Iluminação Constante Crepuscular (ART2361)

Eis um aparelho que dará um toque sofisticado a sua sala de estar, ou mesmo a sua vitrine de loja. Trata-se de um sistema que, à medida que o ambiente escurecer, com o pôr do sol, ele compensa a deficiência de Iluminação aumentando gradualmente o brilho de uma lâmpada. Tudo isso é feito de maneira suave; e que aumenta de brilho com a mesma suavidade que o sol se põe! E, naturalmente, ao amanhecer temos o efeito inverso.

Numa sala de estar, este aparelho mantém a iluminação constante, evitando que ao pôr do sol ela fique completamente no escuro. Diferentemente de um interruptor crepuscular, este sistema aciona de modo gradual uma lâmpada, compensando a deficiência de iluminação.

Se você deseja um aparelho deste tipo, que pode funcionar com lâmpadas incandescentes comuns de até 800 watts na rede de 11OV e de até 1600 watts na rede de 220 V, por que não tentar este projeto?

Todos os componentes usados são comuns no nosso mercado, e o sensor é um LDR comum redondo.

O aparelho é projetado para funcionar do mesmo modo na rede de 110 como na rede de 220 V.

Uma outra aplicação interessante para este aparelho seria no acionamento de uma estufa ao anoitecer, isso de modo automático. Durante a noite pintinhos não ficariam expostos ao frio com a ligação de um aquecedor.

Na figura 1 damos um gráfico em que a queda de iluminação é colocada junto com o aumento da tensão na carga.

Figura 1 – Comportamento do aparelho

Um único ajuste facilita a operação do aparelho sob quaisquer condições de iluminação.

COMO FUNCIONA

O Triac que é elemento básico deste circuito controla a corrente na lâmpada ou sistema de iluminação a partir dos pulsos gerados por um oscilador de relaxação com transistor unijunção.

Se os pulsos forem produzidos no início dos semiciclos, toda a energia passa para a carga e temos sua potência máxima. O brilho da lâmpada é máximo.

Se os pulsos forem produzidos no final dos semiciclos, menos energia passa para a carga e temos a potência mínima. O brilho da lâmpada será menor.

Na figura 2 temos esta representação.

Figura 2 – O sinal na lâmpada

Entre o máximo e o mínimo podemos controlar o brilho, pela frequência do oscilador, ou seja, pelo retardo da carga de C2 no circuito de emissor do transistor unijunção.

O LDR ligado em paralelo com C2 faz com que tenhamos maior ou menor retardo na carga em função da luz ambiente.

Se o LDR estiver totalmente iluminado, sua resistência é mínima e o capacitor nem sequer se carregará para produzir o disparo do unijunção, e com isso o pulso que liga o triac. A lâmpada não recebe energia e permanece apagada.

Se o LDR estiver gradualmente aumentando de resistência com a diminuição da luz, cada vez possibilitará uma carga mais rápida do capacitor C2 e com isso a produção dos pulsos, cada vez mais no início do semiciclo da alimentação. O resultado é que cada vez teremos maior energia aplicada à lâmpada.

Mesmo usando triac este circuito básico é de meia onda. Podemos ter um circuito de onda completa simplesmente usando 4 diodos em lugar de 1 numa ponte retificadora, conforme mostra a figura 3.

Figura 3 – Controle e onda completa

Neste circuito o disparo do unijunção se processa nos dois semiciclos, obtendo-se potência maior para as lâmpadas controladas em seu máximo.

O potenciômetro P1 permite ajustar com precisão o ponto de disparo do unijunção em função da iluminação ambiente.

É importante que o LDR não receba iluminação da própria lâmpada que controla para não haver realimentação, e com isso uma oscilação que faz o sistema oscilar ou instabilizar-se de modo desagradável.

O LDR deve ficar apontado para fora da casa, preferivelmente para o céu.

Dada a potência controlada, o SCR deve ser montado num bom radiador de calor.

MONTAGEM

Na figura 4 temos o diagrama completo do aparelho.

Figura 4 – Diagrama completo do aparelho

Na figura 5 temos a sua montagem tendo por base uma ponte de terminais.

Figura 5 - Montagem em ponte de terminais

Neste desenho incluímos o radiador de calor do triac que deve ser usado para potências acima de 60 watts.

Na figura 6 damos uma sugestão de placa de circuito impresso para o aparelho.

Figura 6 – Placa para a montagem

O diodo deve ser o 1N4004 para a rede de 110 V. Para a rede de 220 V deve ser usado o 1N4007 ou BY127. O valor de 56 k refere-se ao resistor para a rede de 220 V.

Os capacitores C1 e C2 são cerâmicos ou de poliéster com tensão de trabalho em torno de 50 V ou mais.

O potenciômetro P1 pode ser tanto do tipo linear como Iog e até mesmo um trimpot para possibilitar um ajuste fixo.

Na montagem observe a posição do triac e do transistor unijunção que são os componentes polarizados.

Use fios grossos na ligação do triac à lâmpada e da lâmpada à rede de alimentação, se alimentar lâmpadas de mais de100 watts.

Não se esqueça de empregar o fusível como proteção contra curto-circuitos.

PROVA E USO

Basta ligar a unidade na alimentação e colocar uma lâmpada. Ajuste P1 para que, ao se iluminar o LDR, a lâmpada permaneça apagada.

Depois verifique se a lâmpada acende com sua potência total quando o LDR é escurecido.

Fazendo uma sombra gradual sobre o LDR deve-se observar se a lâmpada muda suavemente de brilho.

Constatado o funcionamento perfeito ligue a unidade em definitivo.

Se ocorrer funcionamento anormal, faça os seguintes testes:

Desligue a comporta (gate) do triac (fio que vai ao unijunção). Se a lâmpada que estava acesa apagar, então o problema é no circuito de Q1. Se a lâmpada permanecer acesa, então o problema é no próprio Triac.