Pisca-Pisca Eletrônico com SCR (ART1872)

Este pisca-pisca eletrônico foi projetado para ser utilizado com lâmpadas incandescentes de até 100 Watts na rede de 110 Volts, e de até 200 Watts na rede de 220 Volts. Suas possibilidades de aplicações práticas são muitas, e o projeto sendo bastante simples, permite sua execução mesmo por parte dos que pouca ou nenhuma experiência tenham em montagens eletrônicas. Basta seguir à risca todas as instruções e não haverá nenhum motivo que impeça a conclusão do aparelho.

Como sugestões para aplicações práticas, podemos citar a sinalização de portas de garagens, a obtenção de efeitos luminosos especiais em vitrinas, a sinalização de obstáculos em vias públicas, e até mesmo como intermediário

para a alimentação de fieiras de lâmpadas de árvores de natal, em substituição aos pisca-piscas convencionais de operação térmica.

O que torna bastante vantajoso este tipo de circuito é a possibilidade de se poder ajustar os intervalos entre as piscadas numa faixa bastante ampla de valores, com o que se pode obter um ajuste de acordo com a finalidade a que se destina o aparelho.

Os componentes usados na montagem deste pisca-pisca são todos comuns, podendo ser encontrados nas boas casas de material eletrônico.

O CIRCUITO

A base deste circuito é um oscilador de relaxação, com lâmpada neon que comanda um SCR (diodo controlado de silício), o qual por sua vez comanda uma ou mais lâmpadas incandescentes.

O SCR é um semicondutor que se caracteriza por conduzir intensamente a corrente, num único sentido, quando recebe um sinal positivo no seu eletrodo de comporta (gate) e volta ao estado de não condução quando da passagem

de um semiciclo para outro da tensão alternante de alimentação, quando então a tensão de anodo atinge um valor nulo. Na figura 1 temos símbolo do SCR.

Figura 1 – Símbolo do SCR

O oscilador de relaxação consiste num circuito que gera pulsos em intervalos regulares, baseado na propriedade de disparo das lâmpadas a gás neon. Podemos dizer que as lâmpadas neon se comportam de modo bastante semelhante aos SCRs, pois disparam quando uma tensão entre seus eletrodos atinge certo valor, normalmente compreendido entre 45 e 90 Volts, dependendo do tipo. Nestas condições elas acendem, conduzindo intensamente a corrente. Na figura 2 temos um oscilador de relaxação com a forma de onda do sinal gerado.

Figura 2 – O oscilador de relaxação

O que fazemos no caso do oscilador de relaxação é ligar a lâmpada neon em paralelo com um capacitor que se carrega lentamente através de um resistor. À medida que o capacitor se carrega, a tensão em suas armaduras cresce até atingir o valor em que a lâmpada neon dispara. Neste momento, esta lâmpada coloca em curto-circuito as placas do capacitor, ou seja, cria um percurso para a corrente entre as placas do capacitor que se descarrega rapidamente através da lâmpada, produzindo um pulso de curta duração. A duração desse pulso é determinada pelo valor da resistência ligada em série com a lâmpada neon, pois ela determina a velocidade de descarga do capacitor. Na figura 3 temos o aspecto e o símbolo da lâmpada neon.

Figura 3 – A lâmpada neon

Pois bem, no nosso caso, o resistor em série com o capacitor que determina sua velocidade de carga e, portanto, a frequência das pulsações é variável, um potenciômetro que nos permite ajustar a velocidade com que ocorrem os disparos da lâmpada neon que está conectada à comporta do SCR de modo que a corrente de descarga do capacitor no momento de disparo da lâmpada neon serve justamente para acionar o SCR quando então este conduz intensamente e a lâmpada incandescente de muito maior potência acende.

Em outras palavras, o acendimento da lâmpada neon no oscilador de relaxação comanda o disparo do SCR e portanto as pulsações da lâmpada maior.

Os demais componentes que não analisamos, como por exemplo os diodos D2 a D5,servem como complementos do circuito de modo a melhorar seu desempenho. Tais diodos permitem a aplicação dos dois semiciclos da tensão de alimentação ao SCR, já que sendo este um semicondutor unilateral conduziria apenas metade da corrente disponível se fosse ligado diretamente à rede.

O diodo D1 tem por finalidade proteger o SCR evitando que pulsos negativos sejam aplicados a sua comporta, o que em determinadas condições pode causar sua queima. O resistor R4 atua como limitador da corrente de disparo, isolando praticamente o circuito do oscilador de relaxação do SCR.

OS COMPONENTES

Todos os componentes utilizados nesta montagem são de baixo custo e de fácil obtenção.

