carro solar -...

51
Escola Secundária Afonso Lopes Vieira Curso Profissional de Técnico de Instalações Elétricas 2010/2013 Carro Solar Relatório da Prova de Aptidão Profissional Kevin António Alves Carvalho, n.º 18727, 3.º IE Leiria, junho de 2013

Upload: nguyenminh

Post on 29-Dec-2018

214 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Escola Secundária Afonso Lopes Vieira

Curso Profissional de Técnico de Instalações Elétricas

2010/2013

Carro Solar

Relatório da Prova de Aptidão Profissional

Kevin António Alves Carvalho, n.º 18727, 3.º IE

Leiria, junho de 2013

Escola Secundária Afonso Lopes Vieira

Curso Profissional de Técnico de Instalações Elétricas

2010/2013

Carro Solar

Relatório da Prova de Aptidão Profissional

Kevin António Alves Carvalho, n.º 18727, 3.º IE

Orientador – Paulo Manuel Martins dos Santos

Coorientadores – Carlos Jorge Camarinho e Susana de Jesus Teodoro

Leiria, junho de 2013

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Dedicatória

Dedico este trabalho aos meus pais, e principalmente à minha namorada, pois foram eles que

me apoiaram em tudo o que precisava ao longo do meu percurso e na realização deste projeto.

- i -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Agradecimentos

Ao Dr. Pedro Biscaia, Diretor da Escola Secundária Afonso Lopes Vieira, por me ter

proporcionado este curso.

Aos diretores de turma e de curso, em especial o Dr. Carlos Camarinho, por todo o apoio e

motivação que me transmitiram.

Ao professor e orientador de PAP, Dr. Paulo Santos, pela disponibilidade, interesse e

recetividade com que me recebeu e pela prestabilidade com que me ajudou.

Ao colega Leandro Norte por me ter ajudado no motor do carro e numa das rodas.

- ii -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Índice geral

Dedicatória...................................................................................................................................i

Agradecimentos..........................................................................................................................ii

Índice geral................................................................................................................................iii

Outros índices ou listas...............................................................................................................v

Índice de figuras.....................................................................................................................v

Índice de tabelas.....................................................................................................................6

Resumo.....................................................................................................................................vii

Palavras-chave......................................................................................................................vii

1.Introdução...............................................................................................................................1

1.1.Apresentação de ideias e linhas fundamentais................................................................1

1.2.Objetivos a alcançar........................................................................................................1

1.3.Estrutura do relatório.......................................................................................................1

2.Desenvolvimento....................................................................................................................3

2.1.Fundamentação do projeto..............................................................................................3

2.1.1.Carros solares...............................................................................................................3

A história dos carros solares..............................................................................................3

2.1.2.Painéis solares..............................................................................................................5

Constituição de um painel fotovoltaico.............................................................................7

Descrição da tecnologia.....................................................................................................8

Princípio de funcionamento.............................................................................................10

Aplicações.......................................................................................................................12

Os diferentes tipos de painéis solares fotovoltaicos........................................................13

Vantagens e desvantagens................................................................................................15

2.2.Métodos e técnicas utilizadas no protótipo do carro solar............................................15

2.3.Melhoramento do sistema de gestão de energia............................................................17

3.Conclusão..............................................................................................................................24

Bibliografia...............................................................................................................................25

- iii -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Anexos......................................................................................................................................26

- 4 -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Outros índices ou listas

Índice de figuras

Figura 1: The Quiet Achiever, ou BP Solar Trek – o primeiro carro solar a atravessar o

continente australiano.................................................................................................................4

Figura 2: O carro elétrico EV1 da GM.......................................................................................4

Figura 3: GM Sunraycer, o primeiro carro solar a ganhar a World Solar Challenge..................5

Figura 4: Painel solar...................................................................................................................6

Figura 5: Estação Espacial Internacional e os seus painéis solares............................................6

Figura 6: Célula fotovoltaica.......................................................................................................7

Figura 7: Constituição de uma célula fotovoltaica......................................................................7

Figura 8: Constituição de um painel solar...................................................................................8

Figura 9: Painel com células monocristalinas.............................................................................9

Figura 10: Painel com células policristalinas..............................................................................9

Figura 11: Filme de silício amorfo............................................................................................10

Figura 12: Efeito fotovoltaico...................................................................................................11

Figura 13: Estrutura de uma estação de energia elétrica solar..................................................12

Figura 14: Calculadora alimentada por energia solar................................................................13

Figura 15: Recetor de rádio alimentado por energia solar........................................................14

Figura 16: Utilização de painéis fotovoltaicos em ambientes domésticos................................14

Figura 17: Base do protótipo numa fase inicial........................................................................16

Figura 18: Protótipo após colagem dos painéis laterais de suporte..........................................17

Figura 19: Protótipo finalizado com os painéis solares instalados...........................................17

Figura 20: Esquemático do sistema eletrónico de gestão de energia do carro solar.................18

Figura 21: Desenho para a confeção da placa de circuito impresso.........................................19

Figura 22: Disposição dos componentes na placa de circuito impresso...................................19

Figura 23: Sistema de gestão de energia montado em placa de ensaio.....................................21

- v -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Índice de tabelas

Tabela 1 – Lista de material......................................................................................................19

- 6 -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Resumo

Este projeto consiste na construção de um carro alimentado por energia solar, com o intuito de

tirar o maior proveito deste recurso energético.

Os materiais que serão utilizados neste projeto deverão ser leves. Para a estrutura utilizar-se-á

esferovite de obra para que o carro se consiga mover sem problemas de maior, no entanto,

deve também contemplar-se a fixação dos painéis fotovoltaicos, do(s) reservatório(s) de

energia (constituídos por um ou mais supercondensadores) e da eletrónica de gestão dessa

energia desenvolvido no âmbito de uma das PAPs do Curso Profissional de Técnico de

Eletrónica e Telecomunicações.

As duas rodas motrizes colocadas na parte posterior do carro serão acionadas por um pequeno

motor elétrico de corrente contínua (DC) específico para aplicações solares acoplado a um

mecanismo desmultiplicador/redutor do movimento.

Na parte frontal deve ser montado um eixo com duas rodas que permitam orientar/direcionar

o veículo.

Palavras-chave

Microcontrolador; carro solar; gestão de energia; energia renovável

- vii -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

1. Introdução

A luz solar é a maior fonte de energia do nosso planeta. Os cientistas calculam que a Terra

recebe, a cada minuto, a mesma quantidade de energia solar que uma população humana

utiliza durante um ano inteiro. Claro, que com as tecnologias disponíveis atualmente, apenas

podemos utilizar uma pequena percentagem dessa enorme quantidade de energia produzida e

irradiada pelo sol. Com o uso de painéis fotovoltaicos, a energia solar é captada e

transformada em energia elétrica.

1.1. Apresentação de ideias e linhas fundamentais

O tema deste trabalho é a utilização de energias renováveis no nosso dia-a-dia. Como

exemplo desta funcionalidade vou apresentar um carro movido a energia solar, este será

apenas um protótipo, mas estes carros já são usados em alguns países, sobre tudo em algumas

competições.

1.2. Objetivos a alcançar

O objetivo que pretendi alcançar com este trabalho foi criar um carro que se consiga mover

com energia solar. Ao longo do tempo que fui construindo o carro deparei-me com algumas

dificuldades, tais como encaixar as rodas no eixo, e conseguir a rotação do motor.

1.3. Estrutura do relatório

A parte introdutória deste relatório é constituída pelos agradecimentos às diversas identidades

que tornaram possível a realização deste projeto, pelos vários índices e pelo resumo.

Neste capítulo faz-se uma brevíssima introdução ao projeto.

No segundo capítulo, começo por apresentar algumas aplicações dos painéis fotovoltaicos e

- 1 -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

explicar o seu funcionamento, depois descrevo as diversas técnicas associadas ao

desenvolvimento do trabalho.

