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Dimmer de Toque (ART1703)

Você controla a velocidade de um ventilador, o brilho de uma lâmpada incandescente, a tensão de um variac ou a temperatura de um aquecedor pelo simples toque dos dedos. O circuito, que não usa componentes especiais, pode ser montado com facilidade.

Este circuito consiste num dimmer com triac em que a potência aplicada a uma carga pode ser ajustada por sensores de toque.

São dois sensores, um para aumentar e o outro para diminuir a potência.

Como o funcionamento é baseado na manutenção da carga de um capacitor, este componente determina o tempo em que a carga permanece no valor ajustado.

Bons capacitores, de poliéster com isolamento perfeito, podem manter o funcionamento por dezenas minutos sem a necessidade de se fazer reajustes.

 

Como Funciona

Na figura 1 temos um diagrama de blocos que nos permite explicar melhor o funcionamento do aparelho.

 

   Figura 1 – Diagrama de blocos
Figura 1 – Diagrama de blocos

 

Conforme já aproveitamos em diversos projetos, o princípio de funcionamento está no controle do ponto de condução de um triac.

Disparando o triac em diversos pontos de um semiciclo, conseguimos dosar a tensão numa carga de corrente alternada.

Assim, conforme mostra a figura 2, o que fazemos é modificar os pontos de disparo através de pulsos produzidos por um oscilador com transistor unijunção.

 

   Figura 2 – O controle de fase
Figura 2 – O controle de fase

 

Desta forma, conforme mostra a figura 3, podemos variar o momento do disparo em função da frequência do oscilador e obter um controle numa faixa bastante boa de valores.

 

   Figura 3 – A faixa de controle
Figura 3 – A faixa de controle

 

O oscilador com transistor unijunção é controlado pela saída de um amplificador operacional de altíssima impedância de entrada ligado como seguidor de tensão.

A impedância de entrada deste circuito é tão elevada que um capacitor carregado descarregar-se-á muito lentamente se ligado a este ponto.

Em outras palavras, ele pode manter a tensão nesse ponto por muito tempo.

Usamos então um capacitor de excelente qualidade que será carregado pelos sensores.

Quando tocamos naquele que carrega a tensão sobre no capacitor e com isso a tensão de saída do circuito, fazendo com que o triac aumente a potência aplicada à carga.

Quando tocamos no outro sensor, o capacitor descarrega-se lentamente e com isso vemos a potência aplicada à carga diminuir.

Uma fonte de alimentação isolada da rede de energia protege quem toca nos sensores e a carga máxima para o triac indicado é da ordem de 400 W na rede de 110 V e 800 W na rede de 220 V.

 

Montagem

Na figura 4 temos então o diagrama completo do dimmer.

 

   Figura 4 – Diagrama do dimmer de toque
Figura 4 – Diagrama do dimmer de toque

 

 

A placa de circuito impresso para a montagem é mostrada na figura 5.

 

   Figura 5- Placa de circuito impresso para a montagem
Figura 5- Placa de circuito impresso para a montagem

 

Na montagem, observe as posições do circuito integrado, transistor unijunção e do triac.

O triac deve ser montado externamente, dada a corrente intensa que deve controlar.

Este componente deve ter um dissipador de calor de acordo com a potência da carga.

O triac é sufixo B ou D se a rede for de 110 V e sufixo D para a rede de 220 V.

Os resistores são de 1/8 W com qualquer tolerância e o eletrolítico deve ter uma tensão de trabalho de 25 V ou mais.

O transformador tem secundário de 12 + 12 V com corrente de 300 a 500 mA e primário conforme a rede local.

Na figura 6 temos uma sugestão de caixa para a montagem.

 

    Figura 6 – Sugestão de caixa para a montagem
Figura 6 – Sugestão de caixa para a montagem

 

O fusível é escolhido de acordo com a potência da carga, sendo seu valor de 2 A para cada 100 W.

Os sensores consistem em duas chapinhas de metal separadas de modo a se tocar nas duas com o dedo no acionamento.

Um ponto muito importante para se garantir a segurança de operação deste aparelho é o isolamento.

O circuito deve ter isolamento perfeito em relação à rede de energia.

Para testar o isolamento podemos usar o multímetro na escala mais alta de resistências, conforme mostra a figura 7.

 

   Figura 7 – teste de isolamento
Figura 7 – teste de isolamento

 

Uma resistência baixa neste teste significa o perigo de choques perigosos em caso de toque no sensor ou em outras partes do circuito.

O problema maior de isolamento pode estar num transformador com problemas.

Devemos testar o isolamento entre o enrolamento primário e o secundário do transformador, antes de usá-lo, conforme mostra a figura 8.

 

   Figura 8 – Teste de isolamento do transformador
Figura 8 – Teste de isolamento do transformador

 

Se a resistência medida for inferior a 100 k não use o transformador, pois ele pode causar choques perigosos ao se tocar no sensor.

Outro teste importante no circuito é o da retenção da carga no capacitor, realizado conforme mostra a figura 9.

 

Figura 9 – Teste de retenção de carga pelo capacitor
Figura 9 – Teste de retenção de carga pelo capacitor

 

Tocando no sensor de modo a levar o capacitor a carga máxima e, portanto, à tensão máxima de saída observamos se a tensão no multímetro cai rapidamente.

Se isso ocorrer é porque o capacitor não retém a carga e com isso, o ajuste.

 

CI-1 – CA3140 – circuito integrado

Q1 – 2N2646 – transistor unijunção

D1, D2, D3 – 1N4002 – diodos retificadores

F1 – fusível de acordo com a carga

S1 – Interruptor simples

P1 – 100 k ohms – trimpot

P2 – 470 k ohms – trimpot

X1, X2 – sensores de toque

T1 – Transformador – ver texto

T2 – transformador de pulsos 1:1

C1 – 1000 uF – capacitor eletrolítico

C2 – 1 ou 2,2 uF – capacitor de poliéster de boa qualidade

C3 – 150 nF – capacitor de poliéster ou cerâmico

R1, R2 – 1 M ohms – resistores – marrom, preto, verde

R3 – 4k7 ohms – resistor – amarelo, violeta, vermelho

R4 – 10 k ohms – resistor – marrom, preto, laranja

R5 – 120 ohms – resistor – marrom, vermelho, marrom

X1 – Lâmpada incandescente

Diversos:

Cabo de força, caixa para montagem, placa de circuito impresso, dissipador para o triac, fios, solda, etc.

 

 

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