O principal objetivo deste artigo é passar ao técnico de manutenção de Placas (usadas nos fornos de micro-ondas), informações a respeito do seu funcionamento, assim como: o funcionamento e a função de cada circuito que compõe a Placa. Para os técnicos que estão aptos a consertá-las, está se abrindo um novo mercado altamente promissor, pois há poucos técnicos especializados nesta área. Por outro lado, há pouca literatura técnica a respeito do seu funcionamento, o que esperamos preencher com este artigo.
Francisco Bezerra Filho
Nota: Artigo publicado na revista Eletrônica Total 146 de 2010.
Descrição da Placa
Todos os componentes do circuito eletrônico, inclusive o microprocessador é montado sobre uma placa de circuito impresso conhecida por Placa de Comando Eletrônico. O microprocessador e os circuitos a ele associados é que vão determinar quais dos periféricos serão acionados e a duração da operação deles.
Na figura 1 temos o diagrama em blocos completo da Placa, onde aparecem praticamente todos os circuitos envolvidos na operação do forno.
Através do diagrama em blocos, podemos ver com mais detalhes os circuitos e as funções executadas pela Placa de Comando. Todas as funções executadas pelo forno são gerencia- das por ela.
Na figura 2 damos o esquema elétrico completo da Placa, o mesmo da placa usada no forno Panasonic, modelo NE-7775-B, que originou o diagrama de blocos visto na figura 1, foi nela que todo o artigo foi baseado. Além do microprocessador (um circuito integrado (CI) de 40 pinos), há diversos outros circuitos auxiliares montados sobre a Placa.
Os componentes que estão dentro da linha pontilhada são montados sobre a Placa e os demais estão montados fora dela, observe a figura 1. Na sequência veremos o funcionamento dos circuitos que compõem a Placa, onde cada um exerce uma determinada função durante a operação do forno, eles são:
• Fonte de alimentação
• Oscilador de varredura.
• Oscilador de relógio (clock)
• Circuito de acionamento dos Relés. · Circuito do Bounce
• Circuito do Reset
• Circuito do Buzzer
• Pontos de alterações da Placa
• Placa comandada por computador
Fonte de Alimentação
A fonte de alimentação da Placa converte a tensão de entrada (127/220) VCA, em diversas tensões mais baixas na saída, assim como, (+18; -18 e + 9) VCC.
Essas tensões são usadas para alimentar os demais circuitos eletrônicos da Placa. Na figura 3 temos o esquema elétrico completo da fonte de alimentação usada nos fornos Panasonic e outros.
O diodo retificador D1, converte a tensão alternada de 18 VCA presente no secundário do trans- formador da Placa, em uma tensão contínua de + 18 VCC, após ser filtrada pelo capacitor C2. O transistor Q1, em conjunto com diodo zener DZ1, formam o circuito regulador de tensão, e ao mesmo tempo de redutor de tensão. Eles convertem os +18 VCC, presente na entrada do circuito regulador, em uma tensão regulada na saída de + 9 VCC, (sendo que em alguns modelos de Placa, vamos encontrar + 5 VCC, invés de + 9 VCC).
A tensão de +18 VCC não regulada, alimenta os demais circuitos, assim como os transistores e os relés responsáveis pelo acionamento dos circuitos de potência (magnetron) vide figura 4.
A tensão de referência do circuito regulador é fornecida pelo diodo zener DZ1, com tensão de condução de 10 V, sendo que a corrente é amplificada por Q1 para o valor de 1 A, sobre 9 VCC. Por sua vez, a tensão negativa de -18 VCC é fornecida pelo diodo retificador D2, que converte a tensão de 18 VCA em uma tensão contínua na saída. A tensão é regulada em torno de -18 VCC pelo diodo DZ2. Após ser filtrada pelo capacitor C3. A tensão negativa é usada para polarizar os catodos dos LEDs do mostrador, após ser chaveado pelos Cl da Placa. Uma parte da tensão negativa também é aplicada ao filamento do mostrador através do diodo DZ4 de 39 V, aplicada à junção dos resistores R1 e R2 ambos de 200 Ω.
A tensão de 2 VCA, fornecida pelo 2o enrolamento secundário do transformador da Placa, é usada para acender o filamento do mostrador. Não devemos esquecer que essa tensão só existe em Placas que usam mostrador a LED, nas Placas que usam mostrador á cristal líquido ou com LED fosforescente, muito encontrado atualmente, não existem os 2 VCA, eles não são necessários. A fonte é responsável pela maioria dos defeitos apresentados pelas Placas. Os principais defeitos pela ordem de maior probabilidade, são:
• Primário do transformador aberto;
• Os fusíveis F1 e F2 abertos.
• Diodos zener (DZ1, DZ2, DZ4), em curto;
• Diodos retificadores (D, e D2), em curto;
• Transistor regulador Q1, em curto;
Quando o defeito está em um dos componentes da fonte, como vimos acima, com um simples multiteste ele pode ser localizado.
Agora, quando ele não está nesses componentes, mas sim, no microprocessador ou nos componentes a ele associados (principalmente nos osciladores de varredura e de relógio), neste caso só o multímetro não é suficiente; para localizá-lo o técnico precisa contar também com o auxílio de um osciloscópio.
