Controle de Toque com FET de Potência (ART1846)

Cargas resistivas de alta potência podem ser controladas por um simples toque com o circuito apresentado. O "segredo" do projeto que não usa relés, está no transistor de efeito de campo de potência. O circuito opera com tensões de 6 a 12 V.

Apresentamos um controle de toque temporizado para cargas de potência que não faz uso de relés, mas sim de um transistor de efeito de campo de potência.

A principal característica deste transistor, que o diferencia muito dos transistores comuns de potência, é que na plena condução a resistência entre seu dreno e fonte (equivalente ao coletor e emissor) é de fração de ohm, o que significa que praticamente não há queda de tensão e perdas no circuito.

O nosso projeto é temporizado e a temporização pode ser ajustada por P1 numa faixa que vai de alguns segundos a diversos minutos.

Isso significa que, ao tocarmos no sensor, a carga será ativada (ou desativada) por um tempo que depende do ajuste de P1.

O circuito é bastante simples e na condição de espera apresenta um consumo de corrente muito baixo, da ordem de 0,5 mA o que o torna próprio para aplicações automotivas, onde ele deve permanecer constantemente ligado a uma bateria.

Características:

* Tensão de alimentação: 6 a 12 V

* Corrente máxima de carga: 5 A

* Corrente em repouso: 0,5 mA

* Temporização: 2 segundos a 20 minutos

COMO FUNCIONA

O circuito integrado 40938 consiste em 4 portas NAND disparadoras CMOS.

A primeira dessas portas é usada como sensível sensor de toque, cuja saída vai ao nível alto quando a resistência de X1 cai, com o toque dos dedos.

Com a passagem para o nível alto, o capacitor C1 carrega-se e descarrega-se lentamente através de P1.

O nível alto que C, determina nas entradas das três portas restantes, que funcionam como inversoras, faz com que a saída vá ao nível baixo, polarizando o FET de potência no sentido de condução.

Com isso, a carga é ativada.

Tão logo ocorra a descarga de C1, ao ponto em que as portas não reconheçam mais a tensão como nível alto, ocorre a comutação e o FET de potência vai ao controle desativando a carga.

MONTAGEM

Na figura 1 temos o diagrama completo do aparelho.

Figura 1 – Diagrama do aparelho

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

Figura 2 – Placa de circuito impresso para a montagem

O transistor de potência deve ser dotado de um radiador de calor, e para o circuito integrado sugerimos a utilização de um soquete DIL (Dual ln Line) de 14 pinos.

Os resistores podem ser de 1/8 W ou 1/4 W com 5% de tolerância e o sensor consiste em duas plaquinhas de metal separadas que devem ser tocadas simultaneamente.

O capacitor eletrolítico terá valores que dependem da temporização desejada, podendo variar entre 1 pF e 1 000 uF.

Maiores valores proporcionam maiores temporizações. A fonte de alimentação deve estar apta a fornecer a corrente exigida pela carga controlada.

Se forem controladas cargas indutivas como solenóides, motores ou relés, deve ser ligado em paralelo com estes dispositivos um diodo 1N4002 ou equivalente, a título de proteção.

PROVA E USO

Para provar o aparelho podemos ligar como carga uma lâmpada de 12 V por 200 mA a 2 A, ou outro tipo de carga resistiva, dentro dos limites admitidos pelo aparelho.

Para operação inversa, podemos modificar o circuito, com a utilização do sensor e capacitor de forma mostrada na figura 3.

Figura 3 – Operação inversa