Desligar um aparelho depois de um certo intervalo de tempo é algo que muitos leitores gostariam de fazer de modo automático. Com a minuteria aqui descrita, isso é possível. O circuito desliga a carga e a si mesmo depois de um intervalo de tempo de até uma hora, ajustado num potenciômetro. Com ele, você pode desligar o televisor automaticamente, mesmo que durma, economizando energia e não incomodando mais os vizinhos.
As minuterias são muito úteis em muitas aplicações domésticas, no laboratório e mesmo em escolas na realização de experimentos.
O circuito que descrevemos aqui é o que há de mais básico neste tipo de aplicação: um timer com o famoso 555 que desliga uma carga e a si mesmo depois de um intervalo de tempo.
A carga depende apenas do relé usado e o tempo máximo está determinado pelas fugas do capacitor eletrolítico usado, normalmente limitado a algo em torno de 1 hora.
Dentre as aplicações possíveis para este circuito, sugerimos as seguintes:
* Desligar televisores e aparelhos de modo automático, se o leitor tem o costume de dormir com estes aparelhos ligados.
* Desligar automaticamente aquecedores e fogareiros elétricos depois de um tempo ajustado, evitando a queima do alimento.
* Desligar de modo automático sistemas de banho de luz para revelação de fotografias ou outros processos químicos.
* Apagar automaticamente luzes de varandas, jardins ou corredores depois do acionamento.
Outras aplicações podem ser facilmente imaginadas pelo leitor, principalmente as que envolvem máquinas industriais e automatismos. Até mesmo circuitos de robótica e mecatrônica podem utilizar esse sistema de desligamento automático em algum processo.
COMO FUNCIONA
O circuito utiliza o componente mais apropriado para a realização de um timer: o timer integrado 555.
Na configuração monoestável, quando a entrada de disparo que corresponde ao pino 2 é aterrada por um momento, a saída, que corresponde ao pino 3, vai ao nível alto.
Para aterrar a entrada 2 provocando o disparo e portanto o início da temporização, usamos um artifício interessante: quando a alimentação é estabelecida pelo pressionar de S1 que liga a unidade, o circuito encontra o capacitor C2 descarregado e portanto com uma tensão nula nos seus terminais. Isso equivale a aterrar por um instante o pino 2, disparando o 555, já que numa fração de segundo ele carrega-se pelo resistor de 10 k?.
Com o circuito disparado, a saída no nível alto satura o relé que fecha seus contatos. Nestas condições, mesmo que o interruptor S1 seja solto, os contatos do relé garantem que a carga continue recebendo a alimentação.
O relé permanecerá fechado pelo tempo em que a saída do 555 ficar no nível alto. Isso depende tanto do ajuste de P1 quanto do valor do capacitor C3.
Por razões práticas que já citamos, o capacitor não pode ser maior que 2 200 µF e o potenciômetro maior que uns 2,2 M? o que limita o tempo de acionamento a aproximadamente 4 800 segundos resultando em algo em torno de 1 hora e meia.
Na prática, não se recomenda chegar a tanto, pois o circuito tende a instabilizar. No entanto, o leitor pode ter a sorte de usar um capacitor realmente de boa qualidade com poucas fugas, e isso não vir a ocorrer.
A precisão da temporização depende apenas do ajuste do circuito. Usando um cronômetro ou relógio comum é possível estabelecer uma escala com boa precisão para o potenciômetro.
Quando a temporização termina, a saída do 555 vai ao nível baixo e com isso o transistor corta a alimentação do relé, que abre seus contatos.
O resultado disso é que tanto a carga quanto o próprio circuito deixam de receber a alimentação, desligando.
Para uma nova temporização é preciso apertar novamente por um instante o interruptor S1. Pode ser necessário esperar alguns segundos para que C2 se descarregue. Se isso demorar muito, podemos ligar em paralelo com este capacitor um resistor de 47 k? (não menor).
A carga controlada depende apenas da capacidade dos contatos do relé. Tipos comuns com correntes entre 6 e 10 ampéres servem para controlar a maioria dos eletrodomésticos comuns, exceto os de potência alta, como aquecedores de ambiente e aparelhos de ar condicionado.
