Controle remoto tipo liga-desliga (MEC059)

O tipo de sinal empregado, o que desejamos que o dispositivo controlado faça, o número de dispositivos controlados são alguns fatores que influem na escolha de um sistema de controle remoto. O tipo mais simples de controle é o usado para ligar e desligar alguma coisa. É justamente deste tipo de controle que falaremos neste artigo dando alguns circuitos práticos.

Existem quatro formas de se atuar sobre um circuito remoto para ligá-lo e desligá-lo.

A primeira consiste num sistema em que o dispositivo controlado se mantém acionado somente enquanto estivermos atuando sobre o controle remoto. Quando tiramos o dedo do botão de controle, o circuito controlado desliga imediatamente.

A segunda consiste num sistema com trava, onde ao apertarmos o botão do controle remoto, o circuito controlado liga e assim permanece, mesmo depois que tiramos os dedos do botão de controle.

Para desligar o circuito é preciso atuar sobre ele manualmente, desligando um interruptor que ele possua ou ainda sua alimentação.

A terceira forma é a temporizada, em que depois de apertarmos e soltarmos o botão de controle do transmissor, o circuito permanece ativado por um tempo pré-ajustado.

Decorrido o tempo pré-justado o circuito desliga automaticamente e fica pronto para receber um novo comando.

Finalmente temos o controle biestável. Nele, ao apertarmos o botão no transmissor o circuito remoto liga e assim permanece, mesmo depois que deixamos de apertar o botão de controle.

Para desligar o circuito, basta dar um novo toque no botão do transmissor.

Os quatro sistemas são representados na figura 1, onde temos os gráficos que mostram os modos de atuação do transmissor e do receptor.

 

Os   quatros sistemas
Os quatros sistemas

 

Observe que os quatro tipos podem usar diversos meios de se transferir os sinais do transmissor para o receptor.

 

Controles por Luz

O modo como o sinal vai do transmissor ao receptor pode variar muito, conforme dissemos no item anterior.

Podemos usar fios, raios de luz, radiação infravermelha, ondas de rádio, ultrassons e até mesmo campos magnéticos.

A forma mais simples de se implementar estes quatro tipos de controle, usando-o para o acionamento de brinquedos, robôs, automatismos diversos e alarmes é através de um raio de luz.

Nessa modalidade de controle, o transmissor se resume a uma simples lanterna de mão e no receptor podemos usar sensores de baixo custo como por exemplo um LDR, conforme mostra a figura 2.

 

Usando o   LDR
Usando o LDR

 

Dotando o LDR de recursos ópticos apropriados, como por exemplo uma lente e um tubo opaco, o alcance de um sistema de controle com lanterna pode alcançar várias dezenas de metros, desde que não haja uma interferência muito grande da iluminação ambiente.

Na figura 3 mostramos como posicionar o LDR e a lente num tubinho de papelão para aumentar a sensibilidade, diretividade e com isso o alcance de um sistema de controle remoto deste tipo.

Partindo então das quatro modalidades de funcionamento de um controle óptico simples, podemos sugerir as seguintes aplicações práticas:

 

 

  • Abertura de portões de garagem ou acionamento da iluminação frontal de uma casa a partir de um pulso de luz do farol do carro.
  • Ligar e desligar ventiladores de teto e comuns, eletrodomésticos comuns e até mesmo abrir fechaduras de portas.
  • Controlar robôs e outros modelos com uma lanterna
  • Desativar sistemas de alarme por tempo suficiente para que o proprietário entre na casa.
  • Acionar remotamente uma campainha de chamada, para o caso de deficientes ou mesmo pessoas que cheguem a uma casa, pulsando o farol do carro.
  • Ligar e desligar televisores, aparelhos de som e outros equipamentos eletrônicos que não possuam controle remoto.
  • Ativar dispositivos de sinalização para deficientes visuais.

 

 

Algumas dessas aplicações são ilustradas na figura 3.

 

Sugestões   de uso do sensor de luz
Sugestões de uso do sensor de luz

 

Circuitos Práticos

Damos, a seguir, circuitos práticos das quatro modalidades de controla para o sistema por luz usando uma lanterna.

Em outros artigos desta série, à medida que formos explicarmos outras tecnologias de controle remoto, aplicaremos os mesmos princípios à controles remotos por rádio e usando outros recursos mais complexos como por exemplo, o controle de diversos canais e o controle proporcional.

 

a) Controle Simples Liga/Desliga Premente

Na figura 4 temos o nosso primeiro circuito prático de um controle remoto simples por feixe de luz usando uma lanterna e que pode ser usado em qualquer das aplicações sugeridas no item anterior.

 

Diagrama   elétrico do controle remoto simples
Diagrama elétrico do controle remoto simples

 

Quando pressionamos o interruptor S1, o relé fecha seus contactos, ligando ou desligando uma carga conectada aos seus terminais.

Para ligar uma carga usamos os terminais comum (C) e normalmente aberto (NA). Para desligar uma carga usamos os terminais comum (C) e normalmente fechado (NF), conforme mostrado na figura 5.

