Como você faz suas montagens eletrônicas e as testa depois de pronta? Você possui uma bancada equipada com os recursos mínimos necessários à prova e colocação em funcionamento de um aparelho? Se sua resposta é não", que tal equipar seu cantinho eletrônico com este interessante e utilíssimo faz-tudo para o experimentador?
Ora, pela sua cara, vejo que as coisas não deram muito certo com sua última montagem! Na certa você queimou mais um fusível de sua casa, perturbando todos com o susto e a fumaça, e ainda levou uma “bronca" daquelas! Não, não desista de tudo! Isso é coisa que acontece com todos.
Veja neste artigo como você pode ter muito mais segurança em suas montagens e ainda localizar problemas em aparelhos defeituosos que não sejam aqueles que você montou.
Se curto-circuitos, "fumacinhas" e outros fenômenos inesperados costumam acontecer quando você liga os seus aparelhos na tomada isso é sim que você ainda precisa um pouco de experiência em eletrônica (figura 1).
Pequenos erros de montagem como inversões de componentes, ligações erradas podem não só comprometer o funcionamento do aparelho como levar a efeitos mais violentos como os citados.
E, o pior dos efeitos não é só o material perdido e a frustração do montador em ver que nada daquilo que ele esperava acontece, mas também o medo e desconfiança cada vez maior que ele vai adquirindo a ponto de que o simples fato de ligar um aparelho na tomada se torne um verdadeiro sacrifício (figura 2).
O aparelho que propomos neste artigo é excelente para evitar tudo isso: além de proteger a instalação elétrica de sua casa em caso de um erro mais grave no aparelho montado, ele permite que este erro seja localizado com certa facilidade sem a necessidade de se desligar tudo rapidamente para que o pior não ocorra.
Com ele você também poderá testar aparelhos montados e certos componentes, além de alimentar aparelhos tanto de 110 V ou 220 V como os que utilizam pilhas.
Em suma, o aparelho que propomos é uma verdadeira bancada que pode reunir as seguintes funções:
- Evitar que aparelhos em curto causem problemas de corrente queimando fusíveis ou sofrendo sobrecargas.
- Alimentar circuitos em prova com correntes reduzidas para se poder localizar falhas.
- Alimentar ferros de soldar com menor corrente para se obter menor temperatura, ou motores para se obter menores velocidades.
- Fazer provas de eletrodomésticos e de componentes.
- Avaliar consumo de eletrodomésticos.
- Alimentar aparelhos de baixa tensão 6 ou 9 V.
Todas estas possibilidades, reunidas num espaço compacto que pode ser levado a qualquer lugar em que você faça uma montagem tornam este aparelho indispensável ao experimentador que gosta de fazer seus aparelhos em perfeita segurança.
COMO FUNCIONA
O aparelho que propomos aos experimentadores reúne 3 circuitos independentes com funções específicas. Na figura 3 temos a representação em blocos destas três funções que analisaremos a seguir:
a) Provador de Continuidade
O provador de continuidade que funciona com a tensão de sua rede, 110 V ou 220 V, tem por elementos básicos uma lâmpada de 5 W (colorida) e duas pontas de prova, conforme sugere a figura 4.
Com a utilização de uma lâmpada de 5 W limita-se a corrente a valores muito baixos (45 mA em 110 V e 22 mA em 220 V) o que permite a prova de diversos tipos de componentes e aparelhos.
Com este circuito pode-se fazer a prova de continuidade de dispositivos que suportem a tensão da rede como eletrodomésticos (resistências, lâmpadas, motores, etc.), ou de alguns componentes eletrônicos como, por exemplo, a prova de continuidade de bobinas, interruptores, resistores de fio, chaves, diodos de alta tensão, etc.
Podemos encostar uma ponta de prova na outra que a lâmpada limitará a corrente evitando qualquer problema de curto-circuito.
b) Circuito de Segurança e Prova
Este circuito é mostrado na figura 5 tendo por elementos básicos uma chave comutadora de 1 polo x 3 posições, 2 lâmpadas, 1 fusível e uma tomada comum.
Sua finalidade é alimentar de modo seguro os aparelhos suspeitos ou recém montados.