Por último, vem a conclusão e a bibliografia, onde são apresentados os diversos sítios de

Internet consultados ao longo do trabalho.

- 2 -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

2. Desenvolvimento

Neste capítulo vou começar por referir a importância, o funcionamento e as vantagens e

desvantagens dos painéis solares.

2.1. Fundamentação do projeto

2.1.1. Carros solares

A história dos carros solares

A história dos carros solares teve origem no século passado, principalmente a partir dos anos

80s, altura em que se tomou a consciência da necessidade de explorar formas de energia

sustentáveis alternativas aos combustíveis fósseis.

A primeira competição mundial de carros solares foi a “Tour de Sol” que se realizou na Suíça

entre 1985 e 1993, na altura criou grande entusiasmo e atraiu a atenção de todo o mundo.

Outras competições se lhe seguiram, uma delas é a World Solar Challenge.

A ideia original de criar a competição World Solar Challenge foi do dinamarquês Hans

Tholstrup. Ele foi o primeiro a circum-navegar o continente australiano num barco de 5m (16

pés) de comprimento. Em 1983, num projeto patrocinado pela BP (British Petroleum), Hans

Tholstrup conjuntamente com os irmãos Garry e Larry Perkins, desenvolveu o primeiro carro

solar do mundo, chamado The Quiet Achiever, ou BP Solar Trek, tendo atravessado os

4052km (2518 milhas) entre Sydney e Perth, na Austrália, em 20 dias com uma velocidade

média de 23km/h.

O objetivo deste primeiro carro foi mostrar ao mundo basicamente que a energia solar era

uma fonte energia importante que poderia substituir os combustíveis fósseis nos transportes

terrestres, tornando-os não poluentes, e cativar o interesse no mundo científico para estas

tecnologias.

- 3 -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

O primeiro carro a ganhar a primeira edição da World Solar Challenge, em 1987, foi o

Sunraycer da General Motors, de onde surgiu a inspiração para um dos mais promissores

carros elétricos do mundo, o EV1 (ver figura 2).

A 12.ª edição da World Solar Challenge irá realizar-se em outubro de 2013 –

http://www.worldsolarchallenge.org.

- 4 -

Figura 1: The Quiet Achiever, ou BP Solar Trek – o primeiro

carro solar a atravessar o continente australiano..

Figura 2: O carro elétrico EV1 da GM.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

2.1.2. Painéis solares

Os painéis solares fotovoltaicos são dispositivos utilizados para converter a energia da luz do

sol em energia elétrica. Os painéis solares fotovoltaicos são compostos por células solares,

assim designadas já que captam, em geral, a luz do Sol. Estas células são, por vezes, e com

maior frequência, chamadas de células fotovoltaicas, ou seja, criam uma diferença de

potencial elétrico por ação da luz (seja do Sol ou outra). As células solares baseiam-se no

efeito fotovoltaico para absorver a energia do sol e fazer a corrente elétrica fluir entre duas

camadas com cargas opostas.

Atualmente, os custos associados aos painéis solares ainda são altos, tornando esta opção

ainda pouco eficiente e rentável. O aumento do custo dos combustíveis fósseis, e a

experiência adquirida na produção de células solares, tem vindo a reduzir o custo das mesmas,

indicação de que este tipo de energia será tendencialmente mais utilizado.

Provavelmente a utilização mais bem sucedida de painéis solares é em sistemas espaciais,

incluindo a maioria dos satélites artificiais que orbitam a Terra e Marte e as sondas espaciais

viajando rumo a diversas regiões mais internas do sistema solar. Nas regiões mais afastadas

- 5 -

Figura 3: GM Sunraycer, o primeiro carro solar a ganhar a

World Solar Challenge.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

do Sol, a luz é muito fraca para produzir energia suficiente e, por isso, são utilizados

geradores termoelétricos de radioisótopos.

- 6 -

Figura 4: Painel solar.

Figura 5: Estação Espacial Internacional e os seus painéis

solares.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Os sistemas espaciais são construídos de modo a que os painéis solares possam orientar-se

independentemente do movimento do sistema. Assim, consegue-se otimizar a produção de

energia orientando o painel em direção à luz solar, não importando para onde o sistema esteja

a apontar.

Alguns investigadores estão a desenvolver satélites de energia solar, satélites com um grande

número de células fotovoltaicas que iriam enviar a energia captada para a Terra usando

microondas ou lasers. As agências espaciais Norte-Americana, Japonesa e Europeia têm

planos para desenvolver este tipo de satélites ainda no primeiro quarto do século XXI.

Constituição de um painel fotovoltaico

Um painel fotovoltaico é constituído por um conjunto de células fotovoltaicas, como a da

figura 6.

O painel solar é constituído pelas seguintes camadas: vidro temperado de alta transparência;

espuma vinílica acetinada (EVA – Ethylene Vinyl Acetate); células solares; filme de fluoreto

polivinil (PVF – Polyvinyl fluoride), DuPont™ Tedlar®; e por um caixilho de alumínio.

- 7 -

Figura 6: Célula fotovoltaica.

Figura 7: Constituição de uma célula fotovoltaica.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Após serem preparadas, as células fotovoltaicas são colocadas entre uma placa de Tedlar®

que se encontra no fundo e um vidro temperado na parte superior. As células fotovoltaicas são

encapsuladas entre duas camadas finas de EVA (espuma vinílica acetinada), que garantem a

resistência e estabilidade à radiação ultravioleta. A face que será exposta à radiação solar

recebe um vidro temperado com baixo teor de ferro, que assegura alta eficiência na condução

da energia solar. Para proteção da parte posterior ao encapsulamento, dispõem-se o Tedlar®,

altamente resistente às agressões dos agentes ambientais externos (humidade, poeira, chuva,

ventos, e outros). Normalmente, um painel é emoldurado em alumínio, para dar o bom

acabamento e facilitar a instalação.

Descrição da tecnologia

As células solares utilizadas nos painéis solares são de três tipos: monocristalinas;

policristalinas; e de silício amorfo.

As células monocristalinas representam a primeira geração. O seu rendimento elétrico é

relativamente elevado (aproximadamente 16%, podendo subir até cerca de 20% em

laboratório), mas as técnicas utilizadas na sua produção são complexas e caras. Por outro lado,

é necessária uma grande quantidade de energia no seu fabrico, devido à exigência de utilizar

materiais em estado muito puro e com uma estrutura de cristal perfeita.

- 8 -

Figura 8: Constituição de um painel solar.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

As células policristalinas têm um custo de produção inferior por necessitarem de menos

energia no seu fabrico, mas apresentam um rendimento elétrico inferior (entre 11% e 13%,

obtendo-se até 18% em laboratório). Esta redução de rendimento é causada pela imperfeição

do cristal, devido ao sistema de fabrico.

- 9 -

Figura 9: Painel com células monocristalinas.

Figura 10: Painel com células policristalinas.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

As células de silício amorfo são as que apresentam o custo mais reduzido, mas em

contrapartida o seu rendimento elétrico é também o mais baixo (aproximadamente 8% a 10%,

ou 13% em laboratório). As células de silício amorfo são películas muito finas, o que permite

serem utilizadas como material de construção, tirando ainda proveito energético.

Princípio de funcionamento

A luz solar é composta de pequenas partículas de energia chamadas fotões. Para captar estes

fotões, são utilizados os painéis fotovoltaicos que são utilizados para converter a luz solar em

eletricidade. Um painel fotovoltaico é composto de várias células solares, normalmente feitas

de materiais caros como o silício, o que explica que os painéis fotovoltaicos ainda apresentem

custos relativamente elevados.

