Placa de desenvolvimento "PICant"

Inspirada na placa PICcell, PICant é uma placa de desenvolvimento que utiliza o PIC16F688 da Microchip. Embora o conceito subjacente seja o mesmo, esta nova placa de desenvolvimento tem o dobro dos pinos de E/S e mais memória, cobrindo efectivamente um maior número de aplicações do que a sua predecessora. Em suma, com a PICant é possível simular circuitos em redor do PIC16F688 ou com outros micro-controladores compatíveis contendo até 14 pinos.

O circuito é muito semelhante ao mostrado anteriormente. Novamente, C1 estabiliza a tensão de alimentação do micro-controlador, ao passo que R1 é um resistor de pull-up necessário à programação. Tal como no circuito anterior, JP1 permite seleccionar a proveniência da tensão de alimentação do micro-controlador.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
IC1 – Micro-controlador PIC16F688 (PIC16F688-I/SL);
J1 – Conector header macho de 6 pinos 90°;
J2/3 – Conector header macho de 7 pinos;
JP1 – Conector header macho de 3 pinos (com shunt);
R1 – Resistor de filme espesso 10KΩ±5% 1/8W (0805).

O layout da placa de circuito impresso está disponível nos formatos brd (Eagle 6.5.0) e Gerber. Mais uma vez recomendo que obtenha a placa através de um serviço de fabrico de PCBs para garantir bons resultados.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/ta7nm6jwj6bfw4b4dkly
Diagrama do circuito (Eagle 6.5.0 sch): http://app.box.com/s/ve288vgrxt0013le5cij
Layout da placa (Eagle 6.5.0 brd): http://app.box.com/s/b1ksle7kildvj89lt1d6
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/ojnbq2nssez4u9a7ihs0
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/z00mtzwi0579q38ortpa
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/1qrisxz3f45azsbvl9xh
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/TvChTbl6

Placa de desenvolvimento "PICcell"

PICcell é uma placa de desenvolvimento construída em torno do PIC12F683 da Microchip. De concepção muito simples, esta placa permite o acesso directo a todos os pinos do micro-controlador incluso, e por isso pode ser utilizada em placa de ensaio tal como um micro-controlador discreto. A sua cabeça de programação permite programar o micro-controlador sem quaisquer componentes adicionais. Estas características tornam a PICcell numa ferramenta útil na simulação e concepção de circuitos contendo o PIC12F683 ou micro-controladores semelhantes.

O circuito nada apresenta de novo. C1 é um condensador de desacoplamento que serve o micro-controlador PIC12F683 (IC1). Por seu turno, R1 é um resistor de pull-up necessário à programação com o PICkit 2 ou o PICkit 3. JP1 permite seleccionar de onde vem a tensão de alimentação do micro-controlador, se do circuito externo ou do programador.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
IC1 – Micro-controlador PIC12F683 (PIC12F683-I/SN);
J1 – Conector header macho de 6 pinos 90°;
J2/3 – Conector header macho de 4 pinos;
JP1 – Conector header macho de 3 pinos (com shunt);
R1 – Resistor de filme espesso 10KΩ±5% 1/8W (0805).

O layout da placa de circuito impresso está disponível nos formatos brd (Eagle 6.5.0) e Gerber. Pela sua complexidade, esta placa não deve ser preparada em casa mas sim recorrendo a um serviço de fabrico de PCBs. A soldadura dos componentes SMD pode ser também um obstáculo, pois requer equipamento apropriado e algum treino.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/6vuz166dwla6lqvcv10e
Diagrama do circuito (Eagle 6.5.0 sch): http://app.box.com/s/6xo0wow8fjumiuipb9z8
Layout da placa (Eagle 6.5.0 brd): http://app.box.com/s/h3g6guugr9ae660i3bao
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/perpiid7kpwafybj9och
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/fbpdk518cgnmvjm53e70
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/znu7xxac42rwovuhmrx3
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/LagZV03r

Projectos no OSH Park

As placas de circuito impresso dos últimos projectos estão disponíveis para encomenda. Visite o perfil do blogue no site do OSH Park, em http://oshpark.com/profiles/bloguetronica.