 

Utilizando um relé para ligar ou desligar o fornecimento de energia.
Utilizando um relé para ligar ou desligar o fornecimento de energia.

 

A corrente máxima da carga controlada depende dos contactos do relé usado.

O circuito pode ser alimentado com 6 V ou 12 V de pilha ou fonte, dependendo da aplicação.

Será recomendado o uso de uma fonte de alimentação se ele tiver de ficar permanentemente ligado, como por exemplo no controle de eletrodomésticos, automatismos ou aplicações fixas.

Na figura 6 damos um circuito de uma fonte que tanto pode fornecer 6 como 12 V dependendo apenas do circuito integrado regulador de tensão usado.

 

Fonte de   6 a 12 V.
Fonte de 6 a 12 V.

 

Esse circuito deverá ser dotado de um pequeno radiador de calor que nada mais é do que uma chapinha de metal dobrada em "U" fixada no seu invólucro com um parafuso.

Na figura 7 damos a placa de circuito impresso para esse controle.

 

 

Placa de   circuito impresso do controle
Placa de circuito impresso do controle

 

O potenciômetro P1 serve para ajustar o ponto de maior sensibilidade ao disparo, em função da iluminação ambiente.

Fixe o sensor de modo que ele não receba iluminação direta que possa interferir no seu funcionamento e ajuste P1 usando uma lanterna comum como transmissor.

O sensor pode ficar até uns 5 metros da placa de controle, não sendo necessário usar fio especial para esta conexão.

A finalidade de C2 é evitar o disparo errático com flashes de luz muito rápidos, como, por exemplo, os provocados por um relâmpago. Seu v alor deve ser obtido experimentalmente na faixa de 100 nF a 10 µF.

 

 

Semicondutores:

Q1, Q2 - BC548 - transistores NPN de uso geral

D1 - 1N4148 ou equivalente - diodo de silício

 

Resistores:

R1 - 100 ? x 1/8 W - marrom, preto, marrom

P1 - 1 M? - potenciômetro ou trimpot

 

Capacitores:

C1 - 100 µF x 16 V - eletrolítico

C2 - 100 nA a 10 µF - cerâmico ou eletrolítico, conforme o valor - ver texto

 

Diversos:

K1 - Relé de 6 ou 12 V com corrente de bobina de no máximo 50 mA - contactos conforme a carga controlada.

LDR - LDR redondo comum de qualquer tamanho

Placa de circuito impresso, caixa para montagem, fonte de alimentação, lente convergente, tubinho de papelão ou plástico, botão para o potenciômetro, fios, solda, etc.

 

b) Controle de Função Única com Trava

Para o segundo tipo de controle remoto por raio de luz, temos o circuito da figura 8.

 

Controle   remoto por raio de luz.
Controle remoto por raio de luz.

 

Um pulso de luz aplicado ao sensor faz com que o SCR dispare energizando o relé.

O dispositivo ligado ao relé pode então ser ligado ou desligado, conforme os contactos usados (NA ou NF), da mesma forma que no controle anterior.

Este circuito tem uma trava, o que quer dizer que uma vez que ele dispare com um pulso de curta duração, o relé permanece energizado mesmo depois que a luz seja retirada do sensor.

Para desligar será preciso desligar a alimentação do circuito por um instante atuando-se sobre S1.

Veja que novos pulsos de luz sobre o sensor não fazem efeito algum sobre o circuito pois ele se encontra travado.

O SCR pode tanto controlar uma carga de até 3 A diretamente com a alimentação contínua ou um relé, caso o leitor deseje ligar um eletrodoméstico ou outro equipamento alimentado pela rede de energia.

Veja também que a alimentação do circuito é feita com uma tensão aproximadamente 2 V maior do que a tensão do relé.

Isso é necessário para compensar a queda de tensão que ocorre no SCR quando ele conduz.

Na figura 9 temos uma sugestão de placa de circuito impresso para a montagem deste controle.

 

Placa de   circuito impresso para o controle remoto.
Placa de circuito impresso para o controle remoto.

 

O potenciômetro P1 também serve para ajustar o ponto de sensibilidade máxima em função da luz ambiente.

A carga máxima controlada depende exclusivamente dos contactos dos relés e se for direta será da ordem de 3 A para o SCR indicado.

 

Se uma carga de mais de 500 mA for controlada pelo SCR ele deve ser dotado de um radiador de calor.

Para o caso de relés sensíveis, o circuito pode ser alimentado por 6 pilhas comuns (versão com relé de 6 V).

 

 

Semicondutores:

SCR - TIC106 ou MCR106 (qualquer sufixo) - diodo controlado de silício

D1 - 1N4148 - diodo de uso geral

 

Resistores:

P1 - 100 k? - potenciômetro

 

Capacitores:

C1 - 10 µF x 16 V - eletrolítico

 

 

Diversos:

K1 - Relé de 6 ou 12 V com bobina de até 100 mA - contactos conforme a carga controlada.

