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. Isso ocorre pelo fato de ser um país que fica localizado na região dos trópicos e possuir uma extensão territorial expressiva. Apesar da sua curta duração, as descargas atmosféricas tem um alto poder destrutivo. Um dado curioso é em relação aos meses de janeiro a março, eles são os meses que mais ocorrem relâmpagos, ocasionado muito mais queima de produtos eletrônicos nesta época do ano. 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.
A descarga atmosférica pode ser definida 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. Sabe-se que se o raio cair diretamente no produto não haverá proteção que conseguirá ser tão eficaz, em contrapartida podemos minimizar através de um circuito de proteção com maior eficiência os surtos ocasionados por descargas atmosfericas que caem proximo da região que está instalado o produto.
Alguns componentes de proteção já são conhecido no mercado, 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.
O IV7000 é um produto da Intelbras S.A, é um vídeo porteiro com alta performance e desempenho. Além das funções normais de um vídeo porteiro que são as de abrir a fechadura e visualizar a imagem de quem está do lado de fora, ele funciona praticamente como uma solução de monitoramento. Possui capacidade de incluir até 4 câmeras, utiliza uma das saídas para atrelar a um DVR ou central de alarme, caso a pessoa esteja longe de sua residencia é possível se comunicar com quem está no portão e abrir a fechadura, tudo através do celular ou de um telefone fixo. É um produto que atende todas as necessidades do mercado.
Atualmente o circuito funciona perfeitamente mas não permite que seja acrescentado nenhum outro componente devido a suas limitações de hardware. O IV7000 possui uma certa fragilidade quanto aos surtos ocasionados pelas descargas atmosféricas. 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 técnica 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 for analizado o comportamento de cada componente diante de um surto, será desenvolvido o circuito buscando uma solução única. Será um processo um tanto difícil pois terá que ser encontrado primeiro como este surto está entrando no produto, qual o caminho que está passando, quais os componentes que queimam a medida que trafega o transiente. Após esta analise será possível dimensionar que componente de proteção utilizar, tomando cuidado para não haver perdas no vídeo. 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 | ||||||||
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| 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 | ||||||