Neste artigo, trazemos para o leitor três montagens econômicas interessantes que podem ser aplicadas, inclusive na solução de necessidades domésticas.
Nota: Artigo publicado na revista Eletrônica Total 159 de 2014.
Alarme para portas e janelas
Quando a porta ou janela está fechada, o reed está em frente ao ímã. Quando a porta ou janela é aberta, o reed deixa de estar em frente ao imã. Veja a figura 1.
O reed (interruptor magnético) está fechado quando se encontra sob a ação do campo magnético do ímã, o que origina que a junção base-emissor do transistor BC549 tenha uma diferença de potencial de O volt. Como essa junção precisa de pelo menos 0,6 volts para levar o transistor à condução, ele fica no corte (não conduz), o que implica em que o amplificador/ oscilador não funcione e, por consequência, o alto-falante não emita som. Observe a figura 2.
O reed abre quando deixa de estar sob a ação do campo magnético do ímã (porque a porta ou janela foi aberta). Nessa situação, a base do transistor BC549 fica polarizada pelo resistor de 1 MO que o leva à condução. Como esse transistor está acoplado diretamente ao BD140, leva-o também à condução. Através da malha RC de realimentação o oscilador começa a funcionar, originando um sinal variável (cuja frequência depende do valor do resistor e do capacitar da malha) que vai ser reproduzido no alto-falante.
Observação: O transistor BC549 é NPN, portanto, para conduzir, a Base tem de estar mais positiva pelo menos 0,6 V em relação ao Emissor. O transistor BD140 é PNP, logo, para conduzir, a Base tem de estar mais negativa pelo menos 0,6 V em relação ao Emissor.
Veja, a seguir, o esquema desenhado no Eagle, na figura 3, e a listagem dos componentes, na tabela 1.
Essa malha RC, através da sua constante de tempo T, faz com que qualquer variação nas condições eléctricas na saída S demore um pouco para surgir na entrada E. Isso significa que existe uma certa defasagem na realimentação, condição necessária para que ocorra a oscilação. A figura 4 mostra a placa de circuito impresso para a primeira montagem.
Circuito de comando para servos
No esquema seguinte, apresenta-se uma versão de um driver realizado com base no clássico CI 555.
Neste circuito, o 555 é ligado como multivibrador astável (oscilador) que gera pulsos de duração variável por meio de um resistor ajustável. À medida que se roda o eixo do potenciômetro, a duração dos pulsos varia desde um mínimo até um máximo.
Com os valores indicados no circuito eletrônico, consegue-se rodar servos, de diferentes fabricantes, entre 0° e 180°. Atente para as figuras 5 e 6. A figura 6 apresenta o CI 555 como oscilador. Identificação dos terminais do 555:
• Negativo da alimentação;
• Entrada de disparo;
• Saída;
• Reset ou rearme;
• Entrada da tensão externa de controle;
• Sensor de nível de tensão;
• Descarga (do capacitor da rede RC externa);
• Positivo da alimentação.
Ao operar como um oscilador, a saída do 555 muda continuamente entre os estados alto e baixo. Isto é feito ligando a entrada 2 (TRG) ao capacitor de temporização (C = 47 nF). Os resistores R1 e R2 e o capacitor C definem os tempos no estado alto (t baixo (tB).
Acompanhe, na figura 7, um esquema elaborado no programa Eagle e, veja na tabela 2 a listagem dos componentes. A figura 8 exibe os componentes na placa e as trilhas do circuito impresso vistas do lado dos componentes.
Regulador da intensidade luminosa de uma lâmpada
Nota: Esta montagem também pode ser utilizada para regular a velocidade de motores universais, ou até para controlar a potência de dissipação de uma resistência de aquecimento.
Observe na figura 9 o esquema elétrico da 3° montagem, onde será necessário o seguinte material:
• Resistor fixo linear de 18 k ohms;
• Potenciômetro de 470 k ohms;
• Capacitores de 47nF/ 400 V;
• DIAC de 32 V;
• TRIAC BT137 (Se a potência da carga a controlar for grande, será conveniente colocar um dissipador de calor no TRIAC. Contudo, nunca se deve utilizar o BT137 num circuito com cargas que ultrapassem a sua corrente eficaz — 8A). (Figura 10)
Obs.: Estes motores têm o enrolamento do rotor (parte móvel) em série com o enrolamento do estator (parte fixa) e são chamados de motores universais porque, embora funcionem normalmente com tensões alternadas, podem também funcionar com tensões GND contínuas. A figura 11 mostra a PCI com o lado das trilhas e o lado dos componentes.
Princípio de funcionamento do circuito
Um DIAC é um semicondutor cuja resistência interna é muito alta quando a tensão a que está submetido é inferior à tensão de disparo (aproximadamente 30 volts) e, portanto, a corrente que passa por ele é muito pequena (aproximadamente 50 µA). Quando a tensão que lhe é aplicada ultrapassa a tensão de disparo, o DIAC passa à condução.
O TRIAC é outro componente semicondutor que pode ser comparado a um relé. Possui três terminais: dois anodos (A1 e A2) e a porta ou gate (G). Se aplicarmos uma tensão entre os dois anodos e um pulso de corrente à gate (aproximadamente de 50 mA), o TRIAC passa a conduzir, independentemente de se manter ou não o sinal aplicado na gate. Deixa de conduzir quando a tensão entre anodos se anular. Acompanhe na figura 12.
Sendo aplicada uma tensão alternada, para que o TRIAC conduza permanentemente precisa de receber um pulso de corrente na gate sempre que a tensão de alimentação se anula (100 vezes por segundo). Se ele não receber o pulso de disparo na gate no exato momento em que a tensão é nula (disparo a tensão nula), então só conduzirá a partir do disparo (controle de fase). Esta particularidade é aproveitada no circuito proposto na medida em que se consegue variar a corrente que atravessa o TRIAC (e a carga que está em série com ele), fazendo variar o instante em que a sua gate recebe o pulso de disparo.
O potenciômetro P (resistor variável) controla o regime de carga e descargo dos capacitores C1 e C2, fazendo assim variar o instante em que o DIAC recebe a tensão de condução que, por sua vez, faz aplicar um pulso na gate que dispara o TRIAC:
