Sequencial de 25 Canais (ART2133)

Sistemas de iluminação seqüencial de alta potência e com elevado número de canais, podem ser usados em: discotecas, decoração de vitrines ou efeitos luminosos diversos. O sistema que descrevemos utiliza circuitos integrados de baixo custo e pode servir para projetos de grande porte, devido a elevada potência controlada: 22 000 W na rede de 110 V e o dobro na rede de 220 V. Evidentemente, a cada instante só teremos 880 W em 110 V e o dobro em 220 V, pois o sistema tem 25 canais.

O corrimento de lâmpadas numa longa fila, é um efeito bastante agradável e pode resultar em um tipo de decoração diferentes, se esta longa fila tiver uma estruturação bem planejada com curvas, passagem em torno de objetos e mudança de cores.

Para termos um efeito realmente impressionante, um número elevado de canais se faz necessário.

Como o máximo que podemos obter de um 4017 que é componente mais usado para esta finalidade, é 10 saídas, somente com a associação de diversos deles podemos ter uma grande quantidade de canais.

No entanto, a ligação em cascata dos 4017 exige um certo conhecimento e mais que isso, a utilização de portas externas.

O projeto que damos mostra exatamente como podemos associar três 4017 de modo a obter 25 canais, para um sistema seqüencial de alta potência.

O circuito é relativamente simples tendo em vista o número de canais e seu custo final depende apenas da quantidade de lâmpadas que se pretende alimentar.

Veja que, usando uma grande quantidade de lâmpadas numa carga total de vários quilowatts, como somente uma saída é ativada de cada vez, a potência RMS consumida pelo aparelho é relativamente baixa, o que permite sua alimentação a partir de tomadas comuns, desde que suportando pelo menos 8 A.

É claro que, para uma instalação em discoteca ou outro local público, as devidas precauções com a segurança da instalação devem .ser tomadas.

CARACTERÍSTICAS:

Tensão de alimentação: 110 ou 220 VCA

Tensão de alimentação contínua: 6 a12 V

Potência máxima das lâmpadas: 880 W (110 V) ou 1760 W (220 V) por canal ou 22 kW em 110 V no total.

Número de canais: 25

Velocidade de corrimento: 0,1 a 10 canais por segundo

Tipo de acionamento das cargas: SCR ou TRIAC

Número de circuitos integrados: 5

COMO FUNCIONA

Na figura 1 temos um diagrama em blocos do aparelho, por onde daremos as explicações sobre o seu funcionamento.

Figura 1 – Diagrama de blocos do aparelho

Os circuitos integrados 4017 consistem em contadores decodificadores de 10 saídas.

Quando o Cl recebe um pulso na sua entrada de clock (pinos 14), a saída que se encontrava no nível alto, volta ao nível baixo ao mesmo tempo em que a seguinte vai ao nível alto.

Esta sequência vai da primeira até a última saída quando então o circuito é ressetado e a primeira entrada tem seu nível alto, (figura 2).

Figura 2 – Sequência de sinais de saída

Para que possamos ligar diversos 4017 em cascata será preciso prender uma saída no primeiro, que será usada para excitar o seguinte, e duas saídas nos seguintes, pois precisaremos desativar a primeira e a última nestes blocos.

Se isso não for feito, teremos em cada instante sempre uma saída ativada em cada Cl e com isso o sistema não será mais um seqüencial de 25 canais.

Para que tenhamos um acionamento lógico apropriado precisamos de duas portas adicionais que serão obtidas de um 4011.

E importante observar que precisamos garantir que a inicialização do circuito ocorra com somente uma saída ativada, pois pode ocorrer que na ligação os Cls sejam levados a estados aleatórios indesejáveis.

O pino 15 de Reset poderá ser usado para contornar este problema.

Os pulsos de clock são produzidos por um Cl 555, funcionando como astável.

Dependendo da aplicação o capacitor C2, poderá ser aumentado ou diminuído de modo a se obter uma faixa diferente de velocidades.

Na figura 3 damos uma fonte de alimentação para o setor de baixa tensão que usa 6 ou 12 V.

Figura 3 – Fonte para o circuito

A fonte de alimentação para este circuito não precisa ser estabilizada, se tório dada a possibilidade de se controlar cargas conectadas a rede.

O setor de alta potência alimentação das lâmpadas admite diversas possibilidades.

Como temos uma grande quantidade de canais sugerimos que cada canal seja montado num módulo, o que facilita a instalação e também a troca em caso de necessidade. Damos duas possibilidades:

Na figura 4 temos a versão com SCR que é um controle de meia onda para 4 A por canal o que significa 440 W na rede de 110 V e 880 W na rede de 220 V.

Figura 4 – Módulo com SCR

Deve ser usado um TIC106B se a rede for de 110 V e um TlC106D se a rede for de 220 V.

Observe que existe um ponto em comum entre o catodo do setor de alta tensão (SCR) e o 0 V da alimentação de 6 ou 12 V.

Para um controle em onda completa que proporciona maior brilho para as lâmpadas podemos usar triacs conforme mostra a figura 5.

Figura 5 – Módulo com Triac

Neste caso os Triacs são sufixo B para que a rede de 110 V e D para a rede de 220 V. Observe neste caso que os Triacs são para 8 A o que dá 880 W por canal na rede de 110 V e o dobro na rede de 220 V.

Tanto no caso de SCRs como Triacs devem ser usados bons radiadores de calor.

MONTAGEM

O circuito básico do setor seqüencial é mostrado na figura 6.

Figura 6 – Circuito básico

A placa de circuito impresso básica, sem fonte e sem o setor de alta potência é mostrada na figura 7.

Figura 7 – Placa para a montagem

As saídas para os módulos de potência são deixadas em aberto e suas conexões podem ser feitas com fios finos.

Na figura 8 temos uma sugestão de placa módulo para um SCR ou Triac, observando-se que as trilhas de alta corrente são mais largas.

Figura 8 – Placa para um módulo

Para os Cls sugerimos a utilização de soquetes DIL. Os resistores são de 1/8 W e os dois capacitores para 12 ou t6 V de tensão de trabalho. O conjunto pode ser instalado numa caixa de bom porte com ventilação para os módulos de potência.

As saídas podem ser feitas com terminais de parafusos.

O fusível de entrada deve ter uma corrente maior do que a exigida para cada canal. Fusíveis de 10 A podem ser usados.

PROVA E USO

A prova de funcionamento pode ser feita com a ligação de LEDs em série com resistores de 1 k Ω nas saídas, e estes também podem ser usados para monitoria .de funcionamento montados no painel do aparelho, caso o leitor deseje.

Uma vez comprovado o funcionamento é só fazer a ligação do setor de potência e sua instalação. Use fios grossos se for alimentar grande quantidade de lâmpadas.

O cabo de entrada também deve ter espessura compatível com a corrente controlada.