O circuito que descrevemos produz os fortes flashes de luz dos sinalizadores de aviões, viaturas de polícia e bombeiros e que também são colocados no alto de prédios. O circuito, alimentado com tensões de 6 à 12 V pode ser usado em sinalização móvel, levando-se em conta que os pulsos de luz podem ser vistos à grande distância.
Os fortes pulsos de luz das lâmpadas de xenônio como as usadas em máquinas fotográficas e que também são encontradas nos aviões e viaturas de polícia, podem ser vistos à distâncias muito grandes.
Assim, descrevemos um circuito que produz as fortes descargas de alta tensão que as lâmpadas de xenônio precisam para acender e que tem por finalidade funcionar como um sistema sinalizador.
As lâmpadas de xenônio usadas nesta montagem podem até ser aproveitadas de velhos flashes fotográficos fora de uso (mas com a lâmpada em bom estado) e até mesmo os demais componentes do circuito eletrônico podem ser encontrados em bom estado nesses flashes.
O circuito é alimentado com tensões de 6 a 12 V de pilhas grandes ou bateria, produzindo pulsos intervalados numa frequência que vai de 1 pulso por segundo a 1 pulso a cada 10 segundos.
A frequência máxima dos pulsos está limitada pela capacidade do circuito inversor de carregar o capacitor de disparo com a energia necessária à alimentação da lâmpada.
COMO FUNCIONA
Um circuito inversor com dois transistores em contrafase (Q1 e Q2) funciona como um oscilador para frequências entre 100 e 1000 Hz (determinadas por C1 e C2) aplicando este sinal num transformador elevador de tensão.
Este transformador, que na realidade é um transformador comum de alimentação que funciona "invertido" gera picos de tensão que podem chegar a mais de 500 volts e que são retificados por uma ponte de 4 diodos.
Desta forma, esta alta tensão retificada carrega dois capacitores (C4 e C5) e ao mesmo tempo o capacitor de disparo C6.
A carga de C6 é lenta, determinada por P1. Assim, quando a tensão no capacitor C6 atinge aproximadamente 160 V que corresponde à soma das tensões de disparo das duas lâmpadas neon, essas lâmpadas conduzem disparando o SCR.
O resultado do disparo do SCR é a produção de um pulso no transformador de pulsos que gera aproximadamente 1 000 volts para a lâmpada de xenônio.
Este pulso ioniza o gás no interior da lâmpada permitindo assim que os capacitores C4 e C5 se descarreguem totalmente através de seu gás, produzindo assim o forte pulso de luz.
Uma vez produzido o pulso, com a descarga dos capacitores o SCR desliga e a lâmpada de xenônio também.
O circuito começa então com um novo ciclo de recarga de C4, C5 e também do capacitor C6.
O ajuste de P1 determina então a velocidade de carga do capacitor C6 e, portanto, a frequência dos disparos. Veja, entretanto, que esta frequência não pode ser muito alta para "dar tempo" dos capacitores C4 e C5 se carregarem com tensão suficiente para permitir que a lâmpada de xenônio funcione.
Em alguns casos, dependendo de onde a lâmpada foi aproveitada ou de suas características pode ocorrer uma dificuldade de disparo justamente por este motivo. Neste caso, será preciso diminuir C4 ou C5 (tirando um deles do circuito) de modo a se obter pulsos que serão, entretanto mais fracos. Se ainda assim não for possível obter o disparo, e a tensão de alimentação for de 6 V, devemos aumentar esta tensão para 9 ou 12 V.
Como a corrente do inversor é algo elevada dá-se preferência ao uso de pilhas grandes ou mesmo bateria.
Na figura 1 temos o diagrama completo do sinalizador.
O componente mais crítico da montagem é o transformador de pulsos T2. Este transformador pode ser aproveitado de um flash de máquina fotográfica fora de uso, devendo o montador apenas tomar cuidado com a identificação dos enrolamentos. Outra possibilidade consiste em se enrolar este transformador tomando como base um bastão de ferrite de 0,8 a 1 cm de diâmetro e aproximadamente 8 cm de comprimento, conforme mostra a figura 2.
Enrolamos então de 250 a 300 espiras de fio fino (32 ou mais fino) e depois sobre esse enrolamento de 15 a 25 voltas de fio 28 ou mais grosso. Fixe as duas bobinas com cera de vela ou fita isolante de modo que os fios não escapem e raspe bem as pontas dos fios nos locais em que eles devem ser soldados.
Existem duas alternativas para a montagem, já que o circuito não é crítico.
Os transistores Q1 e Q2 devem ser dotados de pequenos radiadores de calor que não são mostrados no desenho.
Os resistores são de 1/8 W e os capacitores C4 e C5 são de poliéster com uma tensão de trabalho de pelo menos 600 V.
A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.
Observe que fixamos o transformador na placa de circuito impresso. Se ele for muito grande no seu caso, pode ser fixado na própria caixa e a placa de circuito impresso dividida em duas. O transformador pode ter qualquer corrente de secundário entre 300 e 500 mA.
Observe a posição do terminal de disparo da lâmpada de xenônio. Se houver dificuldade no disparo, faça sua inversão. Podem ser usadas as lâmpadas retas em lugar do tipo curvado.
Para experimentar o aparelho basta ligá-lo. Se notar que não há alta tensão suficiente para o disparo, tente alterar os valores de R3 e R4 de modo a obter mais rendimento do inversor.
Se ainda assim for difícil o disparo retire um dos capacitores C3 e ou C4 e veja as conexões da lâmpada de xenônio.
Se na frequência máxima o brilho da lâmpada diminuir ou houver falha do disparo, reduza o valor de R5.
Ligue em paralelo com as pilhas ou bateria um capacitor de 1000 µF/12 V se houver tendência a falhas de funcionamento.
Para usar o aparelho basta posicioná-lo de modo que os pulsos luminosos possam ser vistos à distância.
Semicondutores:
Q1, Q2 - BD135 ou equivalente - transistor NPN de média potência
SCR - MCR106 ou TIC106 para 200 V ou mais - diodo controlado de silício
D1 à D4 - 1N4004 ou 1N4007 - diodos de silício
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1, R2 - 10 Ω - marrom, preto, preto
R3, R4 - 8,2 k Ω - cinza, vermelho, vermelho
R5 - 15 k Ω - marrom, verde, laranja
R6 - 180 k Ω - marrom, cinza, amarelo
P1 - 2,2 M Ω - potenciômetro
Capacitores:
C1, C2 - 10 nF - cerâmicos ou poliéster
C3 - 220 nF - cerâmico ou poliéster
C4, C5 - 2,2 µF/600 V - poliéster
C6 - 470 nF/250 V - poliéster
Diversos:
T1 - Transformador com primário de 110 V/220 V e secundário de 6+6 V com corrente entre 300 e 500 mA
T2 - Transformador de pulsos - ver texto
XE-1 - lâmpada de xenônio - ver texto
NE-1, NE-2 - Lâmpadas neon NE-2H ou equivalentes
Placa de circuito impresso, caixa para montagem, dissipadores de calor para Q1 e Q2, fios, solda, etc.