O aparelho é bem conhecido, mas a configuração não. Trata-se de um projeto que utiliza os modernos transistores de efeito de campo de potência, capazes de controlar potências elevadas e que, pela sua elevada impedância de entrada, simplificam bastante os circuitos com sensores resistivos.
O circuito proposto faz com que uma lâmpada (ou mais) acenda quando escurece. Podemos usá-lo em sistemas de iluminação de emergência a partir de baterias ou simplesmente como controle para entradas que devem permanecer claras ao escurecer.
O circuito pode controlar cargas de até 4 A e é extremamente sensível.
Como uso de um capacitor na comporta do transistor de efeito de campo de potência dotamos o aparelho de uma resposta muito lenta, o que impede seu acionamento por sombras momentâneas sobre o sensor.
Também a volta momentânea da luz, no caso de um relâmpago, não provoca o acionamento do transistor apagando a lâmpada, graças à inércia do circuito.
Simples de montar e de instalar o aparelho usa como sensor qualquer LDR e, na condição de espera (lâmpada apagada), seu consumo de corrente é extremamente baixo.
Características:
Tensão de alimentação: 12 V
Carga máxima: 4 A
Consumo em repouso: inferior a 10 uA
Na figura 1 temos o diagrama completo do aparelho.
O potenciômetro (ou trimpot) P1, o resistor R1 e o sensor LDR formam um divisor de tensão que polarizam, via R2, a comporta (g) do transistor de efeito de campo de potência.
Quando o LDR se encontra iluminado a tensão na comporta do transistor de efeito de campo é insuficiente para levá-lo à condução, e com isso a lâmpada usada como carga permanece apagada.
Se a luz no LDR for cortada, a tensão no divisor sobe e começa a carregar o capacitor C1, via R2, até ser atingida a tensão de condução do transistor..
Esta subida lenta é importante para que a lâmpada não seja acionada de imediato, por exemplo, por um corte rápido da luz no sensor.
O tempo de acionamento pode variar entre fração de segundo e alguns segundos, dependendo do valor de C1. Valores na faixa de 1 a 10 uF podem ser usados no projeto.
Com a subida ao ponto de condução, a resistência entre o dreno (d) e a fonte (s) do transistor de efeito de campo cai a menos de 1 ohm, e com isso a carga é alimentada a plena potência.
Esta baixa tensão de saturação dos transistores de efeito de campo de potência é importante neste tipo de projeto, pois permite o acionamento da carga praticamente sem perdas. Além disso, a potência dissipada pelo componente é reduzida, permitindo o controle de cargas de correntes elevadas.
Na figura 2 temos a disposição dos componentes numa placa de circuito impresso.
O transistor de efeito de campo de potência deve ser dotado de um radiador de calor.
Para este transistor podemos usar tipos comuns, como os da série IRF, que podem ter correntes de 3 a 8 A. Use como carga máxima uma corrente sempre inferior ao máximo admitido pelo componente.
O IRF720 suporta 3 A (recomendamos até 2 A de lâmpadas), enquanto que o IRF632 é de 8 A (recomendamos até 4 A de lâmpadas).
O LDR pode ser de qualquer tipo redondo comum, e sua ligação ao aparelho pode ser feita por fio longo.
O valor de C1 depende da inércia desejada, e pode ficar na faixa indicada no diagrama e lista de material.
O ajuste de sensibilidade tanto pode ser um potenciômetro como um trimpot.
As lâmpadas usadas como carga devem ter corrente máxima de 4 A no total, e tensão de operação de 12 V; isso significa uma potência máxima de 48 W.
Para provar o aparelho podemos usar lâmpadas de menor corrente e alimentar a unidade com uma fonte comum de 12 V. Ajustamos P1 para que a lâmpada apague.
Cobrindo o LDR a lâmpada deve acender.
Na instalação, o LDR deve ficar num tubinho opaco apontado para o local de onde vem a luz de acionamento.
O LDR não deve receber luz da própria lâmpada que o aparelho controla, pois se isso ocorrer teremos uma realimentação que leva o circuito à oscilação (a lâmpada vai variar aleatoriamente de brilho).
Para alimentação podemos usar uma fonte com corrente de acordo com as lâmpadas ou então uma bateria com um sistema automático de recarga.
Na figura 3 temos um circuito interessante de sistema de iluminação de emergência que só é acionado quando ocorre a falta de luz e o ambiente está escuro.
Este sistema mantém a bateria em carga constante. Podemos usar para esta finalidade um pequeno acumulador de moto ou mesmo de carro, de 12 V.
Q1 - IRF632 ou SPM640 - transistor de efeito de campo de potência
R1 - 100 K ohms - resistor de 1/8 W, 5%
R2, - 1 M ohms - resistor de 1/8 W, 5%
R3 - 4,7 MQ - resistor de 1/8 W, 5%
P1 - potenciômetro de 1 M ohms
C1 - 1 a 10 uF – capacitor eletrolítico de 16 V
C2 - 100 pF – capacitor eletrolítico de 16 V
Diversos:
LDR - LDR comum, pequeno ou grande
F1 - Fusível de 5 A
X1 - lâmpada de 12 V x 4 A
Placa de circuito impresso, radiador de calor para o transistor de potência, caixa para montagem, botão para o potenciômetro, suporte para o fusível, fios, solda, etc.