LDR - LDR redondo comum de qualquer tamanho ou tipo

Placa de circuito impresso, fonte de alimentação, fios, solda, etc.

 

c) Controle Remoto Temporizado

O segundo circuito que apresentamos aciona uma carga por um tempo que depende exclusivamente do capacitor C3.

O tempo máximo, em função do valor máximo que o potenciômetro P2 pode atingir será dado pela fórmula:

 

t = 1,1 x P2 x C3

 

Onde:

t é o tempo em segundos

P2 é a resistência máxima do potenciômetro em ?

C3 é a capacitância do capacitor usado em Farads

 

Com um potenciômetro de 1 M ? e um capacitor de 1 000 µF (valor máximo recomendado) o tempo será da ordem de 11 minutos.

Na figura 10 mostramos o controle remoto temporizado que também pode ser chamado de "monoestável".

 

 

Diagrama   elétrico do controle remoto temporizado.
Diagrama elétrico do controle remoto temporizado.

 

Uma placa de circuito impresso para este controle é mostrada na figura 11.

 

Placa de   circuito impresso do controle remoto temporizado.
Placa de circuito impresso do controle remoto temporizado.

 

 

O potenciômetro P1 controla a sensibilidade enquanto que o potenciômetro P1 controla a sensibilidade.

O relé deve ser de acordo com a tensão de alimentação.

 

 

Semicondutores:

CI-1 - 555 - circuito integrado

Q1, Q2 - BC548 ou equivalente - transistor NPN de uso geral

D1 - 1N4148 ou equivalente - diodo de uso geral

 

Resistores:

R1 - 10 k? x 1/8 W - marrom, preto, laranja

R2 = 47 k? x 1/8 W - amarelo, violeta, laranja

R3 - 2,2 k? x 1/8 W - vermelho, vermelho, vermelho

R4 - 1 k? x 1/8 W - marrom, preto, vermelho

P1, P2 - 1 M? - potenciômetros

 

Capacitores:

C1 - 100 µF x 16 V - eletrolítico

C2 - 470 nF - poliéster ou cerâmico

C3 - 1 µF a 1 000 µF x 12 V - ver texto

 

Diversos:

K1 - 6 ou 12 V - relé sensível com bobina para no máximo 50 mA

LDR - LDR comum redondo de qualquer tamanho

Placa de circuito impresso, fonte de alimentação de 6 ou 12 V conforme o relé, fios, solda, etc.

 

d) Controle Remoto Biestável

Um pulso de luz faz com que o relé feche seus contactos e assim permanece até que um novo pulso de luz seja captado pelo sensor.

O circuito da figura 12 funciona desta forma e pode ser usado numa das aplicações sugeridas na introdução.

 

Controle   remoto biestável.
Controle remoto biestável.

 

Neste circuito o monoestável 555 garante que independentemente da duração do pulso de luz do transmissor seja sempre produzido um pulso de duração constante e único para o biestável.

Este pulso faz com que o 4013 tenha um de seus flip-flops ligando e desligando o relé.

A rede C4/R4 garante que ao ser estabelecida a alimentação o circuito ressete e com isso o relé esteja inicialmente desenergizado.

A sensibilidade é controlada no potenciômetro P1.

Uma sugestão de placa de circuito impresso para a montagem deste controle é dada na figura 13.

 

Placa de   circuito impresso do controle remoto biestável.
Placa de circuito impresso do controle remoto biestável.

 

Se houver uma tendência ao disparo errático sugerimos alterar o valor do capacitor C3.

 

 

Semicondutores:

CI-1 - 555 - circuito integrado, timer

CI-2 - 4013 - circuito integrado CMOS, duplo flip-flop D

Q1, Q2 - BC548 ou equivalente - transistores NPN de uso geral

D1 - 1N4148 ou equivalente - diodo de uso geral

 

Resistores:

R1 - 10 k? x 1/8 W - marrom, preto, laranja

R2, R3 - 47 k? x 1/8 W - amarelo, violeta, laranja

R4 - 100 k? x 1/8 W - marrom, preto, amarelo

R5 - 1 k? x 1/8 W - marrom, preto, vermelho

P1 - 1 M? - potenciômetro

 

Capacitores:

C1 - 100 µF x 16 V - eletrolítico

C2 - 470 nF - cerâmico ou poliéster

C3 , C4 - 100 nF - cerâmico ou poliéster

 

Diversos:

K1 - 6 ou 12 V - relé sensível com bobina de no máximo 50 mA

LDR - LDR redondo comum de qualquer tamanho

Placa de circuito impresso, fios, solda, etc.

 

Conclusão

O que vimos são apenas alguns exemplos de circuitos simples de controles remotos por feixe de luz usando uma lanterna como transmissor.

Em outros artigos vamos avançar com o sistema utilizando transmissores mais complexos e também outras modalidades que possibilitam o controle de mais de um canal.

O entendimento de como funcionam os circuitos básicos é importante para que o leitor no futuro projete seus próprios circuitos.

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