Carregador de celular portátil alimentado por matriz multi energética

ISSN: 1984-3151
CARREGADOR DE CELULAR PORTÁTIL
ALIMENTADO POR MATRIZ MULTI ENERGÉTICA.
FED PORTABLE MOBILE CHARGER
FOR MOTHER MULTI ENERGY.
André Ribeiro1
; Autran, Bernardo2
; Guimarães, David3
; Galvão, Hely4
; Silvestre, Laís5
,
Vieira, Pollyana6
; Raphaela Martins7
; Leite, Leonardo8
(Orientador)
Centro Universitário de Belo Horizonte, Belo Horizonte, MG.
1
andre.r3m@hotmail.com;2
bautran@hotmail.com; 3
davidguimaraeslamarca@gmail.com;
4
helygalvaojr@gmail.com; 5
laisdyanna@hotmail.com ; 6
pollynico@gmail.com;
7
raphaela_martins@hotmail.com 8
leonardo.leite@prof.unibh.br
Resumo:
Por sua portabilidade e raio de alcance, o celular é uma alternativa vantajosa, a sofisticação e multifuncionalidade
de uma parelho celular (fotografar, comunicar, gravar e armazenar dados, imagem e voz, documentar,
cronometrar e apontar as horas e datas, acessar a internet, receber sinal de rádio e TV digital, dentre outras
utilidades) leva os usuários a uma maior utilização, contudo todos eles sofrem da mesma limitação: a necessidade
de recarga de carga das suas baterias. Os autores buscam estudar e simular um circuito de um carregador de
celular que funcione a partir de mais de uma fonte de energia.
Palavras-chave: conversor, bateria, carregador, celular, solar, fotovoltaico.
Abstract:
For its portability and range, the cell phone is an attractive alternative, sophistication and multi-functionality of a
cellular evenly-matched (shoot, communicate, record and store data, voice and image, document, time and point
out the times and dates, access the internet and receive radio signal and digital TV, among other utilities) takes
users to an increased use, but they all suffer from the same limitation: the need to load recharge your batteries.
The authors seek to study and simulate a circuit of a mobile phone charger that works from more than one source
of energy ..
Keywords: converter, battery, charger, mobile solar photovoltaic.

1. INTRODUÇÃO
Vive-se em um país de dimensões territoriais
continentais onde segundo IBGE (2010), 2.749.243
habitantes não possuem acesso ao serviço de rede
elétrica podendo-se escalonar esta informação em:
- 396.294 pessoas em cidades
- 2.352.949 moram na zona rural,
- 1,3% ou 728.672 do total de domicílios
- 133.237 domicílios na zona urbana;
- 595.435 domicílios na área rural.
Além da estatística citada, salienta-se a questão da
constante possibilidade dos usuários de celulares
não disporem de acesso momentâneo à rede eletrica
padrão, mesmo dentro de centros urbanos
desenvolvidos.
Por sua portabilidade e raio de alcance, o celular é,
nestas áreas, uma alternativa vantajosa, pela
possibilidade de se utilizar, uma energia alternativa,
limpa, eficaz, renovável e barata, de modo a
aumentar a qualidade de vida de todos os usuários.
A sofisticação e multifuncionalidade de uma parelho
celular (fotografar, comunicar, gravar e armazenar
dados, imagem e voz, documentar, cronometrar e
apontar as horas e datas, acessar a internet, receber
sinal de rádio e TV digital, dentre outras utilidades)
leva os usuários a uma maior utilização, contudo
todos eles sofrem da mesma limitação: a
necessidade de recarga de carga das suas baterias.
2. OBJETIVOS
Estudo e simulação de circuito elétrico "carregador
de baterias de celulares" que permita a mobilidade e
a multiplicidade de matrizes energéticas.
3. JUSTIFICATIVA
Estudar e simular um circuito de um carregador de
celular que funcione a partir de mais de uma fonte de
energia, no caso deste estudo energia elétrica e
fotovoltaica.
4. METODOLOGIA
Em função da amplitude do estudo, abordou-se
especificamente o conhecimento funcional de um
sistema de carga e recarga e suas possibilidades
aplicativas, adotando-se, além dos requisitos
técnicos de pesquisa bibliográfica e referencial
teórico, visitas técnicas e consulta aos profissionais
do mercado.
4.1. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
Segundo GIL, (2010), diante dos objetivos propostos,
a pesquisa desse estudo se classifica como
experimental, por apresentar um objeto de estudo,
que permite seleção de variáveis capazes de
influenciá-lo e a definição de formas de controle e de
observação dos efeitos que tais variáveis produzam
neste objeto estudado.
5. REFERENCIAL TEÓRICO
5.1. MATRIZ ENERGÉTICA SOLAR
5.2. EFEITO FOTOVOLTAICO
Segundo Prado, Daniel (2008), este efeito é uma
conversão de radiação eletromagnética em energia
eletrica que ocorre através da geração e separação
de cargas elétricas através da interação de radiação
no meio material que constitui a célula solar. O autor

