O que fazer quando o fornecimento de energia elétrica é momentaneamente cortado? Se você dispuser de uma lanterna ou uma vela, tudo bem, pois certamente não haverá nenhum problema. Existem, entretanto, situações em que o corte momentâneo de energia elétrica pode causar sérios problemas. Imagine uma seção de cinema com todo o público, numa emergência, precisando encontrar a saída; ou uma loja ou escola em que o corte de energia não permita que a saída seja visível facilmente, ou a presença de uma escada possa colocar em perigo a livre movimentação das pessoas. Para solucionar estes problemas, o circuito que propomos pode ser considerado bem próximo do ideal.
Os sistemas de iluminação de emergência podem ser vistos em cinemas, teatros, escolas e em muitos estabelecimentos comerciais onde a lei exige sua presença.
Se o leitor possui um estabelecimento comercial ou semelhante, sabe da importância de tal equipamento, mas também pode contar com sua ajuda em sua casa.
No caso do corte de energia, o sistema, utilizando uma bateria, acende automaticamente uma lâmpada que permite uma iluminação de emergência de saídas, escadas e outras passagens que em outras circunstâncias ficariam inacessíveis.
O nosso aparelho pode ser usado mesmo em grandes ambientes, pois a sua potência luminosa depende da lâmpada usada e esta pode ser desde uma pequena lâmpada de 24 W de automóvel (lanterna) até um farol de maior potência.
Seu principio básico de operação permite que o leitor avalie melhor sua utilidade.
O circuito mantém uma bateria em permanente carga até o momento em que o corte de energia ocorre.
Neste instante, um relê é comutado e a bateria passa a alimentar uma lâmpada de 12 V de boa potência.
Se a energia voltar, a lâmpada de emergência é desligada e o aparelho passa a recarregar a bateria, esperando um novo corte.
FUNCIONAMENTO
Na figura 1 temos um diagrama simplificado do nosso sistema.
Começamos pelo transformador de alimentação, de pequena potência, que possui uma tomada central operando como de dupla tensão 6 + 12 V.
O enrolamento de 12 V tem a tensão retificada, obtendo-se com isso um pico da ordem de 15 V que é aplicado à bateria, tendo um resistor limitador de corrente.
A corrente de pequena intensidade que obtemos mantém a bateria em permanente regime de carga lenta.
O enrolamento de 6 V mantém excitado um relê, de modo que a bateria, nestas condições, fique conectada ao circuito de carga.
No momento em que a energia falhar, o relê é desenergizado de modo que haja comutação da bateria. Nestas condições, a bateria é conectada à lâmpada de iluminação de emergência.
Se houver volta da energia, o relê volta à situação inicial com a conexão do circuito de carga à bateria.
Utilizando-se uma bateria de moto ou de carro, o sistema de iluminação pode ter perfeitamente mais de uma lâmpada.
O circuito usado prevê a utilização de baterias de 12 V, mas também baterias de 6 V podem ser empregadas.
Para isso, a modificação consiste em se fazer a carga conforme mostrado no circuito da figura 2.
Neste caso, o enrolamento de 6 V é o único utilizado, tanto para a carga lenta como para excitação do relê.
Uma sugestão consiste no aproveitamento de velhas baterias de nicádmio de calculadoras (recarregáveis), que podem ser utilizadas com facilidade, mas que suportam menores intensidades de corrente.
No caso, a lâmpada deve ser de 6 V como, por exemplo, de uma lanterna, com refletor e tudo mais.
O circuito tem também dois sistemas indicadores de funcionamento, que podem ser escolhidos pelo montador.
Temos a possibilidade de usar uma lâmpada neon em série com um resistor de 100k, alimentada pela tensão da rede, ou então um LED em série com um resistor de 1k2, alimentado pelo secundário do transformador.
OS COMPONENTES
Começamos por sugerir a caixa, que tem as dimensões determinadas basicamente pela bateria utilizada. Para uma bateria de 12 V, de automóvel, com um refletor em cima, temos a sugestão na figura 3.
Esta caixa pode ficar numa prateleira, junto a uma tomada, com o holofote apontando para o ambiente onde se deseja a iluminação de emergência.
