Esta é a primeira versão que publicamos deste projeto tendo sido preparada em 1976. Pelos componentes que usa o circuito é ainda atual e tem um efeito bastante interessante, principalmente recreativo e didático.
Determinados componentes eletrônicos permitem a obtenção de efeitos bastante interessantes. e o caso desta luz de cabeceira que acende com o simples tocar de um dedo em qualquer uma de suas partes metálicas (elemento sensível) e assim permanece até que, para desliga-la, acionamos por alguns segundos um interruptor. o circuito e suficientemente simples para que mesmo o principiante possa monta-lo sem dificuldades.
A utilidade de um circuito deste tipo?
Pois bem; quando acordamos, em geral, levamos alguns segundos para localizar o interruptor da luz de cabeceira, nem sempre facilmente acessível, o que pode levar os mais desastrados a derrubar o relógio, ou outros objetos que encontrem na cabeceira.
Com esta lâmpada não precisaremos localizar o interruptor. Bastará levarmos a mão em qualquer lugar do “abajur" que é forrado com cobertura especial, para que ele imediatamente acenda sem precisarmos apertar ou girar nada
O importante a observar é que o componente básico desta montagem apresenta uma sensibilidade suficiente, para não necessitar de correntes maiores que uns poucos milionésimos de ampère para seu acionamento, corrente que pode ser obtida do próprio ruído ambiente induzido no nosso corpo, o que significa que o circuito é completamente à prova de choques elétricos.
Por outro lado, os componentes são em número reduzido e de baixo custo o que significa que, uma vez de posse de uma luz de cabeceira disponível, tudo que o leitor terá a fazer para esta adaptação não levará mais do que algumas horas.
Na verdade, este tipo de circuito pode ser montado para outras aplicações, tanto em iluminação como em sinalização.
Se o elemento sensível for ligado a um objeto de metal e a lâmpada for colocada à distância, poderemos ter seu acendimento sempre que alguma mão indesejável tocar no objeto.
O circuito funcionará como um indicador de intrusos (figura 1).
Estudando seu princípio de funcionamento, o leitor compreenderá suas limitações e possibilidades, podendo inclusive imaginar outras interessantes aplicações práticas para a mesma configuração.
OS COMPONENTES E O CIRCUITO
O componente básico deste circuito é um SCR (diodo controlado de silício) - figura 2 - que aciona a lâmpada. ou o circuito de carga quando um estimulo é aplicado ao seu eletrodo de comporta (gate).
Nessas condições, o SCR atua como um interruptor que pode ser acionado por uma pequeníssima corrente externa que inclusive pode vir de nosso próprio corpo (induzida pelo ruído ambiente).
Para desligar o circuito, um interruptor adicional deve ser usado. Esse interruptor deve ter características especiais, pois deve ser do tipo normalmente fechado, isto é, um interruptor que desliga o circuito quando o acionamos e ao contrário. (figura 3)
É do tipo de interruptor encontrado nas portas das geladeiras que desliga, a lâmpada interna quando pressionado.
O SCR é encontrado em casas de material eletrônico; deve, obrigatoriamente, ser usado o recomendado na lista de componentes. O interruptor de pressão, como já dissemos, é do tipo normalmente fechado e pode ser encontrado em boas casas de material eletrônico a custo bem razoável.
Além desses componentes, outros são necessários de modo a se completar o circuito.
Como sua operação se dá em corrente contínua, devemos retificar e filtrar a corrente alternada disponível na rede, o que será feito por meio de um diodo semicondutor de tipo bastante comum e por um capacitor eletrolítico de 8 uF © 350 Volts.
O último componente a ser, considerado é um resistor cujo valor pode ser de 330 k ou 470 k que pode ser encontrado com a maior facilidade.
Com os componentes indicados poderemos montar o circuito tanto para redes de 110 como 220 Volts, observando-se apenas a tensão da lâmpada. A lâmpada incandescente deve ser de 40 Watts, para que a alimentação fique em torno da normal.
Urna lâmpada de 25 Watts também é tolerada, se bem que sua tensão seja um pouco superior.
