Carregador 5A - bateria automotiva

[Tomazelli]

Acredito que tanto faz ligar o GND do LM339 (ou LM393) antes ou depois, mas eu liguei antes, junto ao terra mesmo, faça igual pois já sabemos que funciona. Já o  GND do 7809 deve ser ligado antes, pois queremos 9V em relação ao terra, sem variações por conta da corrente passando sobre o resistor. Pode ser qualquer outro da série 78XX, mas se trocar, obviamente que irá ter de trocar também os resistores R5, POT2 e R6 para enviar a tensão desejada ao LM339. 

 

O 741, até onde sei é um amplificador operacional, NÃO é um comparador de tensão cuja saída é um coletor em aberto, portanto não vai funcionar, acredito que vai interferir no pino ADJ do LM338, e nós queremos que ele interfira apenas quando for para fazer a flutuação. Use qualquer comparador de tensão que tenha saída em coletor em aberto, não me peça nomes pois não conheço muitos componentes. Eu usei o LM393 que é a versão com dois comparadores, enquanto o LM339 possui quatro comparadores.

 

EDIT: @Bruno R Ruinho , o push button original ficou um pouco instável, não funciona sempre (também não é sempre que se precisa dele, só para regular a primeira vez). Se quiser pode mudar para a configuração abaixo, destacada em azul, assim vai funcionar sem problema.

[Bruno R Ruinho]

No seu circuito a carga termina verificando a correte correto? 

 

Bom nos 2 casos a bateria estará carregada, tanto o circuito verificando a corrente como verificado a tensão?

 

 

Estou no processo de desenhar a placa ainda, mas logo logo ja posto os circuitos!

 

Obrigado!

[.if]

eu (eu) faria uma montagem menos frutinha - com solda e tudo o mais - até mesmo na aranha antes de desenhar, corroer e etc. O desenho também é +- crítico. Pra quem montou um resistor de potência no protoboard (fala sério), creio não estar preparado psicologicamente pra tal façanha - nada pessoal hein!! só dica de quem quer tenhas sucesso, como todos aqui. Mas tenta a sorte e seja feliz!

[Tomazelli]

"No seu circuito a carga termina verificando a correte correto?"

Correto.

 

 

"Bom nos 2 casos a bateria estará carregada, tanto o circuito verificando a corrente como verificado a tensão?"

Eu sugiro que você vejo o gráfico dessa página (e de preferência leia as informações também) e analise o que acontece ao carregar uma bateria: http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_the_lead_acid_battery

 

Veja a linha contínua no alto do gráfico que é a tensão da carga, ela começa baixa (pois o carregador está limitando a corrente e ele faz isso baixando a tensão) e vai subindo. Note que, durante essa parte da carga, a corrente (linha pontilhada no gráfico) está constante, pois o carregador está limitando a corrente. A tensão vai aumentando até o ponto em que a corrente começa a diminuir e a tensão está no máximo, no caso do meu carregador está em 14,4V.

 

Nesse ponto a bateria já carregou um bocado mas a carga ainda não está completa, acabou apenas o primeiro estágio da carga, de corrente constante, e o carregador entrou no segundo estágio, o de tensão constante, quando ele mantém 14,4V e a corrente vai diminuindo, até chegar ao final. Esse final está setado, no meu carregador, para cerca de 500 mA, ou cerca de 1% da capacidade da bateria, no artigo eles falam em algo por volta dos 3%. Quando passa por esse ponto final o carregador percebe, através do comparador de tensão, e entra em flutuação, abaixando a tensão para cerca de 13,5V e acendendo um LED para indicar.

 

 

 

Se você ver nas fotos eu montei os capacitores, os resistores para medir a carga e o MOSFET em placas, mas elas servem apenas como suporte, por trás delas há fios grossos soldados, toda a parte de potência é feita usando fio 2,5 mm². Monte primeiro a parte de potência dentro da caixa, usando fios grossos. Depois puxe fios finos dos pontos em que precisa e leve-os até uma plaquinha de comando.

