Relé de luz (ART1000)

Este circuito pode ser usado para acender automaticamente luzes de um jardim, uma vitrine ou entrada de residência quando escurece. Outras aplicações incluem sistemas de proteção onde o corte da luz dispara um alarme. O circuito é sensível e possui recursos para não responder a variações rápidas de luz como as que ocorrem em caso da passagem de um objeto diante do sensor.

Obs.: Circuito equivalente com outra configuração pode ser encontrado no ART323.

Se bem que possam ser adquiridos sistemas de iluminação automática prontos, uma configuração montada pelo próprio leitor tem a vantagem de poder ser modificada ou preparada de acordo com as necessidades específicas de cada aplicação.

O circuito que ora propomos é simples o bastante para ser modificado conforme as aplicações, mas ao mesmo tempo eficiente para substituir qualquer modelo comercial.

O que temos é um relé que fecha seus contatos quando a luz que incide sobre um sensor (LDR) diminui de intensidade, caindo abaixo de certo nível, ou é cortada.

O sensor pode ficar bem longe do aparelho, o que significa a possibilidade de controle de dispositivos via "controle remoto" sem problemas.

Temos ainda a vantagem de nosso circuito incluir um ajuste que possibilita a alteração de sua sensibilidade conforme a aplicação.

No projeto original foi prevista uma tomada para ser ligada à carga externa a ser controlada. A corrente máxima desta carga vai depender apenas do relé. No nosso caso, cargas de até 300 W na rede de 110 V é o máximo recomendado.

COMO FUNCIONA

Dois transistores ligados numa etapa Darlington excitam como carga um relé.

A polarização de base do primeiro transistor é feita por um trimpot em série com um sensor que, no nosso caso, é um LDR (foto-resistor comum).

Quando o LDR se encontra iluminado e sua resistência é baixa, a tensão na base de Q1 é insuficiente para levá-lo à condução, e com isso Q2 também não conduz deixando o relé desenergizado.

Contudo, se a luz que incide sobre o sensor for cortada ou sua intensidade reduzida, a tensão na base de Q1 se elevará a ponto de levá-lo à condução.

O resultado é que o transistor Q2 também é polarizado até o ponto de saturação, energizando assim o relé que se encontra ligado em seu coletor.

Em paralelo com o LDR temos um capacitor cujo valor deve ser determinado experimentalmente. A finalidade deste capacitor é evitar que cortes muito rápidos da luz sobre o LDR causem o disparo do circuito como o que acontece com a passagem momentânea de um pássaro no caso das iluminações externas, e da mesma forma com um relâmpago que provoque o apagamento das luzes, se o relé estiver acionado durante à noite.

Um ponto importante da montagem é o uso de um interruptor de pressão para S1.

Se o aparelho for empregado para desligar as luzes de uma vitrine ou jardim ao amanhecer, pressionando S1 por um momento, o aparelho ligará ativando o relé, e com isso tanto as lâmpadas controladas como o próprio circuito. Isso deve ser feito à noite.

Quando amanhecer, o relé se desligará e também a alimentação das lâmpadas bem como o próprio aparelho que precisará ser reativado na noite seguinte.

Para outras aplicações deve ser usado um interruptor comum e somente para controlar a alimentação do enrolamento primário do transformador.

A alimentação do setor de baixa tensão é feita com 12 V, tensão que não precisa ser estabilizada, já que o circuito não é crítico.

MONTAGEM

Na figura 1 temos o diagrama completo do sistema de iluminação automática ou relé de luz.

 

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é apresentada na figura 2.

Sugestão de placa.

O fusível depende da corrente da carga que vai ser controlada, assim como o relé. Usamos um G1RC2 da Metaltex que, no entanto, pode ser substituído por outros de maior corrente, se a carga for superior a 300 W (na verdade o G1RC2 é para 6 A, mas trabalhamos com corrente menor para obter maior durabilidade).

Como sensor podemos usar qualquer LDR comum, o qual pode ser ligado ao circuito por meio de fio comum longo (até 20 metros). Considerando que esta etapa funciona com corrente contínua, e que o próprio capacitor C2 funciona como um filtro, não será preciso usar fio blindado.

O leitor também poderá tentar utilizar um fototransistor como sensor, mas eventualmente precisará aumentar P1 para conseguir o ajuste em função do nível de iluminação em que deve ocorrer o disparo.

Os transistores admitem equivalentes, e o transformador tem enrolamento primário de acordo com a rede de energia, e secundário de 12 V com tomada central e corrente de 500 mA ou mais.

As demais especificações dos componentes usados são dadas na relação de materiais.

Se o aparelho for usado em local externo, deverá ser montado em caixa à prova de chuva.

PROVA E USO

Para provar o aparelho bastará ligar na saída X1 uma lâmpada comum ou qualquer eletrodoméstico com consumo dentro das especificações do relé.

Ligando a unidade, deixe o LDR iluminado pela ambiente e vá ajustando P1 até que o relé feche seus contatos. Volte um pouco o ajuste para que a carga fique desativada quando o LDR estiver iluminado.

Colocando a mão diante do LDR o relé deverá ser ativado, acionando a carga externa.

Passando a mão rapidamente diante do LDR não deverá haver tempo para que haja o acionamento do relé. Se isso ocorrer, aumente o valor de C2. Valores até 1 000 µF são admitidos, se o leitor tiver de usar o aparelho em local sujeito a muitas passagens de objetos diante do sensor.

Uma vez comprovado o funcionamento do aparelho, pode-se fazer sua instalação no local definitivo.

Se o aparelho for usado para acionar um sistema de iluminação de jardim, vitrine ou outro local, devemos cuidar para que o sensor não receba a alimentação das luzes que controla, conforme ilustrado na figura 3.

Não aponte o sensor para a luz que ele controla

Se o sensor receber de volta iluminação das lâmpadas que controla, poderá haver uma realimentação que vai instabilizar o circuito. O que se precisa fazer é instalar o LDR dentro de um tubinho (não é necessário lente) e apontar este tubinho para o céu ou para um local que tenha iluminação natural que sirva de referência para seu acionamento.

Também observamos que o circuito pode funcionar com dois sensores que tanto podem ser ligados em série quanto em paralelo.

Se os LDRs forem ligados em paralelo, teremos a função lógica ou, o que quer dizer que se um ou outro LDR deixar de receber luz o relé fechará seus contatos. Se forem ligados em série, teremos a função E,o que significa que é necessário que um E outro deixem de receber luz para que o sistema seja ativado.