Estrobo Fluorescente (ART1920)

Escrito por Newton C Braga

Este circuito faz com que lâmpadas fluorescentes pisquem rapidamente, produzindo, com boa intensidade, o efeito estroboscópico em bailes, festas ou outros locais e ainda ser alterado para piscar lentamente, com utilização em sinalização e decoração. O uso de um transistor de efeito de campo de potência garante maior rendimento ao circuito.

Uma lâmpada de boa intensidade que pisque rapidamente produz o efeito estroboscópico, que é o “congelamento" dos movimentos. Esse efeito é muito usado em clubes e boates para as pistas de dança.

O aparelho que descrevemos faz com que uma lâmpada fluorescente de até 40 W pisque rapidamente com intensidade elevada, iluminando um ambiente de modo a termos o efeito estroboscópico.

No nosso projeto é utilizado um sistema de modulação que garante um excelente rendimento na transferência de energia para lâmpada, além de um transistor de efeito de campo MOS de potência.

A alimentação original vem da rede de energia, mas como o setor principal também funciona com 12 V, o aparelho pode também ser usado com baterias, num carro ou em local fixo.

 

Características:

Tensão de entrada: 110 V/220 Vc.a. ou 12 Vc.c.

Consumo: 30 a 40 W

Tensão na lâmpada: 400 V a 600 V

Frequência: 0,1 Hz a 5 Hz

 

Para termos um bom rendimento na alimentação da lâmpada é interessante usar uma alta tensão modulada. Um sinal entre 300 Hz e 1000 Hz é então gerado e interrompido periodicamente na frequência que permite a obtenção do efeito.

Para isso, usamos em nosso projeto dois osciladores com base em portas NAND de um circuito integrado 4093B.

A primeira porta é formada por CI-1a e tem sua frequência dada por R1 e Q2. Este sinal tem uma frequência entre 300 Hz e 1000 Hz, e eventualmente podemos alterá-la de modo a ter maior rendimento em função das características do transformador usado;

A modulação, ou taxa de interrupções, que determinará o ritmo das piscadas, é determinada por Cl-1b. A frequência, que pode ser alterada, é fixada por R2 e C3.

Um valor maior de C3, como 470 nF ou mesmo 1 ,uF, torna o aparelho um pisca-pisca lento, com uso em sinalização.

Os sinais dos dois osciladores são combinados nas duas portas restantes do circuito integrado, Cl-1c e Cl-1d..

O sinal das duas etapas de combinação de sinais, que também funcionam como buffers-amplificadores, é aplicado â comporta de um transistor de efeito de campo de potência.

Este componente de muito alta potência tem por carga o enrolamento do transformador, alimentando-o então com um sinal interrompido na frequência das piscadas.

No transformador temos a indução de uma alta tensão que alimenta diretamente a lâmpada fluorescente, fazendo-a piscar.

Lâmpadas de 5 a 40 W podem ser usadas, e até mesmo as que já estejam fracas para funcionar na rede de energia, de menor tensão, acenderão neste aparelho.

O que ocorre é que o transformador tem enrolamento primário de 220 V, mas para a forma de onda senoidal da rede.

Aplicando um sinal retangular, como neste circuito, a forma de onda diferente produz picos de indução que atingem tensões muito maiores, chegando em alguns casos a 600 V, o que facilmente ioniza o gás de uma lâmpada, mesmo fraca.

 

MONTAGEM

Na figura 1 temos o diagrama completo do aparelho.

 

Figura 1 – Diagrama completo do aparelho
Figura 1 – Diagrama completo do aparelho

 

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 2.

 

  Figura 2 – Disposição dos componentes na placa
Figura 2 – Disposição dos componentes na placa

 

O circuito integrado pode ser instalado num soquete DIL de 14 pinos para maior segurança, e o transistor de efeito de campo de potência deve ser dotado de um radiador de calor de pelo menos 5 x 5 cm.

O transformador T1 tem enrolamento primário de acordo com a rede local e secundário de 7,5+7,5 V ou 9+9 V com corrente de pelo menos 2 A. O transformador T2 tem enrolamento primário de 110/220 V, sendo usado o ponto de 220 V, e secundário de 6+6 V ou 7,5+7,5 V com 1 A de Corrente ou mais.

O cabo de conexão ã lâmpada deve ser bem isolado, dada a possibilidade de choques com a alta tensão presente.

 

PROVA E USO

Para provar o aparelho basta ligá-lo rede de energia.

Se você quiser alterar a frequência, basta mudar o valor de C3.

Para ter um controle linear da frequência das piscadas pode-se trocar o resistor de 1 M ohms por um potenciômetro do mesmo valor em série com um resistor de 100 k ohms e colocar em lugar de C3 um capacitor de 1 uF.

Para usar o aparelho com bateria, basta eliminar o setor de fonte.

 

Semicondutores:

CI-1 – 40935 - circuito integrado CMOS

D1, D2 - 1N4002 - diodos de silício

Q1 - lFlF63O ou lRF640 - transistor de efeito de campo de potência.

 

Resistores (1/8 W, 5%):

R1 - 47 k ohms - (amarelo, violeta, laranja)

R2 - 1 M ohms - (marrom, preto, verde)

R3 - 10 k ohms - (marrom, preto, laranja)

R4 - 1 M ohms - (marrom, preto, verde)

 

Capacitores:

C1 - 1000 uF - eletrolítico de 16 V

C2 - 100 nF - cerâmico ou poliéster

C3 - 100 nF a 220 nF -cerâmico ou poliéster - ver texto

 

Diversos:

F1 - Fusível de 1 A

S1 - Interruptor simples

T1 - Transformador com primário de acordo com a rede local e secundário

de 9+9 V x 2 A

T2 - Transformador com primário de 220 V ou 110/220 V e secundário de 6+6 V x 1 A

X1 - Lâmpada fluorescente de 5 W a 40 W

Placa de circuito impresso, soquete para o integrado, radiador de calor para CI-1, cabo de alimentação, caixa para montagem, fios, solda, etc.