O que diferencia este circuito de aviso de falta de energia é que ela não possui fonte de alimentação, ou seja, não usa pilhas e evidentemente a própria rede. Um capacitor de elevado valor carrega-se para fornecer a energia para o sistema de aviso sonoro pelo tempo desejado.

Existem equipamentos que não podem ficar sem alimentação, ou ainda casos em que o corte momentâneo de energia exige providências de diversos tipos de um operador externo.

Para estes casos devemos usar um dispositivo que dê um sinal de alerta no momento exato em que a energia seja cortada, pois pode não haver um sinal evidente natural de que isso tenha ocorrido (durante o dia, por exemplo).

O simples dispositivo que propomos neste artigo é um aviso de corte de energia que emite um som contínuo por algum tempo (da ordem de 2 a 3 minutos) de modo a alertar o operador externo que providências de algum tipo são necessárias.

A principal característica de nosso projeto está no fato de que ele não usa pilhas ou outros dispositivos para fornecer energia, mas sim um capacitor de grande valor que se carrega com a energia da rede e que possibilita o acionamento sonoro por um intervalo de tempo de alguns minutos.

O sinal sonoro emitido por um pequeno transdutor piezoelétrico é suficiente para ser ouvido nas proximidades.

Na condição de espera o consumo de energia do aparelho é extremamente baixo e ele pode operar tanto na rede de 110 V como na rede de 220 V.

Características

Tensão de alimentação: 110 V/220 V CA

Consumo: 0,1 watt (tip.)

Tempo de toque: 1 minuto a 3 minutos (depende de C2)

 

 

COMO FUNCIONA

A tensão da rede passa por um divisor formado pelos resistores R1 e R2 de modo a se obter sobre R2 uma tensão da ordem de 10 Volts.

Estes 10 Volts servem para carregar o capacitor C2 que funciona como um reservatório de energia.

Veja que o valor de R1 faz com que a carga completa do capacitor demore alguns minutos.

Temos depois um circuito 4093 que é formado por 4 portas disparadoras.

A porta Cl-1 b é ligada como um oscilador de áudio cuja freqüência é determinada por C3 e R4.

Este oscilador fica travado quando o nível de tensão na entrada de Cl-1 a é alto (10 Volts). Com este nível, estando a outra entrada permanente no nível alto, a saída (pino 3) estará no baixo e com isso não haverá habilitação para oscilação.

Com o corte de energia na rede, entrada e Cl-1a (pino 2) vai ao nível baixo e com isso, a sua saída ao alto

O oscilador é então habilitado entrando em funcionamento.

O sinal do oscilador de áudio levado as duas últimas portas (Cl-1c e Cl-1 d) que funcionam como "amplificadores digitais" ou buffers que excita diretamente o transdutor final, um transdutor piezoelétrico de bom rendimento.

O circuito é alimentado pela carga de C2 e funciona no intervalo em que tensão cai de 10 Volts até aproximadamente 3 Volts. O som diminui gradualmente de intensidades até desaparecer (figura 1).

 

Figura 1 – Curva de operação
Figura 1 – Curva de operação

 

Para um capacitor de 2 200 µF obtemos um intervalo de toque de aproximadamente 1 minuto e meio, o que suficiente para alertar um operador que esteja nas proximidades.

A escolha do valor de C2 dependerá do tempo que se deseja de toque para o alarme. C1 tem por função aplicar uma tensão contínua na porta Cl-1a, pois sem ele, teríamos a comutação do integrado a cada semiciclo a tensão alternada da rede.

 

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo do indicador.

 

Figura 2 – Diagrama do indicador
Figura 2 – Diagrama do indicador

 

Sua montagem pode ser feita numa pequena placa de circuito impresso conforme disposição de componentes mostrada na figura 3,

 

Figura 3 – Placa para a montagem
Figura 3 – Placa para a montagem

 

Os resistores são todos de 1/4 ou 1/8 W exceto R1 que recomendamos que seja de 1/2 watt. Os valores entre parêntesis são para a rede de 220 V.

Os eletrolíticos devem ter um tensão de trabalho de 12 V ou mais e C3 pode ser tanto de poliéster como cerâmico.

Os diodos são 1N4002 ou equivalentes de maior tensão. Sugerimos a instalação do aparelho numa caixa plástica do tipo empregado em conversores AC/DC (fontes) que pode ser encaixada diretamente na tomada de energia, conforme mostra a figura 4.

 

Figura 4 – Caixa de encaixe na tomada
Figura 4 – Caixa de encaixe na tomada

 

 

PROVA E USO

Basta ligar o aparelho na rede de alimentação e aguardar perto de um minuto para a carga do capacitor C2.

Retirando o aparelho da rede ou cortando a energia o buzzer (transdutor X1) deve emitir um som continuo. Se quiser alterar a freqüência do som basta modificar o valor de R4.

Valores numa faixa mais ampla que a indicada como, por exemplo, entre 27 k e 100 k podem ser experimentados, lembrando que os valores maiores produzem os sons mais graves.

Verificado o funcionamento é só deixar o aparelho permanentemente ligado à rede de alimentação.

 

CI-1 - 4093B - circuito integrado CMOS

D1 e D2 - 1N4002 - diodos retificadores de silícios

X1 - Buzzer piezoelétrico

R1 – 100 k x ½ W (110 V) ou 220 k x ½ W (220 V) – resistor

R2 – 10 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)

R3 – 47 k x 1/8 W - resistor (amarelo, violeta, laranja)

R4 – 33 k a 47 k x 1/8 W – resistor (ver texto)

C1 - 10 µF x 12V - capacitor eletrolítico

C2- 1 000 µF a 4 700 µF x 12 V- capacitor eletrolítico - determina o

tempo de toque - ver texto

C3 - 47 nF - capacitor cerâmico ou poliéster

Diversos: placa de circuito impresso, soquete para o integrado, caixa para a montagem, fios, cabos de alimentação (opcional), solda etc.

 


Opinião

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Nosso grande destaque deste mês é o nossa Jornada do Desenvolvimento, que ocorrerá em três etapas sendo a primeira a que foi realizada entre 9 e 13 de agosto. Ela foi uma preparação para as demais que devem ocorrer em setembro e outubro, com oficinas de desenvolvimento com o Edukit SigFox e a Franzininho, numa jornada com os próprios criadores.

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