Proteja sua residência ou estabelecimento comercial com este aparelho, o qual liga diversos aparelhos em tempos programados, dando a impressão de que alguém se encontra no local. Os tempos podem ser programados em diversos intervalos e muitos aparelhos podem ser controlados simultaneamente.
Obs. Este artigo de 1984 pode ser encontrado no formato original em MEM089.
Introdução
O aparelho proposto possui dez saídas de tempo que podem controla diversos módulos de potência, os quais são, por sua vez, utilizados para o controle de eletrodomésticos num estabelecimento ou residência, de modo a simular a presença de alguém.
Os passos de acionamento são ajustados por um único controle, de modo que no tempo máximo, com uma frequência que corresponde a um ciclo a cada hora, teremos um ciclo completo de 10 horas.
Cada passo corresponderá portanto ao tempo de 1 hora, que é o tempo mínimo de acionamento de cada eletrodomest1co.
Um exemplo de programação para simular a presença é mostrado na figura 1.
Neste caso, uma lâmpada acende na primeira hora, durante duas horas, e depois mais uma hora na quarta hora. Na terceira hora temos o acionamento de um televisor durante duas horas e na décima hora o acendimento de uma outra lâmpada, por uma hora em outro ponto da casa.
A programação pode ser alterada à vontade, desde que em cada saída do integrado não sejam ligados mais do que 3 módulos de potência juntos.
O mesmo circuito pode ser usado com outras finalidades, por exemplo, na programação de operações de uma máquina industrial ou mesmo de um robô industrial.
Todos os componentes empregados no circuito são conseguidos com facilidade, não havendo também dificuldades para sua realização prática.
Como funciona
Na figura 2 mostramos um diagrama funcional do aparelho, por onde faremos sua análise.
O primeiro bloco corresponde a um “timer” 555 operando como um astável de muito baixa frequência.
A frequência é determinada no circuito original pelos resistores R1, R2, pelo potenciômetro P1 e pelo capacitor C1.
A fórmula T = 1,1 x R x C pode ser aplicada neste caso, onde R é a. soma das resistências R1, R2 e de P1.
Podemos obter, com os componentes indicados, intervalos que vão desde um pulso a cada poucos segundos até um pulso em torno de 1 hora.
Com a utilização de um capacitor eletrolítico de 1 000 uF de boa qualidade, intervalos maiores podem ser obtidos.
Lembramos que é muito importante observar a qualidade deste componente, pois a tolerância encontrada normalmente no comércio chega a 50%.
Os pulsos do “timer” 555 são aplicados à entrada de um contador Johnson de, 10 estágios CMOS, que é o. integrado 4017. Este integrado tem 10 saídas que ficam no nível LO,exceto uma que depende do pulso de entrada (fig.3).
No primeiro pulso, a saída 1, que se encontrava no nível HI, passa ao nível LO, enquanto a que estava no LO passa ao HI, permanecendo todas as outras no nível LO.
No ,segundo pulso, a terceira saída vai ao nível HI e assim sucessivamente, ate a décima. No pulso que se segue, a primeira saída volta ao nível HI e tudo recomeça.
Veja então que cada saída permanece no nível HI num intervalo de tempo que corresponde ao ciclo do “timer”.
O ciclo total de atuação do aparelho corresponde então a 10 vezes o do “timer” sozinho.
As saídas do 4017 ficam disponíveis para o acionamento dos relés de controle ou módulos de potência, segundo a programação desejada.
São usados relés MC2 RCZ de dois contactos reversíveis de 2 A, o que permite o controle de cargas de até 4 A, que corresponde a 440 W na rede de 110 V e 880 W na rede de 220 V.
Esta capacidade é mais do que suficiente para controlar a maioria dos aparelhos comuns, não sendo mesmo recomendável a utilização de cargas de maior potência. A simulação de presença, neste caso, sairia muito cara em termos de consumo de energia.
Na figura 4 mostramos a maneira de se fazer a ligação nos relés do aparelho controlado.
Num caso, o aparelho é ligado quando chega o tempo programado para sua ativação, enquanto que se usarmos o contato NF (normalmente fechado) poderemos ter a sua desativação, ou seja, ele será desligado.
Todo o circuito é alimentado por uma fonte regulada de 12 V que utiliza o integrado 7812 para esta finalidade. Este integrado é um regulador positivo de tensão com capacidade de 1 A, o que será suficiente para alimentar o aparelho e mais pelo menos 5 relés do tipo indicado.
