Um dos problemas dos controles de velocidade para trens elétricos miniaturas, é que o realismo fica sensivelmente prejudicado pela não percepção da inércia. Uma simples montagem, entretanto, pode melhorar muito o realismo de sua maquete, pois os trens apresentarão paradas e partidas muito mais suaves, como nas composições de verdade.
Nota: O artigo foi publicado na Eletrônica Total 23 de 1990.
As muitas toneladas de uma composição ferroviária são responsáveis por uma inércia, que impede qualquer variação brusca de sua velocidade. Assim, tanto partidas como paradas não podem ser feitas, senão de maneira muito suave. Nas magnetes, entretanto, onde os modelos usados pesam muito pouco, esta inércia quase não existe e o que vemos são paradas e partidas muito rápidas que fazem com que o realismo fique muito prejudicado.
Se você tem sua maquete e opera uma série de composições miniaturas visando o máximo de realismo, então será preciso fazer alguma coisa: e mais uma vez a eletrônica pode ajudar. O que descrevemos neste artigo é um controle de velocidade que será intercalado entre o controle convencional (que é mantido na velocidade máxima) e os trilhos. Com ele, não adianta abrir rapidamente todo o controle de velocidade ou fechá-lo, pois a locomotiva não responderia a isso rapidamente, mas sim suavemente, parando ou acelerando lentamente, com maior realismo.
O circuito é projetado para operar com tensões de alimentação na faixa de 6 a 20 volts e a corrente de carga pode ir a valores até 2 ou 3 ampères, o que atende à maioria das aplicações neste setor. Por outro lado, os poucos componentes usados e seu baixo custo, tornam a montagem bastante econômica.
Características
Tensão de entrada: 6 a 20 volts
Corrente máxima, de carga: 3 ampères
Tempo de inércia: 5 a 20 segundos
COMO FUNCIONA
A ideia básica deste projeto é bastante simples de ser entendida, se inicialmente tirarmos do circuito o capacitor C2 responsável pelo efeito de inércia. Assim, Q1 e Q2 formam um par Darlington que controla, como um reostato, a corrente de entrada para o motor da locomotiva. A condução destes transistores depende da polarização da base que vem através de P1, RI e R2 além dos diodos D1 e D2.
Com P1 tendo seu cursor todo para o lado da terra (0V) os transistores ficam no corte e nenhuma corrente circula pelo motor. Temos nestas condições a parada ou velocidade mínima.
Á medida que P1 tem seu cursor movimentado em relação ao positivo da alimentação, mais corrente pode circular pelas bases dos transistores, polarizando-os no sentido da saturação, o que faz com que o motor aumente a velocidade. Sem a presença do capacitor C2 de inércia, a corrente no motor (proporcionada pelos transistores) acompanha instantaneamente as variações de posição do cursor de P1.
No entanto, com o capacitor no circuito, a tensão nas bases dos transistores só consegue subir depois que o capacitor se carrega através de RI e isso é um processo que apresenta certa inércia. Do mesmo modo, a tensão na base dos transistores só pode diminuir com a descarga do capacitor através de R2 e dos próprios transistores, o que também é um processo lento.
Desta forma, dependendo do valor de C2 temos inércia maior ou menor, segundo uma curva que se assemelha à mostrada na figura 1.
Podem ser usados capacitores na faixa de 1 000 µF até 220 µF. Na verdade, até capacitores menores como 100 ou 220 µF também podem ser usados se você desejar uma certa inércia, mas não tiver muita "paciência" a ponto de exigir que ela seja a mesma de uma locomotiva de verdade!
MONTAGEM
O circuito completo do controle de velocidade é mostrado na figura 2.
Como se trata de circuito bastante simples, inclusive indicado aos leitores mais ligados ao modelismo do que propriamente à eletrônica, damos a versão montada em ponte de terminais.
O transistor Q2, um 2N3055, deve ser montado num radiador de calor que não é mostrado na figura 3. O modo de se fazer a montagem deste transistor no radiador é mostrado na figura 4.
Na montagem, observe a polaridade dos diodos, dos capacitores eletrolíticos e também as posições dos transistores, pois se estes componentes forem invertidos o aparelho não funcionará. Os resistores são de 1/8 ou 1/4 W e os capacitores eletrolíticos são para tensão de trabalho de 25 V ou mais.
O potenciômetro P1 é linear comum, devendo ser cortado seu eixo num comprimento adequado para poder receber um botão. Todo o conjunto pode ser instalado numa caixa, conforme mostra a figura 5. Para conexão dos fios de entrada e saída podem ser usados terminais com parafusos comuns.
PROVA E USO
O aparelho é ligado entre a linha e o controle normal, conforme mostra a figura 6. Coloque todo para a esquerda o potenciômetro P1 do controle com inércia (parado) e o controle do aparelho (transformador) normalmente todo para a direita (velocidade máxima desejada).
A seguir, girando o controle P1 para a direita deve ocorrer a parada até atingir a velocidade programada com uma inércia que vai depender do valor de P1.
Para utilizar o controle, atue simultaneamente sobre o potenciômetro ou reostato do controle convencional e sobre P1. Com o tempo o leitor vai se acostumar a ter um controle conjunto que leve sua ferrovia a funcionar com o máximo de realismo. Na conexão do aparelho ao transformador e à linha observe com cuidado a polaridade dos fios, pois se houver inversão o aparelho não vai funcionar.
