Equipamentos de Proteção

Não só o aterramento pode ser eficaz quando se fala de equipamentos de informática. Diz um ditado popular que “O homem prevenido, morre de velho …”. Apresentaremos a seguir, alguns destes dispositivos que visam proteger os equipamentos que estão logo após eles.

Filtro de Linha

Dispositivo preparado para eliminar os ruídos e interferências provenientes da rede elétrica.

Por exemplo, quando ligamos o liquidificador aparecem aquelas faixas brancas na televisão, são estas interferências que chamamos transientes e são estes transientes que são muito prejudiciais ao computador. Para eliminá-los usamos o filtro de linha. Para a nossa sorte não precisamos comprar este aparelho adicional, pois nossas fontes e estabilizadores já trazem internamente o filtro de linha.

Para você se certificar que a sua fonte existe um filtro de linha basta você abrir e verificar se existe uma estrutura com fio de cobre toda “enrolada” como se fosse um bambolê, se tiver então sua fonte tem um filtro de linha.

Estabilizador

Os estabilizadores são dispositivos que protegem os computadores contra interferências elétricas, picos de tensão na rede, transientes e ruídos elétricos diversos.

O princípio de funcionamento é a junção de um transformador controlado eletronicamente com um filtro de linha. Esse transformador mantém a tensão estável e livre dos problemas, desde que sejam alterações de pequena ordem.

O Estabilizador permite uma variação entre 10% e 15% tanto para cima quanto para baixo. Por exemplo, se sua rede fornece 100v o estabilizador “suportará” até 115v ou até 85v. Para melhores informações consulte o manual do seu estabilizador.

No-breaks

Procura continuar fornecendo energia ao microcomputador, periféricos ou outros equipamentos eletrônicos conectados na sua saída, na da falta de energia (VAC) por um determinador período que dependerá da carga da bateria ou de um gerador ligado ao No-break, nos EUA é chamado U.P.S ( Uninterrupted Power System ). Este equipamento é muito complexo e o mais eficiente na proteção do micro, lembre-se que a finalidade do no-break é dar tempo de se fechar os programas ou sistemas e desligar os equipamentos evitando-se problemas de hardware ou software.

Além das vantagens de ter um no-break, este aparelho permite ao usuário, monitorar em tempo real, todos os eventos que estão ocorrendo na rede elétrica; características funcionais internas; programação liga/desliga e supervisão via TCP/IP(Internet). Além disso, o no-break armazena automaticamente todas as ocorrências de sobretensão, subtensão, ruídos, picos de tensão, blackouts e falhas na energia para que você possa realizar uma análise posterior mais detalhada da rede elétrica que você usa.

Destinado à proteção de equipamentos de informática, tais como servidores de rede, terminais de computador, estações multimídia, CAD e linha SOHO ( Small Office, Home Office), o no-break também pode ser utilizado para proteger telões, home theater, aparelhos de som, balanças eletrônicas, caixas registradoras (PDV), circuitos e sistemas de segurança, centrais PABX e demais equipamentos eletrônicos que necessitem de energia pura e estabilizada para operar corretamente.

Categorias de No-breaks

Basicamente, os nobreaks são divididos em duas famílias: Nobreak off-line e Nobreak on-line.

