Luz Noturna Automática (ART2434)

Ao anoitecer este dispositivo acenderá automaticamente as luzes de sua varanda, jardim, garagem ou das vitrines de uma loja e ao amanhecer as desligará. Uma montagem ideal para quem chega à noite em casa e deseja encontrar as luzes acesas, ou ainda para quem não pode estar no local para acender ou apagar as luzes ao anoitecer ou amanhecer.

Um sistema de qu noturna automática pode ter muitas utilidades. Além de evitar o gasto excessivo de energia elétrica, mantendo-as acesas sô na falta de iluminação ambiente, também ajudam a economizar com o deslocamento de um operador humano para ligá-las ou desligá-las.

Podemos usar tais sistemas, com eficiência, nos seguintes casos:

Acionamento de lâmpadas de vitrines, jardins, varandas ou estacionamentos;

Acionamento de sistemas de sinalização noturna (luzes de mastros).

O projeto que descrevemos utiliza uma configuração pouco comum de um trigger com o 555 e pode controlar lâmpadas na rede de 110 V ou de 220 V com potências suficientes para a maioria das aplicações.

De fato, na rede de 110 V podemos controlar até 200 watts de lâmpadas e na rede de 220 V até 400 watts, com boa folga para os contatos do relé que são ligados em paralelo.

Para controle de maior potência um relê intermediário pode ser usado, sem problemas.

As características do aparelho são as seguintes:

Tensão de alimentação .......... 110 ou 220 volts;

Sistema sensor ............... LDR;

Carga máxima ........ 200 W (110 V) ou 400 W( 220 V);

Componentes ativos ... 1 circuito integrado.

Como funciona

Conforme podemos ver pela figura 1 o integrado 555 (timer) é formado internamente por dois comparadores ligados a um flip-flop e a uma etapa de potência.

Figura 1 – O 555 por dentro

Normalmente este integrado é usado como timer astável ou monoestável, mas nada impede que ele seja polarizado como mostra a mesma figura,de modo a formar um trigger (disparador).

A tensão de referência pode ser aplicada ao pino 5, sendo da ordem de metade da tensão de alimentação.

Na transição da tensão de entrada no pino 2 de um valor maior do que a metade da tensão de referência para menor, a saída é ativada, podendo controlar um relé.

No projeto final, fixamos a tensão de referência por um divisor formado por R1 e R2 e ajustamos o disparo em função da luz que incide no LDR através do potenciômetro P1.

O ajuste é feito em função da luz ambiente.

Na instalação do aparelho lembramos que o LDR deve receber apenas a luz ambiente (do céu) e nunca a própria luz das lâmpadas que ele controla, pois neste caso haveria uma realimentação. (figura 2)

Figura 2 – Posicionamento do sensor e lâmpada

O circuito é alimentado pela rede local através de um transformador, e na montagem é prevista uma tomada onde podem ser ligadas as lâmpadas alimentadas.

No caso de um jardim ou vitrine, por exemplo, podem ser associadas lâmpadas em paralelo, observando-se o limite de potência.

Veja o leitor que uma característica importante deste circuito com "trigger" é o fato de não haver aquela desagradável oscilação dos circuitos convencionais quando a iluminação chega ao limiar do disparo. A transição do ponto de espera para o disparo é imediata e única.

O relé fecha imediatamente os contatos ou abre, sem oscilação.

Montagem

Na figura 3 damos o diagrama completo do aparelho que após a montagem pode ser encerrado numa caixa de metal, plástico ou outro material.

Figura 3 – Diagrama do aparelho | Clique na imagem para ampliar |

Na figura 4 damos a nossa sugestão de placa de circuito impresso com todas as ligações externas, de modo a facilitar ao máximo sua montagem.

Figura 4 – Placa para a montagem

São os seguintes os principais cuidados que devem ser tomados com os componentes e sua obtenção:

a) O circuito integrado é o 555, devendo sua posição ser observada.

b) O LDR é do tipo redondo, de qualquer tamanho, devendo ser instalado num tubo opaco voltado para o céu de modo a operar com a sua luminosidade. Um fio de até 5 metros pode ser usado para ligar este LDR ao circuito.

c) O diodo D1 é de uso geral 1N4148 ou 1N914 enquanto que DZ e D3 são retificadores do tipo 1N4002, 1N4004, 1N4007 ou equivalentes, devendo sempre ser observada sua polaridade.

d) O relé recomendado é tipo DIL de 12 V que tem contatos para 2 ampères os quais são ligados em paralelo e ainda operam com folga na carga máxima recomendada; Para maiores cargas podem ser usados relês de contactos de maior corrente mas sua bobina deve ser de 12 V com corrente máxima de 100 mA. Se relé diferentes forem usados, a placa deve ter seu desenho modificado.

e) Os resistores são todos de 1/8 ou ¼ W e o único potenciômetro pode ser tanto de 47 k como de 100 k.

f) C1 é um capacitor cerâmico que funciona como filtro e desacoplamento do integrado e cujo valor não é crítico ficando entre 100 nf e 220 nF. Já C2 é um eletrolítico para uma tensão mínima de 25 V e seu valor deve ficar entre 1.000 e 2.200 uF.

g) T1 tem enrolamento primário de acordo com sua rede e secundário de 12 + 12 V com corrente mínima de 200 mA.

h) Na parte de alta tensão temos o cabo de entrada, o fusível de 4A com suporte e o interruptor geral além de um soquete de saída para ligação das lâmpadas externas. Os fios de ligação da parte de alta tensão, que também opera com correntes maiores, devem ser mais grossos que os demais.

Prova e Uso

Para provar o aparelho ligue em X1 qualquer lâmpada de acordo com sua rede, um abajur ou outro eletrodoméstico que se possa verificar o funcionamento.

Coloque um fusível no suporte e acione S1.

Em seguida posicione o LDR de modo que ele receba diretamente a luz ambiente e ajuste P1 para que o relé abra seus contatos.

Ajuste P1 de modo que ele fique no limiar do acionamento.

Cobrindo o LDR com a mão, vá gradualmente movendo o cursor de P1 até obter o ponto de maior sensibilidade, ou seja, em que o circuito é ligado na falta de luz e desligado com a presença de luz.

Faça vagarosamente este ajuste, pois o aparelho tem certa inércia.

Uma vez comprovado seu funcionamento é só instalá-lo em definitivo.