Abajur Maluco (ART2943)

Um abajur de funcionamento imprevisível. Ele está aceso, mas dá umas piscadas ameaçando apagar. Logo depois ele realmente apaga e quando menos se espera acende e volta ao normal. Colocado em sua sala de visitas, sem dúvida, seu comportamento imprevisível deixará seus amigos perplexos. E, se você gosta de brincadeiras, por que não usá-lo para “assombrar" alguma dependência de sua casa ou montá-lo dentro de uma caveira, assustando todos com suas apagadas e acendidas inexplicáveis.

É claro que nunca ninguém desejaria um abajur de funcionamento deficiente em sua sala, um abajur que apagasse quando menos se esperasse isso e mesmo piscasse nos momentos inoportunos.

Mas, se um abajur normal não deve apresentar este comportamento, o mesmo não se aplica a um projeto de abajur destinado a brincadeiras ou simplesmente para deixar perplexos os seus amigos.

É exatamente o que propomos nesta montagem: um abajur de comportamento imprevisível, um abajur maluco que ora acende normalmente, mas que de vez em quando tem seus ataques de debilidade, falhando, piscando ou mesmo apagando, para depois voltar ao normal, por mais algum tempo.

Claro que o leitor, pelo simples acionar de uma chave pode trazer seu abajur ao normal, deixando-o aceso continuamente, mas nada impede que ele seja usado na sua função ”maluca" para assustar ou simplesmente perturbar os amigos.

De montagem simples e com componentes comuns que podem ser alojados em uma base planejada, se bem feito, este abajur constitui-se também numa bonita peça de decoração para sua sala.

Vamos analisar a montagem para que o leitor saiba exatamente o que esperar do seu abajur maluco?

COMO FUNCIONA

O coração do nosso abajur é um SCR, ou seja, um diodo controlado de silício.

Este SCR funciona como um interruptor: que controla a lâmpada a partir de correntes que vêm de três circuitos diferentes. Podemos então fazer a representação geral do modo mostrado na figura 1.

 

Temos o SCR ligado a três circuitos osciladores que controlam seu funcionamento, mas de modos diferentes. Cada um destes circuitos tem por função manter a lâmpada acesa, através do disparo do SCR, por um tempo diferente e com intervalos diferentes.

Como os três circuitos são independentes temos um funcionamento imprevisível, mais ou menos como mostra o gráfico da figura 2.

 

Os circuitos de controle são semelhantes. Sua configuração básica é mostrada na figura 3, sendo os conhecidos “multivibradores astáveis".

 

Cada um dos três circuitos leva então 2 transistores que são ligados de tal modo a conduzirem a corrente alternadamente.

O tempo de condução de cada transistor é determinado basicamente pelos capacitores de realimentação (C1 e C2).

A troca constante de condução dos transistores permite o funcionamento em ciclos indeterminados do aparelho, com o comportamento imprevisível que desejamos.

Os capacitores, sendo diferentes nos multivibradores, permitem obter tempos de condução e não condução do SCR diferentes, o que torna mais interessante e imprevisível o funcionamento do aparelho.

São usados então nos circuitos multivibradores 3 grupos de capacitores: o primeiro é formado por 2 capacitores de valores elevados que determinam o ciclo maior de operação, ou seja, o tempo de acendimento normal sem interferências de funcionamento e o tempo em que pode ocorrer qualquer anormalidade.

O segundo grupo é formado por capacitores de valores intermediários que determinam os ciclos de anormalidade, ou seja, os eventuais apagamentos e sua duração.

Temos finalmente o terceiro grupo formado por dois capacitores de pequeno valor que fazem a lâmpada piscar ou funcionar de modo maluco nos instantes em que as anormalidades se fizerem presentes.

Os capacitores grandes têm valores de 220 e 470 uF; os médios de 47 e 10 uF e finalmente os pequenos de 470 nF.

Nada impede que os ciclos de funcionamento sejam alterados com a modificação experimental destes capacitores.

Podemos aumentar o capacitor de 470 uF para 1 000 ou 1 500 uF obtendo com isso uma manifestação mais espaçada das anormalidades.

A ligação dos três multivibradores ao SCR para obter seu disparo é feita via diodos, conforme mostra a figura 4.

 

Com o uso de diodos, um multivibrador não interfere no outro, obtendo-se com isso funcionamentos independentes.

A alimentação para os multivibradores é feita com uma baixa tensão vinda do transformador, retificador e filtro.

Observamos que o SCR usado é do tipo 106 de grande sensibilidade. Temos então os tipos MCR106, IR106 e C106 que são ligados diretamente aos diodos e o TIC106 que eventualmente precisa de um resistor adicional. (figura 5)

 

Este resistor tem normalmente um valor da ordem de 1k, mas será conveniente o leitor fazer experiências com outros valores.

OS COMPONENTES

Para esta montagem também são usados componentes que podem ser facilmente encontrados no mercado especializado.

Começamos pela caixa que, evidentemente, deve ser própria para parecer um abajur. Sua apresentação dependerá da habilidade de cada um, podendo inclusive ser aproveitado um abajur “de verdade" como ponto de partida.

Na figura 6 damos a nossa sugestão para ser montada totalmente pelo leitor com recursos comuns e habilidade normal.

 

E, é claro que existe a possibilidade da montagem do circuito numa simples caixa e sua ligação a qualquer abajur comum, conforme sugere a figura 7.