Carta adaptadora ICSP/ZIF "Protos" (Rev. 1)

Trata-se de uma revisão menor ao projecto "Protos" apresentado no post de 20 de Fevereiro. O circuito é o mesmo, apenas mudando a nomenclatura dos componentes.

Lista de componentes:
C1 – Condensador de poliéster 10nF 63V;
J1 – Conector header macho de 6 pinos;
R1 – Resistor de carvão 10KΩ±5% 1/8W;
SK1 – Suporte ZIF DIP de 20 pinos.

Como anteriormente, o layout da placa de circuito impresso está disponível nos formatos brd (Eagle 6.5.0) e Gerber. Novamente, deve recorrer a um serviço de fabrico de PCBs por forma a garantir bons resultados.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/ny2pz8oqkgolh578r6n2
Diagrama do circuito (Eagle 6.5.0 sch): http://app.box.com/s/htvugznok0o7g537h85k
Layout da placa (Eagle 6.5.0 brd): http://app.box.com/s/bl00zomqsn4i7slqus4w
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/o97qijxau8600er15sf3
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/gzbybfs7w9k9bcy5mqpa
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/ia2odw334q2pondz5cq0
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/kHF7dHpK

OSH Park

Criado por James "Laen" Neal, este é um serviço de encomenda de placas de circuito impresso que segue a filosofia do hardware livre. Caracterizado por ter um custo baixo em comparação com serviços comerciais equivalentes, o OSH Park é uma solução excelente para a criação de protótipos e para pequenas produções. Para além disso, este serviço distingue-se dos demais pela qualidade das placas que produz: para além do acabamento profissional com máscara de solda e serigrafia, todas as placas vêm com tratamento ENIG (de Electroless Nickel Immersion Gold).

Tratando-se de um serviço económico, o OSH Park não apresenta muitas opções. Embora seja possível submeter layouts com duas ou quatro camadas (o número de camadas é automaticamente detectado pelo sistema), o utilizador não pode definir outras características, como a espessura do substrato ou do cobre, nem mesmo a cor da máscara de solda (que é sempre púrpura). Existe também a questão da demora entre a submissão do layout e o envio das placas que, dependendo do número de camadas, pode ir de uma semana a um mês. Porém, apesar destas e de outras limitações, o OSH Park é um serviço que prima sobretudo pela qualidade e por isso deve ser considerado.

OSH Park: http://oshpark.com/

Carta adaptadora ICSP/ZIF "Protos"

Protos é uma carta adaptadora ICSP para ZIF, especialmente concebida para os programadores PICkit 2 e PICkit 3 da Microchip. No entanto, pode funcionar com outros programadores ICSP. Suporta a generalidade dos micro-controladores PIC12 e alguns micro-controladores PIC16, estes últimos de 14, 18 e 20 pinos. Devo realçar que este projecto foi desenhado em Eagle, pelo que existem diferenças em termos de ficheiros.

O circuito é muito simples. Existe uma correspondência directa entre os pinos do conector ICSP e os pinos activos do suporte ZIF. O condensador C1 serve apenas para estabilizar a tensão de alimentação do micro-controlador, ao passo que R1 actua como um resistor de pull-up durante a programação.

Lista de componentes:
C1 – Condensador de poliéster 10nF 63V;
R1 – Resistor de carvão 10KΩ±5% 1/8W;
SV1 – Conector header macho de 6 pinos;
ZX1 – Suporte ZIF DIP de 20 pinos.

O layout da placa de circuito impresso está disponível nos formatos brd (Eagle 6.2.0) e Gerber. Esta placa não deve ser preparada por métodos caseiros, mas sim recorrendo a um serviço de fabrico de PCBs de modo a obter bons resultados. Nesse sentido, recomendo o OSH Park pela sua qualidade e baixo custo.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/fn9nog7csay5re9w4xr4
Diagrama do circuito (Eagle 6.2.0 sch): http://app.box.com/s/0jgzcb0w5tyk7yk43gvo
Layout da placa (Eagle 6.2.0 brd): http://app.box.com/s/p6g0k7tia66nzkx5gb22
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/q1jk64dm6r9hdnjxs255
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://app.box.com/s/kng2qxzst333hkwmx2mb
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/kp51zk3vwvp27e1rmig8
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/82LbRwuE

Amplificador de áudio "Monoblocus Magnus" (Rev. 1)

Esta é uma revisão menor ao projecto "Monoblocus Magnus" apresentado no post de 9 de Julho de 2013, que essencialmente visa corrigir o problema da oscilação de alta frequência (consulte o post de 23 de Janeiro). Em consequência das alterações introduzidas para estabilizar o amplificador, a resposta em frequência desta nova versão é mais reduzida na gama superior. As restantes especificações técnicas mantêm-se iguais.

