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Controles de Cargas Através de Fios (MEC186)

Trataremos neste artigo de alguns processos de controle remoto através de fios. Com as soluções descritas, podemos controlar motores ou outras cargas de diversas maneiras.

O fato de termos um controle remoto não significa necessariamente que não deva existir qualquer meio de ligação física entre o objeto controlado e o controlador.

Em alguns casos a utilização de um meio físico pode ser vantajosa, principalmente se o objeto controlado for fixo e o controlador não precisar também de grande mobilidade.

É o caso de sistemas remotos de abertura de portas de garagens a partir de controles dentro da casa, ou ainda de sinalização.

Na figura 1 mostramos, de forma simplificada, um sistema que pode perfeitamente fazer uso de fios comuns de ligação entre a estação de comando e o objeto comandado.

 

Figura 1 – Sistema simples que pode usar fios
Figura 1 – Sistema simples que pode usar fios

 

Se bem que para a maioria dos leitores o controle deste tipo seja mais do que óbvio, ainda assim existem soluções interessantes que merecem ser analisadas, pois implicam tanto em maior eficiência como até em grande economia de material.

Neste artigo procuraremos justamente abordar algumas destas soluções, aparentemente simples, mas que são muito interessantes.

 

CONTROLE SIMPLES POR DOIS FIOS

Uma ideia simples de controle remoto de duas lâmpadas usando apenas um par de condutores, e talvez já conhecida de muitos leitores, é mostrada na figura 2.

 

Figura 2 – Controle de duas lâmpadas
Figura 2 – Controle de duas lâmpadas

 

O que temos é um transformador que fornece uma tensão alternante para a alimentação do circuito. A tensão do enrolamento deste transformador deve estar de acordo com as lâmpadas que devem ser controladas.

São usados então quatro diodos, polarizados par a par conforme a lâmpada que deva ser controlada.

Quando o interruptor 1 é fechado apenas os diodos D1 e D2 conduzem, e a lâmpada L1 acende. Quando o interruptor 2 é fechado apenas os diodos D3 e D4 conduzem e a lâmpada L2 acende.

Este circuito pode perfeitamente ser usado no controle de dois motores de corrente contínua, caso em que acrescentamos os capacitores C1 e C2 cuja finalidade é permitir uma operação à toda potência, mesmo com a condução de metade dos semicicIos. (figura 3)

 

Figura 3 – Controlando dois motores
Figura 3 – Controlando dois motores

 

O valor do capacitor deve ser tanto maior quanto maior for a corrente do motor, sendo obtido experimentalmente para que a tensão em seus extremos corresponda à tensão que o motor deve receber em seu máximo.

Na figura 4 vemos agora o circuito utilizado no disparo de dois relês, caso em que cargas de naturezas diferentes podem ser controladas, pois seus circuitos são completamente independentes.

 

Figura 4 – Circuito com relés
Figura 4 – Circuito com relés

 

As tensões das bobinas dos relês devem estar de acordo com os transformadores usados e novamente encontramos os capacitores que ajudam na estabilidade de sua ação.

Para um transformador de 12 V, por exemplo, com corrente de secundário de 500 mA, podem ser empregados relês de até 100 mA de bobina.

O montador deste sistema deve ter em mente que, operando com baixa tensão, a influência da resistência do fio torna-se maior, o que limita seu comprimento. Para uma tensão de 12 V o comprimento máximo com um fio comum está em torno de 20 metros.

Passando a uma sofisticação eletrônica agora, damos na figura 5 o circuito de um controle duplo com graduação contínua, ou seja, um par de dimmers remotos.

 

Figura 5 – Controle com dimmer remoto
Figura 5 – Controle com dimmer remoto

 

São usados dois diodos comuns na estação transmissora e, em lugar dos interruptores, potenciômetros de 100 a 220 k, conforme a faixa de velocidades desejadas e a tensão do transformador.

No receptor, em lugar dos diodos são usados SCRs do tipo MCR106 ou TIC106 com tensões de operação a partir de 50 V.

Os capacitores C1 e C2 determinam o retardo no disparo de cada SCR em função da fase da alimentação e com isso a parcela de cada semiciclo conduzido.

Quando a parcela for maior a velocidade é maior.

Os valores destes capacitores dependem da tensão de alimentação do circuito e podem situar-se entre 100 nF e 470 nF.

Lembramos que os SCRs conduzem apenas metade dos semiciclos da alimentação, mas isso pode ser corrigido com a utilização de um capacitor de valor conveniente em paralelo com as cargas.

Uma sugestão de uso para este circuito é de fazer um motor girar num sentido com um controle e no outro com o outro controle, caso em que se pode ter a abertura e fechamento de uma porta, ou ainda numa maquete a elevação e descida de um guindaste, conforme sugere a figura 6.

 

Figura 6 – Controlando um guindaste
Figura 6 – Controlando um guindaste

 

Os leitores devem ter já sentido que muitos projetos podem ser desenvolvidos a partir destes circuitos relativamente simples.

 

MAIS CANAIS

Para o Caso em que se desejar o controle de mais canais com apenas dois fios de interligação entre as estações, soluções existem.

Na figura 7 temos então uma sugestão que pode servir de ponto de partida para um projeto mais complexo.

 

Figura 7 – Controle múltiplo
Figura 7 – Controle múltiplo

 

O que temos é a ampliação do sistema inicia! de dois canais com dois diodos acrescentando-se o escalonamento no acionamento de relês. Com este recurso passamos de 2 relês para 4.

O funcionamento deste sistema pode ser analisado da seguinte forma:

Na estação emissora temos um transformador de duas tensões, de modo que no receptor usamos relês com duas tensões diferentes de operação.

O ponto ideal de funcionamento de cada relê pode ser ajustado através de um trimpot, já que as correntes de bobina são pequenas.

No relê de menor tensão é ainda usado um capacitor de retardo cuja finalidade será explicada.

Quando o interruptor que aciona o relê de menor tensão é pressionado, este com um pequeno retardo fecha seus contactos e liga o circuito de carga.

Este pequeno retardo de fração de segundo não é suficientemente grande para ser percebido, mas é importante, conforme veremos.

Agora, se acionarmos o interruptor que leva maior tensão ao circuito, os dois relês devem fechar seus contactos, já que os relês não operam por faixas, mas por valores mínimos.

Entretanto, como o relê de menor tensão é provido de um circuito de retardo, o de maior tensão fecha primeiro, e com isso, possuindo contactos múltiplos, ele desliga o de menor tensão, ou melhor,corta sua alimentação antes mesmo que ele feche.

Com a tensão maior, somente o de maior tensão se mantém ativado.

E claro que este sistema não permite que mais de dois relês sejam acionados simultaneamente, e sempre estes dois relês devem ser os que correspondem a fases opostas.

Uma possibilidade de expansão deste circuito para maior número de canais pode ser imaginada pelo leitor com a utilização de circuitos eletrônicos comparadores.

Neste caso, o número de canais estará apenas limitado pela capacidade de distinção dos comparadores.

 

 

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