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Autor Tópico: Rectificação de meia onda com 555 e BT151  (Lida 1909 vezes)

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Offline edeweld

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Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« em: 25 de Fevereiro de 2017, 14:44 »
Para fins de acadêmicos e também práticos pretendo fazer a rectificação de meia onda em AC com um 555 e um BT151.
O 555 vai definir quando é que o SCR entra em funcionamento. Uma vez que pretendo uma recitificação apenas do semi ciclo positivo e tenho um período de 50Hz em AC o T1 e T2 do 55 será de 10ms, respectivamente.

As questões são:
  • Funciona?
  • Existe aplicações na vida real deste circuito?

Anexo imagens do esquema. O valores são:

R1=3040ohms;
R2=33ohms;
C1=470 microF

Imagens:
http://imgur.com/a/08QXM

Obrigado

[UPDATE]
Correção, não pode ser um SCR mas sim um TRIAC. Por exemplo o BT137.  :P Estes jovens!  ;D
« Última modificação: 25 de Fevereiro de 2017, 14:49 por edeweld »

Offline jm_araujo

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Re: Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« Responder #1 em: 25 de Fevereiro de 2017, 15:04 »
Se é só para meia onda, pode ser um SCR.

Com um 555 vai ser difícil de realizar esse circuito. O trigger deve ser dado com um atraso sobre a passagem por zero da onda AC (os triacs/SCRs depois de receberem o trigger mantém-se em condução até a corente que conduzem voltar a 0, ou seja ao ínicio do 1/2 ciclo AC seguinte).

Além disso o circuito que desenhaste tem outras falhas. A tensão na gate do SCR tem de ser relativa ao cátodo (k) do mesmo, precisas de ligar a GND do 555 ao SCR também. Sim, ficas com todo o circuito ligado aos 230V. Por isso ou segues o conselho do capitulo seguinte, ou usas isolamento ótico.

Faz-me um favor para teu próprio bem. Se experimentares esses circuitos  em vez de ligar a AC 230V, primeiro usa um transformador (dos antigos, pesados de cobre e ferro), e trabalhas com o circuito ligado no secundário (sem pontes diodos ou condensadores), que pode ser de qualquer tensão que encontres até uns 50V. Para alguém com pouca experiência pode ser a diferença entre a vida e a morte. Podes julgar que estou a exagerar, mas 230V não são para brincadeiras.

Edit:
um circuito que demonstra a complexidade de usar um 555 para essa aplicação: http://www.edn.com/design/analog/4415447/555-timer-triggers-phase-control-circuit


Edit2:
Reli melhor o que escreveste e ainda não entendi bem o que queres. Se queres retificar meia onda ( ciclo positivo todo), não precisas de SCR para nada, basta um díodo normal !!!!


« Última modificação: 25 de Fevereiro de 2017, 15:20 por jm_araujo »

Offline edeweld

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Re: Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« Responder #2 em: 25 de Fevereiro de 2017, 16:44 »
Se é só para meia onda, pode ser um SCR.

Com um 555 vai ser difícil de realizar esse circuito. O trigger deve ser dado com um atraso sobre a passagem por zero da onda AC (os triacs/SCRs depois de receberem o trigger mantém-se em condução até a corente que conduzem voltar a 0, ou seja ao ínicio do 1/2 ciclo AC seguinte).

Isto significa que tenho que dar o trigger ainda o sinal vai no semi ciclo negativo, perto de chegar ao zero. De quanto, em segundos, seria este atraso?

Além disso o circuito que desenhaste tem outras falhas. A tensão na gate do SCR tem de ser relativa ao cátodo (k) do mesmo, precisas de ligar a GND do 555 ao SCR também. Sim, ficas com todo o circuito ligado aos 230V. Por isso ou segues o conselho do capitulo seguinte, ou usas isolamento ótico.

O que é o conselho do capitulo anterior?
Podes dar info sobre isolamento óptico?