resume em absorvição da radiação solar, por parte
do material constituinte da célula.
FIGURA 1. . EFEITO FOTOVOLTAICO
Fonte: Adaptação dos autores (2014)
Segundo Prado, Daniel (2008), na descrição de
Albert Einstein através do efeito de fóton, explica-se
de outra forma o efeito fotovoltaico, pois o mesmo se
dá através da geração de pares de elétron-lacuna no
interior do material da célula solar, pela absorvição
de fótons incidentes, tendo como consequência a
fotocondução onde cargas elétricas livres são
geradas pelos fótons da luz incidente fotoionizando
os átomos ou íons constituintes do material
semicondutor da célula solar.
5.2.1. Efeito fotoelétrico.
Segundo Pereira, Arthur (2012), este efeito foi
relatado, inicialmente, por Edmond Becquerel em
1839, através do aparecimento de uma diferença de
potencial nos extremos de uma estrutura de um
material semicondutor quando submetido à
irradiação da luz do sol.
5.3. CÉLULAS SOLARES.
Segundo Prado, Daniel (2008), células solares são
dispositivos usados para executar o efeito
fotoelétrico.
FIGURA 2. . CÉLULA FOTOVOLTAICA
LEGENDA
1 - Elétrodo Negativo
2 - Elétrodo Positivo
3 - Camada tipo n ("n-type silicon")
4 - Camada tipo p ("p-type silicon")
5 - Camada de limite ("boundary layer")
5.4. BATERIAS
Segundo NBR7039 (1987), uma pilha pode ser
definida como um gerador eletroquímico de energia
elétrica, mediante conversão geralmente irreversível
de energia química. E podem-se definir baterias
como um sistema que refere se ao um conjunto de
pilhas agrupado em série ou em paralelo.
Para Nerilso Bocchi, et al, (2000), o princípio básico
de uma pilha seria como um dispositivo constituído
unicamente de dois eletrodos e um eletrólito,
arranjados de maneira a produzir energia elétrica. O
eletrólito pode ser líquido, sólido, pastoso, mas deve
ser sempre um condutor iônico. Quando os eletrodos
são conectados a um aparelho elétrico uma corrente
flui pelo circuito, pois o material de um dos eletrodos
oxida-se espontaneamente liberando elétrons,
enquanto o material do outro eletrodo reduz-se
usando esses elétrons. Toda a bateria atende a
princípios básicos de “construção”, sendo eles:

- Baterias Primárias: Não recarregáveis
(alcalinas)
- Baterias Secundárias: Recarregáveis e, portanto
podem ser reutilizáveis (baterias de celular).
Dentro das definições já citadas, as baterias ainda
são divididas em grupos que referem a sua
aplicação. Elas podem ser:
- Veiculares - utilizadas como fonte de energia
para motores de diversos segmentos;
- Industriais – destinadas a aplicações
estacionárias;
- Portáteis – utilizadas em telefonia e
equipamentos eletrônicos, sendo a última
utilizada neste projeto.
5.5. DIODOS
Segundo Sedra e Smith, (1998), é um dispositivo
eletrônico bloqueador de corrente constituído por
uma junção PN, isto é, pela união física de material
dopado do tipo P (cujo há mais portadores positivos)
com um material dopado do tipo N (cujo há mais
portadores negativos).
FIGURA 3. IDENTIFICAÇÃO DA POLARIDADE DE DIODOS
5.6. CAPACITORES
Segundo Mussoi e Villaça, (2000), também chamado
de condensador, é um dispositivo eletro eletrônico
que armazena energia elétrica no campo elétrico
existente no seu interior, pois forma um bipolo
elétrico que estabelece uma diferença de potencial
(tensão) entre as placas carregadas.
FIGURA 4. CAPACITOR - IDENTIFICAÇÃO DOS
COMPONENTES
Fonte Notas de aula Mussoi e Villaça; Pág. 6, (2000),
Segundo Mussoi e Villaça, (2000), existem tipos de
capacitores para as mais diversas aplicações e estes
são classificados, normalmente em relação ao
material do seu dielétrico. Os tipos mais comuns são:
- Capacitores Cerâmicos (disco cerâmico, tipo
“plate” e multicamadas);
- Capacitores de Filme Plástico (de poliéster,
policarbonato, polipropileno e poliestireno);
- Capacitores Eletrolíticos de Alumínio;
- Capacitores Eletrolíticos de Tântalo;
- Capacitores Variáveis;
- Etc.
5.7. CONTROLADORES DE CARGA
Segundo Taveira, (2006), são circuitos eletrônicos
gerenciadores da energia que entra e sai das
baterias, visando protegê-las contra os efeitos da
sobrecarga e da descarga profunda. Funcionam por
meio do ajuste dos pontos de atuação dos circuitos

