Automatismo por Toque (ART2101)

Alarmes de toques podem ser elaborados em diversas configurações, com componentes de alta ou baixa tensão, controlando cargas de altas ou baixas potências. O projeto apresentado caracteriza-se pela sua operação diferente, diretamente a partir da rede sem transformador e reduzido número de componentes.

Descrevemos um automatismo por toque que opera a partir da rede de energia sem transformador e com um mínimo de componentes e que serve para uma infinidade de aplicações práticas.

Dentre estas aplicações podemos citar as seguintes:

Alarme de toque com o travamento ou sem o travamento após o toque num sensor.

Controle de dispositivos elétricos diversos.

Aviso de operações ou monitoria de reservatórios.

Mesmo sem transformador e ligado diretamente na rede local, o sensor trabalha com uma corrente extremamente baixa que não causa qualquer tipo de choque em quem tocar no sensor.

Sua operação é segura desde que as recomendações dadas no artigo sejam seguidas.

Basicamente o aparelho consiste num sistema que aciona um relé e uma lâmpada indicadora quando um elemento sensor e tocado. Temos duas modalidades possíveis de operação:

1) A lâmpada e o relé permanecem ativados somente enquanto durar o toque.

2) A lâmpada e o relé permanecem ativados indefinidamente mesmo depois de terminado o toque no elemento no sensor. Para desativar é preciso desligar a alimentação ou curto-circuitar momentaneamente o anodo e o catodo do SCR.

CARACTERÍSTICAS

Tensão de alimentação: 110 V ou 220 V 0.a.

Carga controlada: 10 A resistivos

O que chamará a atenção do leitor neste projeto certamente será o fato de usarmos relé de 12 V, num circuito alimentado pela rede local sem transformador.

Analisando as características de um relé típico de 12 V vemos que sua bobina tem resistência de 300 ohms e que ele opera com uma corrente de 40 mA.

E fácil observar que obtemos 40 mA de corrente ligando uma lâmpada de 25 watts num circuito de meia onda. Com uma lâmpada de 40 watts obtemos aproximadamente 70 mA, o que seria suficiente para acionar um relé de 6 V.

Na rede de 220 V precisamos dobrar as potências para obter a mesma corrente.

Pois bem, ligando então uma lâmpada em série com um relé, com a potência devidamente calculada, podemos num circuito de meia onda obter os 12 V que precisamos para o seu disparo.

É o que fazemos no nosso projeto, retificando a tensão por meio de um diodo 1N4007, usando uma lâmpada de 25 watts na rede de 110 V ou 60 watts na rede de 220 V, e colocando em paralelo com a bobina um capacitor de modo a eliminar a vibração dos contatos.

Tudo isso é controlado por um SCR do tipo 106 que, pela sua sensibilidade pode ser disparados por correntes extremamente baixas em sua comporta.

O disparo do nosso caso ocorre quando a tensão no sensor atinge o ponto de ionização de uma lâmpada neon. Nestas condições a lâmpada acende e o circuito de carga (lâmpada e relé) é alimentado.

Temos duas modalidades de operação.

Na modalidade sem trava, logo que tiramos o dedo do sensor, cessa a corrente de disparo, e na passagem por zero no semiciclo seguinte da tensão da rede o SCR desliga.

Na modalidade com trava ligamos um .capacitor (C1), de modo a manter uma alimentação contínua no circuito de modo que a tensão não cai a zero em nenhum instante entre o anodo e o catodo do SCR e ele não desliga após o disparo.

Para desligá-lo, precisamos desconectar por um momento a alimentação ou curto-circuitar por um instante o anodo e o catodo deste componente.

Um fator importante neste circuito é seu baixíssimo consumo na condição de espera.

O relé usado tem contatos para 10 A o que significa até 1000 W controlados por um simples toque, isso na rede de 110 V. O resistor R2 no sensor limita a corrente pelo sensor, de modo a não causar choques.

Este componente não deve ser reduzido de maneira alguma neste projeto.

Na figura 1 temos o diagrama completo deste aparelho.

Figura 1 – Diagrama completo do aparelho

Como são poucos os componentes usados e uma parte deles não pode ser montado em placa de circuito impresso, a melhor opção para o montador é fazer uso de uma ponte de terminais.

Dada a baixa corrente no SCR na rede de 110 V, ele não precisa de radiador de calor. Na rede de 220 V quando a lâmpada é de 50 ou 60 W o SCR deve ter um pequeno radiador de calor.

O SCR deve ser o TlC106B se a rede for de 110 V e o TlC106D se a rede for de 220 V.

A lâmpada eventualmente pode ter sua potência modificada se ocorrerem problemas de disparo. É interessante que o leitor após a montagem verifique com um multímetro qual é a tensão que está aparecendo no relé, dando uma tolerância de até 30% para mais.

O capacitor C1 será usado na versão com trava (que permanece ligado após o toque).

Na versão sem trava este componente é eliminado. Ele deve ter de 4 a 8 uF com tensão de trabalho de 250 V se a rede for de 110 pelo menos 450 V se a rede for 220 V.

A lâmpada X1 é incandescente comum de 25 W na rede 110 V ou 50 (60) watts na rede 220 V. D1 pode ser o 1N4004 a rede for de l 10 V, mas deve o 1N4007 se a rede for de 220 V.

Os resistores são de 1/8 ou ¼ e a lâmpada neon é de qualquer tipo comum de dois termina paralelos. O sensor é uma chapinha de metal que não pode ter mais do que 1 x 10 cm. Objetos grandes ou e contato com o solo provocam disparo errático do aparelho.

O fio também não pode ser longo (no máximo 2 metros). Um fio mais comprido deve ser blindado.

Para a conexão das cargas e externas use uma tomada ou então uma ponte de terminais co parafusos.

Ligue o aparelho na rede coloque no suporte.

Toque no sensor ou na ponta do fio do sensor. Se não houver disparo, gire de 180 graus (meia volta), a posição do plugue de alimenta o em relação à tomada (para inverter o neutro pelo vivo da rede). O toque agora deve acionar.

Na versão com trava, para desativar o circuito, desligue por um momento a rede de alimentação.

Na figura 2 damos uma opção de controle de sensibilidade para o sensor.

Figura 2 – Acrescentando um controle de sensibilidade

A carga deve ser ligada conforme mostra a figura 3.

Figura 3 – Ligação da carga

Para uma porta de madeira ou material não condutor, uma garra na fechadura possibilita o uso do aparelho como alarme.

Lembre-se que a montagem deve ficar com todas as suas partes protegidas pois estão presentes tensões perigosas em todos os pontos do circuito exceto no sensor.

O máximo de cuidado deve ser tomado com o resistor R2.

Tenha certeza de que seu valor não é inferior a 220 k ohms.

Se a sensibilidade do aparelho for pequena, aumente R1 para 100 k ohms.