Faz-me um favor para teu próprio bem. Se experimentares esses circuitos  em vez de ligar a AC 230V, primeiro usa um transformador (dos antigos, pesados de cobre e ferro), e trabalhas com o circuito ligado no secundário (sem pontes diodos ou condensadores), que pode ser de qualquer tensão que encontres até uns 50V. Para alguém com pouca experiência pode ser a diferença entre a vida e a morte. Podes julgar que estou a exagerar, mas 230V não são para brincadeiras.

Agradeço o conselho. Tenho noção do perigo dos 230V, até aos 50V já tenho respeito, mas obrigado pela ressalva. Nunca é de mais ser "chato"  ;) :D

Edit:
um circuito que demonstra a complexidade de usar um 555 para essa aplicação: http://www.edn.com/design/analog/4415447/555-timer-triggers-phase-control-circuit
O link não funciona.

Edit2:
Reli melhor o que escreveste e ainda não entendi bem o que queres. Se queres retificar meia onda ( ciclo positivo todo), não precisas de SCR para nada, basta um díodo normal !!!!
Já estudei as ponta rectificadora com díodos 1N4007 mas para este circuito queria aplicar alguns conceitos que já aprendi. Como o 555 e os tiristores.

O objectivo é começar a perceber melhor como funciona internamente os variadores de velocidade. Fiquei apaixonado pelo conceito dos mesmos. Converter AC para DC, pois é mais simples trabalhar a mesma, e depois entregar um onda AC (que não é bem AC)

Offline Njay

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Re: Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« Responder #3 em: 25 de Fevereiro de 2017, 17:37 »
edeweld, se queres vir a perceber electrónica minimamente "a sério", começa por te concentrar nestes nomes:

Lei de Ohm
Lei de Joule
Método das malhas
Método dos nós
Cálculo de resistências em paralelo
Cálculo de resistências em série
Cálculo de condensadores em paralelo

Offline jm_araujo

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Re: Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« Responder #4 em: 25 de Fevereiro de 2017, 19:19 »
Pá, tás mesmo muito longe :)

O "capitulo anterior" era o seguinte, volta a ler o que lá está escrito. Com o tua resposta só consigo recalcar que com os teus níveis de conhecimento é muito cedo para andares a mexer com circuitos em 230V da rede (em eletrónica, claro, eletricidade é mais fácil e mais seguro).

O que tu queres é um diodo, não precisas do 555 para nada, basta deixar a gate do SCR ao ar e já faz o que queres!

Se queres aprender mais sobre SCRs encontrei este site que me pareceu numa leitura diagonal que estava decente: https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-7/silicon-controlled-rectifier-scr/


Hoje em dia os SCR são cada vez menos usados. O facto de depois de ligados só deixarem de conduzir quando a corrente volta a zero limita bastante a sua utilização, a exceção será para circuitos básicos baratos (dimmers e alguns controladores de motores universais, com os dos berbequins), e para muito alta potência, com tensões e correntes muito elevadas (centenas de A, tensões de 3 e 4 digitos: exemplo: http://uk.farnell.com/semikron/skkh-570-16-e/thyristor-module-570a-1-6kv/dp/2423655 ).


O objectivo é começar a perceber melhor como funciona internamente os variadores de velocidade. Fiquei apaixonado pelo conceito dos mesmos. Converter AC para DC, pois é mais simples trabalhar a mesma, e depois entregar um onda AC (que não é bem AC)

A topologia que conheço nesses bichos não é com SCRs. Rectificação para DC (com diodos ), PFC e filtragem para cumprir normas, e andar de potencia com MOSFETs ou IGBTs para gerar o AC.

