Alarme de bateria fraca (ART965)

Baterias de 12 V não são usadas apenas nos carros. Alimentando inversores em camping ou mesmo barcos, em sistemas de luz de emergência e No-brakes estas baterias são muito importantes para o bom funcionamento dos equipamentos e precisam ser constantemente monitoradas. O circuito que descrevemos dispara um alarme se a tensão da bateria cair abaixo dos 10 V, indicando que existe algum problema ou ainda que ela precisa de uma recarga.

Nada pior do que ter uma bateria de 12 V com problemas de carga no momento exato em que precisamos dela. No carro, isso pode significar a impossibilidade de dar a partida mas existem muitas outras situações em que uma bateria fraca pode trazer problemas.

Na introdução demos alguns exemplos como por exemplo os inversores de camping e até mesmo os No-brakes de computadores.

O circuito que descrevemos monitora constantemente o estado de uma bateria e quando sua tensão cai abaixo dos 10 V, o que significa que ela está em processo adiantado de descarga, ele faz soar um alarme avisando assim o usuário.

Uma característica importante do circuito apresentado é o seu baixo consumo que não afeta de modo algum a autonomia da bateria. Na verdade, a corrente exigida pelo circuito é da ordem de 0,5 mA o que é menos que a descarga de uma bateria normal quando fora de uso, pelo simples armazenamento.

Se o leitor precisa de um alarme de bateria fraca, dê uma olhada neste projeto. Ele pode atender às suas necessidades.

COMO FUNCIONA

Quando a tensão da bateria está acima de 10 V o diodo zener Z1 é polarizado no sentido de conduzir a corrente e assim o transistor Q1 se mantém saturado.

Com a manutenção deste transistor no corte a base de Q2 é posta à terra e com isso este transistor se mantém no corte e os osciladores formados pelas portas de um circuito integrado 4093 se mantém desabilitados.

No entanto, se a tensão da bateria cai abaixo de 10 V o diodo zener Z1 deixa de conduzir e com isso também o transistor Q1 que vai ao corte.

O resultado disso é que R3 passa a polarizar a base de Q2 levando este transistor a saturação. Temos então a alimentação dos osciladores formados pelas portas do circuito integrado CMOS 4093.

Temos dois osciladores formados em torno das portas do 4093.

Um deles gera um tom de áudio cuja frequência é determinada pelo resistor R4 e pelo capacitor C2. O leitor pode alterar R4 na faixa de 10 k ? a 220 k ? se quiser modificar o tom produzido pelo alarme.

O outro gera um sinal de modulação cuja frequência é determinada por R5 e C3. O leitor também alterar R5 na faixa de 470 k ? a 4,7 M ? de modo a modificar a modulação do circuito. Este segundo oscilador faz a intermitência do som produzido.

Os sinais dos dois osciladores são misturados num amplificador digital formado pelas duas outras portas do circuito integrado 4093.

Na saída deste amplificador digital temos o transdutor que é uma cápsula cerâmica piezoelétrica comum. Estas cápsulas precisam de um sinal de pequena intensidade para funcionar e fornecem um bom volume para o sinal de áudio gerado.

Veja que o circuito funciona com a tensão da bateria, o que quer dizer que ele dispara quando a tensão está abaixo dos 10 V, mas não pode ser nula. Isso significa que ele não detecta quando uma bateria é retirada do circuito que deve alimentar.

MONTAGEM

Na figura 1 temos o diagrama completo do alarme de bateria fraca.

Diagrama do alarme de bateria

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 2.

Sugestão de montagem em placa de circuito impresso.

As especificações mínimas dos componentes tais como tolerância, tensão de trabalho e dissipação são dadas na lista de materiais.

O diodo zener pode ser de qualquer potência a partir de 400 mW. Seu valor pode ser alterado para disparo do alarme com outras tensões.

O transdutor é do tipo piezoelétrico de alta impedância, podendo ser usada uma cápsula de fone ou microfone.

PROVA E USO

Aplique ao circuito a partir de uma fonte uma tensão acima de 12 V. O circuito deve permanece em silêncio. Atuando sobre a saída da fonte de modo a reduzir a sua tensão deve haver o disparo com a emissão de som quando a tensão cair abaixo de 10 V.

Para usar basta conectar o circuito, observando a polaridade, na bateria que deve ser monitorada.