunca cai abaixo de 10V, se acontecer é porque ja esta velha.

Pois pra acontecer a polarização errada, os 12V tem que cair muito, abaixo de 7,4V mais ou menos.

[ricardospimentel]

Por que não faz essa comutação com diodo? Para resolver a questão da tensão da bateria, é só botar um 7809 depois dele.

O que vocês acham dessa solução? Acho que para a sua aplicação, cai bem.

(Retirado de: http://www.eletronica.com/circuito-de-backup-com-bateria-para-pequenas-aplicacoes/)

No caso, você não utilizaria o "R2" e poria um 7809 entre a bateria e o diodo. Para diminuir o problema da queda de tensão, que acho não ser muito crítico, use diodos schottky. Assim a bateria só vai atuar quando o potencial da fonte diminuir ou cair. Aí tem o problema da tensão mínima da bateria e sugeriria que remodelasse tua fonte para recarregá-la.

[MOR_AL]

Ricardo.

Ele tem uma fonte de 9V que é a principal, que deve ficar alimentando o circuito. E quer que a fonte de uma bateria (de 12V) alimente o circuito na falta da fonte de 9V.

Se colocar o seu circuito (com as tensões ditadas pelo solicitante), a fonte de 12V (bateria) vai sempre alimentar o circuito e a de 9V vai ficar sem fornecer corrente, devido ao diodo em série.

MOR_AL

[ricardospimentel]

Oi Mor_al. Tudo bem?

Por isso sugeri o 7809 depois da bateria, mas ainda bem que você chamou minha atenção para explicar melhor. Para esse circuito funcionar, o tensão na fonte deve ser sempre maior que o da bateria.

Então desenhei uma solução:

Afim de garantir que na fonte a tensão esteja sempre maior, então adicionei aquele diodo entre o 7809 (da fonte) e a massa, produzindo 9,6V. Assim, depois do diodo, sempre se terá cerca de 9V da fonte. Já no regulador da bateria não há ajuste e a tensão ali será sempre menor que a vinda da fonte, o que garante que o diodo (da bateria) não conduza enquanto houver tensão da fonte.

Agora acho que me fiz entender melhor.

[almamater2OO6]

Muito obrigado pelas respostas, vou analisar as dicas dadas. De facto tenho de ver bem a melhor opção, o circuito não é nada de especial, um ATMega328, uns sensores de distâcia e movimento, uma sirene e mais umas coisitas nada de mais.

A fonte que comprei foi de 9v AC-DC, a bateria de backup disse de 12v porque pareceu-me ser a opção mais acessível (uma bateria de mota de 12v), mas ainda ando à procura de alguma alternativa mas não encontro nada. O ideal era ter uma bateria qualquer que ficasse sempre a carregar, secalhar aquelas de modelismo (radio control) ou assim..

Colocando uma bateria de mota (chumbo) deve demorar alguns aninhos a descarregar, por isso é que estou a pensar nesta solução.

[ricardospimentel]

Eita! Você postou sua resposta cerca de 1 segundo depois de mim, mas veja que melhorei minha resposta, almamater.

Vai mais uma observação: Sempre monitore a bateria para que ela não caia abaixo dos 10,5V ou no máximo do máximo 10V. Senão ela vai às cucuias.

[almamater2OO6]

Esse esquema parece ser a salvação

No entanto e como tenho aqui 3 Step Down Converter (exemplo) será que podia usar algo assim?

Em vez de um 7809 usava um step down destes e metia por exemplo uma saída de 8.6v, será que a bateria descarregava desta forma ?

[MOR_AL]

Oi Mor_al. Tudo bem?

...

Agora acho que me fiz entender melhor.

Olá Ricardo.

Se o solicitante aceitar a tensão de 8,4V (aprox.), então a sua solução é mais simples.

Muito bem pensado.

Parece que o Almamater quer usar o CI Step Down mas não sabe a dificuldade que dá e a falta de necessidade da solução apresentada por ele.

Esperemos que ele tenha o bom senso de optar pela sua opção e colocar um carregador na bateria de 12V.

MOR_AL

[ricardospimentel]

Verdade Mor_al, mas estou achando que a tensão que ele precisa não é a de 9V, mas sim 5V.