• No Nobreak off line, quando há uma queda da rede elétrica na entrada do nobreak, a tensão de saída na cargas é interrompida por alguns milésimos de segundos, normalmente entre 0,8 e 8 milésimos. Os modelos off line possuem duas classes: Stand by e Line interactive.
• Stand by, quando há falta de energia, as baterias são chaveadas fornecendo energia ao inversor que gera uma forma de onda quadrada ou retangular, quando a tensão da rede elétrica é normal a
  carga recebe energia direta da rede.
• Line interactive, quando há falta de energia, a tensão na carga e interrompida por um tempo muito pequeno ( milésimos de segundos ) acionando um inversor que trabalha em paralelo gerando uma forma de onda quase-senoidal ( PWM ) com controle de amplitude ou senoidal dependendo da tecnologia, estes tipos possuem estalibizador que corrigem o nível de tensão na carga controlando o acionamento da bateria, economizando-a, possuem ainda estabilizador eletrônico com filtro de rede.
• No No-break on line, quando há uma queda da rede elétrica na entrada do nobreak, a tensão de saída na cargas não é interrompida, pois, a tensão na carga é fornecida ora pela bateria-inversor, ora pelo conjunto rede elétrica-inverso, ou ambos dependendo da tecnologia. Os modelos on line possuem duas configurações básicas: On line série ou On line Paralelo.
  • On line série, a energia é fornecida todo o tempo pelo inversor. Há a carga sem o uso da chave de transferência, a tensão da rede elétrica ( AC ) é retificada e transformada em contínua ( DC ) para as baterias e para o inversor que gera uma tensão de saída senoidal igual a da rede elétrica.
  • On line Paralelo, a energia é fornecida a carga pela rede elétrica e pelo inversor ao mesmo tempo ( paralelo ), não usa chave de transferência, tem forma de onda igual a da rede elétrica. A tensão VAC não é transformada em tensão Contínua ( DC ).

Itens que devem ser observados em um No-break

• Potência Máxima fornecida, vária de 300 até 3000 VA,” ou mais, para uso profissional “. Este item é de suma importância, pois o consumo da carga não deve ser superior a 90% da potência do no-break, caso contrário o transformador do aparelho poderá aquecer e pegar fogo.
• Tempo de carga, determina qual vai ser o período que o(s) equipamento(s) ligados a saída do no-break permaneceram energizados, geralmente vária de 15 minutos a 2 horas dependendo do tipo e
  quantidade de baterias e preço do no-break.
• Tolerância das tensões de entrada e saída, geralmente menor que 10%, exemplo: ±3,0%
• Tensão de entrada 220/115 VAC, conforme o fornecimento da sua cidade ou empresa. Recomenda-se o tipo bivolt.
• Tensão de saída, normalmente é 115 volts.
• Número de tomadas de saída de tensão, recomenda-se quatro ou mais.
• Tomadas de proteção telefônica, os modelos novos já vêm com esta opção.
• Filtro de Linha embutido, verifique a sua existência e qual a categoria de proteção eletrônica empregada ( EMI e RFI ). 
• Rendimento, todo aparelho para funcionar consome energia, este valor deve ser o mais baixo possível, exemplo: maior que 95%. Ou seja, ele consome 5% de energia para funcionar, e fornece 95% de trabalho.
• Tempo de resposta (milissegundos), é o tempo que o no-break levar para perceber a queda da tensão na entrada, acionando a bateria que alimentará o inversor, depende da tecnologia, quanto menor melhor.
• Microprocessamento, este recurso permite que o no-break se comunique através da interface serial com o microcomputador usando um software de controle que monitora a situação da rede tomando decisões, como desligar um servidor de rede. Chamamos essa característica de INTELIGENTE.
• Outras características, Regulagem eletrônica, painel digital, voltímetro eletrônico embutido, grau de aterramento e isolamento, controle remoto, é obvio que o preço esta atrelada a tecnologia e recursos.

Exemplo de No-break

Nobreaks APC™ by Schneider Electric Linha APC Back-UPS™ BR.

Manual Completo do No-break

Abaixo o link com o manual completo do no-break.

• Manual

Margem de segurança no cálculo de No-Breaks

Na hora de calcular a potência de um no-break deve-se deixar uma margem de segurança especificada pelos fabricantes.

Para o no-break off-line, deve-se deixar uma margem de 10% e para o on-line: 20%. Veja o exemplo:

Imagine que a potência achada para o estabilizador seja de 2.00 Kva então:

• O No-break Off-Line seria 2.2 Kva
• O No-Break On-Line seria 2.4 Kva

Resumindo:

• OFF-LINE: + 10%
• ON-LINE: + 20%

Cuidados com no-breaks

Para manusear um no-break é imprescindível a leitura do manual, pois lá existem informações preciosas para o bom funcionamento deste aparelho. Mais aqui vão algumas dicas que fará que você fique por  dentro de algumas das particularidades do funcionamento de um no-break.

