Este circuito de luz estroboscópica é considerado econômico por utilizar lâmpadas incandescentes comuns, podendo alimentar até 400 W em 110 V ou 800 W em 220 V, servindo perfeitamente para dar efeitos especiais em bailes, festas, discotecas, etc. Com facilidade e pouco gasto o leitor pode tornar muito mais interessantes suas reuniões dançantes ou as festas de seu clube.
Obs. Este artigo foi originalmente publicado no meu livro Brincadeiras e Experiências com Eletrônica – Vol 7 de 1981. Todos os componentes utilizados neste projeto são ainda perfeitamente comuns no mercado. Assim, a montagem deste circuito não oferece dificuldade alguma apesar da tecnologia ser antiga, ou seja, fazemos uso de lâmpada incandescente que tende a acabar. Infelizmente este circuito não funciona com outro tipo de lâmpada.
Esta versão econômica de luz estroboscópica permite a utilização de lâmpadas incandescentes comuns em lugar das caras lâmpadas de xenônio, mas mesmo usando estas lâmpadas comuns que não podem ser consideradas ideais para esta aplicação em vista de sua inércia, os efeitos obtidos são bastante bons quando devidamente controlados.
A elevada potência que pode ser usada pode ser considerada vantajosa no caso, pois permite que se espalhe uma boa quantidade de lâmpadas coloridas por toda a sala que piscando rapidamente darão efeitos psicodélicos muito "incrementados".
Como a montagem é simples e usa componentes de baixo custo facilmente encontrados em nosso comércio os leitores, mesmo inexperientes não terão dificuldades com a sua realização. Basta seguir as instruções, usar as peças certas e como nenhum ajuste especial é necessário, depois de pronto é só ligar a unidade e escolher a velocidade das piscadas.
COMO FUNCIONA
Iniciamos por exemplificar de maneira resumida no que consiste o efeito estroboscópico produzido por luzes que piscam rapidamente.
A nossa vista não consegue perceber fenômenos que se sucedem em velocidade muito grande. Se dois fenômenos ocorrerem num intervalo de tempo maior que 1/10 de segundo, vemos tudo como se um só fenômeno ocorresse. Este fato é aproveitado no cinema, em que dois quadros (fotos) se sucedendo num tempo menor que 1/10 de segundo, nos dão a impressão de uma imagem contínua em sequência. (figura 1).
Se iluminarmos um loca¡ em que pessoas se movam com uma lâmpada que pisque a uma velocidade próxima de 1/10 de segundo por piscada, ou seja, uma frequência inferior a 10 Hertz, o resultado será que poderemos perceber "as mudanças de quadro" de modo que não mais veremos um movimento contínuo, mas sim uma sucessão de posições claramente distinguíveis.
Temos então a impressão que as pessoas andam "aos pulinhos" sendo justamente este o denominado efeito estroboscópico que é aproveitado para bailes, discotecas na própria iluminação ambiente. (figura 2).
No nosso caso, usamos uma lâmpada incandescente para produzir os pulsos de luz se bem que esta lâmpada não seja muito própria para isso. O que ocorre é que, se as piscadas forem muito rápidas, o filamento da lâmpada não as acompanha porque não há tempo para o mesmo esfriar e, portanto, apagar entre um pulso e outro.
O limite de velocidade para as piscadas de uma lâmpada incandescente está em torno de 5 ou 6 Hz, mas este limite já é o bastante para obtermos os
efeitos que desejamos. No caso de luzes estroboscópica de maior velocidade, são usadas lâmpadas de grande intensidade como as de xenônio ou então as lâmpadas fluorescentes. (figura 3).
Com a utilização de lâmpadas incandescentes limitamos, portanto, a velocidade de operação do circuito em torno de 4 a 6 Hz, mas em compensação barateamos bastante o custo do projeto, sem perder em qualidade para os efeitos obtidos.
Para fazer um conjunto de lâmpadas incandescentes piscar na velocidade desejada utilizamos um circuito eletrônico que consta de duas etapas: um oscilador de relaxação que fixa a frequência de operação e um circuito de potência que permite o controle das elevadas potências exigidas por um jogo de luzes.
O oscilador de relaxação utiliza um transistor unijunção, sendo seu circuito básico mostrado na figura 4.
