Os sensores de corrente usados em muitas aplicações eletrônicas se baseiam principalmente em dispositivos de Efeito Hall ou Transformadores de Corrente. O circuito prático que descrevemos é diferente, usando diodos comuns. Diversas são as aplicações práticas importantes que um relé de corrente pode ter, conforme ficará claro no decorrer deste artigo.
Conforme mostra a figura 1, um relé de corrente dispara um circuito externo quando a intensidade de corrente em outro circuito supera determinado valor programado.
Existem diversas aplicações práticas para um circuito que tenha essa capacidade, tais como:
a) Podemos usá-lo para saber quando um equipamento elétrico remoto está sendo usado, pois ele detecta isso pela corrente que ele exige para funcionar.
b) Podemos fazer o acionamento de um segundo circuito, por exemplo, uma lâmpada de alerta, quando um determinado equipamento (uma máquina) entrar em funcionamento.
c) Podemos automatizar o acionamento de um televisor, por exemplo, quando um videocassete ou DVD for ligado. Ele detecta o acionamento pela corrente do circuito.
d) Podemos introduzir lógica em automatismo, impedindo que um equipamento seja ativado quando outro estiver em funcionamento.
Na figura 2 ilustramos algumas dessas aplicações.
O circuito que propomos é bastante sensível e o uso de diodos em contrafase permite que ele opere tanto com corrente contínua como alternada.
Como Funciona
Partindo da condição inicial em que o relé esteja desligado, o transistor Q2 deve estar em condução para produzir essa inibição o que é conseguido quando o transistor Q1 está no corte.
O corte de Q1 ocorre quando a tensão em sua base se mantém num valor inferior a 0,6 V.
Assim, na ausência de corrente no circuito externo, o divisor de tensão formado por R1, R2 e R3 mantém o transistor com uma polarização inferior a esse valor, porém próximo do ponto de condução. Com uma alimentação de 12 V o circuito é mantido numa tensão em torno de 400 mV.
Quando uma corrente circula pelos diodos, na polarização no sentido de que D1 conduz, uma tensão de aproximadamente 400 mV é adicionada à base de Q1 o que faz com que ele entre em condução. O resultado é que na entrada em condução de Q1, Q2 é levado ao corte e Q3 passa a ser polarizado por R6 de modo a saturar.
O relé é energizado, alimentando a carga externa.
Veja que tanto R1 como R2 podem ser alterados para se modificar a sensibilidade do circuito.
Também é importante observar que numa alimentação com corrente contínua apenas D1 é usado. Veja que os diodos devem ser dimensionados para suportar a corrente no circuito que está sendo monitorado.
As perdas no circuito são mínimas, pois a queda de tensão nos diodos é de apenas 0,6 V.
Montagem
Na figura 3 temos o diagrama completo da chave de corrente.
Observe que sua alimentação é flutuante, ou seja, não deve ter o negativo ligado à terra.
Na figura 4 temos uma sugestão de placa de circuito impresso para implementação do dispositivo.
Essa placa prevê o uso de um relé DIL com contatos de 2 A. Se o leitor for usar um relé diferente, deve fazer alterações no desenho dessa placa. Esse relé é do tipo sensível com bobina de 50 mA ou menos.
Para corrente monitoradas de até 1 A, os diodos podem ser os 1N4004. Para correntes maiores, até uns 4 A, sugerimos os 1N5404.
O capacitor C2 determina o tempo de acionamento, e evita a vibração dos contactos do relé nas aplicações de corrente alternada. Esse componente, assim como C3 podem ser alterados experimentalmente, em função do relé usado.
Prova e Uso
O circuito é ligado em série com o equipamento a ser monitorado, conforme mostra a figura 5.
Ligando o aparelho monitorado o relé deve fechar seus contatos. Se isso não ocorrer, aumente o valor de R1 até obter o acionamento desejado.
Comprovado o funcionamento é só usar o aparelho.
Na figura 6 temos uma interessante aplicação doméstica onde, ao se ligar o televisor, a luz da sala automaticamente é apagada. Um interruptor adicional permite neutralizar essa função em caso de necessidade.
Podemos agregar a esse sistema, o acionamento de um ventilador ou outra comodidade que o leitor ache interessante.
É importante que o circuito esteja bem fechado numa caixa de material isolante pois ele trabalha com as altas tensões da rede de energia, estando portanto sujeito a causar choques em que tocar em suas partes vivas.
Semicondutores:
Q1, Q2, Q3 – BC548 ou equivalente – transistores NPN de uso geral
D1, D2 – 1N4004 ou equivalente – diodos – ver texto
D3, D4. D5 – 1N4148 – diodos de uso geral
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 – 1,2 k ohms – marrom, vermelho, vermelho
R2, R5, R6, R7 – 10 k ohms
R3 – 330 k ohms – laranja, laranja, amarelo
R4 – 47 k ohms – amarelo, violeta, laranja
Capacitores:
C1 – 10 nF - cerâmico ou poliéster
C2 - 10 uF x 16 V – eletrolítico
C3 – 2,2 uF x 16 V - eletrolítico
Diversos:
K1 – 12 V x 50 mA – relé – ver texto
Placa de circuito impresso, fonte de alimentação, fios, solda, caixa para montagem, etc.