de carga e consumo e possuem ainda a função de
reduzir a corrente de carga entregue à bateria.
Segundo Taveira, (2006), basicamente dividem-se
em dois tipos de configuração física: série e paralelo.
Segundo Oliveira, (2005), utilização duas estratégias
de controle de carga, para as possíveis
configurações físicas:
- “ON/OFF”
- Tensão constante.
Segundo Taveira, (2006), diferenciam-se apenas no
que diz respeito a seus circuitos elétricos, ou seja,
quando a bateria estiver próxima de sua capacidade
total, o controlador de carga com configuração em:
- Série desconectará a fonte (painel fotovoltaico)
do circuito de carga.
- Em paralelo, será causado um curto circuito no
ramo de produção de energia.
5.7.1. O tipo: “On/Off”
Segundo Oliveira, (2005), este controlador compara-
se a uma chave “liga/desliga” onde sua atuação de
controle do carregamento da bateria consiste em
permitir a entrega de toda a corrente gerada pela
fonte (painel fotovoltaico), até um determinado valor
denominado de tensão de regulação.
5.7.2. O tipo: controle à tensão constante
Segundo Oliveira, (2005), podem ser do tipo série ou
paralelo e nesta estratégia, a corrente gerada pela
fonte (painel fotovoltaico) é regulada pelo
controlador, de maneira a manter a tensão nos
terminais da bateria em um valor de fixo e constante
a partir do ponto de tensão de regulação evitando
que o controlador forneça mais energia para a
bateria do que ela é capaz de receber, sendo mais
eficiente e seguro do que a estratégia “ON/OFF”.
FIGURA 5. DIAGRAMA DE BLOCOS – CONTROLADOR
CARGA LINEAR
Fonte: Adaptação dos autores, (2014)
- Utiliza-se, também, para manter a tensão
constante, um diodo zener, em paralelo para
manter a tensão da bateria no ponto de tensão
de regulação quando esta estiver praticamente
carregada.
FIGURA 6. DIAGRAMA DE BLOCOS – CONTROLADOR
CARGA LINEAR
5.7.3. O tipo: Carga por largura de pulso (PWM).
Segundo Oliveira, (2005), é uma técnica de
modulação por largura de pulso onde se faz o uso de

MOSFETs (dispositivos semicondutores utilizados
para realizar o chaveamento), que aplicam pulsos de
corrente em alta frequência (300 Hz)19, podendo
variar o ciclo de operação ou a largura dos mesmos,
reduzindo quando necessário, a corrente de carga,
de modo a manter a tensão constante entre os
terminais da bateria, evitando os efeitos de
gaseificação e estratificação, além do aquecimento
interno.
5.8. CONVERSORES
5.8.1. Hidrolise
Operacionalizado parcialmente por hidrolise(
converte o hidrogênio em eletricidade). A água é
misturada a outra solução que, ao entrar em contato
com o hidrogênio, gera energia. A água é apenas o
meio e não a substância principal. O dispositivo tem
um custo de 229 dólares.
FIGURA 7. CONVERSOR POR HIDROLISE
fonte: http://ceticismo.net/2012/03/31/carregador-de-
5.8.2. Conversor de calor x eletricidade
Este dispositivo possui a capacidade de transformar
o calor retido dos ambientes externos em energia,
para recarregar diversos dispositivos eletrônicos. O
projeto é Iraniano e o dispositivo possui um pequeno
visor com a tecnologia OLED, que apresenta os
detalhes e demais informações sobre a recarga,
como temperatura, tempo para recarga completa e
porcentagem.
5.8.3. Eletricidade x campo magnético
O dispositivo opera pela tecnologia wireless que
baseia-se no principio da indução, que transforma
uma corrente elétrica (no caso, aquela que sai de
nossa tomada) em um campo magnético. Para que
essa transmissão de energia ocorra, tanto a fonte de
energia quanto o receptor devem possuir um
dispositivo chamado indutor, que faz com que ambos
os aparelhos “vibrem” na mesma frequência.
5.8.4. Energia mecânica de movimento x eletrica
Ângelo Casimiro apresentou no Google Science Fair
um protótipo de uma bateria acoplada ao tênis, o
qual é capaz de recarregar um celular.
FIGURA 8. CONVERSOR ENERGIA MECÂNICA EM
ELETRICA
Fonte: http://www.gadoo.com.br

