Alerta de Luz de Freio (ART2236)

Nem sempre uma falha no sistema de luzes de freio pode ser detectada de imediato, o que nos leva a transitar durante muito tempo sem este importante elemento de segurança, antes de percebermos a anormalidade. É claro que, neste intervalo, estamos sujeitos a acidentes que poderiam ser evitados se tivéssemos um alerta como o descrito neste artigo: um sinalizador sonoro que avisa o motorista se, ao pisar no freio não acender uma das luzes (ou as duas) de freio.

Luzes de freio são elementos obrigatórios de grande importância para a segurança no tráfego.

Na sua falta, uma freada mais brusca não pode ser percebida a tempo pelo condutor do veiculo que venha por trás e, com o hábito muito comum de não manter uma distância segura, um engavetamento é inevitável.

Temos a obrigação de verificar se nosso sistema de sinalização está funcionando convenientemente, mas nem sempre nos lembramos disso, ocorrendo às vezes que transitamos vários dias antes de alguém nos alertar para a inoperância dessas luzes.

Com o aparelho que propomos neste artigo temos uma vigilância permanente sobre o sistema de luzes de freio, o que é muito importante para os motoristas que utilizam vias de trânsito rápido e intenso.

Se, ao pisar no freio, uma ou as duas lâmpadas não acenderem, será emitido um sinal sonoro que alertará o motorista para que providencie a reparação e, se isso ocorrer no trânsito, ele deve passar a usar uma sinalização alternativa quando frear (sinal de mão), até que tenha a possibilidade de sanar o defeito.

O aparelho é de montagem e instalação simples, utilizando somente componentes de baixo custo e fácil obtenção.

 

COMO FUNCIONA

A base do projeto é um amplificador operacional 741 que funciona como comparador de tensão.

Levando em conta que temos duas lâmpadas ligadas em paralelo (esquerda e direita), e que são acionadas simultaneamente quando pisamos no freio, temos de nos preocupar em detectar, não somente quando as duas não são acionadas (circuito aberto ou resistência infinita), como também quando somente uma delas não é acionada.

Para isso temos de levar em conta três condições possíveis que ocorrem devido à presença de Rx no circuito:

Se pisarmos no freio e as duas lâmpadas estiverem queimadas ou o circuito aberto (não acionamento), a tensão que aparecerá no pino 2 do circuito integrado será a tensão de alimentação de 12 V aproximadamente.

Se pisarmos no freio e as duas lâmpadas estiverem boas, com seu acendimento normal, dada a presença de Rx que forma um divisor de tensão, teremos no pino 2 (e nas lâmpadas) uma tensão um pouco menor que os 12 V.

O resistor Rx é calculado de modo que a queda de tensão seja de aproximadamente 0,5 volt, o que não afeta o brilho das lâmpadas.

Se uma das lâmpadas estiver queimada, a resistência apresentada pela outra ao acender será maior em relação a Rx, de modo que a queda de tensão neste componente será menor, algo em torno de 0,25 volt.

Temos então 3 tensões possíveis na entrada do amplificador operacional conforme a seguinte tabela:

 


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Ajustamos então a polarização da entrada não inversora (referências) de modo que ela fique num ponto intermediário entre 11,5 e 11,75 volt, o que é conseguido através do trimpot P1.

Desta forma, se as duas lâmpadas acenderem, a tensão da entrada inversora será menor que a da entrada não inversora, e a saída do amplificador operacional será positiva, o que polariza no corte o transistor Q1.

Nada ocorre com as etapas seguintes, pois temos uma condição de normalidade.

No entanto, se a tensão de entrada for de 11,75 ou 12 volts o que corresponde a uma ou duas lâmpadas apagadas, a saída do amplificador operacional irá rapidamente a zero volt, o que polariza o transistor Q1 de modo a levá-lo à saturação.

Esta, que é a condição de anormalidade, faz com que um pequeno oscilador de áudio (com um alto-falante na saída) entre em funcionamento.

A emissão do som alertará o motorista de que alguma coisa de anormal existe com suas luzes de freio.

O resistor R6 determina a potência de emissão do som, enquanto que C1 determina a sua frequência (a qual admite um ajuste fino em P2).

Valores para R6 na faixa de 33 ohms a 220 ohms permitem dosar a potência do som emitido de modo a não torná-la desagradável aos passageiros caso o problema se manifeste numa viagem mais longa.

 

MONTAGEM

Na figura 1 temos o diagrama completo do alerta de luz de freio.

 

   Figura 1 – Diagrama da luz de freio
Figura 1 – Diagrama da luz de freio | Clique na imagem para ampliar |

 

A montagem poderá ser feita numa placa de circuito impresso universal conforme mostra a figura 2.