[Tomazelli]

Não sei se ajuda muito, tenho os desenhos da placa de comando aqui.

 

O esquema da placa foi feito por mim para eu entender, pode estar confuso para outros. A numeração dos componentes está igual ao do circuito original. R11 e S1 são as modificações para o push button funcionar melhor, estão em azul no circuito de umas mensagens acima. C5 é um capacitor de de 100nF que suprimi no esquema original para despoluí-lo, mas que sempre uso para desacoplamento junto aos CIs, para funcionar deve estar próximo ao CI na placa.

 

25V - Positivo depois de retificado e filtrado, logo após os capacitores.

GND - Negativo logo após os capacitores.

ADJ - Vai ao pino ADJ do CI regulador de tensão.

GND1 - Negativo após passar pelo resistor que mede a corrente.

LED1 e LED2 - saídas para o LED que indica final de carga. O resistor do LED nem fica na placa, coloco no próprio fio do LED, dentro de um termoretrátil.

 

Tudo que não está no esquema, como D1, D2 e R3, foi montado de forma auto portante, diretamente nos componentes, como usei um LM317 acho mais fácil colocar diretamente nas perninhas do CI.

 

 

 

A placa. O risco em vermelho é um jumper que deve ser feito por cima da placa. Está bagunçado, os fios saem do meio da placa, mas como falei, fiz para mim mesmo, não para vender ou ficar bonitinho.

 

 

Junto estou anexando um PDF com o desenho da placa, se quiser imprimir use papel A4, escala 1:1 e pronto.

print.pdf

[Bruno R Ruinho]

ok, esclareceu bem essa parte, no circuito em verde voce omitiu o resistor que mede a corrente (pois ficou aberto entre o GND e GND1)?

 

Muito Obrigado pelas respostas! 

[faller]

Onde está a conexão do CI com sua alimentação negativa (pino 4) ??? 

Que diabo faz aquele push button ali, quando ele ficar aberto a entrada negativas de ambos operacionais ficarão no ar, só ligadas via 1k a massa??? É isso mesmo???   Qual a função do push button???   Se ele tivesse de levar um nome, qual nome levaria???

[Tomazelli]

"Onde está a conexão do CI com sua alimentação negativa (pino 4) ??? "

Está ligada ao... negativo. Faltou mesmo o símbolo do negativo no circuito, mas veja o desenho da placa, está ali. Eu fui bem claro ao afirmar: O esquema da placa foi feito por mim para eu entender, pode estar confuso para outros.

 

"Que diabo faz aquele push button ali, quando ele ficar aberto a entrada negativas de ambos operacionais ficarão no ar, só ligadas via 1k a massa??? É isso mesmo???"

Quase isso. As entradas não inversoras ou positivas (não as negativas, veja bem o desenho) dos comparadores estão ligadas à massa, mas depois do resistor que mede a corrente, a diferença de tensão sobre ele, que varia de acordo com a corrente, é jogada às entradas positivas. Se, além de ver as figuras, ler também o texto, vai entender.

 

" Qual a função do push button???"

Resumindo: serve para enviar uma tensão alta sobre a entrada positiva dos comparadores, simulando uma corrente alta, como se o carregador estivesse em carga (pois sabe como é, sem carga alguma ele entra automaticamente em flutuação) e assim poder regular a tensão de carga em 14,4 V, ou na tensão que a pessoa quiser. Se não quiser usar, pode suprimir o push button e o R11, mas aí quando for setar a tensão de carga do carregador vai ter de meter um resistor que dê uma corrente razoável, algo como 10R, nas garras do carregador.

 

"Se ele tivesse de levar um nome, qual nome levaria???"

Eu chamo de push button mesmo, não costumo batizar componentes.

 

 

ok, esclareceu bem essa parte, no circuito em verde voce omitiu o resistor que mede a corrente (pois ficou aberto entre o GND e GND1)?

 

Muito Obrigado pelas respostas! 

