Atuador seletivo (ART4455)

Este circuito aciona um relé a partir de um sinal de áudio de certa frequência. Pode ser utilizado em sistemas de rádio controle, controle via rede e em muitas outras aplicações interessantes.

Podemos ligar este sistema na saída de um receptor de rádio controle para fazer o acionamento de um relé a partir de um determinado tom. Com diversos circuitos semelhantes ajustados para frequências diferentes, formamos um sistema multicanal de rádio controle.

Outra aplicação consiste na utilização de um cabo de energia ou cabo telefônico para enviar um sinal de chamada que acionará uma campainha ou outro dispositivo semelhante à distância.

No caso do cabo de energia, o sinal de 60 Hz será totalmente bloqueado pelo circuito seletivo, que só deixará passar o sinal da frequência que faz o seu acionamento.

O circuito é alimentado com uma tensão de 9 a 12V, que pode ser obtida de bateria ou então de uma fonte. Recomendamos em especial a tensão de alimentação de 12V, já que os relés para este valor são mais fáceis de serem obtidos.

O único ponto da montagem que exige mais trabalho é na realização do circuito seletivo.

Como funciona

A etapa de entrada é formada por um transístor amplificador com um sistema de limitação de sinal com dois diodos em oposição ligados em paralelo. Isso evita que pulsos de transientes ou sinais de grande intensidade superpostos ao sinal de acionamento possam causar o acionamento errático do aparelho. Ver figura 1.

 

Na segunda etapa temos mais um transistor que aciona um relé de controle. Na base deste transistor fica o circuito LC, que determina a frequência de passagem.

Da seletividade deste circuito é que vai depender a eficiência do sistema seletivo.

O potenciômetro (ou trimpot) R4 permite ajustar o ponto de disparo do circuito em função do nível de sinal, ou então da presença de outros sinais de grande intensidade, que possam causar o funcionamento errático do atuador.

Na figura 2 damos uma sugestão de fonte de alimentação que pode ser usada para este atuador.

 

É muito importante neste sistema que haja um completo desacoplamento da fonte, caso a sua frequência de atuação esteja próxima dos 60 Hz.

Outra possibilidade, no caso de um sistema de atuação via rede, é aproveitar o próprio cabo de alimentação da fonte para retirar o sinal desejado. Isso pode ser feito conforme mostra a figura 3.

 

Os capacitores usados devem ser de poliéster ou semelhantes, com uma tensão de isolamento elevada, de pelo menos 450 V para a rede de 110V e de pelo menos 600V para a rede de 220V.

Montagem

O diagrama completo do atuador é dado na figura 4.

 

A montagem poderá ser feita numa placa de circuito impresso que é mostrada na figura 5.

O desenho da placa prevê a utilização de um relé RU 101 012, mas equivalentes diretos como o MC2 RC2 de base diferente também pode ser usado. Neste caso, alteração correspondente na pinagem deve ser feita.

 

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

a) Os transistores são PNP de uso geral como os BC557 ou equivalentes. Observe a sua polaridade na ligação.

b) Os diodos D1 e D2 são de uso geral de silício, como os 1N914 ou 1N4148, enquanto D3 deve ser um diodo de germânio, como o 1N34 ou 1N60. A polaridade destes diodos deve ser observada na montagem.

c) O relé pode ser qualquer um sensível de 12V, como o RU 101 012 ou MC2 RC2, devendo ser observado com cuidado o posicionamento de seus terminais. Pode-se usar os contatos normalmente fechados (NF) para fazer o desligamento a distância em lugar do acionamento. Teremos então um "desligador seletivo".

d) Os resistores são todos de 1/8W com 10% de tolerância ou mais, e suas cores são dadas pela relação de materiais.

e) Os capacitores eletrolíticos são para 12 V pelo menos e os demais capacitores cerâmicos.

f) O circuito seletivo é o ponto crítico da montagem: os valores de C5 e L determinam a frequência de atuação do sistema.

Devemos utilizar capacitores de valores relativamente elevados, para que as indutâncias de L na frequência escolhida não sejam muito grandes. É muito mais difícil conseguir um L de valor elevado do que um C.

Valores na faixa dos 47 nF aos 220 nF são os ideais para a faixa de áudio.

O valor de L correspondente, em função da bobina do tipo sugerido, com enrolamento frequência, será dado pela fórmula: de transformador e um gerador de áudio.

 

Onde:

L é a indutância em Henry

C é a capacitância em farads

f é a frequência em Hertz

π ( é uma constante igual a 3,14

Sugerimos aos experimentadores que utilizem como bobinas já prontas os enrolamentos primários de transformadores miniatura de saída, que em conjunto com capacitadores pequenos podem ser seletivos na faixa de áudio. Com a ajuda de um gerador de áudio, a frequência de atuação pode ser facilmente determinada.

g) Temos finalmente o trimpot R4 de 100k, que é do tipo comum e que pode ser montado diretamente na placa de circuito impresso.

Terminando a montagem, a prova de funcionamento pode ser feita com uma bobina do tipo sugerido, com enrolamento de transformador e um gerador de áudio.

Prova de Uso

Ligue o atuador à sua fonte e coloque um circuito experimental L x C5 com L de um enrolamento primário de transformador de saída e C da ordem de 100 nF.

Ligue na entrada do atuador um gerador de áudio.

Abra R4 até o ponto em que haja tendência ao disparo.

Com o gerador ligado, vá varrendo a faixa de frequências de áudio até encontrar aquela que faça o relé disparar.

Faça esta operação vagarosamente, pois o circuito pode ser bastante seletivo, o que significa que apenas numa faixa muito estreita em torno da frequência de ressonância ocorre o disparo.