Este circuito pode ser usado para acender automaticamente luzes de um jardim, uma vitrine ou entrada de residência quando escurece. Outras aplicações incluem sistemas de proteção onde o corte da luz dispara um alarme. O circuito é sensível e possui recursos para não responder a variações rápidas de luz como as que ocorrem em caso da passagem de um objeto diante do sensor.

Obs.: Circuito equivalente com outra configuração pode ser encontrado no ART323.

 

Se bem que possam ser adquiridos sistemas de iluminação automática prontos, uma configuração montada pelo próprio leitor tem a vantagem de poder ser modificada ou preparada de acordo com as necessidades específicas de cada aplicação.

O circuito que ora propomos é simples o bastante para ser modificado conforme as aplicações, mas ao mesmo tempo eficiente para substituir qualquer modelo comercial.

O que temos é um relé que fecha seus contatos quando a luz que incide sobre um sensor (LDR) diminui de intensidade, caindo abaixo de certo nível, ou é cortada.

O sensor pode ficar bem longe do aparelho, o que significa a possibilidade de controle de dispositivos via "controle remoto" sem problemas.

Temos ainda a vantagem de nosso circuito incluir um ajuste que possibilita a alteração de sua sensibilidade conforme a aplicação.

No projeto original foi prevista uma tomada para ser ligada à carga externa a ser controlada. A corrente máxima desta carga vai depender apenas do relé. No nosso caso, cargas de até 300 W na rede de 110 V é o máximo recomendado.

 

COMO FUNCIONA

Dois transistores ligados numa etapa Darlington excitam como carga um relé.

A polarização de base do primeiro transistor é feita por um trimpot em série com um sensor que, no nosso caso, é um LDR (foto-resistor comum).

Quando o LDR se encontra iluminado e sua resistência é baixa, a tensão na base de Q1 é insuficiente para levá-lo à condução, e com isso Q2 também não conduz deixando o relé desenergizado.

Contudo, se a luz que incide sobre o sensor for cortada ou sua intensidade reduzida, a tensão na base de Q1 se elevará a ponto de levá-lo à condução.

O resultado é que o transistor Q2 também é polarizado até o ponto de saturação, energizando assim o relé que se encontra ligado em seu coletor.

Em paralelo com o LDR temos um capacitor cujo valor deve ser determinado experimentalmente. A finalidade deste capacitor é evitar que cortes muito rápidos da luz sobre o LDR causem o disparo do circuito como o que acontece com a passagem momentânea de um pássaro no caso das iluminações externas, e da mesma forma com um relâmpago que provoque o apagamento das luzes, se o relé estiver acionado durante à noite.

Um ponto importante da montagem é o uso de um interruptor de pressão para S1.

Se o aparelho for empregado para desligar as luzes de uma vitrine ou jardim ao amanhecer, pressionando S1 por um momento, o aparelho ligará ativando o relé, e com isso tanto as lâmpadas controladas como o próprio circuito. Isso deve ser feito à noite.

Quando amanhecer, o relé se desligará e também a alimentação das lâmpadas bem como o próprio aparelho que precisará ser reativado na noite seguinte.

Para outras aplicações deve ser usado um interruptor comum e somente para controlar a alimentação do enrolamento primário do transformador.

A alimentação do setor de baixa tensão é feita com 12 V, tensão que não precisa ser estabilizada, já que o circuito não é crítico.

 

MONTAGEM

Na figura 1 temos o diagrama completo do sistema de iluminação automática ou relé de luz.

 


 

 

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

 

Sugestão de placa.
Sugestão de placa.

 

O fusível depende da corrente da carga que vai ser controlada, assim como o relé. Usamos um G1RC2 da Metaltex que, no entanto, pode ser substituído por outros de maior corrente, se a carga for superior a 300 W (na verdade o G1RC2 é para 6 A, mas trabalhamos com corrente menor para obter maior durabilidade).

Como sensor podemos usar qualquer LDR comum, o qual pode ser ligado ao circuito por meio de fio comum longo (até 20 metros). Considerando que esta etapa funciona com corrente contínua, e que o próprio capacitor C2 funciona como um filtro, não será preciso usar fio blindado.

O leitor também poderá tentar utilizar um fototransistor como sensor, mas eventualmente precisará aumentar P1 para conseguir o ajuste em função do nível de iluminação em que deve ocorrer o disparo.

Os transistores admitem equivalentes, e o transformador tem enrolamento primário de acordo com a rede de energia, e secundário de 12 V com tomada central e corrente de 500 mA ou mais.

As demais especificações dos componentes usados são dadas na relação de materiais.

Se o aparelho for usado em local externo, deverá ser montado em caixa à prova de chuva.

 

PROVA E USO

Para provar o aparelho bastará ligar na saída X1 uma lâmpada comum ou qualquer eletrodoméstico com consumo dentro das especificações do relé.

Ligando a unidade, deixe o LDR iluminado pela ambiente e vá ajustando P1 até que o relé feche seus contatos. Volte um pouco o ajuste para que a carga fique desativada quando o LDR estiver iluminado.

Colocando a mão diante do LDR o relé deverá ser ativado, acionando a carga externa.

Passando a mão rapidamente diante do LDR não deverá haver tempo para que haja o acionamento do relé. Se isso ocorrer, aumente o valor de C2. Valores até 1 000 µF são admitidos, se o leitor tiver de usar o aparelho em local sujeito a muitas passagens de objetos diante do sensor.

Uma vez comprovado o funcionamento do aparelho, pode-se fazer sua instalação no local definitivo.

Se o aparelho for usado para acionar um sistema de iluminação de jardim, vitrine ou outro local, devemos cuidar para que o sensor não receba a alimentação das luzes que controla, conforme ilustrado na figura 3.

 

Não aponte o sensor para a luz que ele controla
Não aponte o sensor para a luz que ele controla

 

Se o sensor receber de volta iluminação das lâmpadas que controla, poderá haver uma realimentação que vai instabilizar o circuito. O que se precisa fazer é instalar o LDR dentro de um tubinho (não é necessário lente) e apontar este tubinho para o céu ou para um local que tenha iluminação natural que sirva de referência para seu acionamento.

Também observamos que o circuito pode funcionar com dois sensores que tanto podem ser ligados em série quanto em paralelo.

Se os LDRs forem ligados em paralelo, teremos a função lógica ou, o que quer dizer que se um ou outro LDR deixar de receber luz o relé fechará seus contatos. Se forem ligados em série, teremos a função E,o que significa que é necessário que um E outro deixem de receber luz para que o sistema seja ativado.

 

Semicondutores:

Q1 - BC548 ou equivalente - transistor NPN de uso geral

Q2 - BD135 ou 2N2222 - transistor NPN

D1, D2, D3 - 1N4002 ou equivalente - diodos de uso geral de silício

Resistores: (1/8 W, 5%)

R1 - 10 k Ω

R2 - 100 Ω

P1 - 1 M Ω - trimpot ou potenciômetro

LDR - LDR comum redondo de 1 a 3 cm

Capacitores:

C1 - 1 000 µF x 25 V - eletrolítico

C2 - 1 a 10 µF x 12 V - eletrolítico - ver texto

Diversos:

T1 - Transformador com primário de acordo com a rede local e secundário de 12 + 12 V x 500 mA ou mais

S1 - Interruptor de pressão ou simples - ver texto

K1 - Relé de 12 V (G1RC2 ou equivalente)

X1 - Tomada de embutir em caixa

F1 - Fusível de 5 A

Placa de circuito impresso, caixa para montagem, suporte para fusível, cabo de força, fios, solda, etc.