Simuladores de Tiro (ART1983)

Acoplado a um sistema de alarme, este aparelho pode dar um grande susto num ladrão, produzindo o estampido de uma arma de fogo com bastante volume e realismo. Numa competição ele pode ser usado como "tiro eletrônico" de partida, com muito mais segurança do que uma e arma ele fogo verdadeira. Um comerciante mais audacioso, por outro lado, pode usá-lo para chamar a atenção de clientes, colocando um alto falante "que atira" na porta de seu estabelecimento.

Evidentemente, estas são apenas algumas das utilidades possíveis para um circuito que gere estampidos ao ser disparado.

Incluindo um circuito de re-disparo, podemos ir além, utilizando-o como espantalho, que certamente afugentará aves e outros animais do local em que estiver o alto-falante.

O circuito é relativamente simples de montar e damos três versões:

1) Com alimentação a partir de pilhas, para uso portátil, até como dispositivo de segurança para intimidar um eventual atacante.

2) Com alimentação a partir da rede local para utilização em sistemas de alarme.

3) Com disparo automático de tempos em tempos, alimentado pela rede de energia.

A potência do tiro (sonora, é claro) depende de um único componente e também da eficiência do alto-falante usado, que deve ser do tipo pesado, com pelo menos 50 W de capacidade de reprodução.

Características:

Tensão de alimentação: 110/220 V ou pilhas, conforme a versão

Potência do tiro: 20 a 100 W (conforme C1)

Consumo: versões de 110/220 V 5 W

Consumo: versão a pilhas: 100 mA

O consumo é constante, carregando então um capacitor que armazena energia e a "solta" num único disparo, daí a potência do disparo ser maior que a consumida.

A produção do efeito de tiros nos três circuitos obedece ao mesmo princípio: uma alta tensão obtida da rede de energia ou a partir de um inversor carrega o capacitor eletrolítico de valor elevado.

Um capacitor de 100 µF carregado com uma tensão de 400 V, por exemplo, representa uma energia de:

 

Este capacitor é descarregado por um SCR num alto-falante, formando praticamente um curto~circuito.

Em função da impedância do alto-falante, a descarga dura uma fração de segundo.

Se esta descarga durar, por exemplo, 1/10 de segundo, teremos uma potência que equivale a:

P = E/t E = energia

P = 8/0.1 t = tempo

P = 80 W

Teremos então um “tiro” de 80 W de potência, o que representa um valor bastante alto!

O SCR usado no projeto deve aguentar a corrente elevadíssima de curta duração que ocorre na descarga: comn o TlC106 podemos ter uma boa segurança nesta função já que este componente suporta picos de 1/60 de segundo que chegam a 30 A.

Se você pretende dar tiros “mais fortes", aumentando o valor do capacitor, deve procurar um SCR de maior corrente de pico.

A obtenção da alta tensão para os projetos tem duas configurações básicas:

No caso da rede de 110 V usamos um transformador comum que funciona como auto-transformador.

O mesmo enrolamento opera como primário e secundário, elevando a tensão para 220 V rms.

Esta tensão, depois de retificada, serve para carregar o capacitor com o seu valor de pico, da ordem de 300 V.

Se você quiser uma tensão maior deve usar um dobrador de tensão.

Lembramos, entretanto, que o capacitor deve suportar está tensão, assim como o SCR.

Na versão ligada à rede de 220 V o transformador pode ser eliminado do circuito.

E claro que existe a possibilidade de alimentar o circuito com 110 V, economizando-se o transformador, mas a potência de tiro ficará reduzida.

Na segunda possibilidade de montagem, temos um inversor que eleva a tensão de 4 pilhas para perto de 400 V de pico, os quais, depois de ratificados, servem para carregar o capacitor.

Neste circuito um oscilador com o astável 555 excita um transistor de média potência que tem como carga o enrolamento de baixa tensão de um transformador comum.

Temos finalmente a versão automática, que inclui um sistema de disparo automático com uma lâmpada neon. Trata-se de um oscilador de relaxação.

Nele, um capacitor se carrega via um resistor de alto valor até ser atingida a tensão de disparo da lâmpada neon.

