Análise de circuitos de proteção contra transitórios para aplicação em porteiros eletrônicos
Resumo estendido
No Brasil o índice de descargas atmosféricas é muito grande, em média são em torno de 50 milhões por ano, é a incidência mais alta do planeta. Atualmente podemos saber através do índice ceráunico o número de dias com trovoadas de uma determinada região por ano. Os meses de janeiro a março são os meses que mais ocorrem relâmpagos. Além dos acidentes que a descarga atmosférica proporciona as pessoas podendo levá-las a óbito, as empresas do setor elétrico/eletrônico têm prejuízo que chegam a R$ 1 bilhão. A Intelbras como todas as outras empresas não está fora desta estatística, cerca de 85% dos seus produtos retornam para conserto devido a descargas atmosféricas.
Podemos definir a descarga atmosférica como sendo um rompimento da isolação do ar entre duas superfícies eletricamente carregadas com polaridades diferentes fazendo com que se estabeleça uma corrente muito intensa. Os raios ao atingirem a rede elétrica direta ou indiretamente causam o chamado surto elétrico, que tenta se propagar pelo caminho que tiver menor resistividade, até encontrar um ponto a terra. Sabemos que se o raio cair diretamente em nosso produto não haverá proteção que conseguirá ser tão eficaz, em contrapartida podemos minimizar esses problemas através de um circuito de proteção com maior eficiência. Atualmente temos um vídeo porteiro que não possui mais espaço para colocarmos outros dispositivos de proteção em seu hardware, com base neste fato, este trabalho tem como objetivo desenvolver um circuito de proteção com os principais componentes de proteção contra surtos elétricos, tais como: varistores, centelhadores a gás e diodos de proteção.
O Varistor – VDR ( voltage-dependent resistor ) é conhecido pela sua resistência ser uma função contraria a tensão aplicada a seus terminais, ou seja, quanto maior for a diferença de potencial nos seus terminais, menor será a sua resistência. Os varistores são muito utilizados para limitar a tensão em surtos de curta duração.
O centelhador a gás é constituído por 2 ou 3 eletrodos, dentro dele se encontra uma pequena câmara de gás que quando ocorre um surto de tensão ele é disparado e automaticamente os terminais que necessitam ser protegidos entram em curto-circuito, reduzindo assim a tensão de surto.
O diodo de proteção é semelhante ao diodo Zenner mas que foi projetado especialmente para dois tipos de surtos: surtos de origem atmosférica de baixa energia e descargas eletrostáticas. O diodo é um componente muito utilizado devido ao fato de apresentar características de baixa capacitância e rápida operação.
Analisando nossa base de dados, observamos que 90% das OSs (ordem de serviço) que entram na fabrica para reparo são de produtos que sofreram algum tipo de surto elétrico/atmosférico. De janeiro a maio deste ano já foram contabilizadas 532 OSs, lembrando que esses dados são somente de nossa assistência em São José - SC e que temos 196 assistências técnicas espalhadas por todo Brasil, ou seja, muito mais produtos retornam para reparo.
Pensando nisso buscou-se desenvolver um circuito de proteção auxiliar que instalado paralelo ao produto, consiga minimizar esse retorno. O desenvolvimento do circuito será feito por etapas, será testado cada componente individual, analisando com o auxilio de um osciloscópio o comportamento de cada um deles. A simulação de uma descarga será feita através de um aparelho de simulações de surtos. A medida que analizarmos o comportamento de cada componente diante de um surto, iremos unilos e buscar uma única solução. O custo com esse circuito será de aproximadamente R$10,00, incluindo os componentes e a placa padrão.
Cronograma
Referências
http://www.qenergia.pt/content/index.php?action=detailfo&rec=240
http://www.inpe.br/resultado.php
http://www.compuland.com.br/helio/centelhador/
http://pessoal.utfpr.edu.br/luizpepplow/arquivos/Varistor.pdf
http://www.cbmet.com/cbm-files/12-7b86eeca929228d6be70a1ab3eea359d.pdf
http://www.instalacoeseletricas.com/download/Protecao_contra_surtos.pdf
http://www.tede.ufsc.br/teses/PEEL1017.pdf
| Etapas | Mês | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 04/2013 | 05/2013 | 06/2013 | 07/2013 | 08/2013 | 09/2013 | 10/2013 | 11/2013 | 12/2013 | |
| Revisão Bibliográfica | x | x | x | ||||||
| Escrita do Documento | x | x | x | ||||||
| Apresentação do TCC I | x | ||||||||
| Estudo das topologias de circuitos | x | x | |||||||
| Testes e validação do circuito | x | x | |||||||
| Analise dos resultados e escrita do documento final | x | x | x | ||||||