• Nunca desrespeite a margem de cálculo de um no-break. Se ele foi projetado para suportar 1.0 KVA não ultrapasse este limite.
• Não deixe um grande, concentração de no-breaks em uma sala sem ventilação, pois as baterias eliminam gases que se não circularem pode pôr em risco a saúde dos usuários e até podendo causar uma explosão
• Respeite o limite de operação da bateria que é no máximo de 3 anos
• Para trocar a bateria procure a assistência técnica autorizada para fazer tal serviço.
• Não jogue a bateria antiga no lixo, sempre a devolva a empresa responsável. Inclusive este cuidado se estende a baterias de celular e automotiva.
• Não instale o no-break em redes elétricas terminais com equipamentos de ar-condicionado, geladeiras, etc.
• Evite instalar o no-break em locais sujeitos à umidade ou poeira excessiva, vapores químicos ou gases inflamáveis.
• De modo a evitar sobreaquecimento, não instale o no-break em locais expostos à luz solar direta ou próximo a fontes de calor.
• Não ligue eletrodomésticos (enceradeira, aspirador de pó, refrigeradores, secadores de cabelo, ventiladores, etc.) nas tomadas de saída ou barra de extensão do no-break.
• Evite a entrada de água ou qualquer outro líquido e de objetos estranhos no no-break.
• Este produto não deve ser utilizado para alimentar aparelhos de sustentação da vida e/ou monitoração de funções vitais do corpo humano. Ele não foi projetado para esta finalidade.

Fontes

Todos os micros precisam de uma fonte de alimentação para funcionar. A fonte de alimentação do PC transforma a corrente elétrica alternada (fornecida pela tomada) em corrente contínua usada pelos circuitos eletro/eletrônicos do micro. As fontes podem trabalhar ligadas à 110 ou 220 volts, mas normalmente o usuário precisa mudar uma pequena chave situada na parte de trás da fonte para escolher com que tensão vai trabalhar. Aliás, um dos erros mais comuns cometidos pelos usuários iniciantes é esquecer de mudar a chave da fonte para posição adequada.

As fontes são fornecidas em várias capacidades de potência. A medida da potência elétrica da fonte é feita utilizando-se o WATT. Quanto maior for o número de Watts de uma fonte, maior será a sua potência e mais equipamentos poderão ser alimentados por esta fonte. Quase todos os micros do mercado possuem fontes de alimentação de 300 Watts ou mais. Esta potência é mais que adequada para a maioria dos equipamentos que compõe o micro. Mas, em certos casos é preciso usar uma fonte com maior potência.

Calcular a potência mínima necessária para uma fonte de alimentação não é tão simples. Mas se você possui um sistema realmente poderoso e está desconfiado que sua fonte não “aguenta o tranco”, existem calculadoras de potência em sites da Internet que podem ajudar a descobrir se a fonte atende a capacidade de seu sistema. Essas “calculadoras” mostram a potência máxima consumida pelos principais dispositivos presentes no interior do gabinete: eXtreme Power Supply Calculator Lite v2.5 e a Power Supply Calculator.

Mas não adianta proteger a rede se a fonte de alimentação do micro é de baixa qualidade. Infelizmente, as fontes de alimentação que acompanham a maioria dos micros disponíveis no mercado nacional é de baixa qualidade. Quase sempre os fabricantes dessas fontes “mentem” no que diz respeito à potência. Eles dizem que a fonte é de 400 watts, quando na verdade nem chega a 200W. E a consequência disso é que a fonte pode queimar, levando junto processador, memória, HD etc.

Fabricantes de renome como Dell, HP etc. sempre equipam seus micros com fontes de boa qualidade e potência adequada. Mas quem vai comprar um micro “montado” ou de um fabricante desconhecido deve exigir uma fonte com potência “real” e de boa qualidade. Essas fontes encarecem o preço do micro, mas dificilmente queimam, protegendo o investimento feito no PC.

