Eletrificador de cercas (ART219)

Detalhes: Escrito por: Newton C. Braga

Um dos projetos mais solicitados pelos nossos leitores é o de eletrificador de cercas. Manter o gado dentro de ambientes determinados sem a necessidade de cercas caras de fios (arames) múltiplos ou ainda para proteger propriedades contra intrusos são as principais aplicações deste tipo de circuito. Já publicamos em algumas revista circuitos de eletrificadores com diversas configurações. A que damos agora é diferente, pois faz uso de um triac numa configuração diferente das já apresentadas.

O principal problema que envolve o projeto e a instalação de eletrificadores de cercas é a segurança. É proibido que tais circuitos tenham qualquer conexão direta com a rede de energia já que o choque que ela provoca pode ser mortal sob determinadas condições. Assim, o principal fator a ser observado num projeto de eletrificador é o seu isolamento da rede de energia que deve ser proporcionado ou pela alimentação a partir da rede usando um transformador ou ainda a partir de baterias.

O segundo caso tem o inconveniente de que a bateria tem uma autonomia relativamente pequena quando alimentando este tipo de circuito dado o seu elevado consumo. O aparelho que descrevemos é alimentado pela rede de energia, mas usa um transformador de isolamento.

Para a produção da alta tensão empregamos uma bobina de ignição comum num circuito de descarga capacitiva. Este circuito é semelhante ao empregado em muitos sistemas de ignição de automóveis gerando uma alta tensão para as velas. No nosso caso, esta alta tensão causa um bom choque, mas como são pulsos de curta duração com corrente muito baixa não há perigo em caso do toque acidental de uma pessoa.

Observação Importante: na proteção de residências a lei exige que a cerca eletrificada fique a pelo menos 2 metros do chão (para evitar que sejam tocadas por crianças) e que sejam colocadas placas de aviso indicando que se trata de cerca eletrificada. De outra forma, o proprietário do local pode ser processado em caso de algum acidente.

Para aplicação com gado, deve-se tomar as devidas precauções para que pessoas não sejam atingidas pela descarga.

Características:

tensão de alimentação: 110 ou 220 V

tensão de saída: 10 000 a 30 000 volts (depende da bobina)

COMO FUNCIONA

Um transformador de isolamento possui dois secundários nesta aplicação. Um deles é de alta tensão podendo fornecer entre 125 a 150 V sob corrente baixa, na faixa de 20 a 50 mA. Outro enrolamento deve ter uma tensão de 6 ou 12 V sob corrente de 1 A ou mais. Este tipo de transformador pode ser encontrado em antigos aparelhos valvulados. A alta tensão é fornecida para o circuito principal enquanto que a baixa tensão é fornecida para os filamentos das válvulas.

O único cuidado importante que o leitor deve ter ao aproveitar um transformador deste tipo de algum velho aparelho valvulado é verificar se os enrolamentos secundários são isolados do primário. Isso é importante, pois existem casos em que autotransformadores são empregados (o primário e o secundário de alta tensão são continuação de uma mesma bobina).

Este teste é feito conforme mostra a figura 1, com o multímetro na escala mais alta de resistência. A resistência medida deve ser maior que 1 M ohms.

A alta tensão é retificada carregando o capacitor C1 que está em série de um lado com o triac e do outro lado com o enrolamento primário da bobina de ignição.

O enrolamento de baixa tensão alimenta um oscilador de baixa freqüência com base no conhecido circuito integrado 555. A freqüência deste oscilador é ajustada em P1 e depende também de C3. A cada pulso deste oscilador (que gera um sinal retangular) aplicado ao triac via C4 e D4 ocorre sua condução fechando assim o circuito de descarga do capacitor C1 através do enrolamento primário da bobina ignição. É então induzida no secundário desta bobina uma alta tensão que será aplicada à cerca

Para haver percurso para a corrente gerada neste processo e assim a descarga, é preciso ligar a terra o ponto A do circuito. O rendimento do circuito depende do ajuste da freqüência em P1. este ajuste deve ser feito de tal forma para que haja tempo do capacitor C1 se carregar totalmente entre os pulsos gerados pelo 555.

MONTAGEM

Na figura 2 temos o circuito completo do eletrificador de cercas.

Circuito do eletrificador de cercas

Na figura 3 temos uma sugestão de placa de circuito impresso para esta montagem.

O transformador é o elemento mais crítico da montagem devendo, se possível ser aproveitado de algum velho equipamento valvulado tais como antigos televisores ou amplificadores de áudio. Muitos rádios antigos também usavam este tipo de transformador. O secundário de alta tensão deve ter valores entre 125 até no máximo uns 175 V e corrente que não supere os 100 mA.

A bobina de ignição pode ser de qualquer tipo, também não sendo difícil obter uma usada num autoelétrico ou mesmo desmanche de carros antigos ou batidos. O Triac pode ter qualquer sufixo e não precisa ser dotado de radiador de calor já que não trabalha com corrente intensa. O capacitor C1 deve ser de poliéster metalizado com valores entre 1,2 uF e 3,3 uF e tensão de isolamento de pelo menos 250 V. Os demais componentes não oferecem dificuldades para a obtenção,

O conjunto pode ser montado numa caixa de madeira ou plástico e até pode ser agregado um LED em série com um resistor de 1 k depois de D2 para indicar que o circuito se encontra funcionando.

PROVA E USO

Para provar ligue o aparelho na rede de energia e encoste uma lâmpada fluorescente no terminal de MAT da bobina de ignição. A lâmpada deve acender com a alta tensão produzida. Ajuste então P1 para obter máxima intensidade da lâmpada indicando assim que a maior tensão possível está sendo gerada.

Dependendo da bobina usada e dos demais componentes do circuito podem ser feitas alterações em C3 e em C4 para se obter melhor rendimento. Na figura 4 temos o modo de se fazer a instalação do eletrificador numa cerca comum (tanto de uma residência como num arame de pasto).

Observe que o arame deve estar perfeitamente isolado dos pilares por meio de isoladores de porcelana ou vidro. O comprimento total do fio deve ser testado já que, quanto maior ele for, maiores serão as perdas de tensão que fazem com que a capacidade de choque seja reduzida. Com o circuito indicado acreditamos que o leitor não terá dificuldades em energizar algumas centenas de metros de fio.

Também observamos que a umidade do ar é responsável por perdas e que em dias muito úmidos a capacidade de choque da cerca se reduz. O leve cheiro de ozona produzido pelo aparelho e o ruído de crepitar indicam justamente a fuga de cargas.

Um ponto importante a ser observado é que tanto na ligação do fio de alta tensão como dos arames não devem haver pontas. As pontas são causa de fugas de alta tensão, conforme mostra a figura 5, causando perda de rendimento do sistema.