Neste circuito o capacitor C se carrega através do resistor R até que entre seus terminais seja atingida a tensão de disparo do transistor unijunção. Neste momento, o transistor que permanecia "desligado", passa a conduzir intensamente a corrente, produzindo um pulso de tensão de curta duração.
Este pulso consiste na descarga do capacitor pelo transistor unijunção.
Após a descarga, o transistor volta a sua situação inicial, ou seja, desliga e o capacitor que então se encontra descarregado, volta a se carregar pelo resistor.
A velocidade com que os pulsos de tensão são produzidos depende do valor do resistor R e do capacitor C. Quanto maiores forem estes componentes, mais tempo leva o ciclo de carga e portanto os pulsos são produzidos a intervalos mais longos. No nosso circuito prático calculamos estes componentes para que
os pulsos sejam produzidos em intervalos que vão de 1 a cada 2 segundos até 8 ou 10 pulsos por segundo.
Nesta faixa, o leitor deve ajustar o funcionamento do aparelho para obter os efeitos desejados, já que será este circuito que determinará a velocidade de piscada das lâmpadas.
Como este circuito é alimentado por uma baixa tensão contínua que pode estar entre 6 e 15 V, um transformador com diodos retificadores e um capacitor de filtro é utilizado. (figura 5).
O pulso produzido pelo oscilador de relaxação é muito fraco para acender uma lâmpada incandescente, mas pode disparar um dispositivo capaz disso. Este dispositivo é um diodo controlado de silício (SCR) que já vimos em outros artigos deste livro. Na figura 6 temos o circuito de disparo.
Quando o pulso é aplicado em sua comporta (gate) o SCR conduz intensamente uma corrente de até 4 ampères que pode então servir para acender as lâmpadas que devem dar os efeitos especiais. (figura 7).
Os SCRs podem operar com tensões de 110 ou 220 V, e em função destas tensões é que temos as potências limites que o circuito pode controlar.
Por exemplo, para o caso de 110 V, com uma corrente máxima de 4 A isso significa que no máximo podemos controlar 4 x 110 = 440 watts de lâmpadas.
Por medida de precaução não recomendamos que as lâmpadas usadas ultrapassem 400 W. Para o caso de 220 V, com uma corrente de 4 A, temos cerca de 4 x 220 = 880 watts de potência máxima que também por medida de precaução limitamos em 800 W.
Veja o leitor que 400 W significa a possibilidade de se ligar 10 lâmpadas de 40 Watts ou então 4 lâmpadas de 100 W, e em 220 V o dobro. Na figura 8 damos a maneira como essas lâmpadas devem ser ligadas.
Existe também a possibilidade de se fazer diversos SCRs operar sincronizados pelo mesmo oscilador de relaxação. Neste caso, para cada SCR usado teremos uma potência de 400 ou 800 W, conforme a rede e podemos sincronizar até 4 SCRs sem problemas, o que significa aumentar a potência para 1.600 W em 110 V e 3.200 W em 220 V.
Um fusível de acordo com a soma das correntes dos SCR deve ser usado para proteger o aparelho contra possíveis acidentes.
MONTAGEM
Para a montagem deste circuito o leitor precisará de ferro de soldar de pequena potência (máximo 30 W), solda, alicate de corte, alicate de ponta e chave de fendas.
Se a montagem for feita em placa de circuito impresso o leitor precisará do material para sua confecção, ficando o método empregado por conta e experiência de cada um. Para os inexperientes ou de menores recursos técnicos recomendamos a montagem em ponte determinais.
O circuito depois de montado deve ser instalado em caixa apropriada, devendo-se tomar o máximo de cuidado com esta operação, principalmente no caso de utilização de caixa metálica.
O circuito completo da luz estroboscópica é dado em duas versões. Na primeira versão temos o "controle em meia onda" da carga, ou seja, uma versão em que em cada pulso apenas metade da potência média da lâmpada é aplicada à mesma. Este circuito é mostrado na figura 9.
A segunda versão, em que temos o “controle de onda completa" permite a aplicação total da potência ao circuito de carga, mas são usados 4 componentes a mais que são 4 díodos de 4 ampères. Este circuito é mostrado na figura 10.
As versões em meia onda e onda completa montadas em ponte de terminais são mostradas nas figuras 11 e 12.