Outra item importante relacionado à fonte de alimentação é o seu padrão. Antigamente os PCs usavam fontes num padrão chamado AT. Hoje praticamente todas as fontes seguem o padrão ATX. As fontes ATX fornecem energia para a placa mãe, mesmo quando o micro está desligado. Por isso, recomenda-se desconectar o micro da tomada quando for necessária a instalação de alguma placa de expansão em uma placa mãe no padrão ATX. Atualmente o padrão ATX, também chamado de ATX12V, está na especificação 2.2. Assim, se alguém está pensando adquirir uma fonte de alimentação nova para o micro, procure por uma que seja do padrão ATX versão 2.2.

Tipos de fontes

Como já dito, as fontes de alimentação são equipamentos responsáveis pelo fornecimento de energia elétrica aos dispositivos dos computadores. Para isso, convertem corrente alternada (AC – Alternating Current) – grossamente falando, a energia recebida por meio de geradores, como uma hidroelétrica – em corrente contínua (DC – Direct Current), uma tensão apropriada para uso em aparelhos eletrônicos. Assim, a energia que chega nas tomadas da sua casa em 110 V (Volts) ou 220 V é transformada em tensões como 5 V e 12 V.

Os computadores usam fontes de alimentação do tipo chaveada. Trata-se de um padrão que faz uso de capacitores e indutores no processo de conversão de energia e recebe esse nome por possuir, grossamente falando, um controle de chaveamento que “liga e desliga” a passagem de energia de forma a gerar e fixar uma tensão de saída. Há também uma categoria chamada fonte linear, mas esse tipo não se mostra adequado aos computadores por vários motivos, entre eles, tamanho físico e peso elevado, além de menor eficiência (conceito que será explicado neste texto), uma vez que fontes lineares utilizam um “excesso” de energia para manter sua tensão de saída, gerando também mais calor. Nas fontes chaveadas isso não ocorre porque esse tipo simplesmente desativa o fluxo de energia em vez de dissipar a “sobra”. Além disso, fontes chaveadas também exigem menor consumo, pois utilizam praticamente toda a energia que “entra” no dispositivo.

Por se tratar de um equipamento que gera campo eletromagnético (já que é capaz de trabalhar com frequências altas), as fontes devem ser blindadas para evitar interferência em outros aparelhos e no próprio computador.

Antes de ligar seu computador na rede elétrica, é de extrema importância verificar se o seletor de voltagem da fonte de alimentação corresponde à tensão da tomada (no Brasil, 110 V ou 220 V). Se o seletor estiver na posição errada, a fonte poderá ser danificada, assim como outros componentes da máquina. Menos comuns, há modelos de fontes que são capazes de fazer a seleção automaticamente.

Assim como qualquer tecnologia produzida por mais de um fabricante, as fontes de alimentação devem ser fornecidas dentro de padrões estabelecidos pela indústria de forma a garantir sua compatibilidade com outros dispositivos e o seu funcionamento regular. No caso das fontes, o padrão mais utilizado nos dias de hoje é o ATX (Advanced Tecnology Extendend), que surgiu em meados de 1996 e que também especifica formatos de gabinetes de computadores e de placas-mãe.

Com essa padronização, uma pessoa saberá que, ao montar uma computador, a placa-mãe se encaixará adequadamente no gabinete da máquina, assim como a fonte de alimentação. Também haverá certeza de provimento de certos recursos, por exemplo: as fontes ATX são capazes de fornecer tensão de 3,3 V, característica que não existia no padrão anterior, o AT (Advanced Tecnology). O padrão ATX, na verdade, é uma evolução deste último, portanto, adiciona melhorias em pontos deficientes do AT. Isso fica evidente, por exemplo, no conector de alimentação da placa-mãe: no padrão AT, esse plugue era dividido em dois, podendo facilmente fazer com que o usuário os invertesse e ocasionasse danos. No padrão ATX, esse conector é uma peça única e só possível de ser encaixada de uma forma, evitando problemas por conexão incorreta.