5.8.5. Eletricidade x áudio x eletricidade
A tecnologia pode pegar eletricidade, converter em
som e enviar esse áudio por ar via ultrassom. Depois
disso, um receptor preso ao aparelho eletrônico
pega o som e converte de novo em eletricidade.
5.8.6. Conversão do som em energia elétrica
O protótipo usa o som para repor a bateria dos
smartphones ou de outros aparelhos eletrônicos.
Trata-se de um sistema que recorre às propriedades
piezoelétricas do óxido de zinco repondo a carga na
bateria por meio de um acumulador. O sistema
funciona através das vibrações e do som,
dispensando então a corrente elétrica.
5.8.7. Conversão eletromecânica
A conversão eletromecânica envolve a troca de
energia entre um sistema mecânico e um sistema
elétrico através de um campo de acoplamento, que
pode ser de origem elétrica ou magnética. O
processo que se realiza através do campo elétrico ou
magnético de um dispositivo de conversão, como
agente intermediário.
5.9. REGULADORES DE TENSÃO
Segundo Wendilng, (2009), é um dispositivo que visa
manter a tensão produzida pela fonte de um circuito
dentro dos limites exigidos pela bateria e pelo
sistema elétrico alimentado, visando manter a tensão
de saída constante independente de variações na
tensão de entrada ou na corrente de saída..
5.9.1. Circuito integrado série 78XX e 79XX
Segundo Wendilng, (2009), é um tipo de regulador
de tensão e são quase que obrigatórios em projetos
de fontes de alimentação para circuitos de pequena
e média potência.
TABELA 1. Circuitos integrados reguladores de
tensão serie 78XX E 79XX
Códigos
tipos
Tensão
máxima
(entrada)
Tensão
(saída)
Corrente
Máxima de
(saída)
7805 7905 35 V 5 V 1 A
7806 7906 35 V 6 V 1 A
7808 7908 35 V 10 V 1 A
7885 7985 35 V 8,5 V 1 A
7812 7912 35 V 12 V 1 A
7815 7915 35 V 15 V 1 A
7818 7918 35 V 18 V 1 A
7824 7924 40 V 24 V 1 A
Fonte: Notas de aula, pg. 3, Wendilng, (2009),
Segundo Wendilng, (2009), Os circuitos integrados
78XX(positivo) e 79XX(negativo) (XX é substituído
por um número que indica a tensão de saída) podem
fornecer tensões de 5 a 24 volts tipicamente com
corrente de 1 ampère de saída e que são
apresentados em invólucro TO-220 conforme mostra
a figura a seguir.
FIGURA 9. CI E INVÓLUCRO TO-220

TABELA 2. Características do CI 7805
características
Variação
Unidade
Min. Tipo Max
Tensão de
saída
4,8 5,0 5,2
Regulagem de
linha
- 3 50
Regulagem de
carga
- 15 50
Corrente
quiescente
- 4,2 6,0
Rejeição de
ripple
- 70 - dB
Resistência de
saída
- 17 -
5.10. RETIFICADORES
Segundo Choueri, (2010), é um transformador de
sinal de corrente alternada para corrente continua,
impedindo que haja mudança no sentido do fluxo da
corrente. São classificados segundo a sua
capacidade de ajustar o valor da tensão de saída
como monofásicos e polifásicos.
Os tipos de retificadores monofásicos são:
5.10.1.1. Retificador de meia onda.
Segundo Choueri, (2010), é um retificador de baixa
eficiência que possui um circuito descrito segundo os
pontos detalhados na FIGURA, a seguir, onde se
considerando a condição de entrada de corrente
alternada tem-se duas condições de funcionamento
no retificador:
- A primeira ocorre quando o ponto A é positivo
em relação a B onde esta polarização de A que
coincide com a polarização positiva do diodo
que conduz e a corrente circula de A
até B, passando pelo diodo e RL.
- A segunda ocorre quando o ponto A alterna
para negativo em relação a B onde esta
polarização de A não coincide com a
polarização positiva do diodo e este não conduz
e a corrente não circula até B e sim tem-se
corrente em RL somente nos semi ciclos
positivos de entrada.
FIGURA 10. RETIFICADOR DE MEIA ONDA
Fonte: http://ivairsouza.com/circuitos_retificadores.html
5.10.1.2. Retificador de onda completa em ponte.
Segundo Choueri, (2010), é um transformador em
ponte com quatro diodos que dispensa o uso do
transformador com tomada central, possui um
circuito descrito segundo os pontos detalhados na
FIGURA, baixo, onde se considerando a condição de
entrada de corrente alternada tem-se, também, duas
condições de funcionamento, porem com uma
defasagem de 180º entre as tensões de saída do
transformador, VA e VB medidas em relação ao
ponto C (0V )
- A primeira ocorre quando o ponto A é positivo e
B é negativo, onde a corrente sai de A passa
pelo diodo D1, pela RL, pelo diodo D3 e chega
ao ponto B.
para negativo e B para positivo, onde a corrente