- 10 -

Figura 11: Filme de silício amorfo.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Cada célula solar é projetada com uma camada de silício de partículas positiva (tipo-p,

em que os portadores são os buracos) e outra negativa (tipo-n, em que os portadores são os

eletrões livres) para criar um campo elétrico (como o das baterias). Com a absorção dos fotões

pela célula, a energia dos eletrões livres aumenta e estes movimentam-se para a face oposta à

junção das duas camadas no silício do tipo-n e no sentido da face exterior para a junção no

silício tipo-p, se ligarmos as duas faces da célula através de um fio condutor verificamos que

há uma geração de corrente elétrica (fluxo de eletrões). A uma maior intensidade da luz

significa um maior fluxo de eletrões e mais energia a ser produzida. Ao combinar muitas

dessas células individuais solares em painéis fotovoltaicos, podemos produzir energia

suficiente para as nossas casas ou para qualquer outra finalidade.

Os painéis fotovoltaicos não têm partes móveis, por isso são fáceis de operar e são

extremamente silenciosos. A eletricidade gerada pelos painéis fotovoltaicos é corrente

contínua. Também é importante saber que a quantidade de energia proveniente do sol varia

dependendo da sua localização. O que isto significa é que com os atuais custos da tecnologia

solar, a instalação de painéis fotovoltaicos não é economicamente viável em todas as partes do

globo.

- 11 -

Figura 12: Efeito fotovoltaico.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Aplicações

O baixo rendimento no processo de conversão (abaixo de 25%) e o elevado custo das

tecnologias empregues são ainda fatores impeditivos de uma utilização em grande escala, mas

em numerosas aplicações de eletrificação no domínio das necessidades de energia elétrica de

baixa e média potência já é viável, são exemplos:

‒ Eletrificação de casas em locais isolados (meio rural);

‒ Bombagem de água;

‒ Sinalização (boias marítimas, faróis, aeroportos, e passagens de nível).

‒ Sistemas de telecomunicações (TV, radio, telefone);

‒ Dispositivos usados na dessalinização da água salgada;

‒ Alimentação de parquímetros;

‒ Aplicações de micropotência (relógios, maquinas de calcular, rádios portáteis,

lanternas);

‒ Aplicações noturnas ligadas a iluminação.

- 12 -

Figura 13: Estrutura de uma estação de energia elétrica solar.

(a) Painéis solares fotovoltaicos;

(b) Sistema de regulação da

potência dos painéis;

(c) Sistema de armazenamento de

eletricidade, geralmente

baterias;

(d) Conversor DC-AC;

(e) Sistema de backup (opcional);

(f) Sistema de regulação do

sistema de backup (opcional);

(g) Sistema de ligação.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Os diferentes tipos de painéis solares fotovoltaicos

Uma célula individual, unidade de base dum sistema fotovoltaico, produz apenas uma

reduzida potência elétrica, o que tipicamente varia entre 1 e 3 W, com uma tensão menor que

1 Volt. Para disponibilizar potências mais elevadas, as células são aglomeradas formando um

módulo (ou painel). Ligações em série de várias células aumentam a tensão disponibilizada,

enquanto que ligações em paralelo permitem aumentar a corrente elétrica. A maioria dos

módulos comercializados é composta por 36 células de silício cristalino, ligadas em série,

para aplicações de 12V.

Quanto maior for o módulo, maior será a potência ou a corrente disponível.

Encontram-se, geralmente, três tipos de painéis solares:

Painéis de baixa voltagem/baixa potência feito de 3 até 12 pequenos segmentos de silício

amorfo, com uma superfície total de alguns centímetros quadrados. A voltagem encontra-se

entre 1,5 e 6 V, e a potência é de apenas alguns miliwatts. O uso deste tipo de módulos é

frequente em relógios, calculadoras ou outros pequenos dispositivos elétricos/eletrónicos;

Pequenos painéis de 1 a 10W e de 3 a 12V. A utilização principal destes módulos é feita em

rádios, jogos, pequenas bombas de água, etc.;

- 13 -

Figura 14: Calculadora

alimentada por energia solar.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Grandes painéis de 10 até 60 W ou mais, com uma tensão de 6, 12 ou 24V. A utilização

principal é feita essencialmente em grandes estações de bombagem de água, para responder às

necessidades de eletricidade em caravanas (luz e refrigeração), e também em casas.

- 14 -

Figura 15: Recetor de rádio alimentado por energia solar.

Figura 16: Utilização de painéis fotovoltaicos em ambientes

domésticos.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Vantagens e desvantagens

Vantagens

A tecnologia solar fotovoltaica apresenta um grande número de vantagens:

Alta fiabilidade – não tem peças móveis, o que é muito útil em aplicações em locais isolados;

A fácil portabilidade e adaptabilidade dos módulos – permitem montagens simples e

adaptáveis às várias necessidades energéticas. Os sistemas podem ser dimensionados para

aplicações de alguns miliwatts até vários quilowatts;

O custo de operação é reduzido - a manutenção é quase inexistente, não necessitam de

combustível, transporte, nem trabalhadores altamente qualificados;

A tecnologia fotovoltaica apresenta qualidades ecológicas, pois o produto final é não

poluente, silencioso e não perturba o ambiente.

Desvantagens

No entanto esta tecnologia apresenta também algumas desvantagens:

O fabrico dos módulos fotovoltaicos necessita de tecnologia muito sofisticada, necessitando

assim de um custo de investimento elevado;

O rendimento real de conversão dum módulo é reduzido (o limite teórico máximo numa

célula de silício cristalino é de 28%), face ao custo do investimento;

Os geradores fotovoltaicos raramente são competitivos do ponto de vista económico, face a

outros tipos de geradores (por exemplo, geradores a gasolina ou gasóleo). A exceção

restringe-se a casos onde existam reduzidas necessidades de energia em locais isolados e/ou

em situações de grande preocupação ambiental.

2.2. Métodos e técnicas utilizadas no protótipo do carro solar

Vou falar, em termos práticos, sobre todos os passos dados até à conclusão do protótipo do

carro solar que escolhi e referir também os materiais que usei para o finalizar:

- 15 -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

1. Usei a base de um carro já estragado, tirei- lhe a parte de cima, e aproveitei os eixos

das rodas;

2. Usei de seguida 10 mm de manga térmica para prender a roda no eixo;

3. Após colocar a roda no eixo, fixei um motor com caixa redutora;

4. Após fazer os três primeiros passos usei uma serrilha para cortar algumas das partes

plásticas do chassis do carro;

5. Comprei uma chapa branca rija para fazer de base para os painéis solares;

6. Pintei de azul os bocados da chapa rija e colei-os no chassis do carro, fazendo de base

para os painéis solares;

7. Depois destes passos todos, transferi o sistema de gestão de energia elaborado numa

das PAPs de um curso análogo, que terminou no ano letivo passado, para uma placa de

circuito impresso pré-perfurada de modo a diminuir a massa total do carro e aumentar

a fiabilidade das ligações elétricas;

8. Sobre os painéis solares, que ficam colocados na parte de cima da base do carro, serão

ligados à placa de circuito impresso, à qual ligará também um supercondensador como

reservatório de energia para suprir alguma pequena falta de radiação solar.

- 16 -

Figura 17: Base do protótipo numa fase inicial.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

2.3. Melhoramento do sistema de gestão de energia

No protótipo do carro solar que construi, utilizei um sistema de gestão de energia

- 17 -

Figura 18: Protótipo após colagem dos painéis laterais de

suporte.

Figura 19: Protótipo finalizado com os painéis solares

instalados.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

desenvolvido no âmbito da PAP do aluno Celso Fernandes do Curso Profissional de Técnico

de Eletrónica e Telecomunicações concluída no ano letivo anterior, no entanto tive que efetuar

algumas melhorias. Assim, comecei por redesenhar o esquemático no programa EAGLE da

CadSoft, depois utilizei o Great Cow Graphical BASIC para elaborar o código fonte do

programa utilizado na programação do microcontrolador PIC12F683 da Microchip. Depois

comecei por reunir todos os componentes eletrónicos montando-os numa placa de ensaio

(breadboard), seguidamente realizei testes com os painéis solares e o motor elétrico para

fazer várias medições com vista a que o carro solar funcionasse.

