Sinalizador de Alta Intensidade (ART2176)

Utilizando um transistor de efeito de campo de potência, descrevemos um inversor pulsante que faz piscar em intervalos regulares com boa intensidade uma lâmpada de 7 a 40 W. O rendimento do circuito é alto, mesmo considerando-se o emprego de um transformador comum.

Este circuito pode ser usado em sistemas de sinalização de emergência para veículos ou obras, alimentado por bateria de 12 V e excitando uma lâmpada fluorescente.

O rendimento do circuito é elevado, o que garante uma boa autonomia para a bateria em situações de emergência.

A frequência das piscadas pode ser ajustada numa boa margem de valores, e os poucos componentes usados não oferecem maiores dificuldades de obtenção, apenas o transistor de efeito de campo de potência pode ser um pouco mais difícil de encontrar. (O artigo é de 1991, hoje estes transistores são comuns)

Instalado numa pequena caixa plástica o aparelho pode ser conectado à bateria e a lâmpada de sinalização pode ser remota com a ligação por meio de fios comuns encapados.

Lembramos que as altas tensões que aparecem na conexão da lâmpada exigem uma boa isolação já que podem causar choques desagradáveis.

CARACTERÍSTICAS

Tensão de alimentação: 12 V

Consumo: 600 mA a 2 A (depende do transformador)

Frequência: 0,1 a 1 Hz (50% de ciclo ativo)

São usados dois osciladores para excitar o transformador inversor neste circuito, conforme mostra o diagrama em blocos da figura 1.

Figura 1 – Diagrama de blocos

O motivo de não usarmos apenas um oscilador produzindo pulsos na frequência das piscadas é que pulsos individuais induziriam uma tensão de curta duração no transformador conforme mostra a figura 2, e o resultado seria piscadas de curta duração e baixa intensidade.

Figura 2 – Duração das piscadas com pulso único

Se em lugar disso fizemos o oscilador lento controlar um mais rápido que produza um trem de pulsos de curta duração, conforme mostra a figura 3, o resultado será maior potência aplicada na lâmpada durante o intervalo em que ela deve ficar acesa.

Figura 3 – Usando trem de pulsos

No nosso circuito o oscilador lento que determina a frequência das piscadas é formado por CI-1a.

O ajuste da frequência é feito em P1 e este oscilador tem um ciclo ativo de 50%. Isso significa que 50% do tempo de um ciclo ele tem a saída no nível alto e 50% do tempo no nível baixo.

Nos intervalos em que o nível de saída é alto, o segundo oscilador entra em ação.

Este segundo oscilador é formado por CI-1b e tem por finalidade produzir o trem de pulsos para excitação da lâmpada.

A frequência deste oscilador está entre 200 e 2000 Hz, dependendo de C2 e R2 (os valores podem ser alterados) devendo ser escolhido um valor que proporcione maior rendimento com o transformador usado.

Para uma possibilidade maior de ajuste R2 pode ser substituído por um trimpot de 100 k ohms em série com um resistor de, 10 k ohms e feito o ajuste para maior brilho da lâmpada nas piscadas.

Os sinais obtidos que consistem em trens de pulsos são amplificados digitalmente por CI-1c e CI-1d.

Temos então a saída destas portas ligadas a comporta de um transistor de efeito de campo de potência IRF630.

Este transistor caracteriza-se pela sua elevada impedância de entrada que pode ser excitada diretamente por uma saída CMOS e pela altíssima corrente que ele é capaz de controlar: 9 A no caso.

Além disso, o V-FET IRF630 da Fairchild ou Motorola, tem uma baixíssima resistência entre o dreno e a fonte quando saturado, da ordem de 0,4 ohms o que possibilita uma transferência de energia elevada para o enrolamento do transformador usado como carga.

O resultado é uma excelente indução de alta tensão para a lâmpada usada como carga.

O transformador usado pode ser comum, comum enrolamento secundário de 6 + 6 a 9 + 9 V e corrente de 500 mA a 1 A e o primário deve ter entrada de 220 V onde será ligada a lâmpada.

Veja que, neste circuito, o transformador opera "ao contrário", isto é, o enrolamento que nas aplicações convencionais é usado como primário aqui é ligado na lâmpada como secundário.

Na figura 4 mostramos o diagrama completo do sinalizador sem a fonte de alimentação já que ela tanto pode ser uma bateria como a tomada do acendedor de cigarros de um automóvel.

Figura 4 – Diagrama do aparelho

A disposição dos principais elementos numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 5.

Figura 5 – Placa para a montagem

O transistor Q1 deve ser montado num radiador de calor.

O transformador de força é do tipo com 220 V de primário e secundário entre 6 + 6 e 9 + 9 V com correntes de5oom A 1 A.

Os de 500 mA servem para lâmpadas menores (até 15 W) enquanto que para lâmpadas maiores também precisamos de mais potência dada por uma resistência de enrolamento maior.

Para o circuito integrado sugerimos a utilização de um soquete DIL de 14 pinos. Os resistores são de 1/8 a 1/4 W e P1 tanto pode ser um trimpot como um potenciômetro caso se deseje uma modificação eventual de velocidade conforme a utilização.

Os capacitores C1 e C3 são eletrolíticos para 16 V e C2 tanto pode ser de poliéster como cerâmico.

Este capacitor pode ter valores na faixa indicada devendo ser feitas experiências no sentido de se obter maior rendimento com o transformador e lâmpadas empregados.

Os fios de conexão ao aparelho não devem ser muito finos dada a intensidade da corrente.

A polaridade deve ser observada na conexão a alimentação. Um fusível de 3 a 5 A pode ser ligado em série com a alimentação para maior segurança.

Para provar o aparelho basta ligá-lo a alimentação. Se usar fonte, ela deve ter pelo menos 1 A de capacidade.

Ajuste P1 para obter as piscadas na frequência desejada. Se houver um leve zumbido no transformador, mas a lâmpada não acender, faça o teste com outra lâmpada.