sai de A passa pelo diodo D2, pela RL, pelo
diodo D4 e chega ao ponto A.
FIGURA 11. RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA EM
PONTE
5.10.1.3. Retificador de onda Completa com tape
central.
Segundo Choueri, (2010), é um transformador com
tape central (Center – tapped) de dois diodos,
também, denominado de retificador de onda
completa convencional e é um retificador de maior
eficiência que possui um circuito descrito segundo os
pontos detalhados na FIGURA, a seguir, onde
considerando-se a condição de entrada de corrente
alternada tem-se, também, duas condições de
funcionamento, porem com uma defasagem de 180º
entre as tensões de saída do transformador, VA e VB
medidas em relação ao ponto C (0V )
- A primeira ocorre quando o ponto A é positivo e
B é negativo, onde a corrente sai de A passa
pelo diodo D1, pela RL e chega ao ponto C..
para negativo e B para positivo, onde a corrente
sai de B passa por diodo D2, pela RL e chega
ao ponto C
FIGURA 12. RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA
5.11. DEMULTIPLEXADOR
Segundo Chiesse (2014), é um circuito
combinacional com a finalidade de selecionar,
através das variáveis de seleção, qual de suas
saídas deve receber a informação presente em sua
única entrada, ou seja, coloca uma entrada “D”
(dados) em diversas saídas (S0 à Sn), segundo as
condições das variáveis de seleção ou de
endereçamento (A0 à Am). Nele o número de
entradas está relacionado com o número de
variáveis de seleção, ou seja onde:
- n - número de canais de saída;
- m - número de variáveis de seleção.
FIGURA 13. EXEMPLO DE TABELA VERDADE
5.12. ESPECIFICAÇÕES DE PROJETO
5.12.1. Proposta do "MSc. Mario Henrique Pereira
Santos" - Professor de Eletrônica Analógica
Circuito do Retificador

É composto por:
- Um transformador que converte uma tensão
alternada de 127 V em uma tensão contínua
desejada.
- Um retificador de onda completa que atenda a
tensão desejada, ligado ao transformador.
- Um circuito integrado regulador de tensão ligado
ao retificar de onda completa.
- Um capacitor de dimensionado segundo a
minimização eficaz para o ripple gerado.
Detalhes técnicos de dimensionamento:
Um carregador de baterias é especificado
considerando a corrente de carga e a tensão do
conjunto de baterias que se deseja carregar.
Deve-se calcular a potência prevista, no processo de
carga, no ponto de maior esforço de tensão e
corrente. (momento em que o carregador aplica a
tensão de equalização e fornece corrente a bateria
carregada)
Para a carga de baterias deve-se trabalhar no
carregamento com:
- Uma tensão de no máximo 14% da tensão total.
- Uma corrente de carga entre 5 a 20% da
corrente total da bateria carregada.
Faixa de carregamento
Visando visualizar qual a máxima faixa de
carregamento (quantidade de diferentes tipos de
celulares) que se poderá atingir segundo as
prerrogativas citadas, efetuou-se uma pesquisa de
mercado visando conhecer os aparelhos disponíveis
segundo os critérios de carga de suas baterias
considerando:
- Marca /Modelos
- Código da Bateria
- Corrente de carga em
- Tensão de carga em
Com base na tabela acima, buscando projetar para a
mais abrangente faixa dentre as diferentes
demandas (considerando a demanda em situação de
carga) de corrente e tensão optou-se pela faixa dos
celulares próximos ao consumo de 860 e 3,2
Cálculo da faixa de carregamento
Considerando a faixa escolhida procede-se aos
cálculos:
Calculo da tensão:
TABELA 3. Faixa de segurança para a tensão
olts
Mínima Máxima
Fonte: MSc. Mario Henrique Pereira Santos, (2014)
Calculo da corrente:
TABELA 4. Faixa de segurança para a corrente
Mínima Máxima
5% 20%