Caro Almamater, se for utilizar o regulador chaveado no lugar do 7809, retire aquele resistor de 100R e também acredito eu que não sabes como utilizar o regulador que sugeriste, pois ele exige mais componentes além de se precisar dimensionar alguns componentes para o seu uso. Segue o datasheet dele: http://www.ti.com.cn/general/cn/docs/lit/getliterature.tsp?genericPartNumber=lm2596&fileType=pdf.

Como eu disse a Mor_al, acredito que a tensão que precisas para teu circuito seja a de 5V, e não 9V e disse também que remodelaria toda a sua fonte de uma forma bem simples e mais adequada, já que queres utilizar esta solução na segurança da tua casa.

Eu faria uma fonte de 13,8V com um 7812 para tanto alimentar o sistema quanto carregar a bateria e então faria uma solução ups similar àquela que te sugeri, só então após tudo isso, faria a regulação ou para os 9V ou 5V, aí poderias até usar o regulador step-down.

Veja abaixo:

[CORREÇÃO]

No lugar do primeiro regulador, o 7809, deve-se utilizar o 7812.

No lugar dos 4 diodos, podes utilizar um zener de 2,4V e o resistor está dimensionado para uma bateria de 7A. Como este circuito é básico, ele não monitora a bateria para protegê-la, mas a carrega e a grande maioria dos sistemas vendidos por aí trabalham assim mesmo.

O trafo pode ser de 15V ou 18V a 1A. 18V seria o matematicamente mais correto, mas como acredito que teu circuito não consuma muita corrente, então um de 15V com um bom capacitor de uns 3300uF serve e ajuda a diminuir o calor do 7812.

Veja que com esta configuração tu ganhas os 12V e podes utilizar para disparar uma sirene, por exemplo.

Em tempo:

Agora é que entendi como você utilizou o regulador, ao menos entendi isto. Você utilizou no desenho um símbolo de um componente chaveador, mas, na verdade, o seu regulador é daquela plaquinha de fonte ajustável de 1,25V até 30V. Sendo isso e você possui 3 dessas belezinhas, ótimo!

Utilizes duas delas no lugar de cada regulador que coloquei no meu desenho. Com isso, você simplifica tudo e pode ainda utilizar uma tensão maior de entrada, até 40V, acredito, mas isso está na folha de dados da sua plaquinha.

É isso. Agora, tenhas um bom projeto.

[almamater2OO6]

Sim é isso mesmo tenho 3 placas daquelas e acho que devem ser mais eficientes que os 7809 (pelo que li).

Apenas uma curiosidade e não querendo complicar mais

Vendo o esquema do ricardospimentel e utilizando uma bateria por exemplo de 7.2v ou 9v recarregável, o esquema podia ser algo assim?:



A bateria ficava sempre a carregar e quando falhassem os 9v principais entrava em funcionamento.. ou não?

[ricardospimentel]

Poder, pode, mas veja que não terás muito benefício.

Me corrija alguém se eu estiver enganado, mas acredito que baterias de Ni-Cd ou Ni-MH não podem viver no carregador em flutuação como as baterias chumbo-ácidas. Procurei documentos de baterias Ni-MH e nada encontrei, por isso acho que nos telefones sem fio o carregador seja temporizado ou monitorado por tensão.

Sua tensão de carga varia de 1,4V a 1,68V por célula. Como numa bateria de 9V há 7 delas, totalizando 8,4V, logo a tensão de regarga para elas seria de 11,7V dando a conclusão de que no seu circuito não seria possível a recarga dessa bateria.

Sugiro que utilize bateria alcalina sem o resistor. Se teu circuito consumir realmente pouca coisa, vai durar meses como num multímetro, por exemplo.

[almamater2OO6]

Pois, se calhar agora numa fase inicial vou fazer o cirucito (sem o resistor) e colocar uma bateria de 9v (6x AA 1.5v ou 1x PP3) para ver como funciona\tempo que demora a descarregar. Se calhar meto tb o ATMega a monitorizar a carga da bateria para que quando desça muito me dê um alerta.

[almamater2OO6]

ontem por engano troquei os fios de entrada deste step down, liguei 8.4V incorretamente, o Ground ao IN+ e o VCC ao IN- da placa. Logicamente não ligou, o fio começou a ficar muito quente e ficou um cheiro muito estranho, depois reparei e desliguei. Está a funcionar bem por incrível que pareça , o cheiro terá vindo do LM2596? Se foi são resistentes