A menos que estejas a falar de motores universais como referi mais atrás. São muito usados em berbequins e varinhas mágicas e semelhantes, e trabalham tanto com AC como com DC. Para variar a velocidade dos mesmos usa-se um dimmer banal e corrente (encontras a pontapé esquemas na net).
« Última modificação: 25 de Fevereiro de 2017, 19:26 por jm_araujo »

Offline dropes

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Re: Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« Responder #5 em: 25 de Fevereiro de 2017, 22:28 »
Estive a ler o tópico e vejo um enorme desconhecimento dos componentes, não se pode escolher ao calhas porque sim e resultar nalgo que se deseja  ::)

Escolhendo o 555 + um tiristor para controlar a velocidade de um motor é possível, estranhamente mas dá :o

Rectificação, meia onda ou completa (sem cap)
Regulador para o 555 via resistência + zener + cap
Passagem por 0 MOC
555 em modo temporizador
Tiristor

Isto para se ter um simples dimmer. O 555 terá uma saída negativa após a passagem de 0, passando a positiva passado um certo tempo , ficando o tiristor activo até ao proximo 0, é desta forma que funciona um dimmer.

Offline edeweld

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Re: Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« Responder #6 em: 27 de Fevereiro de 2017, 01:06 »
edeweld, se queres vir a perceber electrónica minimamente "a sério", começa por te concentrar nestes nomes:

Lei de Ohm
Lei de Joule
Método das malhas
Método dos nós
Cálculo de resistências em paralelo
Cálculo de resistências em série
Cálculo de condensadores em paralelo
É com grande prazer, e não é para me gabar, que digo o que já sei. Obviamente que ainda tenho muito que aprender. Pois apesar de já saber fazer várias coisas na electrónica existe sempre aquele cenário ou exercício que me deixa com a sensação, boa, de que afinal não percebo puto disto  ::) :P 8)

Lei de ohm: check;
Lei de Joule: tenho que ver mais a fundo;
Método das malhas: check;
Métodos dos nós: check;
Cálculo em série e paralelo, tanto de resistências como de condensadores: check;

Aproveito o lanço e solicito o seguinte: Exercícios destes temas, o que sugerem?
O que começo a sentir falta é da aplicação dos conhecimentos na vida real. Porque no cenário da aula eu sei, mas eu quero é começar a partir a cabeça no mundo real.
Por isso exemplos de vida real são bem vindos!  ;D

Offline Njay

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Re: Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« Responder #7 em: 27 de Fevereiro de 2017, 02:04 »
Tens 6V de uma fonte de alimentação, depois 3 resistências em série, de 100, 150 e 220 Ohm, e depois o GND.

Que potência está a ser dissipada na resistência do meio (150)? E que tensão é que essa resistência tem aos seus terminais?

E se a resistência de saída da fonte de alimentação forem 25 Ohm?

E se trocares a resistência de 220 Ohm por um LED vermelho, que vamos assumir ter uma queda de tensão de 1.8V, qual é a potência dissipada em cada uma das outras 2 resistências e qual é a tensão que a de 150 Ohm vê aos seus terminais? E qual é a potência dissipada no LED? A corrente na de 100 Ohm?

Se juntares as resistências de 100 e a de 150 numa só, e tiveres que ir à rua comprá-la, qual é o valor da resistência que pedes lá na loja (uma que seja de 5% de tolerância)?

Usar um simulador ou ir perguntar num fórum não conta ;D
« Última modificação: 27 de Fevereiro de 2017, 02:07 por Njay »

Offline edeweld

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Re: Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« Responder #8 em: 27 de Fevereiro de 2017, 02:17 »
Tens 6V de uma fonte de alimentação, depois 3 resistências em série, de 100, 150 e 220 Ohm, e depois o GND.

Que potência está a ser dissipada na resistência do meio (150)? E que tensão é que essa resistência tem aos seus terminais?

E se a resistência de saída da fonte de alimentação forem 25 Ohm?

E se trocares a resistência de 220 Ohm por um LED vermelho, que vamos assumir ter uma queda de tensão de 1.8V, qual é a potência dissipada em cada uma das outras 2 resistências e qual é a tensão que a de 150 Ohm vê aos seus terminais? E qual é a potência dissipada no LED? A corrente na de 100 Ohm?