Apresenta-se na figura 20 o esquemático do circuito de gestão de energia reformulador no

EAGLE, nele podemos ver o microcontrolador PIC12F683 que funciona com uma tensão de

alimentação entre 2 e 5,5V, é muito robusto, de baixo consumo e possui um oscilador interno

dispensando assim outros componentes eletrónicos. Para além de eu ter substituído alguns

componentes por outros mais adequados, incluí condensadores de desacoplamento das linhas

de alimentação de modo a resolver o problema do abaixamento da tensão de alimentação do

circuito do microcontrolador quando o motor entrava em funcionamento, provocando mau

funcionamento.

- 18 -

Figura 20: Esquemático do sistema eletrónico de gestão de energia do carro solar.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Depois de ter concluído o esquemático desenhei também no EAGLE a placa de circuito

impresso de face simples. Seguem-se as respetivas imagens, a figura 21 refere-se ao desenho

para fotogravação e a figura 22 diz respeito à disposição dos vários componentes na placa.

Na tabela 1 apresento a lista de material utilizado no sistema de gestão de energia.

Tabela 1 – Lista de material

Item n.º Nome Quantidade Descrição/Valor

1 R1 1 Resistência de 10Ω 2W

2 R2, R3 2 Resistência de 12kΩ ¼W

3 R4, R5 2 Resistência de 10kΩ ¼W

4 R6 1 Resistência de 330Ω ¼W

5 R7 1 Resistência de 680Ω ¼W

6 R8 1 Resistência de 390Ω ¼W

7 C1 1 Supercondensador de 1F 5,5V

8 C2 1 Condensador eletrolítico de 1000µF 16V

9 C4 1 Condensador eletrolítico de 100µF 16V

10 C3 1 Condensador cerâmico de 100nF

- 19 -

Figura 21: Desenho para a

confeção da placa de

circuito impresso.

Figura 22: Disposição dos

componentes na placa de

circuito impresso.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

11 D1 1 Díodo de Schottky 1N5819

12 D2 1 Díodo de Zener de 3,9V 1W

13 D3 1 Díodo retificador 1N4148

14 LED1 1 LED vermelho Ø3mm

15 T1 1 Transístor Darlington NPN de silício BC618

16 CI1 1 Microcontrolador PIC12F683

17JP2, JP3,

JP93

Barra de 2 ligadores para circuito impresso com

intervalo de 5mm

18 JP6, JP7 2Régua de 2 terminais macho para circuito impresso

(jumper)

19 J10 1Régua de 3 terminais macho para circuito impresso

(jumper)

20 1Motor de corrente contínua com caixa redutora para

aplicações solares

21 2 Painel solar de 2V 400mA

Apresento na figura 8 uma fotografia do sistema de gestão de energia montado em placa de

ensaio.

- 20 -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

O código fonte desenvolvido no Great Cow Graphical BASIC e utilizado na programação do

microcontrolador PIC12F683 é o que se segue:

;Chip Settings

#chip 12F683,4

#config FCMEN=OFF, IESO=OFF, BOD=ON, CPD=OFF, CP=OFF,

MCLRE=OFF, PWRTE=ON, WDT=OFF, OSC=INTRC_OSC_NOCLKOUT

;Variables

Dim Temp1 As byte

'Inicialização da direcionalidade dos pinos

Dir GPIO.0 Out

Dir GPIO.1 Out

Dir GPIO.3 In

Dir GPIO.4 Out

Dir GPIO.5 In

- 21 -

Figura 23: Sistema de gestão de energia montado em placa de

ensaio.

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

'desliga o motor

Set GPIO.1 Off

'apaga o LED

Set GPIO.4 Off

'Rotina principal do programa

Main:

'Lê a tensão analógica do divisor de tensão (R2, R3)

' ligado ao pino 5 com uma resolução de 8 bits (0..255),

' 0 corresponde a 0V e 255 a +VCC (aprox. 3,3V)

Temp1 = ReadAD(AN2)

'Verifica se há energia no reservatório

' 1,5V (128) - 1,75V (150) - 2,0V (170)

If Temp1 > 150 Then

'Se a energia estiver no máximo liga o motor

Set GPIO.1 On

' e acende continuamente o LED

Set GPIO.4 On

End If

'Verifica se a energia está a esgotar-se

If Temp1 < 135 Then

'Se o nível estiver baixo desliga o motor

Set GPIO.1 Off

Set GPIO.4 Off

- 22 -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

' e vai piscando o LED

PulseOut GPIO.4, 25 ms

End If

'Espera um segundo

Wait 1 s

'Volta ao início da rotina principal do programa

Goto Main

- 23 -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

3. Conclusão

O gosto pelo projeto que realizei foi a motivação para prosseguir com o trabalho e concluir

com sucesso o mesmo. Tive algumas dificuldades que foram sendo ultrapassadas com a ajuda

dos meus colegas e as orientações dos meus professores.

Globalmente esta experiência foi muito positiva e uma mais-valia para a minha formação.

- 24 -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Bibliografia

[1] Projeto "Energias Renováveis", acedido a 25 de fevereiro de 2013, em

http://www.esjcp.pt/areaprojecto/Site_GrupoD_EnergiasRenovaveis/design/pai_consti

tuicao.html.

[2] Células de energia solar fotovoltaica - princípio de funcionamento, acedido a 25 de

fevereiro de 2013, em http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/2612-

celulas-de-energia-solar-fotovoltaica-principio-de-funcionamento.

[3] Gear Propulsion Solar Car, acedido a 26 de fevereiro de 2013, em

http://www.miniscience.com/kits/car_solar/index.html.

[4] Toys from Trash, acedido a 26 de fevereiro de 2013, em

http://www.arvindguptatoys.com/toys/solar%20car.html.

[5] World Solar Challenge, acedido a 28 de fevereiro de 2013, em

http://en.wikipedia.org/wiki/World_Solar_Challenge,

http://www.worldsolarchallenge.org.

[6] American Solar Challenge, acedido a 28 de fevereiro de 2013, em

http://americansolarchallenge.org.

[7] Shell Eco-marathon, acedido a 28 de fevereiro de 2013, em

http://www.shell.com/global/environment-society/ecomarathon.html.

- 25 -

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

- 26 -

Anexos

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Kevin António A. Carvalho

Anexo 1 – Folhas de dados dos principais componentes

1N4148 – Díodo rápido, VRRM=100V, IF=200mA, VF=1V

1N5819 – Díodo Schottky, VRRM=40V, IF(AV)=1A, VF=0,6V

BZX85C3V3 – Díodo Zener, VZ=3,3V, IZ=80mA

BC618 – Transístor Darlington NPN de silício, VCEO=55V, IC=500mA

PIC12F683 – Microcontrolador de 8 bits (especificações, pinagem, diagrama de

blocos e descrição dos pinos)

Condensador de dupla camada de 1F 5,5V (supercondensador)

Motor de corrente contínua com mecanismo redutor

HS-81 – Microservomotor

- 27 -

����������� � ���� ������������ �������������� �������� ������ � ����� !������ "#$%&'#�()*+,*-./0112�3*01*4�1*04*4��1033�567�8�976:;<=�>0/?0�*().�@�3A.-/@.B��3>**4C�,0DE���B3(F*B*+01�0>>1./0-.GB(HGB-.B�G�3�+*I*+3*�IG1-0�*C�,0DE�����J(K*>*-.-.I*�>*0?�+*I*+3*�IG1-0�*C�,0DE�����J(K*>*-.-.I*�>*0?�LG+A0+4�/�++*B-C�,0DE��<��,�E$MNO$%NP��().�@:3>**4�3A.-/@.B�EQ#�O'N%NP�R@*��S���T�0B4��S���T�0+*�@.�@:3>**4�3A.-/@.B��4.G4*3�L0U+./0-*4�.B�>10B0+�-*/@BG1G�2V�0B4�*B/0>3�10-*4�.B�@*+,*-./0112�3*01*4�1*04*4��1033�567�8�976:;<=�>0/?0�*3E W$'XN�Y%Z#��&W[#' W$'XN�Y�OPQ#�S���T �S���T\)�G+����T\)�S���T �S���T].�E� 5.,>1.L.*4�G�-1.B*�9567�8̂�76:;<=�0B4�32,UG1ER@*�4.G4*3�0+*�-2>*�U+0B4*4E_̀abcddefg_̀hij̀kl mnmopqr sP'Q#'N�Y�N�"P'W$%NP�%Z#��&W[#' $OX$Y#�$W# Q#�O'N%NP� t#'�NP��S���T u @*+,*-./0112�3*01*4��1033�>0/?0�*̂�0D.01�1*04*4̂���1*043 567�8�S���T