Omiti, pois o resistor que mede a corrente não fica nessa placa de comando, inicialmente ficava emendado com fios, depois, quando coloquei a proteção contra inversão de polaridade, joguei os dois resistores na mesma placa, mas, como falei, estão ali apenas como suporte, há fios grossos soldados a eles por baixo da placa. Eles podem tranquilamente ficar soldados ao fio de saída, sem qualquer suporte em placa.

 

Veja esse desenho abaixo. 

 

Marquei em vermelho os pontos de onde você vai puxar os fios que irão até a placa de comando. Sombreado em verde toda a parte que irá ficar na placa. 

 

Como o faller bem notou, no esquemático da placa — esse improvisado, feito nas coxas só para eu mesmo entender — está faltando o símbolo que liga a alimentação negativa do CI LM393, embora aquela linha ali que sai dele esteja nomeada, no programa de desenho, como GND e, por isso mesmo, está correto no desenho da placa, ligado ao GND através do jumper. 

[faller]

"Que diabo faz aquele push button ali, quando ele ficar aberto a entrada negativas de ambos operacionais ficarão no ar, só ligadas via 1k a massa??? É isso mesmo???"

Quase isso. As entradas não inversoras ou positivas (não as negativas, veja bem o desenho) dos comparadores estão ligadas à massa, mas depois do resistor que mede a corrente, a diferença de tensão sobre ele, que varia de acordo com a corrente, é jogada às entradas positivas. Se, além de ver as figuras, ler também o texto, vai entender.

Acho que estas enganado...  Como a referencia tanto da alimentação de 8 Volts quanto a rede resistiva estabelecida com o trimpot 2, bem como o próprio CI estão referenciadas no terra da esquerda, terra mesmo e não GND1, a tensão que será estabelecida sobre o resistor de 0,1 ohms, o amostrador, terá seu sinal positivo de seu lado direito. Ai, ao aumentar a corrente o valor positivo dessa tensão entrando nas entradas positivas do CI farão que ele comute para seu valor positivo na saída.. E apagara o led, bem como levara a tensão de saída para seu valor máximo..

E realmente isso que queres?????  Acho que não...

 

Repare que para o CI comparador poder funcionar adequadamente ele tem de ser referenciado ao terra da alimentação dele. Caso contrário vais poder ter o caso de tensões negativas e abaixo do menor potencial da alimentação do mesmo o que não fica bem num CI com essa arquitetura do comparador que se vê abaixo..

Ainda mais que em seu datasheet é comentado:

 

Input Common-Mode Voltage Range Includes Ground

Differential Input Voltage Range Equal to the Power Supply Voltage

 

Ou seja, não inclui tensões negativas como efetivamente teria se alguma entrada fosse atrelada ao lado esquerdo do amostrador de corrente sendo o CI referenciado ao lado direito se essa fosse a alternativa

 

" Qual a função do push button???" Resumindo: serve para enviar uma tensão alta sobre a entrada negativa dos comparadores, simulando uma corrente alta, como se o carregador estivesse em carga (pois sabe como é, sem carga alguma ele entra automaticamente em flutuação) e assim poder regular a tensão de carga em 14,4 V, ou na tensão que a pessoa quiser. Se não quiser usar, pode suprimir o push button e o R11, mas aí quando for setar a tensão de carga do carregador vai ter de meter um resistor que dê uma corrente razoável, algo como 10R, nas garras do carregador.

Você fala uma coisa e o esquemático diz outra, ai não dá de entender.  Ele, o push button, leva uma tensão positiva a entrada positiva dos comparadores, pelo esquemático.... Ai não dá de entender sequer a lógica do que estás querendo fazer e que foi motivo da pergunta que se segue...

 

"Se ele tivesse de levar um nome, qual nome levaria???"

Eu chamo de push button mesmo, não costumo batizar componentes.

Essa sua resposta beira o cúmulo da cavalice.. Como vistes ai por cima não dá de entender muitos dos porquês de seu circuito face às incoerências e o que esperava como resposta a essa pergunta seria algo do tipo:

Botão de entrada em flutuação

Botão de entrada em carga

Botão de ajuste da máxima tensão

Ou outro nome qualquer que pudesse refletir ou desse a pista do que pensavas em fazer, já que o circuito não ajudou.. Mas nunca que eu teria pensado em trocar ou batizar componentes, não sou tonto nem abostado o bastante, nem sequer para pensar nisso...

