Um dos problemas dos projetistas e experimentadores que gostam de montar aparelhos conectados ao PC é como alimentar estes aparelhos usando a própria fonte de alimentação do PC. Se bem que a idéia básica dos PCs é de ter um aparelho para controlar coisas externamente, os projetistas falharam ao deixar de prever uma saiía de alimentação a partir do próprio PC para estas coisas. Neste artigo mostramos como os leitores que desejam "pendurar" algum hardware em seu PC podem fazer isso sem precisar de uma fonte externa.
Os leitores que trabalham ou fazem projetos na área de automação, aquisição de dados robótica, etc. e que conectam suas placas diretamente ao PC (porta paralela ou serial) normalmente encontram problemas na alimentação destes projetos que exigem uma fonte externa.
Não seria possível tirar esta alimentação do próprio PC já que as fontes em alguns casos que existem nos computadores são mais do que dimensionadas para aguentar um ou mais periféricos sem problemas? Sim, isso é possível e existem diversos modos de se fazer isso. O único cuidado que o leitor deve ter é saber escolher os locais e determinar se eles podem alimentar seus periféricos.
Assim, se o leitor tem um PC disponível que ainda possua portas paralelas ou mesmo uma fonte de alimentação retirada de um PC pode aproveitar suas saídas para alimentar projetos que exijam 5 ou 12 V. E, para outras tensões nada impede que um regulador redutor adicional seja usado, um 7806 nos 12 V proporciona 6 V com 1 A, por exemplo.
As Fontes do PC
As fontes dos PC fornecem tensões de 5 V e +/- 12 V com uma corrente bastante elevada, da ordem de muitos ampères e que pode ser aproveitada para alimentar dispositivos externos. Apenas devemos ter cuidado em saber exatamente quanto de corrente precisa o nosso dispositivo externo para ter uma idéia se ele vai ou não sobrecarregar a fonte.
O grande problema, é que nos acessos externos que temos à fonte, não é a sua corrente máxima que está disponível e isso pode trazer alguns problemas aos leitores menos avisados. Assim, mesmo que a fonte do PC tenha alguns ampères a mais disponíveis na tensão de 5V numa porta em que tenhamos acesso a esta tensão, por exemplo, a corrente máxima pode não superar alguns miliamperes.
De Onde Podemos Tirar Alimentações
O PC conta com uma série de portas e conectores de onde podemos ter acesso às tensões da fonte. O problema é que em alguns deles o acesso não é direto e isso faz com que a corrente máxima disponível seja limitada. Os principais pontos de acesso são:
a)Porta Serial
A porta serial não foi projetada originalmente para ser uma fonte de alimentação para circuitos externos. Mesmo assim, muitos fabricantes de dispositivos que são conectados à esta porta fazem projetos em que eles são alimentados por ela.
Na operação normal, as linhas DTR e RTS são levadas a apresentar uma tensão de +12 V quando não carregadas. Já a linha TD é mantida no nível de -12 V quando nenhum dado está sendo transmitido.
Estas tensões podem ser usadas para alimentar circuito externos, mas desde que o consumo seja muito baixo, pois não podem fornecer mais do que uns 10 mA de corrente. Na verdade, como são projetadas para ter uma resistência de carga elevada de 3 a 7 k ohms, ocorre uma queda de tensão da ordem de 1 a 2 V para cada mA que seja exigido de uma destas saídas para alimentar alguma coisa externamente. Na figura 1 mostramos onde obter esta tensão.
Figura 1
O circuito mostrado pode fornecer uma tensão de +5 V a partir dos +12 V da linha RTS e DTR desde que a corrente não ultrapasse uns 10 mA. Esta corrente pode ser suficiente para alimentar um ou dois circuitos integrados TTL de baixo consumo.
Na figura temos o caso das tomadas de 25 pinos, mas para a ligação na saída de 9 pinos a conversão dos pinos será dada pela seguinte tabela:
25 pinos 9 pinos
2 3
4 7
7 5
20 4
Observe que este circuito pode fornecer tensões variáveis de -12 V a +12 V (sem regulagem dependendo da carga) e fixa de 5 V (com carga limitada a 10 mA)
b) Porta Paralela
Também neste caso, não se previu na criação do PC que a porta paralela poderia ser usada para fornecer alimentação para algum dispositivo ligado a ela.
