Luminária de emergência de 12 V

abe aquela luminária de emergência que queimou é não teve conserto? Que tal construir um novo circuito para fazê-la funcionar outra vez? Este é mais um circuito baseado no fantástico CI 555, que com poucos componentes implementa tudo o que é necessário para funcionar uma lâmpada fluorescente de emergência. O circuito funciona com uma bateria de 12 V, que é mantida em carga lenta com a energia da rede elétrica (127/220 V), e permanecendo ligada na tomada, acende automaticamente quando faltar energia, salvando o ambiente de ficar no escuro.

Antes de partir de imediato para o circuito é, interessante analisar como funciona um circuito típico de uma lâmpada de emergência, observando que são necessários vários circuitos menores que trabalham em conjunto para realizarem diferentes partes do trabalho. Na figura 1 vemos um diagrama em blocos do nosso circuito, que é bastante similar aos circuitos desse tipo que são produzidos comercialmente. No entanto, devido à versatilidade do CI 555 veremos que o nosso é bem mais simplificado, embora possua as mesmas funcionalidades.



O circuito fica ligado permanentemente na tomada, recebendo a tensão de 127/220 Vca, a qual é rebaixada para 15 Vcc. A tensão de 15 Vcc alimenta o próprio circuito e mantém a bateria em carga lenta. Quando falta energia na rede, a lâmpada acende automaticamente, alimentada com a energia armazenada na bateria.
O primeiro bloco, que está ligado diretamente na rede elétrica (127/220 V) é o carregador de bateria. Ele na verdade é uma fonte de 15 V sem transformador, que além de fornecer a energia para a carga da bateria, também alimenta o próprio circuito. Ligada à saída deste bloco está a bateria de 12 V, que deve ser de gel ou chumbo-ácida, com corrente de até 7 A.
O próximo bloco é o sensor da falta de energia, que se encarrega de acionar o inversor em caso de falta de energia, e o mantém desligado enquanto há energia na tomada.
Como a lâmpada usada é uma lâmpada fluorescente, que precisa de uma tensão superior a 400 V para acender, entra em ação o circuito inversor, que se encarrega de elevar a tensão de12 V da bateria para a tensão necessária.

O Circuito

Na figura 2 é mostrado o diagrama do circuito. Na parte de cima observa-se a fonte de 15V que carrega a bateria e alimenta o restante do circuito. Trata-se de uma fonte sem transformador, a qual recebe a energia da rede elétrica (127 VCA) e converte para 15 VCC. Durante os testes em bancada deve-se ter cuidado para não tocar no circuito enquanto ele estiver ligado na tomada, pois uma vez que não há isolamento da rede pode causar choques. É necessário cuidado também quando o circuito estiver desligado da rede, mas com lâmpada acesa, pois na saída do transformador T1 haverá uma tensão acima de 400 VCA, que também pode causar choques.



À primeira vista esta fonte pode parecer perigosa de ser manipulada, mas na verdade, se observados os mínimos cuidados, não há problema algum. As lâmpadas de emergência produzidas comercialmente em geral usam uma fonte semelhante a esta. É um circuito clássico, usado em muitos equipamentos eletrônicos onde se precisa de uma fonte de baixa capacidade de corrente e baixíssimo custo, como neste caso.
O funcionamento da fonte é simples: a corrente alternada da rede passa pelo capacitor de 2 μF x 250V por reatância capacitiva. Os diodos zeners de 15 V ceifam os picos de tensão e fazem o rebaixamento para esta tensão. O diodo 1N4004 faz retificação e o capacitor de 1000 μF faz a filtragem. O resistor de 100 kohms x 5 W absorve parte do excesso de energia, protegendo os diodos zeners.
A capacidade de corrente desta fonte é de aproximadamente 80 mA. Considerando-se que o circuito em condição de repouso gasta aproximadamente 20 mA, sobram 60 mA para a carga da bateria, o que nos garante uma carga lenta e sem perigo de sobrecarregá-la.
A próxima parte do circuito que merece atenção é o nosso sensor de energia da rede. Esta etapa vai fazer o acionamento da lâmpada quando faltar energia, e é composta pelo transistor BC337, dois resistores de 10 K e dois capacitores eletrolíticos de 100 μF. Enquanto tiver energia na saída da fonte, esta tensão chega à base do transistor pelo resistor de 10 K, e por sua vez o transistor conduz, aterrando o pino 4 do CI 555, inibindo o funcionamento do inversor. Com isso, a lâmpada se mantém apagada. Entretanto quando faltar energia da rede, o transistor deixa de conduzir, liberando assim o pino 4 do CI, e com isso o inversor baseado no CI 555 começa a funcionar.