����������� � ���� ������������ ��������������� �������� ������ � �������������� �!�"#$%&�'()*����������� �+������ ��,��-�� �.�/�����0�������1�� ��2*34�5����67"89:�7; <�� ������ ��������=0������� ����������,������- ���- ����������7)> ?@� A&B& (!(B C@"D�!�@") �"E &FE '"�!G00. � � ����< �� �H�� < �� �<�-��� I ��� GG0 ������������ < �� �<�-��� I ��� G*= �����������J��+�������� �� � �=��7������ �� I ��� ��*=0. � � ����< �� �H�J��+�������� �� I �K� ��*=�. ����� � ����< �� �H�J��+�������� �� �L��� �+�< ��MN�O��K�P4�������������� ��� �=��7���O���Q� I � ���O����� I � ���O���� I �7K ����� ����-���+ ������������� M��,�O��K�P4����� �� I K�� �RM��� ������ �� �� ����� I5K S��� P4MN N��������� �� ����� I ��� P4(�(C!B�C&�$CT&B&C!(B�)!�C)MN�O��K�P4���- ������ �+�� ��� ��J� �7)> ?@� A&B& (!(B C@"D�!�@") �"E &FE '"�!G= J��+����<�-��� � �=��7������ *=�O������ I � G����� *=�O�K��� �75� �7U� G*=�O������� I � G*0 � < �� ����� �� G0�O����G��� �=��7K �K ��G0�O����G��MN�O��K��P4��� �=��7K I K� Q�*0 � < �� ����� ��������� G0�O����G��MN�O�����P4��� �=��7K I � Q�4� ���� ����������� J�O���.�V��G0�O���G��� �=��75 I � �=��� � < �� �� ��< �1���� +� ���+���� ��J����*=�O����������*0�O�5������0W�O�����X��� ���� �����*0�O�������� �=��7U I � ��GJ� J��+����� ��< �1�<�-��� +� ���+���� ��J����*=�O�K���������YZ�������� �=��7� I �7K G!T(B &�$CT&B&C!(B�)!�C)"89:�7; <�� ������ ������������ ����������,�����+�������� ��--�V���������7)> ?@� A&B& (!(B C@"D�!�@") %&�'( '"�!0��2N���6 �� ���-�� ������� �J����N������������� ������ - ���- ���������� ��� [\R0��2N��6 �� ���-�� ������� �J����N�������������,� �� - ���- ��������������� �� �K� [\R

1N5817 - 1N

5819 — Schottky B

arrier Rectifier

© 2010 Fairchild Semiconductor Corporation www.fairchildsemi.com1N5817 - 1N5819 Rev. C2 1

November 2010

1N5817 - 1N5819Schottky Barrier RectifierFeatures• 1.0 ampere operation at TA = 90°C with no thermal runaway.• For use in low voltage, high frequency inverters free wheeling, and polarity protection applications.

Absolute Maximum Ratings* TA = 25°C unless otherwise noted

*These ratings are limiting values above which the serviceability of any semiconductor device may be impaired.

Thermal Characteristics

* Mounted on Cu-pad Size 5mm x 5mm on PCB

Electrical Characteristics (per diode)

* Pulse Test: Pulse Width=300μs, Duty Cycle=2%

Symbol ParameterValue

Units1N5817 1N5818 1N5819

VRRM Maximum Repetitive Reverse Voltage 20 30 40 VIF(AV) Average Rectified Forward Current

.375” lead length @ TA = 90°C1.0 A

IFSM Non-repetitive Peak Surge Current 8.3 ms Single Half-Sine Wave

25 A

TJ, TSTG Operating Junction and Storage Temperature -65 to +125 °C

Symbol Parameter Value UnitsPD Power Dissipation 1.25 W

RθJA Maximum Thermal Resistance, Junction to Ambient 100 °C/WRθJC Maximum Thermal Resistance, Junction to Case 45 °C/W

Symbol ParameterValue

Units1N5817 1N5818 1N5819

VF Forward Voltage @ 1.0 A@ 3.0 A

450750

550875

600900

mVmV

IR Reverse Current @ rated VR TC = 25 °CTC = 100 °C

0.510

mAmA

CT Total Capacitance VR = 4.0 V, f = 1.0 MHz

110 pF

DO-41 plastic caseCOLOR BAND DENOTES CATHODE

BZX85-Serieswww.vishay.com Vishay Semiconductors

Rev. 2.1, 22-Nov-11 1 Document Number: 85607

For technical questions within your region: [email protected], [email protected], [email protected] DOCUMENT IS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE. THE PRODUCTS DESCRIBED HEREIN AND THIS DOCUMENT

ARE SUBJECT TO SPECIFIC DISCLAIMERS, SET FORTH AT www.vishay.com/doc?91000

Zener DiodesFEATURES• Silicon planar power Zener diodes

• For use in stabilizing and clipping circuits withhigh power rating

• The Zener voltages are graded according to theinternational E 24 standard. Replace suffix “C”with “B” for ± 2 % tolerance

• Compliant to RoHS Directive 2002/95/EC and inaccordance to WEEE 2002/96/EC

• Halogen-free according to IEC 61249-2-21 definition

APPLICATIONS• Voltage stabilization

PRIMARY CHARACTERISTICSPARAMETER VALUE UNIT

VZ range nom. 2.7 to 100 V

Test current IZT 2.7 to 80 mA

VZ specification Pulse current

Int. construction Single

ORDERING INFORMATION

DEVICE NAME ORDERING CODE TAPED UNITS PER REEL MINIMUM ORDER QUANTITY

BZX85-series BZX85-series-TR 5000 (52 mm tape on 13" reel) 25 000/box

BZX85-series BZX85-series-TAP 5000 per ammopack (52 mm tape) 25 000/box

PACKAGE

PACKAGE NAME WEIGHT MOLDING COMPOUND FLAMMABILITY RATING

MOISTURE SENSITIVITY LEVEL

SOLDERING CONDITIONS

DO-41 310 mg UL 94 V-0MSL level 1

(according J-STD-020)260 °C/10 s at terminals

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (Tamb = 25 °C, unless otherwise specified)PARAMETER TEST CONDITION SYMBOL VALUE UNIT

Power dissipation Valid provided that leads at a distance of 4 mm from case are kept at ambient temperature Ptot 1300 mW

Zener current See Table “Electrical characteristics”

Junction to ambient air Valid provided that leads at a distance of 4 mm from case are kept at ambient temperature RthJA 110 K/W

Junction temperature Tj 175 °C

Storage temperature range Tstg - 55 to + 175 °C

BZX85-Serieswww.vishay.com Vishay Semiconductors

Rev. 2.1, 22-Nov-11 2 Document Number: 85607

For technical questions within your region: [email protected], [email protected], [email protected] DOCUMENT IS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE. THE PRODUCTS DESCRIBED HEREIN AND THIS DOCUMENT

ARE SUBJECT TO SPECIFIC DISCLAIMERS, SET FORTH AT www.vishay.com/doc?91000

Notes(1) Measured with pulses tp = 5 ms(2) Valid provided that leads are kept at ambient temperature at a distance of 10 mm from case(3) Measured with f = 1 kHz

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Tamb = 25 °C, unless otherwise specified)

PART NUMBER

ZENER VOLTAGE RANGE (1)

TEST CURRENT

REVERSE LAEKAGE CURRENT

DYNAMIC RESISTANCE (3)

TEMPERATURE COEFFICIENT

OF ZENER VOLTAGE

ADMISSIBLE ZENER

CURRENT (2)

VZ at IZT1 IZT1 IZT2 IR at VR ZZ at IZT1 ZZK at IZT2 αVZ at IZT1 IZV mA μA V Ω %/°C mA

MIN. NOM. MAX. MAX. MAX. MIN. MAX.

