Luz rítmica simples (ART1871)

Trata-se de um dispositivo que faz com que uma lâmpada comum (do tipo incandescente) pisque no mesmo ritmo que a música tocada num fonógrafo comum, gravador ou mesmo rádio portátil. Sua finalidade é a obtenção de efeitos luminosos que animam festas, reuniões familiares, ou mesmo como enfeite para vitrines.

Sua montagem extremamente simples e a utilização de componentes de baixo custo e fácil obtenção permitem sua execução mesmo por parte dos que pouco ou nenhuma experiência tenham com eletrônica, e a possibilidade de acionamento mesmo por fontes de sinais de pequena intensidade tornam possível sua adaptação até mesmo em rádios portáteis.

O CIRCUITO

A base deste circuito é um SCR (diodo controlado de silício) que consiste num semicondutor que apresenta propriedades elétricas bastante interessantes, tanto quando alimentado por correntes continuas puras como quando alimentado com corrente alternada. Como neste circuito sua alimentação é feita com uma corrente contínua pulsante, podemos dizer que seu comportamento é equivalente ao obtido com uma alimentação de corrente alternada pura.Na figura 1 temos o símbolo adotado para representar este componente.

Figura 1 – Símbolo do SCR

O SCR opera como um interruptor acionado por um sinal que lhe é aplicado ao terminal de comporta e que pode vir de diversas fontes. Quando seu eletrodo de comporta (gate) é polarizado, ou seja, quando um sinal é aplicado.o SCR, inicialmente no seu estado de não condução de corrente, passa a conduzir a corrente intensamente, alimentando um circuito qualquer. Ao cessar o sinal de estímulo, o SCR volta ao seu estado de não condução quando a tensão de alimentação se reduz a zero,o que ocorre entre dois semiciclos.

Na figura 2 temos os aspectos dos SCRs mais comuns.

Figura 2 – SCRs comuns de baixo custo

No nosso caso, o SCR é ligado em série com uma lâmpada incandescente comum de 100 Watts (rede de 110 V) ou 200 Watts (rede de 220 V).

A lâmpada permanece apagada até o momento em que ocorra a excitação do SCR pelo seu eletrodo de comporta. Ora, no caso, ligamos através de um transformador e um diodo a comporta do SCR a uma fonte de sinal que é a saída de um amplificador que pode ser o amplificador de um fonógrafo portátil, um gravador ou mesmo um rádio de pilha. O resistor e o capacitor que se encontram no circuito do sinal têm por função limitar a excitação do SCR evitando sua possível sobrecarga.

Assim, a excitação do SCR em função do sinal vindo do amplificador, ou seja, em função do som, é controlada pelo potenciômetro R1, através do qual determinamos o ponto de disparo do SCR em função do volume do amplificador. Se o amplificador for de pequena potência, ou estiver no seu ponto de menor volume, ajustamos o potenciômetro para a máxima sensibilidade do circuito, de modo que o SCR disparará no mesmo ritmo que os pulsos mais fortes do sinal correspondente à música, mesmo que o volume do aparelho não seja muito grande. Por outro lado, para um amplificador mais potente ou que se encontre em máximo volume, temos de reduzir a excitação, o que fazemos também em R1, evitando que o SCR se mantenha constantemente em disparo, e portanto não acompanhando as variações de intensidade da música. O ponto ideal de funcionamento deve, portanto, ser obtido experimentalmente, o que é bastante fácil.

Os outros componentes não incluídos nesta análise têm por função a obtenção de um melhor desempenho para o circuito. Os diodos D2 a D5, por exemplo, permitem a alimentação da lâmpada nos dois semiciclos da alimentação, já que o SCR não pode conduzir a corrente nos dois sentidos. A figura 3 mostra a ligação dos diodos em ponte.

Figura 3 – Ligação dos diodos para o controle de onda completa

Tais diodos fazem, portanto, uma inversão de fase do semiciclo negativo da tensão alternante de alimentação, permitindo sua condução pelo SCR. O diodo D1 usado na comporta do SCR impede que pulsos negativos sejam aplicados a esse elemento, o que em determinadas condições pode causar sua queima.

OS COMPONENTES

Todos os componentes podem ser encontrados com facilidade nas boas casas de material eletrônico, e a custo bastante acessível. Os acessórios para a montagem, como a base de material isolante, podem ser confeccionados pelo próprio montador.

Em relação aos componentes utilizados nesta montagem, podemos fazer as seguintes observações:

O SCR é de um tipo bastante comum, cuja tensão deve ser de acordo com a tensão da rede de alimentação local. Se a rede for de 110 Volts, o SCR deve ser especificado para uma tensão de 200 Volts,e se a rede for de 220 Volts,o SCR deve ser especificado para uma tensão de 400 Volts. O tipo recomendado é encontrado com especificações para diversas tensões, o que é diferenciado por uma indicação (número ou letra) após o número indicativo. Por exemplo, no caso do MCR106 temos a versão MCR 106 - 4 que é para uma tensão de 200 Volts e a versão MCR106 - 6 para urna tensão de 400 Volts. No caso de C106, a indicação C106 - B indica que se trata de um SCR para 200 Volts.