Alguns pinos do conector da porta paralela podem fornecer uma tensão de + 5 V, mas a corrente disponível estará também limitada a 1 mA aproximadamente da mesma forma que no caso da porta seriam, em que precisamos fazer isso por software. Na figura 2 mostramos quais são os pinos que podem ser utilizados para a alimentação.
c)Porta do Teclado
No conector do teclado existe um pino em que podemos obter uma tensão de 5 V com uma corrente que apenas é limitada pelo fusível interno, normalmente da ordem de 1 ampère. O fusível do conector está junto ao próprio conector do teclado na placa mãe e se assemelha a um resistor.
Na figura 3 temos o conector DIN típico usado nos teclados, observando-se que a tensão de +5 V é disponível no pino 5 enquanto que o terra é no pino 4.
c)Porta do Joystick
Este é um outro ponto do PC em que podemos obter uma tensão de 5 V, com uma vantagem: a corrente obtida aqui é a maior possível, podendo chegar até 20 A, se sua fonte tiver disponível esta corrente. O grande problema a ser considerado é que esta corrente é suficientemente elevada para causar estragos nos circuitos se houver algum problema de curto-circuito. Na figura 4 mostramos a pinagem desta porta.
Uma tensão de 5 V pode ser obtida tanto nos pinos 1 como 9 enquanto que o terra pode ser nos pinos 4 e 5. Um ponto importante a ser observado é que em algumas placas de som, onde são ligados os conectores de joysticks podem ter tensões de 3,3 V em lugar de 5 V. O leitor deve verificar isso antes de pensar em conectar algum projeto a este ponto de seu PC.
d)Conector USB
Se seu computador já é mais moderno e possui um conector para o Universal Serial Bus, ele também pode ser usado para alimentar algum dispositivo externo com tensão de 5 V desde que a corrente não seja superior a 100 mA. O USB hospedeiro pode suprir uma corrente maior chegando a 500 mA com uma tensão de 4,75 V.
Alimentação de Dentro do PC
Se não houver problema para que o leitor retire a alimentação para seus projetos de dentro do próprio PC as opções aumentam.
a)Conector do Drive de Disquete
Nos conectores dos drives de disquetes podemos obter tanto a tensão de +12 V (que é usada para o motor) como +5 V (que é usada para os circuitos lógicos).
Na figura 5 mostramos um conector típico do drive de disquete observando-se que os pinos 2 e 3 são terras e que no pino 1 obtemos +5 V e no pino 4 +12 V.
Como este conector está na própria fonte, a corrente que podemos obter é algo elevada podendo chegar a alguns ampères, caso a fonte disponha dessa corrente em excesso. Uma das vantagens de usar este ponto como alimentação para os projetos é que instalando o circuito dentro do PC ele pode aproveitar a ventilação existente.
b)Conector da Placa Mãe
No conector da placa mãe podemos obter tanto a tensão de 5 V com correntes que podem superar 10 ampères e +12 V com corrente de alguns ampères. As tensões negativas de -12 e -5 V que são disponíveis nestes conectores, entretanto, não podem suprir correntes maiores do que algumas dezenas de miliampères. Na figura 6 temos a pinagem de um conector típico de placa mãe com as tensões disponíveis.
c)Barramento ISA
Um outro ponto do PC em que podemos obter a alimentação para projetos é o próprio barramento ISA. Em especial este tipo de alimentação é interessante se estamos trabalhando numa placa de projeto que justamente vai ser inserida nos slots desse barramento.
A possibilidade desta placa não precisar de alimentação externa é muito importante, mas é preciso levar em conta até quanto de potência podemos obter de um projeto que vai ser inserido num slot.
As tensões obtidas no barramento ISA são de +5 V, -5 V, +12 e -12 V com correntes algo elevadas já que vêm da própria fonte através da placa mãe sem passar por dispositivos intermediários. Na figura 7 temos a pinagem do slot ISA com os pontos em que podemos obter as tensões indicadas.