Parâmetros de funcionamento:
– V _{a. mín.} = 207V_rms
– V _{a. máx.} = 253V_rms
– Z _{L mín.} = 4Ω

Características eléctricas:
– I _a. (V _a. = 230V_rms, Z _L = 4Ω) = 1,149A_rms
– I _a. (V _a. = 230V_rms, Z _L = 8Ω) = 681,1mA_rms
– P (V _a. = 230V_rms, Z _L = 4Ω) = 264,4W
– P (V _a. = 230V_rms, Z _L = 8Ω) = 156,7W

Características de amplificação:
– Impedância de entrada: 5,004KΩ
– Sensibilidade de entrada: 500mV_rms
– Ganho: 33,52dB (47,4V/V)
– Resposta em frequência (-3dB): 11,18-24150Hz
– Potência de saída (Z _L = 4Ω): 112W
– Potência de saída (Z _L = 8Ω): 68W

O circuito é semelhante ao do projecto original, diferindo apenas na adição de dois condensadores: C17 e C21. Estes condensadores diminuem o ganho do amplificador para frequências acima dos 24KHz, impedindo com efeito a ocorrência de oscilações de alta frequência.

Lista de componentes:
C1 – Condensador tipo Y2 100nF 300V~;
C2/3/8/9 – Condensador electrolítico 6,8mF 63V;
C4/6/10/12 – Condensador electrolítico 100µF 63V;
C5/7/11/13/19/23 – Condensador de poliéster 100nF 63V;
C14 – Condensador electrolítico 220µF 63V;
C15 – Condensador de poliéster 1µF 63V;
C16/20 – Condensador cerâmico 220pF 63V;
C17/21 – Condensador de mica 82pF±1% 500V;
C18/22 – Condensador electrolítico não polarizado 220µF 10V;
D1/2 – Díodo rectificador 1N5405;
D3-6 – Díodo rectificador 6A1;
D7/8 – Díodo rectificador 1N4002;
F1/2 – Fusível lento 2,5A;
F3/4 – Fusível lento 5A;
HS1/2 – Dissipador passivo de 1,2°C/W;
IC1 – Opto-acoplador PS2501A-1 ou PS2561A-1;
IC2/3 – Amplificador de áudio de potência LM3876 (LM3876TF);
J1 – Conector IEC C14;
J2 – Conector RCA fêmea;
JW – Fio multifilar 26AWG;
L – Bobina de núcleo de ar 10 espiras Ø10mm 18AWG;
LP – Lâmpada de néon resistorizada 230V~;
R1 – Resistor de carvão 1,5KΩ±5% 1W;
R2 – Resistor de carvão 22KΩ±5% 1/8W;
R3 – Resistor de carvão 5,6KΩ±5% 1/8W;
R4 – Resistor de carvão 47KΩ±5% 1/8W;
R5/10 – Resistor de carvão 1KΩ±5% 1/8W;
R6/11 – Resistor de filme metálico 34,8KΩ±0,1% 1/8W;
R7/12 – Resistor de filme metálico 750Ω±0,1% 1/8W;
R8/13 – Resistor de carvão 4,7Ω±5% 2W;
R9/14 – Resistor bobinado 0,1Ω±1% 3W;
R15 – Resistor de carvão 10Ω±5% 1W;
S – Interruptor bipolar;
T – Transformador toroidal 230V~ 2x25V~ 250VA.

A placa de circuito impresso deve ser preparada tomando os cuidados usuais. O modelo da caixa a usar é o mesmo, não havendo diferenças em termos de furação. A montagem faz-se de forma idêntica, pelo que recomendo que siga as notas do projecto original.