Para lâmpadas maiores que 40 Watts, o brilho obtido será ligeiramente inferior ao normal e não deve ser usada lâmpada maior que 100 Watts, pois isso poderá causar a queima do diodo semicondutor.
Em outras palavras: o circuito opera satisfatoriamente com lâmpadas incandescentes de 25 a 60 Watts sem necessidade de qualquer modificação.
Nossa sugestão para montagem é dada na figura 4.
Uma ponte de terminais é usada para a soldagem dos componentes.
A lâmpada de cabeceira deve estar instalada em sistema com base mais ou menos volumosa de modo a permitir o alojamento do circuito em seu interior.
Se o leitor desejar poderá montar o circuito numa pequena caixa plástica e fixar a luz de cabeceira firmemente sobre ela (figura 5).
O circuito completo aparece na figura 6.
Três componentes devem ser observados com o máximo de cuidado. São eles: o SCR que deve ter seus terminais perfeitamente identificados na sua ligação; o diodo semicondutor cuja identificação é feita pelo anel em seu corpo ou pelo símbolo gravado; o capacitor eletrolítico.
Com relação a este capacitor, seu polo positivo corresponde ao terminal preso na tampa de borracha enquanto que o terminal negativo é o soldado diretamente na carcaça de alumínio (figura 7).
O elemento sensível consiste numa cobertura de folha de alumínio ou cobre que envolve a luz de cabeceira. Essa cobertura não deve encostar em nenhuma parte metálica do circuito de controle.
MONTAGEM
Para a montagem deste circuito você necessitará de um soldador de pequena potência, uns 30 Watts no máximo, solda de boa qualidade, uma chave de fendas, um alicate de corte lateral e um alicate de pontas. Para a parte não elétrica de adaptação da luz de cabeceira, de uma furadeira, serra, martelo, etc.
Comece por cortar a ponte de terminais do tamanho indicado, já que ela deve ser adquirida em barras de 1 metro ou meio metro. Corte de modo a obter.7 terminais conforme mostra a figura 4.
Em seguida, aqueça o soldador e comece por soldar o diodo semicondutor, dobrando seus terminais e cortando-os no tamanho conveniente.
Solde depois o capacitor, observando sua polaridade, o resistor e por último o SCR. Com relação a este último componente dobre com cuidado seus terminais, que são frágeis.
Complete as ligações entre os componentes usando para esta finalidade fio encapado rígido (&22 ou &20). Complete a montagem soldando o cabo de alimentação, o cabo da lâmpada e o fio que fará a conexão do elemento sensível.
Uma vez pronto o circuito ele pode ser instalado na própria caixa que aloja a luz de cabeceira, em sua base, ou em caixa construída pelo montador, como já dissemos.
Para fixar a ponte use parafusos com porcas comuns. Observe para não fixar esses parafusos em nenhuma parte metálica, já que existe conexão elétrica da ponte com o circuito.
Montado o circuito, para experimenta-lo proceda do seguinte modo:
- ligue o dispositivo à tomada; a lâmpada deve acender imediatamente;
- pressione, por alguns segundos, o interruptor de pressão e solte-o novamente; a lâmpada deve apagar e assim permanecer;
- toque no elemento sensível, ou seja, na cobertura de metal da luz de cabeceira; a lâmpada deve acender imediatamente; se isso não ocorrer inverta à posição do plugue na tomada, girando-o de 180"; prove novamente o dispositivo; para acender a lâmpada bastará, então, encostarmos os dedos na folha de metal que envolve o “abajur" e para apagá-la bastará pressionar por alguns segundos o interruptor e soltá-lo novamente.
Observações: a fixação da cobertura metálica pode ser feita com qualquer cola comum.
Se o circuito não operar, a falha pode estar no SCR. Dadas as tolerâncias de fabricação, alguns são mais sensíveis que outros. Se não houver meio de fazer a unidade operar, tente um SCR novo do mesmo tipo.
COMO FUNCIONA
Conhecer o princípio de funcionamento dos circuitos montados e de seus componentes é o que visamos, principalmente.
Por ela, com o tempo, o leitor torna-se apto a praticar eletrônica Com mais segurança, não se limitando às montagens mais simples.
