Relé de corrente (ART1096)

Os sensores de corrente usados em muitas aplicações eletrônicas se baseiam principalmente em dispositivos de Efeito Hall ou Transformadores de Corrente. O circuito prático que descrevemos é diferente, usando diodos comuns. Diversas são as aplicações práticas importantes que um relé de corrente pode ter, conforme ficará claro no decorrer deste artigo.

Conforme mostra a figura 1, um relé de corrente dispara um circuito externo quando a intensidade de corrente em outro circuito supera determinado valor programado.

 

Existem diversas aplicações práticas para um circuito que tenha essa capacidade, tais como:

a) Podemos usá-lo para saber quando um equipamento elétrico remoto está sendo usado, pois ele detecta isso pela corrente que ele exige para funcionar.

b) Podemos fazer o acionamento de um segundo circuito, por exemplo, uma lâmpada de alerta, quando um determinado equipamento (uma máquina) entrar em funcionamento.

c) Podemos automatizar o acionamento de um televisor, por exemplo, quando um videocassete ou DVD for ligado. Ele detecta o acionamento pela corrente do circuito.

d) Podemos introduzir lógica em automatismo, impedindo que um equipamento seja ativado quando outro estiver em funcionamento.

Na figura 2 ilustramos algumas dessas aplicações.

 

O circuito que propomos é bastante sensível e o uso de diodos em contrafase permite que ele opere tanto com corrente contínua como alternada.

Como Funciona

Partindo da condição inicial em que o relé esteja desligado, o transistor Q2 deve estar em condução para produzir essa inibição o que é conseguido quando o transistor Q1 está no corte.

O corte de Q1 ocorre quando a tensão em sua base se mantém num valor inferior a 0,6 V.

Assim, na ausência de corrente no circuito externo, o divisor de tensão formado por R1, R2 e R3 mantém o transistor com uma polarização inferior a esse valor, porém próximo do ponto de condução. Com uma alimentação de 12 V o circuito é mantido numa tensão em torno de 400 mV.

Quando uma corrente circula pelos diodos, na polarização no sentido de que D1 conduz, uma tensão de aproximadamente 400 mV é adicionada à base de Q1 o que faz com que ele entre em condução. O resultado é que na entrada em condução de Q1, Q2 é levado ao corte e Q3 passa a ser polarizado por R6 de modo a saturar.

O relé é energizado, alimentando a carga externa.

Veja que tanto R1 como R2 podem ser alterados para se modificar a sensibilidade do circuito.

Também é importante observar que numa alimentação com corrente contínua apenas D1 é usado. Veja que os diodos devem ser dimensionados para suportar a corrente no circuito que está sendo monitorado.

As perdas no circuito são mínimas, pois a queda de tensão nos diodos é de apenas 0,6 V.

Montagem

Na figura 3 temos o diagrama completo da chave de corrente.

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Observe que sua alimentação é flutuante, ou seja, não deve ter o negativo ligado à terra.

Na figura 4 temos uma sugestão de placa de circuito impresso para implementação do dispositivo.

 

Essa placa prevê o uso de um relé DIL com contatos de 2 A. Se o leitor for usar um relé diferente, deve fazer alterações no desenho dessa placa. Esse relé é do tipo sensível com bobina de 50 mA ou menos.

Para corrente monitoradas de até 1 A, os diodos podem ser os 1N4004. Para correntes maiores, até uns 4 A, sugerimos os 1N5404.

O capacitor C2 determina o tempo de acionamento, e evita a vibração dos contactos do relé nas aplicações de corrente alternada. Esse componente, assim como C3 podem ser alterados experimentalmente, em função do relé usado.

Prova e Uso

O circuito é ligado em série com o equipamento a ser monitorado, conforme mostra a figura 5.

 

Ligando o aparelho monitorado o relé deve fechar seus contatos. Se isso não ocorrer, aumente o valor de R1 até obter o acionamento desejado.

Comprovado o funcionamento é só usar o aparelho.

Na figura 6 temos uma interessante aplicação doméstica onde, ao se ligar o televisor, a luz da sala automaticamente é apagada. Um interruptor adicional permite neutralizar essa função em caso de necessidade.

 

Podemos agregar a esse sistema, o acionamento de um ventilador ou outra comodidade que o leitor ache interessante.

É importante que o circuito esteja bem fechado numa caixa de material isolante pois ele trabalha com as altas tensões da rede de energia, estando portanto sujeito a causar choques em que tocar em suas partes vivas.