Se juntares as resistências de 100 e a de 150 numa só, e tiveres que ir à rua comprá-la, qual é o valor da resistência que pedes lá na loja (uma que seja de 5% de tolerância)?

Usar um simulador ou ir perguntar num fórum não conta ;D

Desafio aceite! Vou ter que acordar daqui a 5 horas, mas amanhã durante o dia envio as fotos dos cálculos  ;D ;)
Obrigado hehe  ;D ;D ;D

Offline Njay

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Re: Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« Responder #9 em: 27 de Fevereiro de 2017, 12:03 »
1 minuto dá e sobra para responder a todas as questões... :P

Offline edeweld

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Re: Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« Responder #10 em: 27 de Fevereiro de 2017, 22:28 »
Tens 6V de uma fonte de alimentação, depois 3 resistências em série, de 100, 150 e 220 Ohm, e depois o GND.
Que potência está a ser dissipada na resistência do meio (150)? E que tensão é que essa resistência tem aos seus terminais?
PDr2=24.3mW -> Ur2=1.91V


E se a resistência de saída da fonte de alimentação forem 25 Ohm?
PDr2=22mW -> Ur2=1.82V

E se trocares a resistência de 220 Ohm por um LED vermelho, que vamos assumir ter uma queda de tensão de 1.8V, qual é a potência dissipada em cada uma das outras 2 resistências e qual é a tensão que a de 150 Ohm vê aos seus terminais? E qual é a potência dissipada no LED? A corrente na de 100 Ohm?
It=16.8mA -> Rled=107ohms -> Rt=357 ohms -> Ur1=1.68V -> Ur2=2.52V -> Uled=1.8V -> Ir1=It=16.8mA -> PDr1=28mW -> PDr2=42.3mW -> PDled=30.2mW

Nota: Para calcular a corrente total tive que subtrair 1.8V a 6V, pois não sabia a resistência que o led oferecia. Uma vez calculada a corrente para R1 e R2 e uma vez que está tudo em séria a corrente é igual para todos. Através desse valor consigo calcular a resistência do led.

Se juntares as resistências de 100 e a de 150 numa só, e tiveres que ir à rua comprá-la, qual é o valor da resistência que pedes lá na loja (uma que seja de 5% de tolerância)?
R:. Escolheria a de 270 ohms, segundo E-12

Mais desafios  ;D
« Última modificação: 27 de Fevereiro de 2017, 22:32 por edeweld »

Offline Njay

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Re: Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« Responder #11 em: 27 de Fevereiro de 2017, 23:39 »
Tens 6V de uma fonte de alimentação, depois 3 resistências em série, de 100, 150 e 220 Ohm, e depois o GND.
Que potência está a ser dissipada na resistência do meio (150)? E que tensão é que essa resistência tem aos seus terminais?
PDr2=24.3mW -> Ur2=1.91V

24.4mW, mas ok, close enough.
Como é que calculaste?

Citação de: edeweld
E se a resistência de saída da fonte de alimentação forem 25 Ohm?
PDr2=22mW -> Ur2=1.82V

Check.
Como calculaste?

Citação de: edeweld
E se trocares a resistência de 220 Ohm por um LED vermelho, que vamos assumir ter uma queda de tensão de 1.8V, qual é a potência dissipada em cada uma das outras 2 resistências e qual é a tensão que a de 150 Ohm vê aos seus terminais? E qual é a potência dissipada no LED? A corrente na de 100 Ohm?
It=16.8mA -> Rled=107ohms -> Rt=357 ohms -> Ur1=1.68V -> Ur2=2.52V -> Uled=1.8V -> Ir1=It=16.8mA -> PDr1=28mW -> PDr2=42.3mW -> PDled=30.2mW

Nota: Para calcular a corrente total tive que subtrair 1.8V a 6V, pois não sabia a resistência que o led oferecia. Uma vez calculada a corrente para R1 e R2 e uma vez que está tudo em séria a corrente é igual para todos. Através desse valor consigo calcular a resistência do led.