BZX85C2V7 2.5 2.7 2.9 80 1 < 150 1 < 20 < 400 - 0.08 - 0.05 360

BZX85C3V0 2.8 3.0 3.2 80 1 < 100 1 < 20 < 400 - 0.08 - 0.05 330

BZX85C3V3 3.1 3.3 3.5 80 1 < 40 1 < 20 < 400 - 0.08 - 0.05 300

BZX85C3V6 3.4 3.6 3.8 60 1 < 20 1 < 20 < 500 - 0.08 - 0.05 290

BZX85C3V9 3.7 3.9 4.1 60 1 < 10 1 < 15 < 500 - 0.07 - 0.02 280

BZX85C4V3 4 4.3 4.6 50 1 < 3 1 < 13 < 500 - 0.05 0.01 250

BZX85C4V7 4.4 4.7 5 45 1 < 3 1 < 13 < 600 - 0.03 0.04 215

BZX85C5V1 4.8 5.1 5.4 45 1 < 1 1.5 < 10 < 500 - 0.01 0.04 200

BZX85C5V6 5.2 5.6 6 45 1 < 1 2 < 7 < 400 0 0.045 190

BZX85C6V2 5.8 6.2 6.6 35 1 < 1 3 < 4 < 300 0.01 0.055 170

BZX85C6V8 6.4 6.8 7.2 35 1 < 1 4 < 3.5 < 300 0.015 0.06 155

BZX85C7V5 7 7.5 7.9 35 0.5 < 1 4.5 < 3 < 200 0.02 0.065 140

BZX85C8V2 7.7 8.2 8.7 25 0.5 < 1 6.2 < 5 < 200 0.03 0.07 130

BZX85C9V1 8.5 9.1 9.6 25 0.5 < 1 6.8 < 5 < 200 0.035 0.075 120

BZX85C10 9.4 10 10.6 25 0.5 < 0.5 7.5 < 7 < 200 0.04 0.08 105

BZX85C11 10.4 11 11.6 20 0.5 < 0.5 8.2 < 8 < 300 0.045 0.08 97

BZX85C12 11.4 12 12.7 20 0.5 < 0.5 9.1 < 9 < 350 0.045 0.085 88

BZX85C13 12.4 13 14.1 20 0.5 < 0.5 10 < 10 < 400 0.05 0.085 79

BZX85C15 13.8 15 15.6 15 0.5 < 0.5 11 < 15 < 500 0.055 0.09 71

BZX85C16 15.3 16 17.1 15 0.5 < 0.5 12 < 15 < 500 0.055 0.09 66

BZX85C18 16.8 18 19.1 15 0.5 < 0.5 13 < 20 < 500 0.06 0.09 62

BZX85C20 18.8 20 21.2 10 0.5 < 0.5 15 < 24 < 600 0.06 0.09 56

BZX85C22 20.8 22 23.3 10 0.5 < 0.5 16 < 25 < 600 0.06 0.095 52

BZX85C24 22.8 24 25.6 10 0.5 < 0.5 18 < 25 < 600 0.06 0.095 47

BZX85C27 25.1 27 28.9 8 0.25 < 0.5 20 < 30 < 750 0.06 0.095 41

BZX85C30 28 30 32 8 0.25 < 0.5 22 < 30 < 1000 0.06 0.095 36

BZX85C33 31 33 35 8 0.25 < 0.5 24 < 35 < 1000 0.06 0.095 33

BZX85C36 34 36 38 8 0.25 < 0.5 27 < 40 < 1000 0.06 0.095 30

BZX85C39 37 39 41 6 0.25 < 0.5 30 < 50 < 1000 0.06 0.095 28

BZX85C43 40 43 46 6 0.25 < 0.5 33 < 50 < 1000 0.06 0.095 26

BZX85C47 44 47 50 4 0.25 < 0.5 36 < 90 < 1500 0.06 0.095 23

BZX85C51 48 51 54 4 0.25 < 0.5 39 < 115 < 1500 0.06 0.095 21

BZX85C56 52 56 60 4 0.25 < 0.5 43 < 120 < 2000 0.06 0.095 19

BZX85C62 58 62 66 4 0.25 < 0.5 47 < 125 < 2000 0.06 0.095 16

BZX85C68 64 68 72 4 0.25 < 0.5 51 < 130 < 2000 0.055 0.095 15

BZX85C75 70 75 80 4 0.25 < 0.5 56 < 135 < 2000 0.055 0.095 14

BZX85C82 77 82 87 2.7 0.25 < 0.5 62 < 200 < 3000 0.055 0.095 12

BZX85C91 85 91 96 2.7 0.25 < 0.5 68 < 250 < 3000 0.055 0.095 10

BZX85C100 96 100 106 2.7 0.25 < 0.5 75 < 350 < 3000 0.055 0.095 9.4

© Semiconductor Components Industries, LLC, 2007

March, 2007 − Rev. 41 Publication Order Number:

BC618/D

BC618

Darlington Transistors

NPN Silicon

Features

• These are Pb−Free Devices*

MAXIMUM RATINGS

Rating Symbol Value Unit

Collector−Emitter Voltage VCEO 55 Vdc

Collector−Base Voltage VCBO 80 Vdc

Emitter−Base Voltage VEBO 12 Vdc

Collector Current − Continuous IC 1.0 Adc

Total Power Dissipation @ TA = 25°CDerate above TA = 25°C

PD 6255.0

mWmW/°C

Total Power Dissipation @ TA = 25°CDerate above TA = 25°C

PD 1.512

WmW/°C

Operating and Storage JunctionTemperature Range

TJ, Tstg −55 to +150 °C

THERMAL CHARACTERISTICS

Characteristic Symbol Max Unit

Thermal Resistance, Junction−to−Ambient R�JA 200 °C/W

Thermal Resistance, Junction−to−Case R�JC 83.3 °C/W

Stresses exceeding Maximum Ratings may damage the device. MaximumRatings are stress ratings only. Functional operation above the RecommendedOperating Conditions is not implied. Extended exposure to stresses above theRecommended Operating Conditions may affect device reliability.

*For additional information on our Pb−Free strategy and soldering details, pleasedownload the ON Semiconductor Soldering and Mounting TechniquesReference Manual, SOLDERRM/D.

http://onsemi.com

Device Package Shipping†

ORDERING INFORMATION

BC618G TO−92(Pb−Free)

5000 Units / Bulk

BC618RL1G TO−92(Pb−Free)

2000 / Tape & Reel

COLLECTOR 1

BASE2

EMITTER 3

†For information on tape and reel specifications,including part orientation and tape sizes, pleaserefer to our Tape and Reel Packaging SpecificationsBrochure, BRD8011/D.