Então tem-se a faixa de carregamento entre:
- Corrente máxima de 0,043 Ah e mínima de
0,0172 Ah;
- Tensão máxima de 4,218 V e uma tensão
mínima de 3,182 V.

Faixa de carregamento atendida
Encontrou-se então a faixa de carregamento:
-
-
TABELA 5. Celulares de mercado - especificações
Marca /Modelos
Nº de
aparelhos
pesquisados
Código Corrente demandada
Tensão
Baterias
Demanda total
5% 20% Volts
SAMUNG Galaxy S3 i9300 1 EB-L1G6LLU 0,7 0,035 0,140 3,7
SAMUNG Galaxy W I8150 1 EB484659VU 0,75 0,038 0,150 3,7
SAMUNG SGH- C406, C400 e C416 2 AB463446BU AK 0,8 0,040 0,160 3,7
SAMUNG Gt- m3510, c3500, s3650 2 AB403450BU AT 0,8 0,040 0,160 3,7
SAMUNG SGH-G600 , SGH-G600i , SGH-G608 ,
SGH-F338 , SGH-F490 , SGH-F268 entre outros
7 AB533640CU 0,8 0,040 0,160 3,7
Nokia 5610 Xpressmusic , Nokia 5700 Xpressmusic
, Nokia 6110 Navigator
3 BP-5M 0,8 0,040 0,160 3,7
Nokia N91, N72, N70, 7610, 6822, 6820, 6682,
6670, 6620, 6600, 6555
11 BL-5C 0,86 0,043 0,172 3,7
NOKIA 1110, 1100, 1208, 1255 1315e 1600 6 BL-5CA 0,88 0,044 0,176 3,7
NOKIA N95, N78, N79 e 6788i 4 BL-6F 0,9 0,045 0,180 3,7
NOKIA C3-00, N900, X1-01 3 BL-5J 0,9 0,045 0,180 3,7
NOKIA Black Berry 1 C-S2 0,9 0,045 0,180 3,6
LG A290, P970, E400, E405, E615, P698, L5, L3.. 8 BL44JN 0,93 0,047 0,186 3,7
LG T375, C375, Gm205, C105C, GS107, C333,
C199...
7 LGIP-531A 0,95 0,048 0,190 3,7
LG C300, Gs290,T310, T300, C305 5 LGIP-430N 1,13 0,057 0,226 3,7
LG GT360, LG GM210, LG KF240, LG KF245
BLACK....
5 IP330G 1,15 0,058 0,230 3,7
LG Gx200, Gx500, Gw620, Gw820, Gm750... 5 LGIP400N 1,2 0,060 0,240 3,7
LG P350 1 BL42FN 1,25 0,063 0,250 3,7
Motorola Ex115, Ex112, I425, I876, I877, L7 6 BK60 1,32 0,066 0,264 3,7
Motorola Z3, Z6, K1, L6, U3, Zn200 6 BC50 1,5 0,075 0,300 3,8
Motorola I580, I776, Xt300, v190, A3100... 4 BT60 1,5 0,075 0,300 3,7
Motorola C216, L7, U6c, U6, V3x 4 BC60 1,5 0,075 0,300 3,7
Sony Ericsson K790i, C903, F305... 3 BST-33 2,1 0,105 0,420 3,8
Total de tipos de celulares
na faixa de carregamento:
95