São os seguintes os cuidados que devem ser tomados na montagem:
a) Observe cuidadosamente a polaridade de todos os diodos. Podem ser usados diodos do tipo 1N4001, 1N4002 ou 1N4004 para D1, D2 e D3, enquanto que na segunda versão devem ser usados diodos para uma corrente mínima de 2 ampères, e tensão inversa de pico de 200 V se a rede for de 110 e 400 V se a rede for de 220 V.
b) O transformador usado deve ter um primário de acordo com a rede local, ou seja, de 110 V se a tensão da tomada for esta, e de 220 V se a tensão for esta. Sua corrente pode ser de 200 mA à 500 mA.
c) Observe cuidadosamente a posição do transistor unijunção, já que se houver alguma inversão, o circuito não funcionará. Na soldagem deste componente evite o calor excessivo.
d) O capacitor C1 deve ter uma tensão de operação de pelo menos 12 V e seu valor não é crítico. Deve apenas ser observada sua polaridade na instalação.
e) Os resistores usados são todos de 1/8, 1/4 ou 1/2 W. Não há restrição quanto à potência ou tolerância que pode ser de 20% ou menos.
f) O SCR deve ser montado em dissipador de calor, principalmente se operar em seu limite de potência. Observe sua posição na ligação.
As placas de circuito impresso para as duas versões são mostradas na figura 13 e na figura 14. A separação dos furos para os resistores possibilita a utilização de unidades de 1/4 ou 1/8 W.
A largura das tiras de cobre que devem conduzir a corrente principal deve ser a maior possível, em vista de sua intensidade.
Completada a montagem, o leitor pode instalar o circuito numa caixa. Se esta for metálica o máximo de cuidado deve ser tomado para evitar que qualquer ponto da ponte de terminais ou placa de circuito impresso cause curto-circuitos acidentais.
O único controle externo é o de velocidade de piscadas que consiste em R4 no qual pode ser conjugado o interruptor que aciona a unidade.
Para o caso de controle de maior potência, uma chave maior deve ser utilizada prevendo esta corrente. O fusível é instalado na parte posterior da caixa em lugar de fácil acesso de modo a não dificultar sua substituição em caso de necessidade.
O circuito que permite sincronizar diversos jogos de luzes numa potencia maior do que a que pode ser controlada por um único SCR é mostrado na figura 15.
PROVAS E AJUSTES
Terminada a instalação do aparelho na caixa o leitor pode realizar uma prova, ligando a sua saída uma ou mais lâmpadas comuns incandescentes com potência que não deve superar 400 W (110 V/) ou 800 W (220 V).
Ligado o interruptor principal S1, ajusta-se o potenciômetro R2 de modo a se obter piscadas rápidas da lâmpada. A velocidade destas piscadas é escolhida de acordo com a vontade do leitor.
Existe um ponto em que pela inércia da lâmpada não se percebe mais piscadas mas sim variações, não devendo ser utilizado este ponto no funcionamento normal.
Comprovado o funcionamento a luz poderá ser usada à vontade.
LISTA DE MATERIAL (2 versões)
SCR - C106, TIC106, MCR106 - diodo controlado de silício para
200 V se a rede for de 110 V ou 400 V se a rede for de 220 V, com dissipador de calor.
Q1 - 2N2646 - transistor unijunção
T1 - Transformador: primário de acordo com a rede local. Secundário de 6 + 6 V ou 9 + 9 V com corrente entre 200 e 500 mA.
D1, D2, D3 - 1N4001 ou equivalentes - diodos de silício
D4, D5, D6, D7 - Diodos para 4 ampères x 200 ou 400 V conforme a rede, somente para a versão de onda completa.
C1 - 220 uF x 16 V - capacitor eletrolítico
C2 - 220 nF ou 330 nF - capacitor de poliéster metalizado
R1 - 10 k ohms x 1/4 W - resistor (marrom, preto, laranja)
R2 - 47 k ohms - potenciômetro com chave
R3 - 470 ohms x 1/4 W - resistor (amarelo, violeta, marrom)
R4 - 100 ohms x 1/4 W - resistor (marrom, preto, marrom)
R5 - 47 k ohms x 1/4 W - resistor (amarelo, violeta, laranja)
F1 - fusível para 5 A
Diversos: suporte para fusível, ponte de terminais ou placa de circuito impresso, knob, caixa, fios, cabo de alimentação, tomada, lâmpadas, etc.
