Indicador de carga remota (ART980)

Eis um circuito interessante para aplicações industriais, comerciais e domésticas: ele indica quando uma carga remota está sendo alimentada, disparando um alarme caso a corrente seja cortada ou ocorra algum um problema de funcionamento.

Simples de montar, com componentes comuns ele usa componentes que podem ser encontrados com facilidade.

Que tipo de aplicações pode ter um circuito que dispara um alarme quando a corrente que alimenta algum dispositivo deixa de circular?

As possíveis aplicações para o projeto que descrevemos vão mostrar ao leitor que se trata de algo bastante útil e que pode atender às necessidades de nossos leitores:

* Monitoração de alarmes: o circuito pode ser usado para indicar quando a alimentação de um alarme remoto é cortada o que pode ser feito por um intruso, conforme mostra a figura 1.

O circuito detecta quando a alimentação do alarme é cortada.

* Monitoração de funcionamento de cargas remotas em geral: uma geladeira num local distante ou uma máquina industrial que não pode parar pode ser constantemente monitorada à distância bastante que no fio que a alimenta seja intercalado o aparelho, conforme mostra a figura 2.

O indicador avisa se o aquecedor remoto deixa de funcionar (queimar ou ocorrer outro problema).

* Alarme de falta de energia: como o circuito dispara também com o corte de energia ele pode ser usado para monitorar o funcionamento de freezers e geladeiras, tocando o alarme caso eles sejam desligados por algum motivo.

O circuito tem fonte de alimentação própria e o seu transdutor fornece um sinal com bom volume sonoro.

Mas, o mais importante do circuito é que ele além de não "roubar" energia de forma perceptível do aparelho alimentado, seu isolamento da rede de energia é total garantindo-se assim segurança no seu uso.

COMO FUNCIONA

Um transformador de baixíssima impedância de primário retira a corrente da rede de energia com sua ligação em série com o aparelho alimentado.

Assim, só teremos corrente induzida no secundário deste transformador se houver circulação de corrente pela carga.

O circuito funciona bem com correntes a partir de uns 100 mA mas existe um ajuste de sensibilidade que permite até que ele detecte não o corte da alimentação mas eventuais quedas de consumo (que podem estar associadas a algum problema ou a algum evento que deva ser acusado).

A pequena tensão que obtemos no secundário deste transformador é aplicada à um diodo que a retifica e a um capacitor que a filtra de modo a polarizar de uma forma suave a base de um transistor (Q1). P1 deve ser ajustado para que o transistor vá ao corte quando a carga estiver sendo alimentada com sua corrente normal.

Com a saturação do transistor é aplicado um nível baixo as entradas de duas portas NAND de um 4093 CMOS que funcionam como osciladores. Os osciladores se mantém inibidos com a aplicação do nível baixo em suas entradas.

Um dos osciladores gera o tom de áudio cuja frequência é determinada por C2 e R3 enquanto o outro gera a intermitência com a frequência determinada por C3 e R4. O leitor pode mexer à vontade nos valores destes componentes de modo a obter o sinal de aviso desejado.

Quando a corrente deixa de circular pela carga o transistor deixa de ser polarizado e com isso o seu coletor vai ao nível alto, habilitando os dois osciladores.

Os sinais gerados podem então ser aplicados às duas portas restantes do 4093 que funcionam como um buffer-amplificador digital.

A carga desta etapa é um transdutor piezoelétrico de bom rendimento que vai gerar o tom audível.

Na condição de repouso com os osciladores inibidos a corrente drenada pelo alarme é da ordem de 0,5 mA o que significa uma excelente durabilidade para as pilhas ou baterias usadas na alimentação.

Com o toque do alarme a corrente drenada sobe para aproximadamente 5 mA.

MONTAGEM

Na figura 3 temos o diagrama completo do Indicador de Carga.

Diagrama completo do indicador de carga remota.

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 4.

Sugestão de placa.

O transformador T1 é enrolado num pequeno anel de ferrite (núcleo toroidal) de 1,5 a 2,5 cm e não é crítico. O enrolamento primário tem 10 espiras de fio grosso, de acordo com a corrente exigida pela carga. Para correntes até 23 ampères o fio 22 ou 20 pode ser usado.

O enrolamento secundário tem de 30 a 40 espiras de fio fino 28 ou mais fino. Dependendo da aplicação pode ser necessário alterar o número de espiras deste enrolamento para se obter o funcionamento correto do circuito.

O transistor e o diodo admitem equivalentes e o transdutor é do tipo piezoelétrico.

Os resistores R3 e R4 que determinam a frequência dos osciladores podem ser alterados numa ampla faixa de valores.

Todo o conjunto pode ser instalado numa pequena caixa plástica e conforme a aplicação podemos incluir o cabo e a tomada.

Sugestão de caixa para montagem.

Se o aparelho for para monitoração remota pode-se ter uma caixa com dois bornes ou tomada de parafusos para intercalar em série com o circuito monitorado, conforme mostra a figura 6.

Outro modo de usar o indicador. A carga remota deve ser o único aparelho na linha.

É importante lembrar que este circuito vai trabalhar com a tensão da rede e que, portanto está sujeito à tensões perigosas. O máximo de cuidado com os isolamentos do setor de entrada devem ser tomados.

INSTALAÇÃO E USO

O circuito é ligado em série com a carga monitorada. Uma vez feita sua conexão e ligada a carga acione S1.

Ajuste então P1 para que o circuito pare de emitir sons.

Se este ajuste não for conseguido talvez seja necessário aumentar o número de espiras do secundário do transformador T1.

Uma vez comprovado o funcionamento é só fazer a instalação definitiva do aparelho.