Ocorre entretanto, que devido aos diversos dispositivos que são alimentados pelas linhas de tensão deste barramento, a tensão disponível é ruidosa. Em alguns casos, o ruído presente nestas tensões pode prejudicar a estabilidade de funcionamento dos circuitos ligados a este ponto.
Assim, sempre que algum periférico for alimentado diretamente pelo barramento é importante agregar um filtro cujo diagrama é mostrado na figura 8.
Este filtro, conforme mostra a figura, consiste em dois indutores que nada mais do que ferrite beads (*) agregados à linha de alimentação e três capacitores em paralelo.
(*) Os ferrites beads nada mais são do que pequenas contas de ferrite por onde passam os fios de alimentação. A presença destas conta concentra as linhas de força do campo criado pela corrente que circula pelo fio atuando assim como uma indutância em série. Esta indutância se opõe a variações (transientes) de corrente no fio em que ela esta, servindo portanto como filtros.
Veja que são usados três tipos diferentes de capacitores, pois cada um tem uma resposta diferente aos diversos tipos de transientes que devem ser eliminados.
Enquanto que os eletrolíticos são eficientes em eliminar transientes longos de altos valores, sua indutância elevada impede que sejam eficientes com transientes de curta duração. Para estes, muito mais eficiente é o capacitor de 0,1 uF de cerâmica, daí serem usados os dois...
Outra possibilidade de se obter uma tensão mais limpa para alimentar os projetos ligados ao barramento ISA consiste em se obter os 5 V da linha de 12 V passando por um regulador integrado como o 7805, conforme mostra a figura 9.
Usando Uma Fonte de PC Separada
Fontes de PC podem ser conseguidas com facilidade tanto de computadores fora de uso como adquiridas em casas de suprimentos e sucatas, cujo número está aumentando dia a dia.
Estas fontes podem ter potências de 150 a 300 watts. No entanto, como sua eficiência varia entre 70 e 80% você pode obter menos na realidade, pois a diferença é convertida em calor. Por isso que são exigidas boas ventoinhas nos PCs. Assim, para uma fonte de 200 watts com 80% de eficiência você pode dispor de até 240 watts de energia.
Uma fonte de 250 watts, por exemplo pode fornecer 12 V com correntes de até 8 ampères. No entanto, não devemos ligar qualquer coisa na saída de uma fonte destas.
Para funcionar corretamente estas fontes precisam ser carregadas. Para o caso das fontes comuns, é preciso que elas forneçam pelo menos 20% da potência máxima a uma carga para poderem funcionar eficientemente.
Assim, se você precisar de apenas alguns miliampères para seu projeto vai ser necessário ligar uma "carga fantasma" na saída para carregá-la. Esta carga pode ser um resistor de 1 ohms x 20 W, por exemplo, conforme mostra a figura 10.
Este resistor vai absorver 5 ampères da fonte e dissipar pelo menos 25 Watts (que vai ser convertido em calor). As fontes normalmente dispõem de dois conectores que são mostrados na figura 11 e que tanto podem ser identificados diretamente como pelas cores dos fios.
Conclusão
Existem outras possibilidades a serem consideradas como por exemplo a própria porta do mouse mas as idéias que demos acreditamos que já sejam suficientes.
Assim, antes de pensar em projetar uma fonte para o novo projeto que vai ser ligado ao seu PC analise a possibilidade de tirar a alimentação do próprio PC. Na maioria dos casos isso é possível e fácil, economizando algum dinheiro e até mesmo evitando problemas. Um projeto que use um ou dois CIs de baixo consumo como por exemplo da linha LS e que não precise mais do que 1 mA pode dispensar uma fonte externa e ser alimentado por uma das portas disponíveis. A vantagem principal em se usar a fonte de seu PC num projeto, além de reduzir os custos e simplificar o projeto está na confiabilidade.
As fontes dos PCs fornecem energia limpa e tensões que podem ser usadas com facilidade para alimentar seu novo projeto. Tudo depende de você fazer as coisas corretamente.
