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Mini Pista de testes para slotcar

Mini Pista de testes para slotcar

Como prometido no post anterior “Baterias recarregáveis e recarregadores” vou apresentar o up grade do projeto da mini pista de testes para slotcar, no Brasil conhecido como autorama.

O up grade da mini pista “encomendado” pelo meu amigo deveria contemplar basicamente dois itens: ser alimentado por fonte externa ou por bateria recarregável e ainda ter a possibilidade de que a fonte externa pudesse recarregar a bateria quando fosse necessário.

Dito assim parece simples, mas ao começar a pensar em como fazer isso fui percebendo que alguns cuidados teriam que ser tomados e aí é que os problemas foram surgindo e sendo solucionados.

Em todo projeto cabe ao projetista interpretar e até “adivinhar” as necessidades do usuário e neste caso não seria diferente.

Como as baterias Li-íon devem ser recarregadas toda vez que a sua tensão atingir um valor mínimo, sob pena de redução de sua vida útil se deixarmos que sua tensão chegue a zero volt, a primeira providenciar seria incorporar um circuito indicador de battery low.

A indicação seria dada por um led que só deveria acender quando a tensão na bateria atingisse o valor crítico para que o próprio consumo do led não “pesasse” na bateria e funcionando como uma carga a mais.

Considerando que cada célula de bateria Li-ion fornece entre 3,7 e 4,2V supus que a bateria de 9V deveria ser, na verdade, composta de duas células que forneceriam 8,4V (no máximo) e foi o que constatei medindo a dita cuja.

Como cada célula deve começar a ser recarregada ao atingir 3 volts estipulei que o indicador de batery low deveria acender quando a tensão na bateria atingisse 6 volts já que a bateria deveria ser composta de duas células.

Até aqui nada de mais, era só usar um amp op na configuração comparador de tensão onde a entrada não inversora seria alimentada por tensão fixa que poderia ser obtida por um Zener e a entrada inversora receberia tensão de um divisor de tensão ligado à bateria.

Quando as tensões nas duas entradas se igualassem a saída do amp op subiria e alimentaria um led ligado à terra fazendo-o acender.

O primeiro problema que percebi foi que eu não poderia alimentar o amp op e o divisor de tensão diretamente com tensão da bateria, pois à medida que esta fosse diminuindo o circuito não funcionaria mais.

Veio então a ideia de usar um regulador de 5 volts que seria alimentado pela bateria e forneceria uma tensão constante para alimentar o amp op e o divisor de tensão.

Optei por usar o LM358N que eu tenho um monte nas minhas sucatas e o data sheet me informava que ele poderia trabalhar com alimentação a partir de 3 volts. Até aí tudo estava indo bem.

Acontece que os data sheets dos reguladores 7805 informam que a tensão mínima para eles funcionarem deveria ser 7 volts o que me trazia uma complicação porque eu queria que o circuito ainda funcionasse quando a bateria chegasse a 6 volts.

Resolvi apostar na tolerância dos componentes e consegui encontrar pelo menos três 7805 na minha sucata que forneciam 4,8 volts quando alimentados com 6 volts. Veja abaixo o rascunho circuito.

Esquema do circuito de Battery Low

Esquema do circuito de Battery Low

Este round estava vencido.

Montei então, um protótipo no protoboard e, ufa! Funcionou!

Usei um Zener de 2,7V que forneceu 2,58V na entrada não inversora e um trimpot de 10 kohms  para ajustar a tensão na entrada inversora.

Vencido este round precisava pensar no circuito do recarregador.

Este foi bem mais fácil, pois enquanto procurava um CI que fizesse isto e fosse fácil de conseguir comprar aqui pela terrinha  acabei achando um circuito pronto e com bastantes detalhes que usava apenas um LM317.

Convido você a dar uma olhada no link http://shdesigns.org/lionchg.shtml onde está tudo bem mastigadinho.

Testei o circuito no protoboard e ufa! também funcionou.

Maravilha! Agora era só providenciar a montagem definitiva dos dois circuitos e para isto utilizei uma placa padronizada que poderia facilmente ser acomodada dentro da caixa que sustenta a mini pista.

Circuitos da mini pista de teste de slotcar

Circuitos da mini pista de teste de slotcar

Eu já havia construído antes, na versão 1.0, um regulador de tensão com LM317 que permitia variar a tensão fornecida ao carrinho que estivesse sendo “trabalhado”, quer para a função de limpeza dos pneus quer para amaciamento do motor e da mecânica.

O próximo passo seria providenciar uma maneira prática que permitisse ao usuário (meu amigo no caso) usar o “brinquedinho” com fonte externa que neste caso serviria também para alimentar o circuito do recarregador ou apenas com a bateria, quando estivesse, por exemplo, numa pista de competição para tornar a mini pista o mais portátil e autônoma possível.

Para isso eu utilizei uma chave que permitia a mudança de uma função para outra. Acompanhe na figura abaixo o diagrama em bloco das ligações.

Chave ondas 4x2

Chave ondas 4×2

Você deve ter notado que foi preciso utilizar uma chave de 4 polos 2 posições que, por sorte, eu também encontrei na minha “santa sucata” (voltando aos velhos tempos das chave de onda).

Vamos ver como a coisa toda funciona.

Diagrama em bloco do circuito da mini pista de testes para slotcar

Diagrama em bloco do circuito da mini pista de testes para slotcar

Com a chave na posição A mostrada na figura abaixo temos a mini pista sendo alimentada pela fonte externa de 12V DC que também alimenta o recarregador e este por sua vez está ligado à bateria para recarregá-la.

O led verde fica aceso enquanto a bateria está sendo recarregada e ao término da recarga ele apaga.

Aí podemos virar a chave para a posição B se quisermos que a mini pista passe a ser alimentada pela bateria e podemos retirar a fonte externa porque a partir deste momento ela fica sem função.

Quando o led vermelho do battery low acender é porque a tensão da bateria chegou a 6 volts e é hora de colocar novamente a fonte externa e virar a chave de posição de recarga.

Finamente o led vermelho que está ligado à fonte ajustável indica, pelo seu brilho, o quanto de tensão a pista está recebendo, indicação suficiente para o usuário saber se deve ou não aumentar a tensão no “olhômetro”.

A principal utilização desta mini pista durante os campeonatos é a limpeza dos pneus que é feita em poucos minutos, portanto a bateria supre bem a necessidade.

Para evitar que a bateria fique sendo consumida quando a pista não está sendo usada com ela, foi acrescentada uma chave liga/desliga como vemos no diagrama.

Adoro fazer estes brinquedinhos alternativos de forma artesanal e me divirto (e, às vezes, até dá pra ganhar um dinheirinho) e serve como terapia ocupacional (kkk).

O meu objetivo em publicar este post foi mostrar como podemos utilizar eletrônica básica de forma simples para resolver problemas sem necessidade da sofisticação dos circuitos micro controlados, memórias e outras encrencas.

Esta é a eletrônica que eu gosto e que, queiram ou não, ninguém se livra dela porque na hora de alimentar o chip “faz tudo” você vai  precisar mesmo é de um circuito regulador de tensão, não tem jeito.

Até sempre.

Técnico em eletrônica formado em 1968 pela Escola Técnica de Ciências Eletrônicas, professor de matemática formado pela UFF/CEDERJ com especialização em física. Atualmente aposentado atuando como técnico free lance em restauração de aparelhos antigos, escrevendo e-books e artigos técnicos e dando aula particular de matemática e física.

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