Na posição 1 a chave comutadora coloca em série com a tomada uma pequena lâmpada de 15 W. Esta lâmpada atua como um primeiro limitador de corrente para o aparelho alimentado.
Se este tiver um consumo elevado ou apresentar um curto-circuito perigoso a lâmpada simplesmente acenderá com seu máximo brilho e nada acontecerá.
O montador terá tempo para observar se no aparelho alimentado algum componente aquece excessivamente ou apresenta algum comportamento suspeito.
Se o consumo do aparelho for maior do que 10 W, a chave pode ser levada a posição 2, quando então a lâmpada ligada em série passa ser a de 60 W.
Neste caso a corrente fica também limitada, porém num valor maior. Neste caso, igualmente, pode- se verificar com facilidade qualquer anormalidade de funcionamento do aparelho alimentado.
Finalmente, se o aparelho estiver perfeito e se desejar fazer sua alimentação direta, sem limitações de corrente, a chave é colocada na posição 3. O seu consumo pode ser de até 5 A com um fusível protegendo o circuito, o qual queimará em caso de qualquer problema.
Um LED indicará se o aparelho alimentado está ou não recebendo sua alimentação normal ou se apresenta curto-circuito
Veja que, ligando o seu ferro de soldar na tomada em questão, com a chave na posição 1 ou 2 ele receberá uma tensão reduzida, aquecendo-se menos.
Você pode usar estas posições da chave para manter o ferro em ponto de pré-aquecimento.
c) Fonte de Alimentação de Baixa Tensão
O terceiro bloco de nosso aparelho é uma pequena fonte de alimentação de 6 ou 9 V x 500 mA com a qual o montador pode fornecer energia para os aparelhos menores que tiver executado. (figura 6)
Esta fonte é do tipo convencional com um transformador abaixando a tensão da rede, dois diodos fazendo a retificação (D2 e D3), e um capacitor de valor elevado fazendo a filtragem.
A estabilização de tensão é feita com a ajuda de dois diodos zener que são comutados pela chave S3. Com o primeiro diodo obtemos na saída do transistor uma tensão de 6 V e com o outro diodo obtemos uma saída de 9 V.
Esta fonte é protegida por um fusível de 1A em sua entrada.
MATERIAL
Para a montagem o leitor pode usar uma caixa, mesmo de madeira, conforme sugere a figura 7.
Esta caixa poderá ser levada ao local em que o leitor realizar suas montagens, ou fixada em sua bancada. Pode-se até fazer algumas divisões na parte não usada para alojar os componentes, para guardar material como ferramentas, etc., exatamente como no desenho.
Os componentes poderão ser conseguidos com facilidade devendo apenas ser observado que uma parte destes é do tipo “elétrico" adquirido em casas de material elétrico e de instalações, enquanto que outra parte é do tipo eletrônico, sendo conseguido portanto em outro tipo de comércio.
MATERIAL ELÉTRICO
As lâmpadas, evidentemente são todas do tipo incandescente comuns para 110 V ou 220 V conforme sua rede. A de 5 W é do tipo redondo de rosca fina ou comum.
O leitor deve comprar os suportes para estas lâmpadas dando preferência aos tipos de colocação externa (figura 8).
O cabo de alimentação e a tomada são também componentes que podem ser encontrados nas casas de materiais elétricos. A tomada pode ser tipo "externo" ou de embutir.
MATERIAL ELETRÔNICO
O fusível e seu suporte são do tipo usado em aparelhos eletrônicos para os dois casos (F1 e F2). Você pode usar qualquer tipo de suporte.
A chave S1 é rotativa de 1 polo x 3 posições. Esta chave é comum no mercado, mas se tiver dificuldade pode usar chaves de 2 polos x 3 posições deixando desligada uma de suas seções.
Para S1 qualquer interruptor serve. Escolha de acordo com sua preferência.
Q1 é um transistor NPN de potência BD135 podendo ser usados equivalentes como o BD137, BD139, etc. Este transistor deve ser dotado de um pequeno radiador de calor que nada mais é do que uma chapinha de metal parafusada em seu invólucro (veja os desenhos).
Os diodos zener determinam a tensão de saída. Z1 e Z2 são diodos para 5V6 e 8V2 x 400 mW.