Começamos por analisar o SCR que é de um tipo bastante comum, contando com diversos tipos equivalentes de substituição direta. A única precaução a ser tomada no momento da aquisição de um equivalente é certificar-se dos terminais de ligação, se há ou não coincidência com o modelo original. Também deve ser observada a tensão de operação do SCR, já que o mesmo tipo pode ser encontrado para a operação na rede de 110 ou 220 Volts. Para a rede de 110 Volts, o SCR deve ter uma tensão inversa de pico de 200 Volts, enquanto que para a tensão de 220 Volts deve ter uma tensão inversa de pico de 400 Volts.

O segundo componente a ser analisado é a lâmpada neon. Praticamente,qualquer tipo de lâmpada neon comum serve para a aplicação que desejamos, devendo apenas ser observado que as lâmpadas que já possuem uma resistência interna de limitação de corrente não servem, a não ser que esta resistência seja removida.

Os diodos semicondutores usados nesta montagem são do tipo com tensão inversa de pico de 200 Volts para a rede de 110 Volts e 400 Volts para rede de 220 Volts. Os tipos 1N4004 ou BY127 servem para as duas redes. A corrente de operação deve ser de, pelo menos, A. Com relação aos diodos deve ser observada a identificação de seus terminais,o que normalmente é feita por uma faixa pintada no corpo do componente ou através do seu próprio símbolo. Na figura 4 o símbolo e o aspecto dos diodos comuns.

Figura 4 – Símbolo e aspectos dos diodos

Os outros componentes são todos comuns. Os resistores, por exemplo, podem ser de carvão de 1/4 ou 1/2 Watt com tolerância de 10 ou 20% e o capacitor deve ter uma tensão de isolamento de pelo menos 200 Volts. O tipo mais recomendado para esta aplicação, pelo seu volume reduzido, é o de poliéster metalizado. Não há polaridade certa para a ligação deste componente.

Com relação à ponte de terminais onde é feita a montagem, esta pode ser adquirida em barras de tamanho fixo, ou a metro, caso em que deverá ser cortada de modo a ter o número de terminais necessários à montagem. O tipo miniatura, isto é, que possui terminais bem pequenos e separados por uma distância da ordem de 4 mm,é o ideal para esta aplicação.

A MONTAGEM

Na figura 5 temos o diagrama completo do pisca-pisca.

Figura 5 – Diagrama do pisca-pisca

Na figura 6 temos a disposição dos componentes numa ponte de terminais.

Figura 6 – A montagem usando uma ponte de terminais isolados

A ponte de terminais,onde são soldados os componentes e feitas as conexões,é fixada por meio de parafusos com porcas numa base de material isolante como, por exemplo, a madeira ou acrílico. Para melhor aparência, pés de plástico ou borracha podem ser colocados nesta base.

Para a realização da parte elétrica, algumas ferramentas específicas serão necessárias. A mais importante é o soldador elétrico,que deve ser do tipo de pequena potência (máximo de 30 Watts), já que os componentes são sensíveis ao calor excessivo de um ferro de maior potência.

Além do soldador precisamos, evidentemente, de solda, que deve ser de boa qualidade (60/40). Um alicate de corte, um de ponta e uma chave de fenda pequena completam o quadro de ferramentas necessárias.

Comece a montagem fixando a ponte na base de material isolante. Aqueça bem o soldador e inicie soldando o SCR e os diodos nas posições correspondentes. Como se trata de componentes polarizados o máximo de atenção deve ser tomada com relação à posição desses componentes, já

que qualquer inversão pode causar a sua queima, assim como a de outros. Guie-se pela figura, se tiver dúvidas.

Em seguida, solde os outros componentes, observando que seus terminais só podem fazer contacto nos locais em que estão soldados. Não deixe que eles encostem nos terminais de outros componentes próximos.

Complete a montagem fixando o potenciômetro num “L" de metal ou qualquer outro material, e faça as interconexões entre os componentes usando fio rígido de capa plástica (fio de ligação).

O cabo de alimentação e o cabo que vai a lâmpada incandescente devem ter um comprimento de acordo com o tipo de aplicação que se deseja dar ao pisca-pisca.

Se o leitor quiser poderá alojar todo o conjunto numa caixa, tendo como controle o potenciômetro. Com relação a este potenciômetro, pode ser do tipo com interruptor, caso em que a unidade poderá ser ligada ou desligada no próprio controle de freqüência.

FUNCIONAMENTO E AJUSTES

Completada a montagem, confira todas as ligações e a colocação dos componentes, verificando se não existem soldas "frias" (mal feitas), ligações erradas, componentes invertidos, ou ligações a menos.

Se tudo estiver em ordem, coloque uma lâmpada incandescente de até 100 Watts no soquete (200 se sua rede for de 220 Volts) e ligue a unidade à tomada.

Girando o potenciômetro, a lâmpada deverá mudar o ritmo de suas piscadas. Haverá pontos do giro do potenciômetro em que a lâmpada parará de piscar.