9 circuitos de luz (UJT + Power-FET) (ART272)

O VELHO E O NOVO EM NOVAS CONFIGURAÇÕES

Um componente relativamente antigo como o Transistor Unijunção (UJT) quando associado ao mais moderno FET de potência  (Power-FET) pode resultar em aplicativos muito úteis. Os leitores ávidos por novas configurações para projetos têm neste artigo algumas sugestões bastante interessantes.

O transistor unijunção (UJT ou TUJ) foi inventado nos Estados Unidos pelos engenheiros do laboratório da General Electric em 1953 mas só se tornou popular nos circuitos a partir de 1960 com a disponibilização de tipos de baixo custo como o 2N2646, até hoje muito usado.

Por outro lado, o transistor de efeito de campo ainda que em sua estrutura básica seja bem mais antigo, só se tornou popular com as versões de potência (Power-FETs) nesta década.

Os UJTs, em sua configuração básica apresentada na figura 1, são geradores de sinais de baixas frequências, operando como osciladores de relaxação de potência muito baixa.

 

No emissor deste componente é possível obter formas de onda dente-de-serra, e nas bases B1 e B2 podemos obter pulsos tanto positivos como negativos.

Para os transistores de efeito de campo de potência, com circuito básico mostrado na figura 2, pode-se controlar cargas de alta corrente a partir de tensões de 2 V aplicadas na base.

 

Como se trata de um dispositivo de muito alta impedância de entrada, podemos associá-lo com certa facilidade ao transistor unijunção, e assim obter circuitos de tempo e osciladores de muito alta potência com poucos componentes.

Alguns circuitos desenvolvidos e testados com esta finalidade serão apresentados a seguir.

Para estes circuitos o transistor unijunção recomendado é o 2N2646, e o FET de potência pode ser qualquer um de canal N da série IRF, por exemplo, com corrente de dreno de acordo com a carga controlada. Tipos a partir de 3 A servem para todos os circuitos indicados.

Os primeiros circuitos que mostramos são de controles de luz. Num segundo artigo daremos os mesmos componentes gerando sinais de áudio.

 

1. PULSADOR DE POTÊNCIA

O circuito fornecido na figura 3 produz pulsos de luz de alta intensidade em frequência que depende do resistor de 100 k ohms.

 

Este componente pode ser trocado por um potenciômetro de 1 M ohms em série com um resistor de 47 k ohms para se ter um ajuste de frequência.

A intensidade do pulso é de certo modo determinada pelo tempo de descarga do capacitor através de R1 de forma que alterações de valor do capacitor podem influir neste parâmetro. Experimentos recomendam capacitores de 100 µF a 470 µF para que se tenha uma boa potência para as pulsações.

Lâmpadas de 12 V com correntes de 500 mA a 2 A são as recomendadas para as aplicações comuns.

 

2. PULSADOR DE POTÊNCIA II

No circuito apresentado na figura 4 agregamos um capacitor (C2) e um resistor (R4) na base do FET de potência de modo a prolongar o tempo de condução do mesmo quando excitado, e assim termos maiores intervalos de acendimento da lâmpada.

 

Quando o transistor unijunção produz o pulso de descarga, ele carrega C2 que então descarrega-se lentamente por R4,mantendo o FET polarizado em condução.

A frequência pode ser ajustada por um potenciômetro em série com o resistor de 100 k ohms (R1), ou pela alteração do capacitor no emissor do unijunção. O tempo de acendimento da lâmpada pode ser alterado tanto pela mudança de valores de C2 quanto de R4.

 

3. LUZ ONDULANTE

Este circuito produz um efeito de luz que "ondula" entre pontos de máximo e mínimo suavemente, com frequência determinada basicamente pelos dois capacitores (figura 5).

 

Quando o capacitor C1 se carrega, a tensão sobe carregando também C2 via R4,de modo que o transistor de efeito de campo entra suavemente em condução. Entretanto, logo que ele atinge o tempo de saturação, C1 descarrega-se pelo disparo do unijunção e C2 descarrega-se lentamente por R5,fazendo com que o transistor vá lentamente ao corte, apagando a lâmpada.