O transformador T1 tem um enrolamento primário de acordo com a rede local (110 V ou 220 V) e seu secundário é de 9 9 V por 250 ou 350 mA.
D1, D2 e D3 são diodos de silício do tipo 1N4002 ou seus equivalentes de menor tensão.
O LED indicador de tensão é vermelho comum, de qualquer tipo.
R1 é um resistor de fio de 5 W com os valores indicados na lista de material.
Os valores deste componente são determinados pela tensão de sua rede.
R2 é um resistor comum de carbono. Veja seu valor na lista de material já que sua dissipação pode ser de 1/4, 1/2 ou mesmo 1 W.
Os capacitores usados são dois. O primeiro (C1) deve ter o valor maior possível. O mínimo recomendado para se obter uma boa filtragem é 1000 µF e sua tensão de trabalho deve ser de pelo menos 16 V. C2 é um capacitor cerâmico ou de poliéster de 100 nF ou 0,1 µF. A tensão de trabalho neste caso não é importante, devendo apenas ser maior que 25 V.
Material adicional que o montador precisará será o par de pontas de prova que podem ser adquiridas prontas (uma vermelha e outra preta) ou improvisadas com dois pregos grandes com fios soldados e protegidas no cabo com um pedaço de fita isolante ou então colocados em tubos vazios de canetas esferográficas.
Os bornes de ligação para estas pontas de prova ficam à vontade do leitor.
Temos ainda os fios, os botões plásticos para as duas chaves, a chave comutadora de 1 polo x 2 posições ou 2 polos x 2 posições para os zeners que pode ser de qualquer tipo, a ponte de terminais e os bornes de saída de baixa tensão, um vermelho e outro preto,diferentes dos usados na saída PP1 e PP2.
MONTAGEM
Para a montagem o leitor deve usar um soldador de pequena potência, ponta fina, e solda de boa qualidade. Como ferramentas adicionais um alicate de corte lateral, um alicate de ponta fina e chaves de fenda.
O diagrama completo da bancada é mostrado na figura 9.
A disposição dos componentes para a montagem em ponte de terminais é mostrada na figura 10.
O transformador, as bases das lâmpadas, a tomada e os suportes dos fusíveis são montados na base de madeira ou caixa do aparelho. As chaves e o interruptor são montados na parte frontal da caixa, assim como os bornes PP1, PP2, (+) e (-).
São os seguintes os principais cuidados que o montador deve tomar para realizar sua montagem.
a) Observe a polaridade de todos os diodos e do LED também. A polaridade do LED é dada em função do lado achatado de seu invólucro, o qual corresponde ao catodo, e dos diodos é dada pelo anel em seu invólucro.
b) Observe a posição do transistor. Na soldagem deste componente seja rápido para que o excesso de calor não o danifique.
c) Os diodos zener também têm polaridade certa a qual é dada em função do anel em seu invólucro.
d) O capacitor eletrolítico é outro componente polarizado. Cuidado para não invertê-lo.
Para as ligações entre os componentes use fios flexíveis de capa plástica, cortando-os em comprimento apropriado. Dê um nó no cabo de alimentação no ponto em que ele sai da caixa para não ser arrancado por um puxão acidental.
O LED deve ser montado em local visível do painel, e os fusíveis em local acessível.
Cuidado com a polaridade dos bornes de saída da fonte.
EXPERIMENTANDO O APARELHO
Terminada a montagem, confira com cuidado as ligações e as posições dos componentes. Faça isso acompanhando o diagrama para não deixar qualquer dúvida.
Depois, coloque a chave S1 na posição que liga L2. Começaremos por testar o circuito de segurança.
Ligue na sua tomada um aparelho qualquer como, por exemplo, uma lâmpada comum de um abajur. O aparelho deve funcionar com pequena intensidade (se for lâmpada acenderá fraco, e se for motor girará devagar).
O LED deve acender com brilho abaixo do normal e a lâmpada L2 brilhar quase no máximo.
Passe a chave para a posição 2. O aparelho deve funcionar com mais força (brilhar ou girar mais) e a lâmpada L3 brilhará abaixo do normal.