 

Figura 2 – Montagem em matriz ou placa universal
Figura 2 – Montagem em matriz ou placa universal | Clique na imagem para ampliar |

 

Para os que desejarem uma placa convencional, damos o seu padrão na figura 3.

 

Figura 3 – Montagem em placa comum
Figura 3 – Montagem em placa comum | Clique na imagem para ampliar |

 

Para os ajustes são usados trimpots comuns já que precisaremos fazê-los uma única vez.

Os resistores são todos de 1/8 W e C1 pode ser de poliéster ou cerâmico. O capacitor c2 é para 16 V.

O alto-falante pode ter pequenas dimensões, embutido em qualquer parte do painel como, por exemplo, uma unidade de 5 cm com 4 ou 8 ohms de impedância.

Os transistores admitem diversos equivalentes e o circuito integrado deve ser preferivelmente instalado num soquete DIL de 8 pinos.

O valor de Rx é calculado tendo em conta a potência das luzes de freio convencionais, conforme se segue:

Estas lâmpadas são normalmente de 21 W, o que nos leva a uma potência total de 42 W.

Assim, a corrente máxima para uma alimentação de 12 V será dada por:

 


 

 

Como queremos uma queda de tensão de O,5V nas condições indicadas, isso será calculado por:

 


 

 

A potência dissipada neste resistor será de

 

P = V x l

P = 0,5V/3,5A

P =1,75W

Dois resistores de 0,27 ohms x 2 W ligados em paralelo fornecem aproximadamente os 0,14 (2 que precisamos.

Outra alternativa consiste na ligação de 7 resistores de 1 ohms 1/2 W em paralelo, conforme mostra a figura 4.

 

Figura 4 – Ligação de resistores
Figura 4 – Ligação de resistores

 

Este conjunto de resistores será intercalado ao circuito original de luzes de freio, sendo a única modificação a ser feita no sistema do carro.

Na figura 5 temos o modo de se fazer a instalação do aparelho no carro.

 

   Figura 5 – Instalação no carro
Figura 5 – Instalação no carro

 

 

Da placa saem 3 fios: o positivo vai ao interruptor do freio junto ao pedal, o negativo (-) ou (0 V) vai a qualquer ponto do chassi, preferivelmente junto à caixa onde será feita a fixação do sistema e o fio (A) que vai ao ponto junto ao pedal, onde intercalamos os resistores Rx.

 

AJUSTE E USO

Para ajustar você deve inicialmente retirar do soquete uma das lâmpadas da luz de freio, deixando apenas uma em funcionamento.

Aperte o pedal de freio e ajuste inicialmente P1 para que haja emissão de som.

Aproveite para ajustar P2 obtendo a tonalidade de som desejada.

O ajuste de P1 deve ser feito com muito cuidado, pois este componente deve ficar no limiar do ponto de disparo.

Coloque, em seguida, a lâmpada retirada do sistema de luz de freio, de modo que, ao pisar no pedal, as duas acendam.

O alerta não deve tocar.

Com este procedimento o aparelho estará pronto para uso, pois com a retirada de uma das lâmpadas (abertura de uma) já sabemos que o sistema será acionado, e como, com as duas abertas, teremos uma tensão de disparo ainda maior, não há necessidade de se fazer a prova.

Para usar, basta lembrar que, se ao pisar no freio o alto-falante emitir o som característico do oscilador, é sinal que as luzes traseiras não estão funcionando normalmente.

 

NOTA: Em alguns veículos que usam lâmpadas de freio de filamento duplo (luz de freio e lanterna) a colocação de uma dessas lâmpadas em posição invertida provoca sérias perturbações em todo o sistema de iluminação.

 

Cuidado, portanto, na recolocação da lâmpada após o ajuste do circuito

 

CI-1 - 741 - amplificador operacional, circuito integrado

Q1, Q3 - BC558 - transistores PNP de uso geral

Q2 = BC548 - transistor NPN de uso geral

FTE - alto-falante de 4 ou 8 ohms x 5 cm

P1 - 22 k ohms - trimpot

P2 - 100 k ohms - trimpot

Rx - resistor - ver texto

R1 - 100 k ohms - resistor (marrom, preto, amarelo)

R2 - 4,7 k ohms - resistor (amarelo, violeta, vermelho)

R3, R4 - 10 k ohms - resistores (marrom, preto, laranja)

R5 - 1 k ohms - resistor (marrom, preto, vermelho)

R6 - 47 ohms - resistor (amarelo, violeta, preto)

C1 - 47 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster

C2 - 100 uF x 16 V - capacitor eletrolítico

Diversos: placa de circuito impresso, caixa para montagem, soquetes para o integrado, fios, solda, etc.

 


Opinião

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