 

Veja esse desenho abaixo. 

 

Marquei em vermelho os pontos de onde você vai puxar os fios que irão até a placa de comando. Sombreado em verde toda a parte que irá ficar na placa. 

 

Como o faller bem notou, no esquemático da placa — esse improvisado, feito nas coxas só para eu mesmo entender — está faltando o símbolo que liga a alimentação negativa do CI LM393, embora aquela linha ali que sai dele esteja nomeada, no programa de desenho, como GND e, por isso mesmo, está correto no desenho da placa, ligado ao GND através do jumper. 

[Bruno R Ruinho]

 Eu estava quase me encontrando, agora depois dessa eu me perdi totalmente!

 

Anteriormente este circuito não estava atendendo o proposito? Ou ele esta sinalizando alguma coisa errada ?

[Tomazelli]

"Acho que estas enganado...  Como a referencia tanto da alimentação de 8 Volts quanto a rede resistiva estabelecida com o trimpot 2, bem como o próprio CI estão referenciadas no terra da esquerda, terra mesmo e não GND1, a tensão que será estabelecida sobre o resistor de 0,1 ohms, o amostrador, terá seu sinal positivo de seu lado direito. Ai, ao aumentar a corrente o valor positivo dessa tensão entrando nas entradas positivas do CI farão que ele comute para seu valor positivo na saída.. E apagara o led, bem como levara a tensão de saída para seu valor máximo..

E realmente isso que queres?????  Acho que não..."

 

É exatamente isso que quero, você explicou muito bem! Na entrada negativa há uma tensão constante, fornecida pelo 7809 mais divisor de tesão. Na entrada positiva há uma tensão que varia de acordo com a corrente que passa pelo resistor amostrador. Quando há corrente acima de 500 mA a tensão da entrada positiva fica maior que a da negativa, logo o comparador comuta, apagando o LED e elevando a tensão em 14,4V (a tensão de carga). No final da carga, quando a corrente abaixa de 500 mA ocorre o contrário, o LED acende e a tensão abaixa, entrando em flutuação.

 

 

 

"Você fala uma coisa e o esquemático diz outra, ai não dá de entender.  Ele, o push button, leva uma tensão positiva a entrada positiva dos comparadores, pelo esquemático.... Ai não dá de entender sequer a lógica do que estás querendo fazer e que foi motivo da pergunta que se segue.."

 

Ele leva uma tensão positiva à entrada positiva, fazendo o CI apagar o LED e elevar a tensão, simulando uma carga na saída. Assim pode-se regular a tensão de carga sem ter carga na saída.

 

 

"Essa sua resposta beira o cúmulo da cavalice.. Como vistes ai por cima não dá de entender muitos dos porquês de seu circuito face às incoerências e o que esperava como resposta a essa pergunta seria algo do tipo:

Botão de entrada em flutuação

Botão de entrada em carga

Botão de ajuste da máxima tensão

Ou outro nome qualquer que pudesse refletir ou desse a pista do que pensavas em fazer, já que o circuito não ajudou.. Mas nunca que eu teria pensado em trocar ou batizar componentes, não sou tonto nem abostado o bastante, nem sequer para pensar nisso..."

 

Cavalice? Você fala do jeito que quer, sem papas na língua, e espera que os outros as tenham? Eu expliquei, se você não entendeu, é porque não leu e se atentou apenas às figuras. Na primeira mensagem o circuito está completamente explicado, TUDO que eu estou repetindo agora. A única mudança que fiz foi a posição do push button pois no projeto inicial não funcionava bem. 

Anteriormente este circuito não estava atendendo o proposito? Ou ele esta sinalizando alguma coisa errada ?