1 23

12

BENT LEADTAPE & REELAMMO PACK

STRAIGHT LEADBULK PACK

3

TO−92CASE 29STYLE 17

MARKING DIAGRAM

BC618

AYWW �

A = Assembly LocationY = YearWW = Work Week� = Pb−Free Package

(Note: Microdot may be in either location)

BC618

http://onsemi.com2

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TA = 25°C unless otherwise noted)

Characteristic Symbol Min Typ Max Unit

OFF CHARACTERISTICS

Collector−Emitter Breakdown Voltage(IC = 10 mAdc, VBE = 0)

V(BR)CEO55 − −

Vdc

Collector−Base Breakdown Voltage(IC = 100 �Adc, IE = 0)

V(BR)CBO80 − −

Vdc

Emitter−Base Breakdown Voltage(IE = 10 �Adc, IC = 0)

V(BR)EBO12 − −

Vdc

Collector Cutoff Current(VCE = 60 Vdc, VBE = 0)

ICES− − 50

nAdc

Collector Cutoff Current(VCB = 60 Vdc, IE = 0)

ICBO− − 50

nAdc

Emitter Cutoff Current(VEB = 10 Vdc, IC = 0)

IEBO− − 50

nAdc

ON CHARACTERISTICS

DC Current Gain(IC = 200 mA, IB = 0.2 mA)

VCE(sat)− − 1.1

Vdc

Base−Emitter Saturation Voltage(IC = 200 mA, IB = 0.2 mA)

VBE(sat)− − 1.6

Vdc

DC Current Gain(IC = 100 �A, VCE = 5.0 Vdc)(IC = 10 mA, VCE = 5.0 Vdc)(IC = 200 mA, VCE = 5.0 Vdc)(IC = 1.0 A, VCE = 5.0 Vdc)

hFE20004000100004000

−−−−

−−

50000−

DYNAMIC CHARACTERISTICS

Current−Gain − Bandwidth Product(IC = 500 mA, VCE = 5.0 Vdc, P = 100 MHz)

fT150 − −

MHz

Output Capacitance(VCB = 10 V, IE = 0, f = 1.0 MHz)

Cob− 4.5 7.0

pF

Input Capacitance(VEB = 5.0 V, IE = 0, f = 1.0 MHz)

Cib− 5.0 9.0

pF

RSin

enIDEAL

TRANSISTOR

Figure 1. Transistor Noise Model

���������������� ���������� ������������ �������� !"#$%&'()*+,-$.+,/01(#$.&2(3456(4&78979'289**/8,(:&2-('+'9;+22(</7-'9*9=>?@ABC�DEFGEHIJKDLM�N�L��OPQR����ST���UV�W�V��U�V�� ���X�Y���U���� ����� ���UV�W�V��U� Z� �V�[���� UQR� ��V����U� \X��]�̂����_̀�U�����V�a���b����WV��]�̂�����U���UV�W�V������� Q��V ��W�V�����[���V�Qc�� d ��\ ����\e�� �UV��bQ��� �Vf���\�� �V���\�g ��V�d �Y\\� UU����h\ UNiDK@IjLk@KEGKGJlEGjjDEL�DIlmEDnPQo� ��U�����V �����RU�����V�X�p��V�������[��V \�V�q�rf�V��������sVe�� �U � �V�[� �s� tW �������� �s�c�_̀�V���Tb_̀��sVe�� �VW��[� ��e��� \��V��V�W��h\ �]��UV���s����\ V �V�s�����V������������V��U�]��b�h\ �Ue�V�����\W������ ��V���s���e ��U�d���UQoe ����d������ ��h\ Qu�\ �� ��V����d�V�� ����� �v���w�T�TwxQ��\WUV�������\�yZV �\ \�V h� ��VW� ����� Qoe ����g U V�voRgxQoe ��W����h ��voug�x���\�RU�����V���V��V�W����h ��vR��xQz�e��WV�g U V�vzRgx�e�V�UsVe�� ���V����V��Qy���� \�{e�]W�� �V�u�V�\����h ��vu��x�e�V�������U�����V��vUsVe�� �U � �V�[� ��h�������|c�U ��\U�e�V�sW����� U��� �x�e�V�UsVe�� � ��[� Q�W�V��� Z \���UV ��]� ���e�V��W���W�a���WV����Qo����hh�[� ��\ ���V �V��Q_���y�\W���� �p��UayyogR��� ��X����f����e��V �p��U� �\W���� ��f���f����e��V �yyogR�� �\W���� �p��Ua��V��yyogR��g V �V��X�}����� ��U ~G�C�G�DEL�DIlmEDnPQ�V��\[��]W�� �VX�T��Y������wf�V������QR� ��V����]W�� �VX����Y���S�b_̀f����wf�V�����������Y�����_̀f����wf�V������Qu�V�\����h ��]W�� �VX���Y������wf�V�������DE@iBDEIjL�DIlmEDnPQ|��aR����U�e�V���\�d�\W���\�� �V�����V��X�_����W�� �V�UW�� aU��b�s��\�� �V�{y��\��d ���V ��W�V����������� ���\�d�\W����������hh�[� �e �b��W���W�U���V���{e�oe ��u�b �W�����o�QY�����]h����V��h\W� �e�VX�R� ��������h����V��o����hh�[� �������d�V�� �� s � �� �v]wgypx�h\W� �vr�s�w��x�]h����V�����WVU���\�WV�WV� ZV ���������� UU�[� QYa��]�d �V �X����[�V�� U�WV�����\������� �UQ��h ��X�c�[�V�V�h �a�W�V ��e�V�c�[�V������hh�[� ��� U��� �Qy���� \���h ��X��|�[�V�V�h �a�W�V ��e�V��� U��� ��yZV �������h �����V �v�W�V� ��[� x�R�V���V�WU �R�]����\�R�]�����{o�h\ ��U���h ���U�����V���s����R�]�h\ �U � �V \Q��h ��X�c�[�V�V�h �a�W�V ��e�V�c�[�V�� ��\�� ��UV �f��� U��� ����\��UVU��� �Q]��VW� f�]h��� f�ou��h\W� X��|�[�V�]��VW� f�h�Z�� U�WV������T�U�]h��� f�h�Z�� U�WV�������U����[�V�ou�f�h�Z�s� tW ������b_̀Q���]���W�V�� �����o����hh�����v�]�o�x�d���Ve����U�D�@KD �EGAEIHLkDHGE� �IlILkDHGE� ��� ��C�@lL���L�KB� �GHiIEIlGEn �@HDEn!�� C�@l�jInBL��GE�n� LNM�kL���lDn� ���M�kL���lDn�o�]��p|cS ���c ��c �T| | � � �a�

����������� �������� �� ����������������������� �!��"�#�$%&'$()*(+&,�'��-&./��0�#�$%&'$()*(+&,'�10�#�$%&'$()*(+&,'�1#.023456&�7 �#��1&.8993:;�</ �$% 3%(=>) �>+?(*(@>*A 2$+B* ��� �%@B**C?@A �C==#C?A 4(A$DEF� � GH� I!HJ K K !LI M !IFG�NOPFQOEF� R GH�NSTUV I!H� K K !LI M !IFIPWEF X GH ILO� ��IW! IIF� !H�N!LI M KEFY,�0 � K K K K !LI M,�0 �IPTNSFFEF� Y GHY K ��E K !LI M LI NIPWLO�EFX K K ��IW! K !LI M LI�NIPW!HK � K K K K K K SK Z K K K K K K S1>@B�7 !��[\���� "�7 L�� �]���������̂����_��[��̀�_����a\�������IPT"SEFXN��IW!NLI�NIPW!HEF�NGHYN��ENLI NIPWLO�EFYN�IPTNSFF SEF�NGH�NI!HJN!IFG�NOPFQOEF�NGH�NI!H�NSTUVN!IFIPWEF NGH N��IW!N!H�NILO�NIIF����������� Y� Z�RX� Y� XR�Z��������� SEF�NGH�NI!HJN!IFG�NOPFQOEF�NGH�NI!H�NSTUVN!IFIPWEF NGH N��IW!N!H�NILO�NIIF�SEFXN�!IW!NLI�NIPW!HEF�NGHYN�!ENLI NIPWLO�EFYN�IPTNSFF � Y� XR�Z��������� SEF�NGH�NI!HJN!IFG�NOPFQOEF�NGH�NI!H�NSTUVN!IFIPWEF NGH N��IW!N!H�NILO�NIIF�SEFXN�!IW!NLI�NIPW!HEF�NGHYN�!ENLI NIPWLO�EFYN�IPTNSFF