O SCR (diodo controlado de silício), que é o componente básico usado nesta montagem, tem a propriedade de conduzir a corrente num único sentido como os diodos comuns, mas só começa a conduzir quando um estimulo elétrico é aplicado a um eletrodo denominado comporta (figura 8).
O pulso, em alguns casos, pode ser tão pequeno que mesmo a tensão resultante do ruído ambiente induzida no nosso corpo pode acioná-lo.
Essa é justamente a propriedade aproveitada nesta montagem. Ocorre, entretanto, que uma vez cessado o estímulo que faz o diodo conduzir, ou seja, que comuta o SCR de seu estado de não condução para o de plena condução, ele ainda continuará assim indefinidamente, conduzindo a corrente até que ela seja desligada por algum outro meio.
Podemos dizer que o SCR atua como um interruptor que pode ser ligado por um estímulo externo, mas que não pode ser desligado por estímulos externos.
É por esse motivo que temos de usar um interruptor para esta função e não o mesmo processo direto de encostar a mão no elemento sensível.
Poderíamos, também, ter um circuito que só manteria a lâmpada acesa enquanto encostássemos o dedo no elemento sensível. O circuito seria o da figura 9, em que o diodo e o capacitor são removidos do circuito.
Isso ocorre porque na alimentação direta com corrente alternada, a corrente durante as inversões de sentido de circulação para por alguns instantes, dando tempo para o SCR voltar a sua situação de não condução.
No nosso caso, como queremos manter a lâmpada acesa após o toque devemos alimentar o circuito com corrente continua; usamos para esta finalidade o diodo e o capacitor na função de retificar e filtrar a corrente alternada da rede, transformando-a em corrente continua.
O diodo, pela sua propriedade de permitir a condução de corrente apenas num sentido, pode ”transformar" corrente alternada" em corrente continua; o capacitor, reservando uma pequena parcela de energia conduzida, impede que a corrente se reduza a zero, durante os instantes em que a corrente é impedida de circular no sentido contrário (figura 10).
É importante observar que, do valor do capacitor, dependerá a tensão que chegará à lâmpada. Sem o capacitor, a lâmpada receberá uma alimentação reduzida, já que apenas metade dos ciclos serão conduzidos.
Com o capacitor haverá uma compensação e, quanto maior for seu valor, maior será a tensão recebida pela lâmpada, até o limite de 1,41 vezes a tensão da rede local, que é a sua tensão de pico.
Assim, calculamos em 8 uP o valor econômico que permite que na rede de 110 Volts uma lâmpada de 40 Watts recebe uma alimentação em torno de 90 Volts e uma lâmpada de 25 Watts uma alimentação de 110 Volts.
Os mesmos valores podem ser usados na rede de 220 Volts, sem problemas.
Com isso vemos que a lâmpada de 40 Watts opera com tensão ligeiramente abaixo do normal o que fará com que sua durabilidade seja considerávelmente maior.
Para lâmpadas maiores que 40 Watts o capacitor deverá ser aumentado.
Nossa sugestão para 60 Watts é um capacitor de 16 uF. Para lâmpadas de menos de 25 Watts, 15 Watts, por exemplo, o capacitor deve ser reduzido; 4 uF é o recomendado neste caso.
Por que não há perigo de choque elétrico neste circuito? O SCR é disparado por uma corrente bastante reduzida, limitada pela ação do resistor de alto valor.
Mesmo sendo reduzidíssima a corrente, insuficiente para causar qualquer choque, ela consegue, entretanto, disparar o SCR.
SCR - Diodo controlado de silício do tipo C106 ou TIC106, para 200 Volts se a rede for de 110 V; para 400 V se a rede for de 220 V (não usar equivalentes).
D1 - Diodo de silício do tipo BY127 ou 1N4004.
C1 - Capacitor eletrolítico de 8uF - 350 Volts; capacitores para tensões de 450 Volts também servem; para a rede de 110 Volts, uma tensão de 250 Volts é tolerada (ver texto).
R1 - Resistor de 330 k ou 470 k - 0,5 Watt.
CH1 - Interruptor de pressão normalmente fechado (ver texto).
