Como ligar ou desligar uma carga de alta potência remota de maneira segura? Podemos fazer isso uma linha de baixa tensão, mas sem empregar relés? Através de um SCR, naturalmente, pensará o leitor. Mas, como isolar o circuito da linha de alta: tensão? A sugestão analisada neste artigo com um projeto prático pode ser aproveitada diretamente ou até aperfeiçoada.
Pequenas correntes controlando elevadas correntes através de um dispositivo de estado. Sólido é a ideia básica que aproveitamos.
Entretanto, ao contrário dos relés, podem que podem ser completamente isolados da rede num circuito de controle, os SCRs não permitem que isso “ocorra numa configuração normal.
Na figura 1 mostramos que controle de carga por relé em regime de uma fonte auxiliar (B1) que está num circuito independente da carga.
No caso de um controle semelhante com SCR, a configuração básica é a mostrada na figura 2, mas veja que deve haver um pólo comum com a rede.
Embora a corrente de comporta possa ser limitada e a valores muito baixos, obtendo se segurança para a operação do interruptor, ainda assim não haverá isolamento da rede.
No caso de SCRs corno os da série 106 (MCR106, TIC106, C106), o resistor de limitação pode chegar a valores da ordem de centenas de quilohms, o que significaria uma corrente da ordem de algumas centenas de microampères.
O que propomos é a utilização de um SCR com o disparo de modo isolado, sem a necessidade de bateria auxiliar
COMO FUNCIONA
Na figura 3 temos o nosso circuito básico.
A carga é ligada em série com o SCR (controle de meia onda), e sendo ambos alimentados pela rede local.
O SCR atua como um interruptor com o sinal de disparo aplicado à comporta.
Uma ponte de diodos pode ser acrescentada para se obter um controle de onda completa.
Na rede de disparo temos um transformador, um resistor e uma lâmpada neon.
O transformador e o resistor formam e divisor de tensão que pode ter suas características alteradas conforme o secundário seja ou não colocado em curto.
Assim, a impedância apresentada pelo primário do transformador é muito alta na condição de ausência de carga no secundário (interruptor aberto), e com isso não há tensão suficiente para ionizar o gás da lâmpada neon. O SCR permanece desligado.
Quando o interruptor e é fechado, o secundário do transformador é curto-circuitado de modo que a impedância no primário é reduzida a zero. Com isso sobe a tensão aplicada à lâmpada neon que se ioniza disparando o SCR.
Veja que, nestas condições que a corrente que circula pelo transformador em curto não compromete sua integridade, pois o resistor de carga do divisor de tensão é suficientemente grande para evitar uma corrente elevada.
A segurança deste sistema está no fato do secundário do transformador trabalhar à com baixa tensão e ser isolado da rede. Pode ser usado qualquer transformador de 6, 9 ou 12 V com correntes entre 100 e 500 mA.
Apenas, em função do tipo de transformador usado pode ser necessário o valor do resistor p R1 para se encontrar o ponto ideal de disparo do SCR.
Os C106, MCR1O6, IR106 e equivalentes podem controlar correntes de 3,2 a 4A, o que significa potências de até 440 W na rede de 110 V e o dobro na rede de 220 V.
Bons dissipadores devem ser usados.
No caso do TIC106 será preciso acrescentar um resistor de 1 k a 10 k (obtido experimentalmente) entre o catodo e a comporta para se obter o disparo normal.
MONTAGEM
A figura 4 mostra o circuito completo que serve para a rede de 110 V e de 220 V.
Observe que, tanto na versão de 110 V como 220 V, usamos o primário de 220 V do transformador. A nossa sugestão para montagem em ponte é dada na figura 5.
Cuidados com a montagem:
a) Observe a posição do SCR e use um dissipador de calor se a carga controlada for de mais de 50 watts.
b) Cuidado com a polaridade do diodo (1N4002 ou 1N4004).
c) A lâmpada neon é do tipo NE-2H ou equivalente de dois terminais paralelos, sem resistor incorporado.
d) O resistor R1 deve ter uma dissipação de pelo menos 5 W e seu valor pode ser alterado segundo as características do transformador. Valores entre 1 k e10 k podem ser usados. Para R2 não existe restrição.
e) O transformador T1 tem tensão de primário de 110 V e 220 V (usamos os fios preto e vermelho, que correspondem a 0 e 220 V) e secundário de 6+6, 9+9 ou mesmo 12+ 12 V com corrente de 100 a 500 mA. A tomada central do «enrolamento de baixa tensão não' será usada.
f) O interruptor simples e o cabo de ligação vêm no final. O cabo não deve ter mais de 10 metros de comprimento. A carga deve ser obrigatoriamente resistiva, ou seja, Coisas como aquecedores e lâmpadas incandescentes.
Motores, transformadores e indutores podem exigir alterações no circuito para uma operação normal.
PROVA E USO
Ligue à tomada os fios correspondentes e ao circuito de carga uma lâmpada comum de 40 a 100 watts.
Depois, abrindo S1, veja se a carga é desativada. Fechando, ela deve ser ativada. Se a carga permanecer ligada nas duas posições de S1 e o SCR for do tipo TIC 106, será preciso acrescentar R3. Se o SCR for de outro tipo, ou mesmo depois de colocar R3 o problema persistir, desligue momentaneamente Dl. Se a lâmpada não apagar, o SCR está com problemas. Se apagar, é' sinal que será preciso alterar o valor de R1 até se encontrar um que case com as características do transformador usado.
SCR - MCR106, IR106, TlC106 para 110 V ou 220 V conforme sua rede
D1 - 1N4002 ou 1N4004 - diodo de silício
T1 - transformador com primário para 110 /220 V e secundário de 6, 9 ou 12 V com 100 a 500 mA, dotado ou não de tomada central
NE-1 - lâmpada neon NE-2H ou equivalente
S1 - interruptor simples
R1 - 5k6 x 5 W - resistor de fio (11oV) ou 10 k x 5 W - resistor de fio (220 V)
R2 – 100 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, amarelo)
R3 – 1 k x 1/8 W a 10 k x 1/8 W- resistor (para o TIC106 - ver texto)
Diversos: ponte de terminais, caixa, dissipador de calor, fios, solda, tomada para a carga, cabo de alimentação etc.