A identificação dos terminais do SCR é muito importante, devendo para isso o montador observar a figura 2. Como dependendo do fabricante pode mudar o invólucro, a identificação dos terminais pode se tornar difícil. Neste caso, se tiver dúvidas consulte o vendedor quando da sua aquisição.

Os diodos usados são do tipo 1N4004 ou BY127, que podem ser encontrados com facilidade nas casas de material eletrônico a um custo bastante acessível. A identificação de seus terminais também é importante. Oriente-se pelo desenho ou pergunte ao vendedor, se tiver dúvidas.

O transformador pode ser praticamente de qualquer tipo conhecido como "transformador de saída" para circuitos a válvula que apresentam uma impedância de primário entre 1 000 e 10 000 Ω e uma impedância de secundário de 8 ou 16 Ω. O transformador de saída usado com a válvula 6AQ5 ou 6V6 é um dos tipos mais comuns recomendados para esta montagem.

Os outros componentes não necessitam de comentários. Os resistores admitem uma tolerância de até 20% (inclusive o potenciômetro que deve ser de fio) e o capacitor de poliéster deve ter uma tensão de isolamento de pelo menos 200 Volts.

A MONTAGEM

Na figura 4 damos o diagrama completo do aparelho.

Figura 4 – Diagrama do aparelho

O principiante pode realizar a montagem soldando todos os componentes numa ponte de terminais isolados. fixada numa base de material isolante como, por exemplo a madeira, o acrílico ou o PVC. A ponte de terminais pode ser adquirida em barras pequenas ou ainda por "metro”, caso em que deverá ser cortada de modo a ficar no tamanho próprio para a montagem. De preferência deve ser usada a ponte de terminais miniatura, que fornece uma montagem bem mais compacta e, portanto, de melhor aparência. Na figura 5 temos o aspecto da montagem em ponte de terminais.

Figura 5 – Montagem em ponte de terminais

Evidentemente, se o leitor dominar a técnica de elaboração de placas de fiação impressa (circuito impresso) deve preferir esta técnica, caso em que a montagem ficará muito mais compacta e sua aparência será profissional.

O transformador, que por seu volume não pode ser sustentado pelos próprios terminais, é fixado por meio de parafusos na base de montagem.

Para a realização desta montagem não é necessário o uso de nenhuma ferramenta especial. Tudo que se necessita é de um ferro de soldar de pequena potência (máximo de 30 Watts), solda de boa qualidade, um alicate de corte, um alicate de ponta e uma chave de fenda.

As conexões entre os componentes são feitas por meio de fio rígido de capa plástica e a maioria desses componentes é sustentada por seus próprios terminais.

Comece a montagem soldando os quatro diodos que formam a ponte retificadora, observando cuidadosamente sua posição. Em seguida, solde o SCR,também observando sua posição e faça a conexão do cabo de alimentação no ponto correspondente da ponte.

Fixe o transformador na sua posição de montagem, e solde seus terminais à ponte, nos pontos correspondentes. Observe que o transformador possui 4 terminais correspondentes aos dois enrolamentos. O enrolamento de fios esmaltados corresponde ao secundário de 8 Ω, devendo fazer conexão ao potenciômetro e, portanto, ao amplificador. O enrolamento que termina em fio de capa plástica corresponde ao primário de alta impedância, devendo fazer conexão ao circuito do SCR. Para a soldagem dos fios esmaltados raspe bem sua capa de cobertura e isolamento, usando para isso uma faca ou lâmina de barbear.

Complete a montagem soldando os demais componentes: o potenciômetro pode ser afixado num “L” de metal, de modo a não ficar solto. A ligação à lâmpada incandescente poderá ser feita com um cabo mais longo.

Uma aparência melhor poderá ser obtida para o conjunto se este for instalado numa caixa fechada, tendo apenas frontalmente os controles, que podem ser o potenciômetro R1 e, eventualmente, uma chave interruptora para ligar e desligar a unidade.

Terminada a montagem do circuito em si, devemos preparar sua conexão ao amplificador ou circuito com o qual deverá operar.

Use para esta finalidade um jaque de acordo com a tomada de som existente no aparelho com o qual deverá funcionar. No caso dos receptores portáteis e gravadores essa saída corresponde ao fone externo ou monitor. No caso de fonógrafos e outros aparelhos corre ponde ao alto-falante externo. Se o aparelho não tiver esta tomada deve ser acrescentada, fazendo-se sua ligação em paralelo ao alto-falante original, ou seja, puxando-se fios dos terminais do alto-falante original.

AJUSTES E FUNCIONAMENTO

Completada a montagem, confira todas as ligações, observando cuidadosamente a polaridade dos componentes, e se não existem ligações mal feitas, ou componentes com terminais encostados entre si. Se tudo estiver correto coloque uma lâmpada de até 100 Watts (200 Watts, se a rede for de 220 Volts) e ligue a unidade a uma tomada.Ligue também o circuito com o qual a luz rítmica deve operar (rádio, gravador etc.) e ajuste para um volume médio. Faça a conexão do jaque ao aparelho e ajuste R1 para que a lâmpada pisque no mesmo ritmo que a música executada.