Fonte de tensão negativa: 10 etapas (com fotos)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

A maioria dos que brincam com eletrônicos teria encontrado um circuito de áudio que usa uma fonte de alimentação duel rail. A primeira vez que me deparei com isso, fiquei totalmente perplexo - como faço para obter uma carga negativa de uma fonte de alimentação? Um não é positivo e o outro fundamento? Por algum motivo, nunca pensei que uma fonte de alimentação como uma bateria tivesse carga negativa e positiva igual!

Na maioria das vezes, a carga negativa é aterrada e não é usada, mas em alguns builds, como projetos de áudio como amplificadores e sintetizadores, você precisa usar a carga negativa junto com a positiva.

Robin Mitchellover em “All About Circuits” publicou uma maneira muito elegante e fácil de criar carga negativa usando apenas um punhado de peças comuns que a maioria das pessoas que brincam com circuitos terá em suas caixas de peças.

Não vou entrar em detalhes sobre como isso funciona, já que Robin explicou de forma excelente em seu artigo, que pode ser encontrado aqui.

O circuito em si é feito de um temporizador 555 (há algo que ele não pode fazer!), Alguns capacitores e diodos. Eu queria fazer o meu com voltagem variável controlada e portátil para usar e testar em projetos futuros, então incluí um reforço de investimento no design.

Etapa 1: Peças e Ferramentas

Peças de circuito de tensão negativa

1. 555 Timer - eBay 100 menos de $ 5!

2. Resistor de 5.6K. Compre-os variados no eBay

3. resistor 47K

4. Limite 100nf - Compre-os como sortidos no eBay

5. Cap 10nf

6. Diodo 1N194 - eBay

7. Limite 10uf - Compre-os como sortidos no eBay

8. 100uf Cap

9. Protótipo de placa - eBay

10. Fios variados

Para torná-lo portátil

1. Caso - este funcionaria bem no eBay. Mina um velho abridor de porta de garagem que encontrei em algum lugar.

2. Plugues banana macho e fêmea - eBay

3. Vários fios

4. Mudar - ebay

5. bateria de 9V

6. Suporte de bateria de 9 V - eBay

7. Regulador de tensão - eBay

8. Botão para potenciômetro - eBay

9. 10K Pot - eBay

10. Medidor de tensão - eBay

Ferramentas:

1. Ferro de soldar

2. Alicate

3. Cortadores de fio

4. cola quente

5. Broca

6. Peça de perfuração escalonada em cone (sempre é útil para fazer furos nas coisas)

Etapa 2: controle-o primeiro

Eu sei que isso pode ser evidente, mas eu recomendo fortemente que você aplique um breadboard neste circuito (ou qualquer outro que você construir) primeiro. Isso garantirá que o circuito foi testado e funciona e é como uma primeira execução, o que ajuda a obter uma melhor compreensão do circuito e de como ele é montado.

Depois de construí-lo, teste com um multímetro e certifique-se de que a tensão fornecida pelo circuito seja negativa.

Etapa 3: Fazendo o circuito - Parte 1

O circuito é realmente interessante e usa um conjunto inteligente de diodos e capacitores para obter tensão negativa em uma placa de capacitor. Confira este link se quiser mais detalhes. Se você não fez nenhum circuito antes, verifique este Instructable, que lhe mostrará as cordas.

Incluí o esquema do circuito original junto com o modificado, que inclui o módulo de tensão e uma chave momentânea conectada ao capacitor. Esta chave pode causar um curto na tampa e descarregar a tensão interna. Eu tive que adicionar isso porque a tampa segurava a tensão fornecida pelo regulador de tensão e se ela estava alta, digamos 12v e eu reduzi a tensão para 6v, então a tensão negativa ficará em 12V e diminuirá lentamente. O botão de reset descarrega a tampa e a alinha com a tensão positiva.

Passos:

1. A primeira coisa a fazer é descobrir o quão grande (ou pequeno) você precisa para fazer a placa de circuito. Enquanto colocava o meu dentro do controle remoto da velha garagem, precisei torná-lo o mais pequeno possível.

2. Apare a placa de protótipo para o tamanho

3. Adicione um suporte de soquete IC à placa. Isso permitirá que você altere o IC se estiver com defeito por qualquer motivo.

4. Conecte o pino 1 ao barramento de aterramento na placa de protótipo, os pinos 4 e 8 ao barramento positivo.

5. Adicione uma tampa de 10nf ao pino 2 e aterramento

6. Adicione uma tampa 100nf ao pino 5 e aterramento

Etapa 4: Fazendo o circuito - Parte 2

Para tornar o circuito o menor possível, usei a parte inferior do circuito também.

Passos:

1. Conecte os pinos 2 e 6 juntos. Eu uso uma perna de resistor para fazer isso

2. Conecte os pinos 2 e 7 juntos com um resistor 47K

3. Adicione a perna positiva de uma tampa de 10uf ao pino 3 e a perna negativa a um ponto em branco na placa do protótipo.

4. Adicione um diodo (certificando-se de que está conectado da maneira certa) à perna negativa da tampa e aterramento

5. Adicione outro diodo (verificando novamente se está conectado corretamente) à perna negativa da tampa 10uf e a outra perna a um ponto em branco na placa do protótipo.