Check.
Não precisas de calcular a resistência do LED.
A corrente I a circular na malha é (6V - 1.8V) / (100 Ohm + 150 Ohm) = 16.8mA
Pd(100) = 100 * (16.8 mA)^2 ~ 28.2 mW
Pd(150) = 150 * (16.8 mA)^2 ~ 42.3 mW
V(150) = 150 * 16.8 mA = 2.52 V
Pd(LED) = 1.8V * 16.8mA ~ 30.2 mW

O tilde ~ quer dizer "aproximadamente igual a".

Citação de: edeweld
Se juntares as resistências de 100 e a de 150 numa só, e tiveres que ir à rua comprá-la, qual é o valor da resistência que pedes lá na loja (uma que seja de 5% de tolerância)?
R:. Escolheria a de 270 ohms, segundo E-12

Check :)

Se resolveste tudo por ti próprio em menos de 1 minuto, tás fino na Lei de Ohm e potência e mais umas noções importantes.
Agora podes passar para perceber algumas coisas do comportamento dos semiconductores, um diodo (PN, zener), um BJT.

Citação de: edeweld
Mais desafios  ;D

Supõe que tens a tal fonte de alimentação de 6V. Metes uma resistência de 220 KOhm em série com o positivo. Que tensão que tens na pata da resistência que tá no ar?
E se em vez da resistência, tiveres o LED vermelho do exercício anterior?
« Última modificação: 27 de Fevereiro de 2017, 23:40 por Njay »

Offline edeweld

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Re: Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« Responder #12 em: 27 de Fevereiro de 2017, 23:58 »
Citação de: edeweld
Mais desafios  ;D

Supõe que tens a tal fonte de alimentação de 6V. Metes uma resistência de 220 KOhm em série com o positivo. Que tensão que tens na pata da resistência que tá no ar?
E se em vez da resistência, tiveres o LED vermelho do exercício anterior?

Vê se concordas: https://drive.google.com/file/d/0BzlNeCfGh2GVT0QzRjVFLUYxdDg/view?usp=sharing

24.4mW, mas ok, close enough.
Como é que calculaste?
Fiz o divisor de tensão para saber o que cai em R2 e depois fiz o cálculo da potência: PDr2=U^2/R

Check.
Como calculaste?
Adicionei a resistência de 25 ohms, proveniente da fonte e voltei a repetir o divisor de tensão e o cálculo para a potência dissipada.

Offline jm_araujo

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Re: Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« Responder #13 em: 28 de Fevereiro de 2017, 00:38 »

24.4mW, mas ok, close enough.
Como é que calculaste?
Fiz o divisor de tensão para saber o que cai em R2 e depois fiz o cálculo da potência: PDr2=U^2/R

Check.
Como calculaste?
Adicionei a resistência de 25 ohms, proveniente da fonte e voltei a repetir o divisor de tensão e o cálculo para a potência dissipada.
Ao calcular o divisor de tensão perdes muito tempo a obter algo que não foi pedido ;)
Assim não demoraste menos de 1 minuto :D
Mais rápido:
I=6V/(100+150+220)Ohm
P=I^2*R ; U=I*R

Adiconar os 25ohm é só repetir as contas adicionando 25 ao denominador da primeira formula.

Adicionar o led é subtrair a sua tensão aos 6V e usar as mesma formulas ;)



Offline Tech_JA

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Re: Rectificação de meia onda com 555 e BT151
« Responder #14 em: 28 de Fevereiro de 2017, 13:11 »
Citação de: edeweld
Se juntares as resistências de 100 e a de 150 numa só, e tiveres que ir à rua comprá-la, qual é o valor da resistência que pedes lá na loja (uma que seja de 5% de tolerância)?
R:. Escolheria a de 270 ohms, segundo E-12

Amigos,
Se não estou em erro a série E-12 é de 10% de tolerância e o que foi pedido foi de 5% de tolerância, logo não pode ser esta resistência a escolhida