O LED deve brilhar um pouco mais fraco que o normal.
Agora, com a chave na posição 3, o aparelho funciona normalmente (brilho ou velocidade máxima) e o LED acende com o máximo brilho. As três lâmpadas do aparelho permanecem apagadas.
Retire o aparelho em prova, e ligue as pontas de prova nos terminais PP1 e PP2. Encoste uma na outra. A lâmpada deve acender com o máximo de brilho.
Está provado o provador de continuidade.
Depois disso, desligue as pontas de prova, e teste a fonte. Ligue em sua saída uma lâmpada de 6 V colocando-a na posição de 6 V. Ligue-a na posição de 9 V com uma lâmpada de 9 V.
O brilho da lâmpada nos dois casos deve ser normal. Se tiver um voItímetro verifique a tensão de saída.
O aparelho estará pronto para ser usado.
USO DO “TRÊS EM UM"
a) Prova de Continuidade
Com este tipo de prova você pode fazer as seguintes verificações:
- Teste de eletrodomésticos: encoste as pontas de prova em seus terminais de ligação à rede. Resistência de ferro elétrico, chuveiro, torneira elétrica, em bom estado deve fazer a lâmpada acender com brilho total. Lâmpadas de até 60 W fazem a lâmpada L1 acender com brilho forte e a lâmpada em prova, acende bem fraca.
- Interruptores: fazem a lâmpada acender quando fechados e impedem seu acendimento quando abertos. Encoste as pontas de prova em Seus terminais.
- Diodos: diodos de silício como o 1N4004, 1N4007, BY127 podem ser testados com o provador. A lâmpada acenderá com brilho abaixo do normal quando as pontas de prova são encostadas em seus terminais (não há polaridade). Diodo aberto: lâmpada apagada; diodo em curto: lâmpada acessa com o máximo brilho.
- Transformadores para a rede: enrolamento de alta tensão 110 ou 220V a lâmpada acende um pouco mais fraca que o normal. Enrolamento de baixa tensão, a lâmpada acende com o brilho normal.
b) Circuito de Segurança
Para usar o circuito de segurança, deixe em primeiro lugar a chave S1 na posição. Só então ligue o aparelho que você quer experimentar na tomada.
- Ligando o aparelho temos as seguintes indicações:
1. Se a lâmpada acender com o máximo brilho e o LED apagar temos duas possibilidades: ou o aparelho está em curto ou seu consumo normal de energia é superior à 50 W. Passe a chave para a posição 2 para um segundo teste: se o LED continuar apagado e a lâmpada L2 acender com seu brilho máximo é porque o aparelho está em curto. Se o LED acender e a lâmpada brilhar com brilho reduzido, o aparelho está normal. Pode passar a chave para a posição 3 se não notar nada de anormal no aparelho.
2. Se a lâmpada permanecer apagada é porque o aparelho em prova está aberto, ou seja, não está recebendo alimentação..Faça uma verificação em seu circuito.
3. Se o aparelho estiver aparentemente em ordem e você ligando-o na posição e o LED apagar é porque o fusível F1 está queimado.
4. Use a chave na posição 1 ou 2 para manter o ferro de soldar ligeiramente aquecido. A posição 2 dá maior temperatura que a posição 1.
5. Aparelhos de alto-consumo como ferros elétricos, quando testados mesmo na posição 2 fazem a lâmpada acender em seu máximo brilho quando bons. Não passe a chave para a posição 3 senão o fusível vai queimar-se.
Podemos então dar a seguinte regra de segurança para o seu circuito de proteção:
REGRA GERAL
1. Só ligue algum aparelho suspeito ou em prova com a chave na posição 1 ou 2. Nunca na posição 3.
2. Se a lâmpada L3 brilhar no máximo com qualquer prova, e o LED apagar, não passe a chave para a posição 3. (figura 11)
3. Só passe a chave para a posição 3, se o aparelho for verificado normal e o LED acender, mesmo que, com brilho reduzido. A lâmpada L3 não deve estar em seu máximo brilho.
c) Fonte
Para usar a fonte, basta acionar o interruptor S1 e ligar em sua saída o aparelho que se deseja alimentar.
(Publicado originalmente em 1981)