Quando isso ocorre o capacitor descarrega-se via comporta (gate) do SCR, produzindo então o tiro.

O tempo de disparo deste oscilador deve ser dimensionado (ajustado) para ser maior do que o exigido para a carga do capacitor principal de alta tensão.

Algumas variações em torno deste circuito básico podem ser obtidas conforme a finalidade do projeto.

Uma delas é mostrada na figura 1 e consiste num oscilador de potência para um inversor que seria usado no carro.

Figura 1 – Inversor para produzir alta tensão

Este inversor é bem mais potente que o usado com pilhas, e por isso proporciona uma carga mais rápida para o tiro.

Todos os circuitos, como nos flashes fotográficos, possuem lâmpadas neon que indicam quando o capacitor está carregado e, portanto, pronto para o disparo.

MONTAGEM

Versão 1

Começamos pelo circuito transistorizado/integrado alimentado por pilhas, que é mostrado na figura 2.

Figura 2 – Circuito da versão 1

Na figura 3 temos a disposição dos componentes numa placa de circuito impresso.

Figura 3 – Placa de circuito impresso para a versão 1

O transistor deve ser dotado de um pequeno radiador de calor. Para o SCR, como a corrente é de curtíssima duração, não há necessidade de radiador de calor.

O SCR deve, entretanto, ser de sufixo D, para 400 V ou mais.

O transformador é do tipo usado em fontes, com primário de 220/110 V x 300 mA e secundário de 4,5 a 6 V com ou sem tomada central.

O capacitor C3 deve ser eletrolítico para uma tensão de trabalho de pelo menos 450 V.

O valor, mínimo é de 10 µF, e esse valor vai determinar a intensidade do tiro.

Se quiser usar valores acima de 100 µF mude o SCR por um de maior corrente e também o alto-falante por um de maior potência.

A lâmpada neon é comum, e S3 é um interruptor de pressão que faz as vezes de gatilho.

O aparelho pode ser alimentado por pilhas pequenas, mas se o uso for constante, pilhas maiores devem ser usadas para maior autonomia.

Para provar o aparelho, basta ligar S1.

Deve ocorrer um pequeno zumbido no transformador, indicando oscilação, e depois de algum tempo a lâmpada neon deve acender.

Aperte então S2: deve ocorrer o tiro.

A lâmpada neon apaga e, se S1 continuar ligado, deve ocorrer nova carga e depois de algum tempo o aparelho estará pronto para novo tiro.

Só "carregue" o capacitor pouco antes de dar o tiro, para não gastar rapidamente as pilhas.

Se houver o zumbido mas não a carga, altere C2 e eventualmente troque a ligação de um dos pontos de 6 V do transformador para o ponto de 0 V.

Verifique se o capacitor está realmente retendo sua carga (cuidado pois a alta tensão dá um violento choque em quem tocar neste componente).

Versão 2

Esta versão é alimentada pela rede de energia, tanto de 110 V como 220 V, e tem seu circuito mostrado na figura 4.

Figura 4 – Circuito da versão 2

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 5.

Figura 5 – Placa para a versão 2

Os componentes são os mesmos da versão anterior, inclusive o transformador.

Este transformador, entretanto, pode ter qualquer secundário, já que este enrolamento não será usado. Se a rede local for de 220 V o transformador pode ser eliminado, com a ligação direta de S1em D1.

Temos ainda nesta configuração o fusível F1 de 1 A, para proteção do aparelho.

A prova de funcionamento é feita de modo semelhante à do circuito anterior.

Versão 3

Esta verão tem o disparo automático por meio de um sistema intermitente. Seu circuito é mostrado na figura 6.

Circuito da versão 3

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 7.

Figura 7 – Placa para a versão 3

Os componentes são basicamente os mesmos da versão 2.

Temos pequenas diferenças, como por exemplo o trimpot P1, que ajusta a frequência de repetição dos tiros.

Se a menor freqüência alcançada ainda for alta, basta aumentar o valor de C2.

Também nesta versão, se a rede local for de 220 V o transformador pode ser eliminado.

Para testar o aparelho, basta ligá-lo à rede de energia e ajustar P1 para a produção de tiros na freqüência desejada. Para as freqüências mais altas pode haver redução da intensidade.