 

Os demais componentes eletrônicos são os seguintes:

Para o SCR pode ser usado qualquer um dos seguintes: MCR106, C106, IR106 ou TIC106 se a lâmpada do abajur for de mais de 40 W, o SCR deve ser dotado de um pequeno radiador de calor, feito com um pedaço de metal preso à aleta de ventilação.

Os transistores são todos NPN de uso geral, tendo por tipo básico o BC548. Equivalentes como os BC547, BC237 ou BC238 podem ser usados.

Os diodos são todos de silício de retificação, tendo por tipo básico o 1N4002. Equivalentes de maior tensão, como os 1N4004 ou 1N4007 podem ser usados.

O transformador T1 é de primário de acordo com a rede local e secundário de 6 + 6 V com 250 mA de corrente ou mais.

Os resistores são todos de 1/8 W com 10% ou 20% de tolerância, e os capacitores são de dois tipos. Temos os eletrolíticos com tensão de trabalho de pelo menos 12 V e os demais que podem ser tanto cerâmicos como de poliéster com os valores indicados na lista de material.

Temos como componentes adicionais, o interruptor de dois polos x 2 posições tipo deslizante, o fusível e seu suporte, o cabo de alimentação e, eventualmente, a tomada para ligação do abajur externo.

A montagem poderá ser feita tanto em placa de circuito impresso como em ponte de terminais. No primeiro caso o montador deverá ter os recursos para sua elaboração.

MONTAGEM

O diagrama completo do aparelho é mostrado na figura 8.

 

Na figura 9 temos a versão em ponte de terminais, que exige uma caixa um pouco mais espaçosa que a da versão em placa de circuito impresso.

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As duas pontes maiores são fixadas na própria caixa (que deve ser de madeira) na posição aproximada dada pelo desenho. O transformador também é fixado nesta caixa. O meio de fixação é simples: parafusos nos terminais apropriados.

Para a versão em placa de circuito impresso temos o desenho na figura 10.

 

 

Veja que nesta, o transformador é o único componente importante que fica montado fora da placa. A placa será fixada na caixa com a ajuda de separadores.

São os seguintes os procedimentos recomendados para a montagem:

a) Solde em primeiro lugar o SCR, observando sua posição. Se a lâmpada do abajur for de mais de 40 W, fixe o dissipador de calor conforme mostra o desenho da versão em ponte.

b) Solde depois os transistores. Na versão em ponte temos a alternância de posicionamento da parte achatada. Observe. Na montagem em placa também deve ser observada a posição do lado achatado. Seja rápido na soldagem destes componentes.

c) Agora o leitor poderá soldar todos os diodos (D1 a D5), observando em todos eles a posição do anel que identifica o catodo.

d) Para soldar os resistores será preciso apenas prestar atenção aos seus valores que são dados pelos anéis coloridos. Acompanhe a lista de material.

e) Para soldar os capacitores o leitor precisa observar a polaridade, no caso dos eletrolíticos. Esta polaridade (+) é marcada nos dois desenhos (placa e ponte). Para soldar os demais capacitores é preciso apenas ter cuidado com o excesso de calor e observar seus valores.

f) Se você usou o SCR TlC106, o resistor R16 deve ser colocado no circuito. Se usou outros SCRs, este componente não será necessário.

g) Solde agora os fios de interligação das pontes. Estes fios são numerados de 1 a 19. Cuidado para não se esquecer de nenhum. Veja: que estes fios já fazem a ligação da tomada, fusível, cabo de alimentação, chave comutadora e transformador. Se sua versão for em placa de circuito impresso ligue os elementos externos acompanhando o desenho.

PROVA E USO

Ligue na tomada P1 um abajur comum com lâmpada de até 60 W. Ligue a tomada à rede de alimentação local.

Numa posição de S1 o abajur deve brilhar normalmente. Passando para a outra posição o leitor notará que a lâmpada brilhará um pouco menos.

Esta posição que coloca o SCR no circuito, tem o brilho menor em vista da condução de apenas metade dos semiciclos da corrente da rede.

Logo que a chave for colocada na posição de funcionamento maluco, o leitor já poderá notar os efeitos do circuito. Depois de algum tempo acesa a lâmpada deve dar umas piscadas aleatórias e até mesmo apagar, para voltar depois sozinha ao funcionamento normal.

Os tempos de funcionamento normal e anormal são determinados pelos capacitores, que podem ter seus valores alterados segundo a vontade do leitor.

As possíveis anormalidades que podem ocorrer após a montagem e suas causas são:

a) A lâmpada acende direto sem nenhum efeito “maluco".

Desligue momentaneamente os diodos Dl, DZ e D3 da comporta do SCR. Se a lâmpada ainda permanecer acesa é sinal que o seu SCR se encontra com problemas, devendo ser substituído.

b) Não há efeito de piscada e o SCR se encontra bom (após a prova anterior).

Veja com o multímetro se existe tensão no capacitor C7. Esta tensão deve ser da ordem de 6 a 9V. Se não houver tensão, veja a ligação do transformador e os diodos D4 e DS se estão ligados certos.

c) Se tudo estiver bem na prova anterior, mas ainda não houver efeito “maluco", o problema está nos multivibradores.

Comece então desligando os resistores R13, R14 e R15, para verificar separadamente a oscilação de cada multivibrador.

Ligando então cada um deles você deve notar seu funcionamento. Ligando primeiro R15, a lâmpada deve piscar rapidamente. Depois, ligando R14, as piscadas devem ser lentas e finalmente ligando R13, teremos o funcionamento esperado. Se na ligação de um deles for notada a anormalidade, deve ser verificado o multivibrador correspondente. Teste primeiro os transistores e depois os capacitores.