Links importantes:
Diagrama do circuito: http://app.box.com/s/6nxxuec1r2m3zw4ilc6y
Layout da placa: http://app.box.com/s/4i6gml3a6bub0u3e2rou
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/v74knwlnr1y3flrd0lhb

Novo endereço

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O problema do Monoblocus Magnus

Desenhar um amplificador com topologia paralela não é fácil, ainda para mais utilizando integrados LM3876. Primeiro, é preciso assegurar que o ganho em malha fechada dos dois integrados é igual e que a carga à saída é repartida de forma equilibrada. Em seguida é necessário fazer os testes em placa de ensaio para confirmar se tudo funciona devidamente. Mesmo assim, não é certo que tudo corra bem. Neste caso, e apesar do sucesso nos testes anteriores, a implementação em placa de circuito impresso não funcionou como era suposto.

Depois de montada a placa, resolvi testá-la numa situação real. Ligando apenas o transformador e a respectiva alimentação, verifiquei que os dissipadores dos integrados aqueciam bastante em alguns segundos, isto sem carga e sem fonte de sinal. Com o altifalante e a fonte de sinal ligados, o som saía limpo mas só durante poucos minutos, antes da protecção térmica dos LM3876 começar a actuar. Após muita análise, percebi que o problema residia numa oscilação de alta frequência que só acontecia quando as saídas dos integrados estavam acopladas através dos resistores R9 e R14. Medindo a diferença de tensão entre as saídas dos integrados com um osciloscópio, constatei que a oscilação apresentava uma frequência e amplitude variáveis, com valores rondando 80KHz e 2V_pp respectivamente.

A solução, que aliás me foi sugerida por um amigo, envolve somente a adição de dois condensadores: um em paralelo com R6 e o outro em paralelo com R11. Estes condensadores diminuem o ganho para as altas frequências e, efectivamente, suprimem a oscilação. Após alguns testes, verifiquei que quaisquer condensadores com valor entre 68 e 100pF resolviam o problema sem diminuir demasiado a resposta em frequência do amplificador. Devo no entanto fazer notar que, ao aplicar condensadores de 68pF, ainda detectei uma oscilação residual com 5mV_pp de amplitude.

Posso especular que o sucesso dos testes em placa de ensaio possa ter sido de alguma forma sustentado pelas capacitâncias parasitas da mesma. Na altura assumi que as condições de um circuito montado numa placa de ensaio seriam piores do que as do circuito na placa final. Mas dada a topologia paralela do amplificador e o layout particularmente "difícil" da placa final, aconteceu precisamente o oposto.

Exposto o problema do projecto actual, irei lançar uma revisão em breve que soluciona o problema de oscilação deste amplificador. Entretanto, caso tenha construído este projecto, sugiro que solde condensadores de 82pF directamente nos terminais de R6 e R11 para suprimir a oscilação. Os condensadores devem ser de mica (silver mica) ou cerâmicos do tipo NP0 (C0G), com tolerância de 1%.

Rectificadores Schottky duplos (série MBR)

No post de 14 de Março de 2013 discorri sobre díodos rectificadores Schottky, mencionando alguns dispositivos da série MBR. No entanto, esta série é principalmente conhecida pelos seus rectificadores Schottky duplos. Estes componentes englobam dois díodos rectificadores Schottky, terminados em cátodo comum, no mesmo encapsulamento. Tal configuração torna estes rectificadores particularmente úteis em fontes de alimentação comutadas.

A tabela abaixo é um sumário dos rectificadores duplos mais usuais desta série, categorizados de acordo com a corrente média e tensão inversa nominais.

	35V	45V	50V	60V	100V	150V	200V
15A	MBR1535CT	MBR1545CT	MBR1550CT	MBR1560CT	–	–	–
20A	MBR2035CT	MBR2045CT	MBR2050CT	MBR2060CT	MBR20100CT	MBR20150CT	MBR20200CT
25A	MBR2535CT	MBR2545CT	MBR2550CT	MBR2560CT	–	–	–
30A	MBR3035CT	MBR3045CT	MBR3050CT	MBR3060CT	–	–	–
40A	MBR4035PT	MBR4045PT	MBR4050PT	MBR4060PT	–	–	–
	–	MBR4045WT	–	MBR4060WT	–	–	–
60A	–	MBR6045WT	–	MBR6060WT	–	–	–