Abajur de toque

Escrito por Newton C. Braga
Qua, 06 de Julho de 2011 12:39

Tocando em qualquer parte do abajur, a lâmpada acende e assim permanece por um intervalo de tempo pré-determinado. Também podemos usar o mesmo circuito para acender uma lâmpada no teto, sem a necessidade de um interruptor que pode ser difícil de localizar. Outras aplicações incluem o acionamento de pequenas estufas ou motores universais por tempo pré-determinado. O circuito funciona tanto na rede de 110 V como 220 V.
Eis uma montagem cuja finalidade básica é se obter um acionamento temporizado por toque para uma lâmpada incandescente comum.
Podemos ter uma curiosa lâmpada que acende pelo simples toque em qualquer parte de sua base, que na realidade é o sensor.
Tocando, ou mesmo aproximando a mão dos elementos sensores, a lâmpada acende e assim permanece por um intervalo de tempo pré-determinado.
Uma idéia é como "mágica" em que você terá na sua sala um abajur, sem interruptores, que acende pelo simples toque em qualquer ponto de sua estrutura.
O circuito é simples baseado em peças comuns de baixo custo e é sensível o bastante para disparar até mesmo pela aproximação.
A carga pode ser formada por qualquer lâmpada incandescente comum de 5 watts até 200 watts.
O segredo da sensibilidade desta montagem está no uso do circuito integrado CMOS 7555 que utiliza transistores de efeito de campo na entrada.

Como Funciona
O circuito integrado 7555 ou TLC7555 consiste na versão CMOS, ou seja, com transistores de efeito de campo na entrada, do conhecido timer 555.
Os transistores de efeito de campo na entrada de disparo (pino 2) conferem a este componente uma enorme sensibilidade.
Assim, o simples toque dos dedos neste pino, convenientemente polarizado, faz com que a tensão caia a um nível suficientemente baixo para provocar o seu disparo.
Na figura 1 temos a configuração básica de monoestável para este componente.



O resistor R1 polariza a entrada de disparo de modo que ela permaneça no nível alto.
Nestas condições, o circuito integrado manterá sua saída no nível baixo, com 0 V de tensão enquanto o pino 2, em que está ligado R1 estiver com uma tensão de 1/3 ou mais da tensão de alimentação.
Quando tocamos no pino, o contacto de nosso corpo com este ponto do circuito e com a terra representa um resistor que, em conjunto com R1, forma um divisor de tensão.
O valor da resistência do corpo é bem mais baixo do que R1, escolhido para o projeto, o que garante que a tensão caia a um valor inferior a 1/3 da tensão de alimentação.
Nestas condições, o circuito integrado dispara e a tensão de saída é levada ao nível alto, apresentando uma tensão de aproximadamente 9 V, que é a tensão de alimentação deste setor.
O monoestável se caracteriza por não permanecer indefinidamente no estado em que o colocamos.
O tempo durante o qual ele permanece ligado depende do resistor R2 e do capacitor C1.
No projeto original fazemos o resistor variável de modo que podemos ajustar à vontade o tempo de acionamento do circuito.
Assim, após o toque, o circuito liga e assim permanece pelo tempo dado por R2 e C1.
O circuito integrado não pode acionar diretamente a lâmpada pois ele trabalha em regime de baixa tensão.
Usamos então o sinal que ele fornece para disparar um SCR que pode controlar cargas de potência elevada.
O SCR usado é um TIC106 que na versão com sufixo B pode opera na rede de 110 V e sufixo D para a rede de 220 V.
Para o setor de baixa tensão que alimentação o circuito integrado, temos uma fonte redutora sem transformador.
Um zener de 9 V garante a estabilidade da alimentação, se bem que isso não seja crítico no nosso caso.
Observamos que, apesar do circuito estar diretamente ligado à rede de energia, o resistor de 220 kΩ na entrada limita de tal forma qualquer corrente que possa circular pelo sensor, que não existe perigo de choque para o usuário.
No entanto, é preciso tomar muito cuidado para que todas as demais partes do circuito estejam muito bem protegidas.

Montagem
Começamos por dar o diagrama completo do aparelho na figura 2.



Na figura 3 temos uma sugestão de placa de circuito impresso para a montagem.



Os resistores usados são de 1/8 ou 1/4 W com qualquer tolerância.
O capacitor C2 é opcional.
Este componente só deve ser usado se for notado disparo errático, isto é, se a lâmpada tender a acender sozinha, sem que ninguém toque no sensor.
O SCR deverá ser dotado de um pequeno radiador de calor que consiste numa chapinha dobrada e parafusada em seu invólucro.
O resistor R5 é o único componente de maior dissipação (1 ou 2 W) pois tende a aquecer levemente quando o aparelho está em funcionamento.
O sensor pode ser qualquer parte metálica do objeto, uma chapa de metal ou ainda uma rede de fios descascados.
Uma outra possibilidade, se desejamos ocultar o modo de acionamento, é o uso de uma cabeça de alfinete na base da montagem, conforme mostra a figura 4.




O fio de ligação ao sensor não pode ser longo.
Acima de 1 ou 2 metros, começa a haver a captação de ruídos que disparam de modo errático o aparelho.
Os valores entre parênteses de R5 é para o componente quando o circuito é ligado na rede de 220 V.
O circuito deve ser montado em soquete próprio e os capacitores eletrolíticos devem ter tensões de trabalho de 16 V ou mais.
Na rede de 110 V o diodo pode ser o 1N4004 e para a rede de 220 V o 1N4007.

Prova e Uso
A prova pode ser feita logo que o projeto esteja montado.
Basta ligar o aparelho na tomada, colocar P1 na posição de menor tempo (menor resistência) e tocar no sensor.
Se a lâmpada não acender, inverta a posição da tomada.
Tocando no sensor, a lâmpada deve ficar acesa por alguns segundos.
Ajuste então P1 para o tempo de acendimento desejado.

Lista de Materiais:

Semicondutores:
CI-1 - 7555 - circuito integrado CMOS
SCR - TIC106B (110 V) ou TIC106D (220 V) - diodo controlado de silício
D1 - 1N4004 ou 1N4007 - diodo de silício - ver texto
Z1 - Diodo zener de 9 V x 1 W

Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 - 220 k Ω - vermelho, vermelho, amarelo
R2, R3 - 10 M Ω - marrom, preto, azul
R4 - 10 k Ω - marrom, preto, laranja
R5 - 10 k Ω x 2 W - resistor (110 V) ou 22 k Ω x 2 W (220 V)
R6, R7 - 10 k Ω - marrom, preto, laranja
P1 - 1 M Ω - trimpot

Capacitores:
C1 - 10 nF - capacitor cerâmico ou poliéster
C2 - 1 pF - capacitor cerâmico (ver texto)
C3 - 10 µF a 47 µF x 16 V - capacitor eletrolítico
C4 - 100 nF - capacitor cerâmico ou poliéster
C5 - 1000 µF x 16 V - capacitor eletrolítico

Diversos:
F1 - 4 A - fusível
L1 - Lâmpada incandescente comum até 200 W

Caixa para montagem, radiador de calor para o SCR, cabo de alimentação, soquete para a lâmpada, suporte para o fusível, soquete para o circuito integrado, fios, solda, etc.


Fonte: [Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar este link]

Valeu Railson!