As fontes ATX também trouxeram um recurso que permite o desligamento do computador por software. Para isso, as fontes desse tipo contam com um sinal TTL (Transistor-Transistor Logic) chamado PS_ON (Power Supply On). Quando está ligada e em uso, a placa-mãe mantém o PS_ON em nível baixo, como se o estive deixando em um estado considerado “desligado”. Se a placa-mãe estiver em desuso, ou seja, não estiver recebendo as tensões, deixa de gerar o nível baixo e o PS_ON fica em nível alto. Esse sinal pode mudar seu nível quando receber ordens de ativação ou desativação de determinados recursos, por exemplo:

• Soft Power Control: usado para ligar ou desligar a fonte por software. É graças a esse recurso que o sistema operacional consegue desligar o computador sem que o usuário tenha que apertar um botão para isso;
• Wake-on-LAN: permite ligar ou desligar a fonte por placa de rede.

O sinal PS_ON depende da existência de outro: o sinal +5 VSB ou Standby. Como o nome indica, esse sinal permite que determinados circuitos sejam alimentados quando as tensões em corrente contínua estão suspensas, mantendo ativa apenas a tensão de 5 V. Em outras palavras, esse recurso é o que permite ao computador entrar em “modo de descanso”. É por isso que a placa de vídeo ou o HD, por exemplo, pode ser desativado e o computador permanecer ligado.

Há também outro sinal importante chamado Power Good que tem a função de comunicar à máquina que a fonte está apresentando funcionamento correto. Se o sinal Power Good não existir ou for interrompido, geralmente o computador desliga automaticamente. Isso ocorre porque a interrupção do sinal indica que o dispositivo está operando com voltagens alteradas e isso pode danificar permanentemente um componente. O Power Good é capaz de impedir o funcionamento de chips enquanto não houver tensões aceitáveis. Esse sinal, na verdade, existe desde padrão AT. No caso do padrão ATX, sua denominação é PWR_OK (Power Good OK) e sua existência se refere às tensões de +3,3 V e de +5 V.

Como se trata de uma padrão relativamente antigo, o ATX passou – e passa – por algumas mudanças para se adequar a necessidades que foram – e vão – aparecendo por conta da evolução tecnológica de outros dispositivos. Com isso, surgiram várias versões:

• ATX12V 1.x: essa nova especificação surgiu em meados de 2000 e consiste, basicamente, em um conector adicional de 12 V formado por 4 pinos, e outro, opcional, de 6 pinos e tensão de 3,3 V ou 5 V. Essa versão foi sofrendo pequenas revisões ao longo do tempo. A última, a 1.3, teve como principal novidade a implementação de um conector de energia para dispositivos SATA;
• ATX12V 2.x: série de revisões que lançou um conector para a placa-mãe de 24 pinos (até então, o padrão era 20 pinos) e adicionou, na versão 2.2, um plugue para placas de vídeo que usam o slot PCI Express, recurso necessário devido ao alto consumo de energia desses dispositivos. Neste padrão, o conector opcional de 6 pinos foi removido;
• EPS12V: especificação muito parecida com a série ATX12V 2.x, definida pela SSI (Server System Infrastructure) inicialmente para ser aplicada em servidores. Seu principal diferencial é a oferta de um conector adicional de 8 pinos (que pode ser uma combinação de dois conectores de 4 pinos) e um opcional de 4. Para atender de forma expressiva o mercado, muitos fabricantes oferecem fontes que são, ao mesmo tempo, ATX12V v2.x e EPS12V.

Vale frisar que há ainda vários outros formatos menos comuns para atender determinadas necessidades, como variações do ATX (EATX, microATX, etc), EBX, ITX (e suas versões), entre outros.

Com tantos padrões, você pode estar se perguntando qual escolher, não é mesmo? Essa decisão pode ser mais fácil do que parece. Via de regra, se você está montando um computador novo, com componentes totalmente recentes, basta escolher o último padrão disponível, que muito provavelmente será o mais fácil de se encontrar no mercado. Em caso de dúvida, basta consultar a descrição de sua placa-mãe para ver qual padrão ela utiliza e checar se a fonte pela qual você se interessa oferece suporte a essa especificação.

fim da aula.