Bateria e Circuito de Alimentação

Dando continuidade à série de posts de guia para projeto de micromouse, este post começa a tratar do projeto eletrônico com detalhes da seleção da bateria e dicas para o circuito de alimentação. Confira também o Projeto Mecânico.

Bateria

São várias as opções de fornecer energia ao micromouse, mas as baterias Li-Po são sem dúvidas a melhor opção, pois já estão bem acessíveis e apresentam uma alta densidade de carga, ou seja, são leves, compactas e de alta capacidade de carga (boa autonomia). Recomendações: em um micromouse como os motores são normalmente pequenos e costumam serem de 3 a 9V, duas células de Li-Po são suficiente, e para manter o robô leve procure usar baterias de até 1000mAh.

Algo interessante de ser ter em um micromouse ou em qualquer outro robô é um sistema para monitorar a tensão da bateria a fim de protegê-la não deixando descarregar abaixo de valores críticos (3,0V por célula, para baterias de Li-Po) e também é claro avisar ao usuário o momento de substituição para evitar que o micromouse pare no meio de uma corrida. Isto pode ser implementado facilmente com um divisor de tensão resistivo ligado a um pino do ADC do microcontrolador, procure utilizar valores entre 10kΩ e 100kΩ e garanta uma margem de segurança para não saturar o valor máximo de tensão permitida na entrada do ADC.

Circuito de Alimentação

A fim de obter as tensões adequadas aos circuitos digitais do micromouse é necessário o uso de reguladores de tensão. Estes componentes devem ser selecionados de acordo com os componentes utilizados e para um bom projeto é bom que se separe pelo menos a alimentação dos motores (normalmente alimentados diretamente pela bateria) do circuito digital.

A principal característica desejada é que estes reguladores sejam capazes de funcionarem com uma baixa queda de tensão (denominados em inglês por: Low Dropout Regulator). Por exemplo, o tão famoso 7805 não é recomendado, pois ele garante que a tensão seja regulada de forma adequada desde que sua tensão de entrada seja de pelo menos 8V, ou seja, para uma bateria Li-Po de duas células que totalmente carregada chega a 8,4V isto seria respeitado apenas por pouco tempo. Exemplos desses Low Dropout Regulators são: LM1117, LM2940, LM2937, TPS786850 e TPS76833.

Recomendações: a figura a seguir mostra um exemplo de circuito de alimentação bem projetado para evitar problemas de ruídos no robô. É aconselhado que os GNDs (digital, analógico e dos motores) sejam separados e unidos apenas em um único ponto (normalmente no conector da bateria). A parte analógica é a mais crítica em relação a ruídos, portanto, o indutor L1 tem a função desacoplar os ruídos de chaveamentos do circuito digital e prover uma alimentação mais “limpa” aos circuitos analógicos (sensores de distância e giroscópio).