O Oscilador de Varredura
Esse oscilador usa uma amostra da frequência da rede (50/60) Hz, retirada do secundário do transformador da Placa, ponto A da figura 3, sendo aplicada ao pino 39 do CI, através de D3 e D4 e de R6 e R7. A frequência da rede é usada para varrer os LEDs do mostrador, mantendo-os atualizados continuamente
Os diodos funcionam como ceifa- dores de picos, transformando a onda senoidal vista no ponto A em uma onda quadrada, vista no ponto B da figura 3. Desse modo, o mostrador é apagado e novamente aceso, isso acontece 50/60 vezes por segundo, e todas as vezes que acende, exibe uma nova leitura. Quando estamos exibindo através de um mostrador digital uma grandeza que tem uma variação contínua no tempo, o tempo de cozimento, por exemplo, o mostrador não a exibe de maneira contínua mas sim, por amostragem em intervalos reguladores, conhecidos por janelas. Todas as vezes que a onda quadrada muda de polaridade, o mostrador é apagado e quando o sinal atinge o seu valor máximo (positivo ou negativo*), ele volta acender novamente exibindo agora um novo valor.
Com isso, o valor da grandeza mostrada é atualizado continuamente, a uma velocidade de 50/60 vezes por segundo. Na ausência do sinal de varredura, o mostrador irá acender, mas não fará a contagem regressiva, isto é, fica parado e a grandeza não será atualizada. Para verificar a presença do sinal no pino 39 do CI, devemos usar um osciloscópio e medir a forma de onda e a amplitude. Em condições normais, devemos encontrar uma onda quadrada com amplitude de 10 V, como exibido na figura 3B.
Nas placas que usam mostrador com diodos do tipo LED, os diodos podem ser ligados em duas configurações: anodos comuns e catodos comuns.
Nos mostradores que usam a configuração de anodos comuns, os LEDs ficam acesos durante o semiciclo positivo da onda quadrada, figura 3B e apagados durante o negativo. Já nos mostradores que usam a configuração de catodos comuns, ao contrário, ficam acesos durante o negativo e apagados durante o positivo.
Oscilador de relógio (Clock)
É usado para gerar uma alta frequência, operando na faixa de 600 kHz a 3,2 MHz, sendo controlado por um cristal de quartzo ou por um ressona- dor cerâmico. A frequência do relógio vai determinar a velocidade com que as rotinas ou instruções armazenadas nas memórias do CI, são lidas e processadas. O circuito do oscilador do relógio é formado pelos capacitores C7 e C8 e pelos resistores R13, R14, e R15 e pelo cristal CX1, ligados aos pinos 37 e 38 do CI. Quando o oscilador fica inoperante, o mostrador não acende e o CI não executa nenhuma operação. Com o auxílio de um osciloscópio podemos medir a forma da onda e sua amplitude. Se o oscilador estiver operando corretamente, encontraremos uma onda senoidal de alta frequência com uma amplitude de 6 VPP, como exibido em detalhes na figura 2A.
Circuito do acionamento dos relés
A corrente fornecida pelo CI da Placa é muito baixa, da ordem de 1mA, não sendo suficiente para acionar os relés, que operam com uma corrente em torno de 40 mA. No diagrama visto na figura 4, há três amplificadores, os transistores ligados entre o CI e os relés, operando nas condições de corte e saturados, funcionam como amplificadores de corrente, elevando-a de 1 mA para 40 mA, valor suficiente para acionar os relés ligados no coletor.
Alguns fabricantes de Placas, por exemplo a Panasonic, ao invés de usar transistores, usam amplificadores operacionais com quatro ou mais amplificadores iguais, dentro do mesmo invólucro, sendo o sinal do comando aplicado à porta inversora.
A tensão de comando, presente no pino do CI na condição de Placa acionada, tem a forma de pulsos, de longa duração. No estado alto (≥ 4,5 V), o relé é acionado, pelo tempo que o sinal permanecer no estado alto; quando o sinal comuta de estado, passando de alto para baixo (≤ 0,7 V), o relé é desacionado. Só lembrando que, na maioria das Placas, existem dois relés: o principal e o de potência, o 3° relé (browner), só existe nas Placas que incorporam a função "dourar".
Durante a operação, os relés são acionados, dois a dois, com o relé principal sempre presente. Por exemplo: na função cozinhar por magnetron: são acionados, o principal e o de potência, já na operação dourar: o principal é o da resistência, mas nunca os três ao mesmo tempo.
A função da chave sensora da porta S3 acionada pela lingueta da porta, ligada em série com a tensão de alimentação do relé de potência, é evitar que o operador enfie a mão dentro do forno com a magnetron em operação, protegendo-o contra queimaduras. Por sua vez, os diodos ligados em paralelo com a bobina dos relés (mas polariza- dos inversamente) têm a função de proteger a bobina contra surtos de tensão inversa. Isso acontece no momento em que a corrente que circula através da bobina é interrompida. Não devemos esquecer que, se o diodo estiver em curto, o relé não será acionado, o que acontece muito.