Calculo do capacitor:
Cálculo da resistência equivalente envolvida
na Saída
Calcula-se um resistor equivalente, segundo a Lei de
Ohms, para se definir a potência requerida pelo
circuito:
-
-
-
Cálculo da potência de saída requerida
-
-
Cálculo da Capacitância do Filtro de Saída
Utiliza-se a expressão que se aplica para casos onde
a constante de tempo RC é maior que o período da
ondulação da tensão de saída.
Novos dados Iniciais considerados:
Frequência de ondulação da
tensão de saída do retificador (120 Hz, pois é um
retificador em ponte de onda completa)
Período da
ondulação da tensão de saída do retificador.
Tensão máxima da
saída do transformador considerando que a tensão
Eficaz é de 6V (1,4V de queda em dois diodos na
ponte retificadora).
Tensão de Ripple
considerando uma ondulação de 10% em relação à
tensão média na saída da fonte ( considerando a
tensão média de saída = 7,0)
Resistência de saída baseada na
máxima corrente de carga do carregador.
Isolando a capacitância da expressão anterior:
Considerando um valor de capacitor comercial, será
utilizado um de
Capacitância comercial adotada
Teste da
constante RC para verificar se a expressão utilizada
foi adequada:
Comparando a constante de tempo RC com o
período da ondulação de tensão respectivamente:
GRÁFICO 1.Forma de onda obtida no capacitor
calculado

Circuito proposto
FIGURA 14. CIRCUITO RETIFICADOR
Cálculo do transformador
O dimensionamento do transformador depende da
corrente exigida pelo retificador; o que depende do
conhecimento da tensão e da corrente da bateria que
se deseja carregar.
Componentes sugeridos
- 08 - diodos 1N4007;
- 01 - transformador com primário /
secundário ;
- 01 - capacitor eletrolítico de
- 03 - capacitores eletrolíticos de
- 01 - regulador de tensão ;
- 01 - LED vermelho;
- 01 - LED verde;
- 01 - LED amarelo;
- 03 - resistores PTH
5.12.2. Proposta do "MSc. Rogerio Rodrigues Lima "
- Professor de Eletrônica Digital
Capacitor eletrolítico de .
A especificação de tensão do capacitor deve ser pelo
menos o dobro da tensão de trabalho do mesmo.
Logo, se a tensão de entrada for (tensão de
trabalho), a tensão mínima do capacitor será de
Provavelmente você encontrará
capacitores para comprar com tensão de trabalho de
Não há problema o valor de tensão ser maior
que O que não é desejável é a tensão ser
menor que .
Os transistores
Os transistores são aqueles mesmos do projeto, ou
seja, 2N1893. Se eles não forem possíveis de serem
encontrados nas lojas de eletrônica, sugiro olharem
as especificações elétricas dele e tentar encontrar
algum que seja equivalente ao mesmo.
O Transformador
Quanto ao transformador, a especificação deve
atender dois parâmetros:
- A corrente elétrica em um dos lados do
TRAFO;
- A relação de transformação de tensão entre o
primário e secundário.
O Circuito retificador
A tensão de entrada no regulador de tensão (pino 1
= Vi do componente U1) deve ser maior que sua
saída, que é de 5V, ou seja, Vi deve ser pelo menos
7V. Logo, a tensão de saída do transformador, antes
de passar pela ponte retificadora, deve ter,
aproximadamente . Como a tensão de
entrada (primário do Trafo) é de 127Vrms, a relação
de transformação deve ser N1/N2 = 127V/9V =>
N1/N2 = 14. Ou seja, a relação do trafo especificado
deve ser de aproximadamente 14.

6. PROJETO EXECUTADO
6.1. Circuito idealizado
6.1.1. Circuito da bateria
FIGURA 15. PROJETO CIRCUITO DA BATERIA
Fonte: Adaptação Breno Autran, (2014)
6.1.2. Circuito do Retificador
FIGURA 16. PROJETO CIRCUITO DO RETIFICADOR
6.1.3. Circuito da placa fotovoltaica
FIGURA 17. PROJETO CIRCUITO DO RETIFICADOR

6.1.3.1. Croqui sobre a Lógica de controle:
FIGURA 18. PROJETO CIRCUITO GERAL COM LÓGICA DE CONTROLE
6.1.3.2. Tabela verdade do demultiplexador
TABELA 6. Tabela verdade do demultiplexador
Entradas Saídas
Portas
11 10 9 13 14 15 12 1 5 2 4 Pinos
1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 A
0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 B
0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 C
A B C

6.1.4. Circuito projetado com demultiplexador.
FIGURA 19. CIRCUITO COMPLETO OPCIONAL CHAVEADO POR DEMULTIPLEXADOR
6.1.5. Circuito projetado com chave manual
FIGURA 20. CIRCUITO COMPLETO OPCIONAL OPERADO POR CHAVE MANUAL

