Para muitos leitores que entendem pouco que seja de eletrônica, a combinação de circuitos integrados CMOS com lâmpadas neon em qualquer aplicação parece impossível. Não é verdade. Este artigo mostra de maneira simples alguns circuitos em que as lâmpadas neon são excitadas por estes circuitos integrados CMOS sem problemas! As idéias básicas deste circuito podem servir para uma infinidade de projetos que os leitores imaginosos podem criar.
Os circuitos integrados CMOS são extremamente sensíveis à excessos de tensão, operando na estreita faixa dos 3 aos 18 V e até mesmo uma simples cargas estática acumulada nas mãos de quem os manuseio pode significar seu fim. Por outro lados, as lâmpadas neon precisam de pelo menos 70 volts para acender e são típicos dispositivos que operam com alta tensão.
Evidentemente, uma combinação dos dois parece impossível, mas não é isso que vamos demonstrar. Usando como excitador um transistor comum que suporte a tensão das lâmpadas e isso não é difícil, pois a corrente numa lâmpada neon é extremamente baixa, podemos interfacear a saída de circuitos CMOS como os 4017, 4093 e outros com uma lâmpada neon e excitá-la!
As aplicações que vamos dar a seguir mostram como isso pode ser feito.
A FONTE
Para alimentar o setor de alta tensão do circuito que faz uso da lâmpada neon existem duas opções.
Uma delas (que pode parecer a menos conveniente) é usar 9 a 10 baterias comuns de 9 V. Essa solução, entretanto, pode ser interessante já que, o consumo de uma lâmpada neon é da ordem de microampères e sua alimentação por bateria significa praticamente nada. A durabilidade do conjunto de baterias será, portanto praticamente a mesma que elas teriam quando guardadas. É claro que estamos considerando um conjunto de algumas lâmpadas apenas...
A outra possibilidade consiste no uso de uma fonte de 80 a 90 volts de baixa corrente como a mostrada na figura 1.
O mais interessante seria ter uma fonte isolada da rede de energia, já que um toque acidental em qualquer ponto do circuito, além do perigo de choque pode significar a aplicação de alta tensão no componente CMOS que não resistiria a isso.
EXCITAÇÃO DIRETA
Um primeiro circuito que pode ser usado para excitar uma lâmpada neon é o que faz a excitação direta e que é mostrado na figura 2.
Trata-se de um pisca-pisca ou simplesmente uma porta lógica que aciona uma lâmpada neon. Neste circuito o ponto de disparo da lâmpada neon deve ser ajustado no trimpot de 100 k ohms com muito cuidado. O trimpot será ajustado para que a tensão aplicada à lâmpada fica próxima do ponto de disparo. Esta tensão será aumentada levemente quando a saída do integrado CMOS for ao nível baixo, quando então a lâmpada acende. O divisor de tensão, formado pelos resistores em série com a lâmpada neon, entretanto, garantem que a tensão na saída do CMOS não ultrapasse 1/10 da tensão ajustada no cursor do trimpot.
Para aplicação como pisca-pisca o capacitor e o resistor R1 determinam a frequência de operação do circuito. O CMOS deve ser alimentado com uma tensão entre 12 e 15 volts para se obter maior eficiência no disparo já que é esta a diferença entre o limiar do disparo e o disparo da lâmpada.
Observe que esta configuração exige que a alimentação da lâmpada neon seja feita com uma tensão negativa.
EXCITAÇÃO DE NEON PELO 4017
A mesma técnica usada no circuito anterior permite a realização de projetos sequenciais com lâmpada neon onde a excitação é feita diretamente por um circuito integrado 4017. Esta aplicação é mostrada na figura 3.
Mostramos apenas a excitação de duas lâmpadas sendo que as etapas seguinte se repetem com a mesma configuração. Um cuidado importante neste circuito é que o ajuste do trimpot para a tensão de disparo exige que as lâmpadas usadas disparem mais ou menos com as mesma tensões. Isso pode exigir que, num lote de lâmpadas o leitor faça a seleção daquelas que funcionem bem no circuito.
Também neste caso, a alimentação do circuito integrado deve ser relativamente alta já que é a diferença de tensão na saída que vai fazer o acionamento. A tensão aplicada ao circuito da lâmpada neon, como no caso anterior deve ser negativa.
PISCA - PISCA CMOS-NEON
Nosso segundo circuito que combina duas tecnologias (CMOS com NEON) é o mostrado na figura 4 consiste num pisca - pisca que pode excitar uma lâmpada neon com um ciclo ativo de 50%.
A frequência das piscadas depende basicamente do capacitor C1 e é ajustada no trimpot P1. Valores para C1 podem ficar entre 470 nF e 10 uF tipicamente. A alimentação do circuito integrado pode ser feita com tensões de 5 a 12 V e o negativa da fonte independente de baixa tensão deve ter um ponto em comum com o negativo da fonte de alta tensão.
Para excitar a lâmpada neon transistores como o 2N2222 ou equivalentes com tensões de coletor de mais de 60 V podem ser usados.
SEQUENCIAL NEON
O circuito apresentado na figura 5 é uma variação do anterior em que transistores são usados no disparo.
A vantagem deste circuito é que o integrado CMOS não precisa ser alimentado com uma tensão elevada. O setor CMOS do circuito pode ser alimentado com tensões de 6 a 12 Volts sem problemas. O transistor usado pode ser o 2N2222 ou equivalentes com uma tensão máxima coletor/emissor de pelo menos 40 V.
Observe também que para este circuito não temos necessidade de ajustar o ponto de disparo das lâmpadas neon como ocorre nas versões que não usam os transistores para excitação.
CONCLUSÃO
Os circuitos apresentados neste artigo mostram que a combinação CMOS/NEON não é tão incompatível como manga com leite conforme muitos sempre acreditaram. Circuitos interessantes podem ser elaborados com base nestas configurações interessantes.
O leitor dotado de mais imaginação pode criar diversas aplicações úteis para estes circuitos.
