Bomba d´Água Automática (ART1914)

Você tem problemas com enchentes? Precisa vigiar constantemente um reservatório de água para que ele não transborde? Com o, dispositivo descrito neste artigo, pode-se acionar uma bomba de água automaticamente, quando o nível determinado for atingido, ou ainda tocar um alarme. Simples de montar, sua operação é' muito segura pelo fato do sensor estar completamente isolado da rede de energia.

Em determinadas épocas do ano, as chuvas são mais violentas, quando residências e até mesmo localidades inteiras estão sujeitas a uma subida inesperada do nível das águas.

Isso pode ocorrer em residências que, por sua localização, funcionam como "tanques" e têm de contar com o recurso do escoamento da água por meios artificiais

A aplicação quedamos para este dispositivo é justamente no escoamento automático da água que se acumula em determinado local, acionando bomba para (e um aviso sonoro).

É claro que o dispositivo também pode ser usado em outros casos em que o nível de água tenha de ser controlado como. por exemplo, num reservatório.

Com a troca da ligação podemos ter uma operação ao contrário, com o acionamento da bomba quando o nível cair abaixo de certo valor.

Isso pode ser interessante em residências ou locais que contem somente com água de poço.

Urna característica importante projeto, ressaltada na introdução, é o “isolamento” do circuito sensor do circuito de acionamento. O circuito sensor opera com baixa tensão, isolado transformador sendo, portanto, absolutamente à prova de choques.

Isso permite que ele fique, sem problemas, em contato com a água.

COMO FUNCIONA

O componente básico do circuito é um triac cuja capacidade de corrente dependerá ida potência do motor que deve ser controlado. Triacs de 6 e 8 A são comuns, no mercado a preços bastante atrativos, permitindo o controle de; potências de600 ou 880 watts na rede de 110V ou o dobro em 220 V, o que corresponde a uma faixa de aproximadamente 1 HP até 2HP de potência.

O triac é um dispositivo semicondutor que conduz a corrente em ambos os sentidos quando um sinal de controle de ,pequena intensidade é aplicado em sua comporta.

O sinal de controle, no nosso caso, pode ter uma pequena intensidade, vindo de um circuito transistorizado que opera com baixa tensão. Podemos com baixas tensões controlar correntes intensas num circuito alimentado pela rede.

O circuito de controle é formado por um oscilador que é disparado pelo sensor de água. O oscilador leva um transistor unijunção, em que a velocidade de carga do capacitor determina a sua freqüência.

Um transistor, Q1, faz a carga do capacitor em função da corrente que circula pelo elemento sensor.

Assim, quando na ausência de água, a resistência entre o coletor e a base do transistor é muito elevada, não há circulação de corrente. Não há, conseqüentemente, corrente entre o emissor e o coletor do transistor, não havendo corrente para a carga do capacitor. O oscilador não funciona, nestas condições.

Quando a água atinge o nível do sensor, ao seu contato, a resistência baixa sensivelmente, obtendo-se com isso a circulação de uma corrente para a carga e descarga do capacitor e a conseqüência é a operação do oscilador.

Tanto o transistor amplificador do sensor como o unijunção são alimentados por uma baixa tensão contínua que é disponível de um transformador e diodos retificadores. Este transformador isola o circuito de pulsos da rede, garantindo a segurança.

A própria aplicação dos impulsos de disparo ao triac é' feita com a ajuda de um segundo transformador, com núcleo de ferrite que também o isola completamente.

MONTAGEM

Na figura 1 temos, o circuito completo proposto.

Figura 1 – Circuito completo do aparelho

Sua realização numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 2.

Figura 2 – Montagem em placa de circuito impresso

São os seguintes os principais cuidados que devem ser tomados com a montagem e obtenção dos componentes:

a) O triac pode ser de qualquer tipo de média potência, sem diac, para correntes entre 4 e 8 A, conforme a potência do »motor da bomba de água que se pretende acionar. A tensão do triac deve ser de 200 V se a rede for de 110V e de 400 V se a rede for de 220 V.

Recomendamos em especial os tipos TIC216 ou TIC226 que devem ser dotados de um bom radiador de calor. Na soldagem deste componente, observe sua posição.

O transistor Q1 deve ser de PNP sendo sugerido o BC557 ou equivalentes BD136.

c) Para Q2 usamos um unijunção 2N2646 e sua posição de montagem é dada em função do ressalto no invólucro.

d) Os diodos D1 e D2 são de silício a partir do 1N4002. Observe sua posição na soldagem.

e) T1 é um transformador cujo primário é de acordo com a rede local ou seja, 110 V ou 220 V e seu secundário é de 9 + 9 V com corrente entre 100 mA e 500 mA.

f) O transformador T2 deve ser feito pelo próprio, montador, usando um bastão de ferrite de 3 a 5 cm de comprimento e aproximadamente 1cm de diâmetro.Enrole para o primário de 25 a 30 voltas de fio esmaltado 28 e sobre este enrolamento mais 25 a 30 voltas do mesmo fio, colocando entre eles, para isolamento, uma capa de material isolante como fita isolante, fita crepe ou mesmo papel impermeável (fig. 3).

Figura 3 – Detalhe de T2

Na ligação deste transformador raspe muito bem as pontas dos fios dos enrolamentos.

g) O único capacitor eletrolítico pode ter valores entre 220 µF e 1 000 µF e tensões de trabalho entre e 50 V, devendo ser observada sua polaridade na ligação.

h) os demais capacitores podem ser cerâmicos ou de poliéster e seus valores não são críticos. Para C3 a tensão de trabalho deve ser superior a 250 V.

i) Os resistores são todos de 1/8 W ou ¼ W e o potenciômetro P1 de sensibilidade pode ter valores entre 100 k e 220 k. Não se recomenda agregar chave para ligar também a bomba neste componente, em vista da corrente elevada.

j) O fusível F1 depende da potência do motor usado. Para cada 100 W use um fusível de 2 A. Um motor de ½ CV usa um fusível de aproximadamente 8A na rede de 110 V e metade na rede de 220 V.

k) O sensor deve também ser montado pelo leitor, conforme mostra a figura 4.

Figura 4 – Montagem do sensor

Para a ligação do sensor e da carga são usadas pontes determinais com parafusos.

Para prova, o teste pode ser feito com uma lâmpada comum de 100 W na saída no lugar do motor.

Use um copo com água para verificar a atuação do sensor e fazer o seu ajuste.

Ligando o circuito com o sensor junto ao copo d´água e tendo a lâmpada como carga, a mesma inicialmente deve permanecer apagada.

Colocando o eletrodo em contato com a água do copo, imediatamente a lâmpada deve acender. Molhe totalmente os eletrodos, introduzindo-os no copo e ajuste P1 para que o brilho da lâmpada seja máximo.

Esta é a posição de funcionamento ideal. Fora da água o eletrodo deve manter a lâmpada apagada.

Comprovado o funcionamento é só fazer a instalação. Use fios grossos para a alimentação do motor.

Obs.: Para a ação inversa, isto ligar quando o nível de água abaixa, curto-circuite A e troque R1 por um potenciômetro de 10 k em série com um “resistor de 2k2 e elimine P1, colocando em seu lugar um resistor de 5k6 em série com o sensor.