Montagem
Todos os componentes são instalados numa placa de circuito impresso, exceto o transformador que, pelas suas dimensões, deve ficar fixado na caixa que alojará o conjunto.
Na figura 5 damos o nosso desenho para esta placa, em que o módulo é mostrado separado.
Sugerimos a utilização de 5 módulos, que farão então corresponder 5 placas adicionais.
O diagrama completo do aparelho é mostrado na figura 6.
Para a montagem será conveniente seguir algumas recomendações que são dadas a seguir:
As posições de todos os circuitos integrados precisam ser observadas com cuidado. O montador deve atentar para a marca que identifica o pino 1 de cada integrado, para não haver o perigo de proceder a soldagem errada.
Se puder, use soquetes para estes integrados. Em especial o integrado CI-1, o regulador de tensão, deve ser dotado de um pequeno radiador de calor, principalmente se forem excitados mais de dois relés simultaneamente, em qualquer momento.
Os díodos e transistores também são todos componentes polarizados, devendo ser observadas suas posições.
Os capacitores eletrolíticos, além de terem a polaridade observada, devem ser de boa qualidade, com uma tensão de trabalho de pelo menos 16 V, exceto C1, que deve ter isolamento de pelo menos 25 V.
O transformador é de 12 + 12V com 500 mA de capacidade de corrente, ou mais, dependendo da quantidade de relés.
O enrolamento primário deve ser de acordo com a rede local.
Os relés são do tipo MC2 RC2 de 12 V, para os quais foi projetada a placa, ou então equivalentes como o RU 101 012, de formatos diferentes,exigindo assim alteração na parte correspondente do desenho da placa.
Os resistores são todos de 1/8 W ou 1/4 W, com qualquer tolerância.
O potenciômetro P1 pode ser de 1 M ohm ou mesmo 1,5 M ohms, se forem usados capacitores eletrolíticos de ótima qualidade, caso em que podem ser conseguidos tempos maiores até 50%.
O capacitor C4 é de 100 nF, comum cerâmico, não sendo crítico e podendo, em alguns casos, ser até eliminado, sem problemas de funcionamento. Seu uso e recomendado apenas para o caso de haver tendência a disparo errático do 555.
Terminada a montagem, o teste de operação e uso é muito simples.
Teste e utilização
Para testar, planeje antes a programação, ligando cada módulo nas entradas (de 1 a 10) do 4017. Isso também poderá ser feito por uma chave seletora, para uma versatilidade maior na escolha de programas.
Para ligação de um relé a mais de duas saídas, devem ser usados diodos conforme mostra a figura 7.
Os díodos usados para esta finalidade são do tipo 1N4148 ou equivalentes de uso geral.
Para testar, ligue nos relés cargas de pequena potência como, por exemplo, lâmpadas, ventilador, rádio, etc. e ajuste o tempo de sequência em P1 para o mínimo.
Uma vez verificado o perfeito funcionamento, e só fazer a instalação definitiva.
Observação importante: como o aparelho deve ficar ligado por horas seguidas quando não houver ninguém em casa, será conveniente prevenir acidentes que podem ser muno perigosos. Em série com o contacto de cada relé deve ser utilizado um fusível de proteção de ação rápida, de 5 A.
Nota: este projeto pode ser implementado numa versão mais moderna com um Arduino ou outro microcontrolador, aproveitando-se as etapas de potência (acionamento dos relés).
Relação de material
CI-1 - 7812 - circuito integrado regulador de tensão
CI-2 - 555 - “timer” integrado
CI-3 - 4017 - Contador C-MOS
Q1 a Q4 - BC548 ou equivalentes - transistores de uso geral
D1, D2 - 1N4002 - diodos retificadores
K1 a K4 - MCZ RCZ - Relés Metaltex ou RU 101 012 Schrack
P1 - 1 M ohm - potenciômetro simples
T1 - Transformador com primário de acordo com a rede local e secundário de
12+12 V x 500 mA ou mais
C1 - 1 000 uF x 25 V - capacitor eletrolítico
C2 – 220 uF x 16 V - capacitor eletrolítico
C3 – 470 uF x 16 V - capacitor eletrolítico
C4 - 100 nF (104) - capacitor cerâmico
R1 - 2,2 kc ohms x 1/8 W - resistor (vermelho, vermelho, vermelho)
R2 - 10 k ohms x 1/8 W- resistor (marrom, preto, laranja)
R3 a R6 - 1 k ohm x 1/8 W – resistores (marrom, preto, vermelho)
Diversos: cabo de alimentação, placa de circuito impresso, fusíveis, tomadas para conexão dos aparelhos controlados, etc.