Etapa 5: Fazendo o circuito - Parte 3

Passos

1. Adicione a perna negativa de um capacitor de 100 uF ao final do diodo

2. Adicione a perna positiva ao solo.

3. Se você usou uma placa de protótipo semelhante à minha, você precisará conectar o aterramento e as faixas de barramento positivas juntas. Solde alguns fios pequenos para conectá-los

4. Nesta fase, gosto sempre de verificar e certificar-me de que o circuito vai caber dentro da minha caixa. Não havia muito espaço dentro do controle remoto da porta da garagem que usei e o circuito se encaixou perfeitamente. Eu removi uma pequena quantidade da placa de protótipo para torná-la um pouco melhor.

Etapa 6: Adicionando Fios ao Circuito

A próxima coisa a fazer é adicionar um monte de fios ao circuito. Depois de adicionar esses itens, você pode testá-los para ver se está funcionando

Passos:

1. Primeiro adicione 2 fios (faça todos os fios mais longos do que o necessário) ao barramento positivo. Um será conectado à saída positiva no regulador de tensão e o outro a um plugue banana fêmea

2. Adicione mais 2 fios ao barramento negativo. Um será conectado ao aterramento no regulador de tensão e o outro a um plugue banana fêmea

3. Por último, adicione um fio à perna negativa da tampa 100uf. Isso será conectado ao plugue banana de tensão negativa

Etapa 7: adicionar plugues e interruptores de banana

Não havia muito espaço no meu caso, então eu tive que pensar cuidadosamente para onde cada uma das partes iria, especialmente os plugues banana e o interruptor.

Não mostrado aqui, pois foi algo que fiz mais tarde, foi outra mudança momentânea que você também precisará adicionar. Esta chave será posteriormente conectada a cada perna na tampa 100uf para descarregar qualquer tensão que possa estar segurando.

Passos:

1. Primeiro, faça um furo em cada um para os 3 plugues banana fêmea

2. Prenda os plugues banana na caixa. Eu fui da esquerda para a direita, vermelho - negativo, preto - fundo e vermelho - positivo. Parecia a maneira mais lógica de configurá-los

3. Faça outro orifício para a chave SPDT e conecte-a também.

4. Faça outro furo e ajuste a chave momentânea.

5. Por último, faça um orifício na parte superior da caixa para o fio do medidor de tensão. Empurre os fios e prenda o medidor de tensão na caixa com um pouco de cola quente. Como eu não tinha muito espaço, tive que enfiar o medidor em cima do gabinete. A melhor maneira é cortar uma seção da caixa onde o medidor irá caber. É um acabamento mais limpo.

Etapa 8: modificando o regulador de tensão

Não vou abordar isso em muitos detalhes, pois já forneci detalhes sobre como fazê-lo neste livro. Também incluí um diagrama que o ajudará a visualizar a fiação

Passos:

1. Remova o potenciômetro que está no regulador, dessoldando-o com cuidado

2. Pegue seu pote de 10k e coloque as pernas nos pontos de solda. Reaqueça-os e empurre as pernas no lugar.

3. Adicione um pouco de solda, se necessário, aos pontos de solda da placa de circuito.

Etapa 9: Adicionar as peças ao gabinete e fiação

Você pode ver nas imagens abaixo, eu realmente não tinha muito espaço para brincar!

Passos:

1. Primeiro, fixe o regulador de tensão no lugar. Certifique-se de que você pode obter facilmente os pontos de solda. Se não, então não fixe no lugar até que você tenha feito toda a solda

2. Em seguida, adicione o circuito de tensão negativa à caixa

3. Conecte o terra e o positivo da placa de circuito às saídas no regulador de tensão

4. Solde os fios do medidor de tensão também para a saída do regulador de tensão.

5. Solde o fio positivo do suporte da bateria para a chave e outro fio da chave para o ponto de solda positivo de entrada no regulador de tensão

6. Solde o fio terra do suporte da bateria ao ponto de solda de entrada de terra no regulador

7. Agora conecte o fio negativo do circuito ao plugue banana negativo. Faça o mesmo para o terreno e positivo

8. Agora você deve ser capaz de adicionar uma bateria e testar se ela está funcionando

Etapa 10: Teste e uso

A primeira coisa que você quer saber é se o seu regulador de tensão está funcionando bem.

Passos:

1. Ligue e verifique se o medidor de tensão está funcionando, ajustando o potenciômetro. A tensão deve subir ou descer.

2. Em seguida, teste para ver se a tensão negativa está funcionando, usando um multímetro. Coloque o fio positivo do multímetro no plugue banana negativo e o aterramento no plugue banana aterrado.

3. Verifique se o multímetro mostra uma tensão negativa. Caso contrário, verifique seu circuito e certifique-se de que tudo está soldado corretamente e que não haja curtos.

4. Por último, você deve verificar o botão de descarga do capacitor. Aumente o medidor de voltagem (não vá muito alto ou você pode fritar o temporizador 555) e, em seguida, diminua a voltagem. Verifique a tensão negativa com o multímetro. Ele será mais alto do que o que está sendo exibido no medidor de tensão. Isso ocorre porque o limite é carregado com a última tensão em que o regulador estava. Para descarregar, pressione o botão momentâneo.

5. Verifique o multímetro novamente. Deve mostrar perto do medidor de tensão