MONTAGEM
Na figura 1 temos o diagrama completo da minuteria.
Na figura 2 temos a montagem completa, incluindo a disposição dos componentes numa placa de circuito impresso.
O desenho desta placa é feito para um relé do tipo G da Metaltex, mas se o leitor usar outro tipo, o que é perfeitamente possível, deverá verificar se a disposição dos terminais precisa ser alterada.
Qualquer relé comum de 12 V com corrente de acionamento de até 50 mA servirá para este projeto.
O transformador de entrada tem enrolamento primário de acordo com a rede de energia e secundário de 12 + 12 V com uma corrente de pelo menos 250 mA.
Observe que, apesar de se obter uma tensão maior após a retificação e filtragem, os relés usados normalmente admitem tensões um pouco acima das nominais em funcionamento, sem que isso os coloque em perigo.
Os demais componentes possuem as especificações mínimas de tensão, tolerância e dissipação dadas na lista de material.
Na montagem, chamamos a atenção do leitor para dois pontos importantes:
O primeiro, é que o aparelho funciona ligado na rede de energia, e portanto sujeito a tensões perigosas que podem causar choques e curtos. Assim, deve ser tomado o máximo de cuidado com os isolamentos. Recomendamos que a caixa usada não seja de metal para reduzir a probabilidade de que algum ponto vivo encoste nela.
O segundo, é que os fios que vão conduzir as correntes principais mais intensas tenham espessuras compatíveis com a função.
Um fusível de proteção na entrada é importante para garantir a integridade do aparelho e da própria rede de energia em caso de curto.
Também sugerimos ao leitor que, se quiser, ligue um LED em série com um resistor de 2,2 k? na saída dos diodos retificadores da fonte, de modo a ter uma indicação visual do funcionamento, caso isso seja importante na sua aplicação.
PROVA E USO
Para provar o aparelho, basta ligá-lo na rede de energia e na saída alguma carga que possa ser facilmente monitorada como, por exemplo, uma lâmpada comum de 5 a 100 W (um abajur, por exemplo).
Ajuste inicialmente P1 para a posição de menor resistência (menor temporização), e aperte por um instante S1.
O relé deve atracar com a alimentação das lâmpadas, que acenderão. Mesmo soltando S1, a lâmpada deverá permanecer acesa. Depois de algum tempo, que depende do ajuste de P1, a lâmpada apagará.
Constatado o funcionamento do aparelho, é só usá-lo.
Para isso, basta ligá-lo à rede de energia e, na sua saída, a carga que vai ser controlada. Ajusta-se o tempo desejado e aperta-se por um instante S1.
Veja que P1 sempre deve ser ajustado antes de se apertar S1.
Para rearmar e obter nova temporização é conveniente esperar um pouco para que o capacitor C3 se descarregue completamente.
Para que isso seja feito de modo instantâneo, pode-se incluir um interruptor de descarga em paralelo com este componente.
Nunca utilize o aparelho com carga de potência maior do que a suportada pelos contatos do relé.
LISTA DE MATERIAL
Semicondutores:
CI1 - 555 - circuito integrado, timer
Q1 - BC548 ou equivalente - transistor NPN de uso geral
D1, D2 - 1N4002 ou equivalentes - diodos retificadores
D3 - 1N4148 ou equivalente - diodo de uso geral
Resistores: (1/8W, 5%)
R1 - 10 k?
R2 - 100 k?
R3 - 4,7 k?
P1 - 1,5 ou 2,2 M? - potenciômetro
Capacitores:
C1 - 1 000 µF/ 25 V - eletrolítico
C2 - 10 µF/ 25 V - eletrolítico
C3 - 2 200 µF/ 16 V - eletrolítico
Diversos:
T1 - Transformador com primário de acordo com a rede local e secundário de 12 + 12 V com corrente a partir de 200 mA - ver texto
K1 - relé de 12 V x 50 mA - ver texto
S1 - Interruptor de pressão NA (Normalmente Aberto)
F1 - 10 A - fusível
Placa de circuito impresso, caixa para montagem, cabo de força, suporte de fusível, tomada de saída, botão para o potenciômetro, fios, solda, etc.