Com os valores indicados no diagrama temos a oscilação suave de brilho da lâmpada. O leitor pode fazer experiências com os capacitores e os resistores de maneira a obter exatamente o efeito que deseja.

 

4. LUZ "DENTE DE SERRA"

O efeito de luz obtido com o circuito mostrado na figura 6 é diferente dos demais: ela acende lentamente em certo momento até atingir o máximo, para depois apagar rapidamente.

 

A frequência de operação é ajustada no potenciômetro de 100 k ohms e também depende do capacitor. Devem ser feitas experiências com os valores dos componentes, caso o leitor deseje alterar o efeito básico.

 

5. OSCILADOR COM ACENDIMENTO SUAVE

Um circuito em que a luz acende suavemente e apaga também rapidamente, mas que pode ser ajustado com mais facilidade, é o exemplificado na figura 7.

 

A frequência é ajustada no potenciômetro de 1 M ohms enquanto que o limiar de acendimento, e portanto o efeito (brilho) é ajustado no potenciômetro de 2,2 M ohms.

Alterações de valor no capacitor podem ser feitas no sentido de obter-se o efeito desejado.

 

6. LUZ ONDULANTE 2

Um outro circuito de luz ondulante com ajuste tanto de frequência quanto de efeito é mostrado na figura 8.

 

A luz acende suavemente quando o capacitor de 220 µF carrega-se, e o seu ponto de limiar é ajustado no potenciômetro de 2,2 M ohms.

O apagamento suave é determinado pelo capacitor de 4,7 M ohms, e também pelo resistor de 1 M # na comporta do transistor de efeito de campo de potência.

Com os valores indicados, os ciclos de acendimento estão entre 2 e 10 segundos, mas o leitor poderá modificar os componentes de acordo com as aplicações desejadas.

 

7. TIMER DE LUZ

O circuito mostrado na figura 9 faz com que a lâmpada acenda depois de um certo tempo determinado pelo ajuste do potenciômetro de 2,2 M ohms, e pelo capacitor de 100 a 1000 µF no emissor do transistor unijunção.

 

Quando o transistor unijunção dispara, o pulso produzido carrega o capacitor de 10 µF na comporta do transistor de efeito de campo, mantendo-o em condução.

Como a impedância de entrada do transistor de efeito de campo é extremamente alta, a carga e a condução podem ser mantidas por longos intervalos de tempo (mais de 1 hora dependendo do capacitor).

Para apagar a lâmpada e rearmar o circuito basta descarregar o capacitor de 10 µF pressionando o interruptor de pressão em paralelo. Melhores resultados são obtidos com o uso de capacitores de poliéster de 1 a 10 µF.

O tempo de retardo obtido com um potenciômetro de 2,2 M ohms e um capacitor de 1 000 µF pode chegar a 1 hora.

 

8. PULSADOR INVERSO

Os pulsos de luz produzidos por este circuito são negativos, ou seja, a lâmpada dá breves "apagadas" numa frequência determinada pelo ajuste de P1,e cuja profundidade é determinada pelo ajuste de P2. O circuito que pode controlar lâmpadas de alta potência é visto na figura 10.

 

O capacitor determina a frequência e pode ser alterado numa ampla faixa de valores.

 

 

9. PULSADOR SENSÍVEL À LUZ

O circuito mostrado na figura 11 é sensível à luz. Sua frequência é determinada pela intensidade de luz que incide no sensor, no caso um LDR comum.

 

Ao utilizá-lo, devemos tomar cuidado para que a luz da lâmpada que ele controla não realimente o sensor (LDR), o que causaria instabilidade de funcionamento.

A montagem do LDR em um tubo opaco com uma lente aumenta sua sensibilidade e diretividade, evitando os problemas indicados.

 

CONCLUSÃO

As aplicações sugeridas neste artigo envolvem o controle de uma lâmpada incandescente gerando pulsos, intervalos de tempo, etc.

No entanto, o FET de potência e o transistor unijunção também podem ser usados em circuitos geradores de sons. Estas possibilidades serão abordadas futuramente.

 

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