Alarme de subtensão (ART1104)

Na indústria, em sistemas de telecomunicações, monitoramento de dados e em muitos outros locais são utilizados circuitos sensíveis à variacões de tensões. Em muitos casos, os circuitos não possuem um sistema que corte a alimentação no caso de uma subtensão e isso pode ser prejudicial ao seu funcionamento. Neste artigo descrevemos um circuito simples que dispara um alarme numa condição de subtensão.

A maioria dos equipamentos modernos conta com circuitos sofisticados para o gerenciamento de energia.

No entanto, em muitos locais tais circuitos não estão presentes o que leva à necessidade do profissional agregar sua própria solução para detectar uma condição de subtensão.

É lógico que, diante da necessidade de um circuito desse tipo, o profissional optará por uma solução simples e acessível.

Simples, no sentido de que possa ser implementada com componentes comuns e acessível, no sentido de que os componentes usados possam ser obtidos com facilidade em qualquer parte.

O circuito que apresentamos é bastante simples, podendo detectar subtensões numa faixa de valores que depende apenas do zener usado.

Conforme podemos ver pelo circuito da figura 1, na condição de tensão normal, ou acima de um certo valor definido como limite, o diodo zener conduz, polarizando o transistor de modo que ele mantenha baixa a tensão na comporta do SCR.

 

Se a tensão cair abaixo do ponto de condução do diodo zener, o transistor vai ao corte e com isso, a tensão de comporta do SCR sobe,fazendo com que ele dispare.

O SCR usado pode tanto disparar um relé que controle um sistema de aviso como diretamente um circuito de sirene ou Sonalert.

Pode ser usado um circuito independente para alimentar o sistema de aviso, o que permite que ele seja usado não só para indicar uma condição de subtensão como também o corte de energia.

No caso do circuito de aviso, deve ser considerada uma queda de tensão da ordem de 2 V no SCR em condução. Assim, para uma alimentação de 9 V pode ser usado um relé de 6 V.

O resistor em série com o zener depende da tensão monitorada. A tabela abaixo dá os valores recomendados para zeners de 400 mW.

O capacitor C1 serve para evitar que oscilações muito rápidas (transientes negativos e cortes) disparem o circuito. Seu valor pode ser alterado em função da inércia desejada para o circuito.

Uma vez disparado, o circuito assim se mantém, mesmo que a tensão volte ao normal. Para rearmar o circuito é preciso desligar e ligar o circuito novamente. Outra forma de rearmar é colocar entre o anodo e o catodo do SCR um interruptor de pressão NA.

Na figura 2 temos uma sugestão de placa de circuito impresso para o caso de ser usado um relé DIL.

 

Se for usado outro tipo de relé, alterações no desenho da placa devem ser feitas.

Lembramos que na condição de espera, quando o relé se encontra desarmado, o consumo do circuito é muito baixo.

Na figura 3 temos uma configuração que dispara um Sonalarme de 6 V,

 

Na figura 4 temos uma opção de uso de um oscilador de áudio transistorizado que fornece um bom volume num pequeno alto-falante para um tom ajustado no trimpot.

 

Para usar, basta ligar o circuito em paralelo com a linha de alimentação contínua que deve ser monitorada.

Uma possibilidade interessante de uso para esse circuito seria a sua transformação numa proteção “crowbar” conforme mostra a figura 5.

 

 Retirando-se o relé e ligando-se o anodo do SCR diretamente à linha positiva de alimentação, o circuito entra em curto com o disparo do SCR. Isso faz com que o fusível de proteção queime, interrompendo a alimentação.

Evidentemente, esse circuito só funcionará quando a tensão cai abaixo do limiar determinado pelo zener, mas não a zero.

Um ponto importante que deve ser considerado na escolha do zener para a proteção é que sua curva característica possui um “joelho”, o que significa que ele não passa de forma brusca da condução para a não condução e vice-versa.

A transição lenta significa que o disparo do circuito não vai ocorrer exatamente na tensão zener, mas num valor próximo dela que deve ser analisado previamente ao se montar o protótipo.