Por sua vez, a função da tensão aplicada ao pino 31 do CI, através de R11 e S3, figura 4 é de habilitar ou de bloquear as funções executadas pelo microprocessador da Placa. Na presença da tensão, ele fica habilitado e na ausência, fica bloqueado.
Circuito debounce
Esse é visto como sendo um circuito que retarda o tempo na hora de ligar a magnetron e avança na hora de desligá-la. Ele é acionado em dois momentos: no início e término do tempo programado.
No início: após os periféricos (inclusive a ventoinha) serem acionados, é que o relé de potência é acionado. Esse atraso é feito para que a magnetron só entre em operação após a pressão do ar, fornecida pela ventoinha, tenha atingido uma determinada pressão sobre a magnetron. Ao término do tempo programado, acontece o contrário: primeiro a magnetron é desligada, só um certo tempo após é que os periféricos, inclusive a ventoinha, são desligados. Quanto maior for o tempo programado, maior será o tempo do retardo. Isso é feito para que a temperatura da magnetron diminua, antes dela ser desligada. O circuito do Bounce, visto na figura 2 é formado basicamente pelos transistores Q4 e Q5 e pelos diodos; D9, D10 e D11. No esquema visto na figura 4A, o comando vindo do Bounce não existe, o emissor, assim como R23, são ligados direto para o ponto terra, como se vê através da linha pontilhada. Na maioria dos microprocessadores atuais, o circuito do Bounce, fica dentro dele, em série com o circuito de acionamento do relé de potência.
Circuito do reset
Toda vez que o forno é ligado na tomada ou iniciada uma nova programação, ou ainda, quando a tecla cancela é acionada, o circuito de Reset também conhecido por circuito de iniciação, manda um pulso ao CI, de maneira a limpar ou eliminar as informações contidas nas memórias do CI. O pulso apaga possíveis vestígios de informações, que processavam-se no momento em que o forno foi desligado ou utilizado pela última vez. O circuito de Reset é formado por Q2, R8 ...R12 e C2 estando ligados ao pino 27 do CI figura 2.
Circuito do Buzzer (bip)
O circuito do Buzzer é formado por uma pastilha de quartzo, semelhante a um pequeno alto-falante, que converte os impulsos elétricos enviados pelo CI em sinais audíveis. O buzzer ou cigarra emite sinais sonoros em dois casos: quando uma das teclas da membrana é acionada, para avisar o operador que a função escolhida foi realmente posta em operação e ao término do tempo de cozimento programado, avisando do fim da operação, para isso, o buzzer dá 3 apitos seguidos e na sequência o forno é desligado. No esquema elétrico da figura 2 o circuito do buzzer é formado por R18 D6 e por BZ, ambos ligados ao pino 12 do CI.
Pontos de alteração da placa
A maioria dos fabricantes de Placa Eletrônicas, assim como: Samsung, Sharp e outros, além de fabricarem para seu próprio uso, também fornecem para outros fabricantes de fornos espalharem pelo mundo inteiro, inclusive os do Brasil.
Cada país adota um padrão diferente e a Placa deve atender a todos esses padrões. Alguns países por exemplo, adotam a frequência da rede 50 e outros 60 Hz. O mesmo acontece com a temperatura (dos alimentos a serem descongelados) em grau Celsius e outros em Fahrenheit, a hora do dia: 12 ou 24 h, e o peso dos alimentos em kg ou libra. Para que a Placa possa atender a todos essas variáveis/opções, ela deve estar preparada para fazer diversas combinações de maneira a adequá-la aos padrões de cada país. Sobre a Placa (para quem olha pelo lado dos componentes) há diversos pontos de conexões, através dos quais podem ser feitas diversas combinações para atender as Normas de cada país, como se vê na figura 5.
Através de curtos entre os terminais A e B, com fios ou diodos é possível configurá-la de maneira a atender os padrões adotados pelo país onde ela será usada.
Placa comandada por computador
As Placas usadas nos fornos de última geração têm um conector de 10 pinos (CN2), ligado em paralelo com conector de encaixe da membrana (CN), como se vê na figura 6
Esse conector tem duas finalidades: uma é testar a Placa na linha de produção (onde ela é fabricada) e a outra é programar o forno via computador. Os fornos equipados com esse tipo de Placa estão preparados para serem comandados por computador e não mais através de membranas. Nas cozinhas inteligentes atuais (que já existem em vários países), há um computador central que comanda todos os eletrodomésticos existentes, entre eles, o forno de micro-ondas. No conector de 10 pinos, é plugado um cabo de multivias, vindo do computa- dor, por onde são enviados os dados para programar/operar o forno. Esse tipo de Placa é encontrado atualmente nos fornos da Electrolux, principalmente no modelo ME-27S.
Comentário
Em todo o estudo visto neste artigo, foi tomada como exemplo a Placa Eletrônica, modelo NN-7775_B, usada nos fornos da PANASONIC, mas o mesmo não é válido para as demais Placas.
As outras terão os mesmos circuitos com as mesmas funções, mas com outra concepção, então a pinagem do Cl, além dos programas armazenados nas suas memórias, também serão diferentes.
