Dimmer Com Triac (ART2375)

Apresentamos um eficiente controle de potência com triac para cargas de até 8 ampères tanto na rede de 11oV como de 220 V. Lâmpada incandescentes, aquecedores, furadeiras elétricas e outros aparelhos podem ter sua velocidade, luminosidade ou temperatura ajustada linearmente com facilidade com a utilização deste circuito.

Obs. Este artigo é de 1987, tendo saído diversas versões semelhantes ao longo dos anos com configurações iguais ou parecidas.

Um dimmer é um controle linear de potência que pode ser usado com os mais diversos tipos de aparelhos.

Com lâmpadas incandescentes ele permite o ajuste da luminosidade de O até no máximo em torno de 97%. Com motores, temos o ajuste de velocidade na mesma faixa, e com aquecedores temos o ajuste da temperatura.

O circuito que apresentamos é bem eficiente, e em lugar do diac que normalmente aparece neste tipo de equipamento fazemos o disparo através de um transistor unijunção - um componente mais fácil de ser obtido.

A potência depende da rede, já que o triac utilizado suporta 8 A tanto em 110 V como em 220 V.

Assim, na rede de 110 V podemos controlar até 800 watts de carga, aproximadamente, e na rede de 220 V esta potência sobe para 1600 watts.

Lâmpadas de palco de 1 000 watts na rede de 220 V podem facilmente ter sua luminosidade alterada com este controle. Na figura 1 damos uma interessante mesa de luz para teatros e conjuntos musicais em rede 220 V que suporta em cada saída 1600 watts de lâmpadas.

Figura 1 – Mesa de luz | Clique na imagem para ampliar |

As lâmpadas devem ser do tipo “spot” e, obrigatoriamente, incandescentes.

O triac é um controle bilateral de corrente que “liga" quando um pulso de disparo é aplicado a sua comporta.

Se aplicarmos o pulso no início dos semiciclos, temos a condução quase que total dá corrente e a potência na carga é alta, conforme mostra a figura 2.

Figura 2 – Os ângulos de condução | Clique na imagem para ampliar |

Por outro lado, se aplicarmos no final do semiciclo, a condução se faz apenas de uma pequena parcela da senóide e a carga recebe muito menor energia. A potência é mínima.

Controlando então o ponto de disparo no semiciclo podemos controlar também a potência aplicada à carga e, portanto, sua velocidade, temperatura ou luz conforme o que seja.

O disparo é feito no nosso circuito por meio de um transistor unijunção.

O capacitor C2 do circuito carrega-se então numa velocidade que depende do ajuste de P1. Com P1 no mínimo, a carga é rápida e tão logo o semiciclo seja retificado por D1, já temos um pulso produzido pela condução de Q1 e o triac liga.

Se P1 estiver com sua resistência máxima, então, neste caso, o disparo demora só ocorrendo no final do semiciclo. A potência aplicada é mínima.

Na figura 3 damos uma configuração retificadora de onda completa para o unijunção que permite obter maior rendimento, caso a aplicação que o leitor vai ter assim o exija.

Figura 3 – Onda completa para o unijunção | Clique na imagem para ampliar |

O fusível ligado na entrada serve de proteção para o circuito.

MONTAGEM

O diagrama completo da versão básica é mostrado na figura 4.

Figura 4 – Diagrama do controle | Clique na imagem para ampliar |

Uma montagem simples em ponte de terminais é mostrada na figura 5.

Figura 5 – Montagem em ponte de terminais | Clique na imagem para ampliar |

Para os que quiserem realizar a montagem em placa de circuito impresso temos o seu desenho na figura 6.

Figura 6 – Placa para a montagem | Clique na imagem para ampliar |

Lembramos que o SCR deve ser dotado de bom radiador de calor principalmente se tiver de trabalhar com potências acima de 500 watts.

Os capacitores devem ter tensões de trabalho a partir de 25 V, e todos os resistores, com exceção de R1, devem ser de 1/8 ou ¼ W com qualquer tolerância.

A posição do transistor unijunção precisa ser observada atentamente pois se houver inversão o aparelho não funcionará.

O potenciômetro P1 pode ser rotativo ou deslizante, tanto linear como Iog.

Nos desenhos de placa e ponte foram indicadas lâmpadas como carga, mas basta fazer sua troca por uma tomada e nela conectar o plugue de qualquer outro aparelho a ser alimentado.

É importante observar que existem certos aparelhos que não admitem variações de tensão como, por exemplo, aparelhos eletrônicos.

Aparelhos como rádios, amplificadores e televisores nunca devem ser ligados a dimmers.

Para a rede de 220 V o diodo 1N4004 deve ser substituído por um 1N4007 ou BY127.

Na figura 7 damos um circuito de supressão de ruídos que evita a interferência em aparelhos próximos.

Figura 7 - Filtro | Clique na imagem para ampliar |

De fato, a comutação rápida do triac pode ser responsável por transientes ricos em harmônicas que se estendem na faixa de RF até alcançar a faixa de ondas médias e em alguns casos FM e TV.

As bobinas são formadas por 20 ou 30 espiras de fio grosso (16 ou 18) em um bastão de ferrite de 1 cm de diâmetro.

Os capacitores devem ter tensões de isolamento de peio menos 450 V.

Este circuito é intercalado entre o aparelho interferente ou interferido e a tomada de alimentação.

PROVA E USO

Basta ligar a unidade a atuar sobre P1. Ligando-se uma lâmpada como carga deve haver variação de sua luminosidade.

Se a lâmpada não tiver sua luminosidade variada deve-se realizar uma série de testes como se segue:

a) Desligue o fio de Comporta (gate) do triac que vai ao unijunção e momentaneamente ligue-o na junção de C1 e R1. Se a lâmpada acender, é sinal que o triac se encontra em bom estado, devendo ser verificada a etapa de Q1. Se não acender, é sinal que o triac apresenta problemas.

b) Troque momentaneamente C2 por um Capacitor de maior valor (4,.7 uF x 2 5V, por exemplo, que pode ser ligado em paralelo). Ligue o multímetro em paralelo com este capacitor numa escala baixa de tensões contínuas. Ajustando-se P1 devemos notar oscilação da agulha do instrumento se o transistor estiver bom.

Após R1 deve ser medida uma tensão contínua da ordem de 6 a 15 V. Comprovado o funcionamento é só fazer a instalação definitiva do dimmer, numa caixa plástica, por exemplo.