���������������� ���������� ������������ ������� !"#�$% &'(��')*('+(�',� �-�.��/012��3��4 � 5�6��7�3�5�7��3 7���7��3�4����6� ����1�����-��-8��9�.���5��/:������;�� 3�/��<� ����3=3���6��;�5�����>�?�7 �-�.��/0125 4�� ����6� ����3=3�7 ����<7�5 3����7��� �@A+')�B�C ����� !"#)DE*�F)&�G@+GH)/��3-����>� >�� �2 ��7��I<3 1��-����>I<3 ��37�<�7���J � -����>�.<�7 � JK�/�� J ��37 �3��� �7�K55� � JK��K55� LK55���MN ��5�� �7K55�/�J�J ���K�M��J ��MNKOMP�J ���37�<�7��� �5 �Q.�7����>���R � ��7��9�.�S.OT�:9�.�S.OT9M� 1 1 121�O 4 ���7��; ��1�6�7 3�;�U���� V�2�6�7W-= ��<���> �93�����7��7��7�<����> �-= ���J 3 7P�7�5���> ��.OJ X��I�=��<7J 3 7��K�����.>����7���> �� ��> �� ��7�YY-J9���0�6�7 3YY�K�KYYK��J R-�R-�R-�R-2R-�R-�K:�K:�K:�K:2 .�:� .�:Z .9M���.T� �:���.T� .�?��<��7����7 ����93�����7�XJY/��R X�� 1��> �� ..-I��; ..-�.XJY/K�����7�����7���.�4 �7 �

����������� ��������� �� �������������������� ��!�"��#$%&'()�*�+ ���������)��,-.$)/(0�1��$�-,,234 �56789:6 �6;58$<;4 -58;58$<;4 /4=7>9;89:6? ? @�A�� B @�C�D�E��CF�� !G@HI��JK"ILJ�IJMK"N G@H ��M J�L G@"L�"IL�A�D������#��F �F����O���D���F�D������������JK" � B ��P����� ��QLJ� R�SM B J�!CD� IT�C���D��JMK"N � B UVD���� �� ��Q����FDITJ��C�� �D���������D���G@�ISNWI��GILJ IJMKLX� G@� ��M J�L G@"L�"IL�A�D������#��F �F����O���D���F�D����������SNW SN B SI�J����� �W����FD��G � B ��P������D�LJ B R�SM J�!CD� IT�C���D��JMKLX� B J�L YLJI���FD�FDG@WI�JMTI?@@ G@W ��M B G@"L����FD�A�D����D���F�D�����������JMT � B ��CD���J ����A�D����D���� ��F �F�?@@ Z? B @�����PP����E� D���G@ ISN I��JK"I"N�IJLX�IJJ@� G@ � J�L G@"L�"IL�A�D������#��F �F����O���D���F�D����������SN SN B SI�J����� � ����FD��JK" � B ��P����� ��Q����FD"N� � B UVD���� �"�D���F�DJLX� B J�L J�P����D������FD�FDJJ@� � J�L J��DF������FDIJ�P������FD�FDI@[���FD�FDG@�ISN�IJ"N�I?TUYI"J@JMK G@� ��M J�L G@"L�"IL�A�D������#��F �F����O���D���F�D����������SN� SN B SI�J����� ������FDJ"N� SN B J�P����D��������FD?TUY SN B UVD���� �?� D����T�\�������\���SI"J@JMK � B ���� �@�����PP����J ��QG@�ISN�IJ"N]I"J@S�IXM@[X G@� ��M J�L G@"L�"IL�A�D������#��F �F����O���D���F�D����������SN� SN B SI�J����� ������FDJ"N] SN B J�P����D��������FD"J@S� � J�L ���� �@�����PP�����D��"ILXM@[X SN B X D���M�A�@�A���[�Q��F�����FD? ? @�A�� B G��F�O���\������'4̂46_+ SN �̀S�� ������FD�����FD�FD J�L �̀J�L���P��D�a �����FD�����FD�FD��M �̀��M���P��D�a �����FD � �̀��P�DD������������FD�A�D��J�L� �E� CZ? �̀Z����?� D��� R�SM �̀J�!CD�

Design and specifi cations are each subject to change without notice. Ask factory for the current technical specifi cations before purchase and/or use.Should a safety concern arise regarding this product, please be sure to contact us immediately.

Electric Double Layer Capacitors (Gold Capacitor)/ NF

– EE199 –

Sleeve

L max. 6±1

5.0±

0.3

0.5±

0.1

φ Dm

ax.

2.5±

0.5

3.5±

0.5 6±

1

1.2±0.1

0.8±0.1

+–

+

5.0

φ1.1±0.05(Recommended)

■ Features● Endurance : 70 °C 1000 h● RoHS directive compliant

Stacked Coin Type

Series: NF

■ Specifi cationsCategory Temp. Range –25 °C to +70 °CMaximum Operating Voltage 5.5 V.DCNominal Cap.Range 0.1 F to 1.5 F

Characteristics at LowTemperature

Capacitance change ±30 % of initial measured value at +20 °C (at –25 °C)Internal resistance <5 times of initial measured value at +20 °C (at –25 °C)

EnduranceAfter 1000 hours application of 5.5 V. DC at +70 °C, the capacitor shall meet the following limits.Capacitance change ±30 % of initial measured valueInternal resistance <4 times of initial specifi ed value

Shelf Life After 1000 hours storage at +70°C without load, the capacitor shall meet the specifi edlimits for Endurance.

■ Di men sions in mm(not to scale)

■ Recommended Applications● Memory back-up for video and audio equipment, cameras, tele phones, printers, data terminals, rice cookers and intelligent remote controls.

■ Standard Products

MaximumOp er at ing

Volt ageCapacitance Capacitance

tolerance

Internal resistance

(Initial specifi ed value)

Case code Part number

Min. Packaging Q’ty

Quantityper box

Quantityper outer

packaging

(V.DC) (F) (F) (�) at 1kHz (pcs) (pcs)

5.5

0.10 0.08 to 0.18 < 75 A EECF5R5U104 200 20000.22 0.176 to 0.396 < 75 A EECF5R5U224 200 20000.47 0.376 to 1.410 < 30 B EECF5R5U474 100 5001.0 0.80 to 1.80 < 30 B EECF5R5U105 100 5001.5 1.20 to 2.70 < 30 B EECF5R5U155 100 500

Note : Do not use refl ow soldering. (IR, Atmosphere heating methods, etc.) Please refer to EE208 “Mounting Specifi cations”.

Case codeSize

D L

A 13.5 7.5

B 21.5 8.0

(Unit : mm)

Sep. 201000

2

3

4

12

14

.5

29

.6

19

.9

1.TECHNICAL VALUES

CONTROL SYSTEM

OPERATING VOLTAGE RANGE

OPERATING TEMPERATURE RANGE

TEST VOLTAGE

OPERATING SPEED

STALL TORQUE

OPERATING ANGLE

DIRECTION

DEAD BAND WIDTH

CONNECTOR WIRE LENGTH

DIMENSIONS

WEIGHT

:+PULSE WIDTH CONTROL 1500usec NEUTRAL

:4.8V TO 6.0V

:-20 C TO +60 C

:40 /ONE SIDE PULSE TRAVELING 400usec

:CLOCK WISE/PULSE TRAVELING 1500 TO 1900usec

:8usec

:160mm

2.FEATURES

3.APPLICATIONS

AT 6.0V:AT 4.8V

29.8

36.2

:29.8x12x29.6mm

ANNOUNCED SPECIFICATION OF

:0.11sec/60 AT NO LOAD 0.09sec/60 AT NO LOAD

(6.29in)(1.17x0.47x1.16in)

IDLE CURRENT

RUNNING CURRENT

:8.8mA

:2.6kg.cm(36.10oz.in) 3kg.cm(41.66oz.in)

:16.6g(0.58oz)

9.1mA

:220mA AT NO LOAD 280mA AT NO LOAD

HS-81 SUB MICRO SERVO

3-POLE FERRITE MOTOR

HYBRID I.C

DIRECT POTENTIOMETER DRIVE

AIRCRAFT UP TO 15 POUNDS

1/10TH SCALE STEERING