Descrevemos a montagem de um aparelho de grande utilidade no lar, na bancada de eletrônica, em estúdios fotográficos teatros, cinemas, salões de festas, e em muitos outros locais. Trata-se de um dimmer, ou controle de luminosidade para lâmpadas comuns (incandescentes). Com ele poderemos variar o brilho de uma ou mais lâmpadas de zero até o máximo de forma linear, obtendo-se assim diferentes graus de iluminação ou efeitos se forem usadas lâmpadas coloridas.
A possibilidade de variarmos o brilho de uma lâmpada comum é interessante em muitos casos. No lar, podemos obter a iluminação ideal para um quarto de criança ou uma sala de TV em função do que se esteja fazendo no local: dormindo, podemos deixar a criança com luz fraca, impedindo a escuridão completa; vendo TV podemos ter uma iluminação igualmente suave e lendo ou fazendo o dever de casa, podemos ter a iluminação máxima nos dois casos.
Nos teatros um conjunto de dimmers controlando "spots" de diversas cores pode controlar os níveis de luz de cada um a tal ponto que, as cores combinadas podem gerar infinitas outras cores ou mesmo transições suaves, conforme mostra a figura 1.
O dimmer que vamos descrever neste artigo reúne as características que mais são exigidas num projeto de uso doméstico: baixo custo, facilidade de montagem, e a possibilidade de controlar uma grande gama de potências de lâmpadas.
De fato, o circuito funciona tanto na rede de 110 V como 220 V e pode controlar até 800 W de lâmpadas na rede de 110 V e o dobro na rede de 220 V.
Por outro lado, sua montagem pode ser levada a um grau de compacidade suficientemente elevado para caber dentro da própria caixa em que está embutido um interruptor comum, substituindo-o.
COMO FUNCIONA
Uma maneira simples e eficiente de se controlar a potência aplicada a uma carga a partir da rede de energia de corrente alternada é pelo corte dos semiciclos em pontos diversos. O que se faz então é obter diversos ângulos de fase para o acionamento do TRIAC e assim a parcela do semiciclo que é conduzida determinará a potência aplicada à lâmpada.
Se o disparo for feito no início de um semiciclo (pequeno ângulo de disparo) temos a aplicação de uma potência maior e a lâmpada tem maior brilho. Se tivermos o disparo no fim do semiciclo (maior ângulo de disparo) temos menor potência aplicada a carga, tudo isso conforme mostra a figura 2.
Entre os pontos de menor e maior condução podemos ter todas as graduações possíveis para a potência aplicada a carga e portanto qualquer intensidade de brilho entre zero e o máximo.
Duas vantagens importantes devem ser observadas num controle deste tipo:
A primeira está no fato de que temos a possibilidade de ajustar linearmente a potência aplicada à lâmpada. A segunda está no fato de quando o TRIAC não conduz ele não dissipa potência alguma e quando conduz a queda de tensão neste componente é muito baixa e portanto a potência dissipada é muito baixa.
No nosso circuito o que fazemos é ligar um resistor variável (P1) em série com um capacitor que se carrega através dele. Quando a tensão sobe num semiciclo positivo (ou desce no semiciclo negativo) o capacitor se carrega até o ponto de disparo da lâmpada neon (ou diac). Desta forma, o ponto de disparo da lâmpada neon ou diac fica atrasado no semiciclo de um tempo que depende do ajuste de P1. Esse atraso vai justamente determinar qual é a potência aplicada à lâmpada e, portanto seu brilho.
Veja que a escolha de valores apropriados para o capacitor e o potenciômetro de modo que a faixa total de4 variação desejada seja obtida.
MONTAGEM
O diagrama completo do dimmer é mostrado na figura 3.
A placa de circuito impresso é mostrada na figura 4.
Observe que a placa tem filetes mais largos para as linhas de maior corrente. Isso é importante tanto para segurança da montagem como para garantir seu funcionamento correto.
O TRIAC deve ter sufixo B se a rede de energia for de 110 V e sufixo D se a rede de energia for de 220 V. Este componente deve ter um radiador de calor que consiste numa chapinha de metal dobrada em U.
O capacitor C1 deve ser de poliéster metalizado com uma tensão de trabalho de pelo menos 100 V. Será interessante ter em mãos capacitores de 56 nF a 220 nF para fazer testes de modo a se obter melhor desempenho, pois dependendo das características de disparo da lâmpada neon ou diac usado no disparo é preciso compensar no capacitor.
Para o disparo temos justamente a possibilidade de usar uma lâmpada comum ou diac. O diac é melhor pela sua estabilidade, mas nem sempre pode ser obtido facilmente. Como esses dois componentes têm características de disparo um pouco diferentes, compensações de funcionamento podem ser necessárias pela alteração do capacitor C1 e do potenciômetro.
Os resistores são de 1/2 W e o potenciômetro é comum. Dependendo da aplicação pode ser necessário alterar o potenciômetro no sentido de se obter maior faixa de controle. Tipos de 220k eventualmente podem ser necessários.
O conjunto cabe embutido na parede no local do interruptor numa aplicação doméstica ou pode ser instalado numa pequena caixa plástica para ser intercalado entre spots e abajures, conforme mostra a figura 5.
É importante usar caixa plástica ou de madeira, pois a ligação do aparelho na rede de energia torna interessante a presença de materiais isolantes, por motivo de segurança.
UTILIZAÇÃO E AJUSTES
Basta ligar a lâmpada na saída e a entrada na rede de energia. Atuando-se sobre o potenciômetro a lâmpada deve variar linearmente de luminosidade.
Se não for conseguido apagamento total na lâmpada na posição de mínimo, aumente o valor do capacitor C1 ou troque o potenciômetro por um de maior valor. Se a lâmpada não chegar ao máximo, diminua o capacitor. Como explicamos, essas alterações podem ser necessárias para compensar as diferenças de características dos elementos diac ou lâmpada neon que forem usados.
Obtido o funcionamento da maneira desejada é só usar o aparelho.
INTERFERÊNCIAS
Para eliminar interferências que possam ocorrer em televisores ou rádios AM pela comutação rápida do TRIAC pode ser usado o filtro da figura 6.
Esse filtro é intercalado entre o dimmer e a rede de energia. As bobinas são formadas por 20 a 40 voltas de fio comum num bastão de ferrite e os capacitores são de 100 nF/ 400V ou mais de tensão de trabalho.
Semicondutores:
TRIAC - TIC226-B ou D - ver texto - conforme tensão da rede de energia
Resistores:
R1 - 22 k Ω x 1/2 W
P1 - 100 k Ω - potenciômetro
Capacitores:
C1 - 100 nF/100 V - poliéster
Diversos:
NE-1 ou Diac - lâmpada neon comum ou diac - ver texto
F1 - Fusível - se aplicação externa - de acordo com a lâmpada
Placa de circuito impresso, cabo de força, radiador de calor para o TRIAC, soquete para lâmpada (opcional), caixa para montagem, fios, solda, etc.