O circuito está atendendo plenamente ao propósito, está mais do que testado depois de um ano de uso. O principal, a parte de potência, é uma cópia quase fiel à fonte do faller, inclusive citei isso na mensagem inicial. Mas agora ele quer saber por que — diabos! — eu coloquei um push button, expliquei, expliquei de novo. Se quiser tire o botão fora, quando for regular a tensão de carga coloque um resistor de 10R nas garras do carregador, regule a tensão de carga e pronto, para que simplificar o uso do carregador se podemos complicar.

[Bruno R Ruinho]

Qual parte da potencia que você se refere a fonte do faller? pois tem 2 TIP 147 em paralelo e depois o LM338, seria ate os 2 TIPs?

 

Re-desenhei seu circuito para entender melhor:

 

Só esta faltando essa parte que voce comentou (da parte de potencia)

 

 

esta tudo ok?

 

 

Obrigado!

[faller]

O que faz um LM339k ai no seu circuito???

Seria o LM338??? Corrija

 

Seria interessante colocares um diodo reverso por sobre o regulador de potência caso contrário, sem caminho para a corrente, se porventura desligares o AC com a bateria plugada essa passará a alimentar o circuito da esquerda do regulador com a energia dela, por dentro do CI regulador em caminhos que não devem ser usados..

Assim manda o fabricante, olhe ai o que ele aconselha como proteção..

 

Veja ai é o D1 na figura 17  http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm338.pdf

[Tomazelli]

Na fonte do faller são 10A, ele usou um LM338 e dois TIP147, no meu carregador usei um LM317 e um TIP147, poderia usar apenas um LM338 como você está usando, ficaria mais simples, mas o que achei aqui na cidade estava pifado e eu não queria comprar pela net e esperar chegar.

 

 

Peguei seu próprio desenho e destaquei em cores:

 

 

 

Em vermelho:

A parte de potência que eu falo é por onde passa a maior corrente. Quando o carregador estiver fornecendo 5A, é sobre essa parte que irá correr essa corrente. Essa parte, desde a saída do transformador, passando pelo retificador e pelos capacitores de filtragem deve ser feita usando fios grossos e o mais curtos possíveis.

 

Em verde:

A parte do controle de tensão sobre o LM338, essa parte também fiz tendo como base a fonte do faller (com uma pequena modificação pois no caso do carregador não preciso variar tanto a tensão como numa fonte). Se você fosse montar uma fonte, não precisaria de nada além disso. Também coloquei no desenho o diodo em reverso com o LM338, conforme o faller falou acima.

 

Em azul:

O diodo D3 que você colocou na saída. Se você for fazer a proteção contra inversão não precisa dele. Se não for fazer a proteção use-o, coloque um diodo rápido E acrescente um fusível na saída, igual está no meu esquema.

 

O restante, em amarelo, é a parte que faz o controle do carregador.

[Bruno R Ruinho]

@Tomazelli Obrigado pelo esclarecimento, ja estou em processo de montagem, em breve vou postar aqui, vou fazer o circuito de proteção e retirar aquele diodo.!

[Bruno R Ruinho]

Boa Noite a todos!

 

Depois de quase um ano vou resgatar o topico, Montei o carregador....porém ele nao funcionou.... (Montei na placa com dissipador de calor antes que me fuzilen...kkk) no trimpot eu nao consigo variar, a tensão que entra no LM338 é  a mesma que sai.... nao importa o que eu faco!

 

 

o que poderas ser? o LM com defeito?

 

Logo mais estarei postando a PCI

 

[Bruno R Ruinho]

Bom Vou mostrar os meus testes:

 

A PCI:

 

O diagrama:

 

Nao consigo regurar o LM de jeito nenhum... ai muito bravo ja estava, resolvi fazer a fonte do faller de 

 

sem os TIPs á claro!

 

E funcionou perfeitamente! Variava e tudo mais!

 

E eu contente pra caramba foi testar a corrente e coloquei um resistor de 0,22 ohms na saida! ADIVINHEM!