O transformador usado deve ter enrolamento primário de acordo com a rede elétrica de sua localidade, ou seja, 110 V ou 220 V, e secundário de 6 + 6 V com pelo menos 500 mA de corrente.
Os diodos são do tipo 1N4002, 1N4004 ou equivalentes, enquanto que o capacitor C1 é de 1000 uF com pelo menos 10 V de tensão de trabalho.
O relê K1 é do tipo de 12 V, se a corrente da lâmpada alimentada não superar 6A, e para lâmpadas menores (até 2A) podem ser usado tipos de menor corrente.
O resistor de 5 W é de fio e seu valor determinará a velocidade da carga da bateria.
Para uma carga regular o valor é de 22 ohms, como recomendado no circuito, e para uma bateria de menor capacidade ou se for desejada uma carga mais lenta, os valores de 33 ou 47 ohms podem ser usados.
Na monitoração do funcionamento podemos usar uma lâmpada neon em série com um resistor de 100 k ou então um LED em série com um resistor. A escolha fica a cargo do montador.
A lâmpada recomendada para o refletor é a da lanterna de um automóvel, de 12 V X 2 A.
Esta lâmpada de 24 watts fornece boa iluminação para um ambiente de dimensões normais, em caso de falta de luz.
MONTAGEM
Os componentes eletrônicos menores serão soldados numa placa de circuito impresso, inclusive o relê, que no protótipo é do tipo DIL para placas.
O circuito completo do sistema de luz de emergência é mostrado na figura 4.
A placa de circuito impresso é dada na figura 5.
Damos a seguir algumas recomendações com a finalidade de facilitar a montagem por parte dos leitores:
O transformador deve ser firmemente fixado na caixa, juntamente com a bateria, em vista do seu peso. É importante observar a polaridade dos terminais da bateria, utilizando conectores apropriados.
O transformador também tem disposição de terminais certa, que deve ser observada.
Os diodos D1 e D2 têm polaridade certa, que deve ser seguida, em função da posição de suas faixas.
O capacitor C1 é também um componente polarizado e seu valor pode ficar na faixa de 47 uF a 220 uF.
O relê para circuito impresso tem seus terminais de contatos ligados em paralelo, no sentido de se ter um controle de corrente de até 4 ampères.
Se for usado LED como indicador, sua polaridade deve ser observada em função da parte achatada, que corresponde ao catodo.
Terminada a montagem, podemos experimentar o aparelho antes de fazer sua instalação definitiva.
PROVA E USO
Se for usada uma bateria chumbo/ácido, mesmo que recuperada, deve ser feita sua manutenção periodicamente, com a verificação do nível de solução e a utilização sempre de água destilada.
Se a bateria usada estiver completamente descarregada, será conveniente que, antes de colocá-la no aparelho, seja submetida a uma meia carga rápida.
Logo que a bateria for instalada no aparelho, a lâmpada de emergência L1 deve acender.
Conectando então o aparelho à rede, a bateria deve ser desligada, com o apagamento da lâmpada L1 e o acendimento do LED indicador ou lâmpada neon.
Com um multímetro, verifique se no catodo de D1 (entre D1 e R1) há uma tensão da ordem de 14V (pouco mais ou pouco menos).
Verificando esta tensão, a bateria estará em carga. O pequeno aquecimento de R1 é normal.
Depois de tudo isso, é só instalar definitivamente o aparelho em posição de uso.
Lista de Material
D1, D2 - 1N4002 ou 1N4004 - diodos de silício
K1 - relê de 6 V
T1 - transformador com primário de acordo com a rede local e secundário de 6 + 6 V X 500 A
C1 – 1 000 uF X 12 V- capacitor eletrolítico
R1 - 22 ohms X 5 W - resistor de fio
B1 - bateria de 12 V de automóvel (ver texto)
L1 - lâmpada de carro de 12V X 2 A
NE-1 - lâmpada neon comum
R2 – 100 k X 1/8 W - resistor (marrom, preto, amarelo)
R3 - 1k2 X 1/8 W - resistor (marrom, vermelho, vermelho)
LED - LED vermelho, comum
Diversos: caixa para montagem, placa de circuito impresso, cabo de alimentação, fios, solda, conectores para bateria de carro, refletor para a lâmpada, etc.