DESCRIÇÃO DE FUNCIONAMENTO
o circuito funciona a partir da:
- Obrigatoriamente pela conexão de um celular através da porta USB fêmea através de um "rabicho"
apropriado à conexão. Para efeito da simulação substituiu-se a saida USB por um resistor para simular a
corrente da bateria do celular requerendo carga e gerando corrente.
- No caso deste estudo, onde não se esta lidando com o equipamento fisico, Delega-se ao usuário o
acionamento de um entre 3 botões para que ele defina uma das três fontes de energia: (bateria, rede
eletrica,placa fotovoltáica) simulando o ato de desembalar e conectar a placa fotovoltáica, ligar a tomada de
energia na rede ou baixa carga da bateria de 9V.
- A partir da definição da fonte podem-se adotar dois tipos de chaveamento de saída a saber:
o O circuito então tendo uma fonte de energia carregada inicia imediatamente a carga do celular
conectado, pois o sistema seleciona automaticamente via demultiplexador o circuito correto
segundo a fonte de energia selecionada ligando-a a bateria a carregar.
o O circuito será acionado diretamente através da seleção manual feita pelo usuário.

7. CUSTO
Segundo Rangel (2004), citando: (apud
Vasconcellos, 2002), que a verticalização produtiva
se justifica somente se o custo custo de operação for
reduzido. Baseando-se neste argumento, os autores
visando apresentar um custo de mercado para o
produto comercial derivado deste estudo, decidiram
basear-se no preço médio de cada componente
vendido separadamente no comercio, pois esta
comparação permite avaliar a equiparação de preço
e o possível ganho na integração em um mesmo
processo produtivo gerando um produto integrado de
todas as diferentes tecnologias.
Pesquisa efetuada pelos autores em sites de e-
comerce, na internet, aponta os seguintes preços
médios:
- Carregador de rede ou bateria entre R$5,00 e
R$15,00;
- Carregador fotovoltaico entre R$45,00 e
R$65,00
Estima-se, considerando a média dentre os
diferentes percentuais de ganho em verticalização e
ou unificação de processos propostos por Rangel
(2004), que o custo final ao consumidor para o
produto fique entre R$45,00 a $50,00. gerando um
ganho entre 23 a 30%
8. OPORTUNIDADES DE MELHORIA
Detectou-se durante o estudo as seguintes
possibilidades de melhorias sobre o circuito criado
com a aplicação de:
- Controlador de corrente;
- Fusíveis de proteção
FIGURA 21. OPORTUNIDADE DE MELHORIAS AO
PROJETO
9. CONCLUSÃO
Os autores avaliam como imprescindível às
orientações fornecidas pelos orientadores sendo:
- Em Eletrônica Analógica, as orientações do
professor MSc. Mario Henrique Pereira Santos
que além dos cálculos básicos para cada
componente apresentou três aulas praticas de
dimensionamento onde incluiu diversas
informações de "experiência pratica executiva".
- Em Eletrônica Digital, as orientações do
professor MSc. Mario Henrique Pereira Santos
quanto ao dimensionamento dos transistores e
multiplexador.
Os autores, também, salientam a grande dificuldade
de padronização do processo de compras por parte
da cadeia produtiva, no que tange ao atendimento ao
cliente pelos fornecedores de componentes
eletrônicos, além da dificuldade de se encontrar no
mercado exatamente o que foi dimensionado a
projeto.
Os autores destacam o fato de que no atual estágio
do curso de Engenharia a transmissão de
conhecimento acadêmico para que Engenheiros em
formação possam superar obstáculos sistêmicos no
desenvolvimento de conjuntos pode ser melhorada,
uma vez que estuda-se apenas os componentes em
separados e a exemplo deste estudo atua-se sempre

com conjuntos o que muda as variáveis de
dimensionamento.
Os autores invocam o fato de que este projeto ser
uma inovação no mercado tecnológico, pois
apresenta além das características de seus
antecessores uma portabilidade diferenciada que lhe
permite utilização em vários lugares e a qualquer
momento sem necessidade da rede elétrica
convencional o que atende a demanda de:
- 396.294 pessoas em cidades
- 2.352.949 moram na zona rural,
- 1,3% ou 728.672 do total de domicílios
- 133.237 domicílios na zona urbana;
- 595.435 domicílios na área rural.
Portando apresenta-se neste estudo um produto com
potencial comercial e custo benefício indiscutível,
Não obstante a possibilidade de outras melhorias
considerando o princípio do melhoramento contínuo,
visando a segurança e o designer do equipamento
.

10. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
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população e dos domicílios, Resultados do universo"; Rio de Janeiro, RJ; (2011) ; Disponível em:<
http://www.ibge.gov.br/english/estatistica/populacao/censo2010/caracteristicas_da_populacao/resultados_do_univ
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