 

A saida zerou! Mesmo com dissipador e tudo! Me acalmei, esperei um tempo...(nao sei porque) e mesmo assim não ligou de jeito nenhum! OK peguei outro LM e fiz exatamente  a mesmo ligação e coloquei uma lampada de led de carro para simular, variava normal, e voltei ao resisitor de 0,22... alem de ter ido OUTRO LM pro saco, meu potenciômetro também foi!

 

O LM no dissipador apos ter queimado

 

 

e o outro sem o dissipador!

 

Pode ser LM falsos? pois foram comprados no ALIEXPRESS... 5 por R$30,00

 

 

Por favor alguém pode me ajudar!?

@faller

@Tomazelli

@Isadora Ferraz

@Bcpetronzio

[faller]

Não lembro, ao longo das inúmeras montagens que já fiz com esse CI de uma ter dado errado. Será que não errastes em uma ou outra ligação do CI.

Outra coisa. Chego a arrepiar quando vejo um CI desses da potência montado sem dissipador. Nem para teste eu faria isso dai..

[Ricardo S Ferreira]

Só para constar. Recentemente fiz uma fonte de bancada com o LM 338T e queimei o potenciômetro pois havia invertido o Vout pelo Vadj.

[Bruno R Ruinho]

7 horas atrás, faller disse:

Não lembro, ao longo das inúmeras montagens que já fiz com esse CI de uma ter dado errado. Será que não errastes em uma ou outra ligação do CI.

Outra coisa. Chego a arrepiar quando vejo um CI desses da potência montado sem dissipador. Nem para teste eu faria isso dai..

Exato igual voce tinha falado no post da fonte " E um CI contra idiotas" impossivel fazer algo de estão errado para ele queimar, fiz o teste sem o dissipador pois fazia 5 min que o LM com dissipador tinha queimado, ele estava estão bem montado que nao desmontei...

 

 

5 horas atrás, Ricardo S Ferreira disse:

Só para constar. Recentemente fiz uma fonte de bancada com o LM 338T e queimei o potenciômetro pois havia invertido o Vout pelo Vadj.

Vou refazer a montagem amanha nao inverti o Vout pelo Vadj. pois ele esta variando normalmente, o problema e quando eu coloco o resistor de 0.22R a saida zera.

E nao volta por nada! Logo o LM queimou!

 

 

Estou usando uma fonte variavel como entrada, estou colocando 20V e regulando a fonte para limitar a corrente em 3A, devo mudar a carga para teste? usar uma lampada ou um resistor maior?

 

Ou de alguma forma estou alimentando o LM errado?

 

 

Ainda desconfio que esses LM338 que comprei sao de ma qualidade...

[Bruno R Ruinho]

Bom montei novamente o circuito! Ele esta variando normalmente, mas agora quando consumo alguma corrente a tensão cai muito, fiz um vídeo para a prova:

 

 

[faller]

Sugiro que cheques o comportamento para trás da fonte..

Quando a tensão cai desse modo dai, ao puxares corrente, cheque como está a tensão na entrada do CI. a tensão entre Vadj e Vout. Se essa tensão dai for muito diferente de 1,25 Volts é sinal que o CI entrou em proteção..

 

[Bruno R Ruinho]

Sim, a tensão em aberto esta em 1,2V quando coloco o resistor cai para 1V, estou achando estranho esse comportamento, a falta dos capacitores de tântalo não é para interferir no funcionamento...

[Tomazelli]

Na parte de potência, siga as dicas do Faller que ele sem dúvida entende mais do que qualquer outro.

 

Eu tive problema com dois CIs desse. Talvez porque comprei aqui, em uma loja antiga onde deveriam estar guardados há muito, muito tempo. Um não regulava a tensão em hipótese alguma, o outro não regulava com corrente acima de 2A, mesmo tudo corretamente montado: dissipador, pasta térmica, solda bem feita, fios curtos e grossos. Quase pedi um Ci desses de uma loja confiável pela internet, mas na pressa acabei montando com o LM317 mais o TIP147.

[Bruno R Ruinho]

Estou montando com o LM317 e o TIP147, estou esperando chegar, pois tinha o TIP 142 mas ele é NPN nao dava certo. Acho que amanha ja posto novidades!