Sinalizador com o LM350T (ART2117)

Com este circuito é possível fazer piscar uma lâmpada potente de 16 ou 12 V numa freqüência que depende do ajuste de um potenciômetro, com um ciclo ativo de 50%. O circuito pode ser usado em sinalização de estradas, emergências, pistas de pouso, e em outras aplicações que se exige boa potência luminosa a partir de alimentação por bateria.

Um circuito capaz de fazer piscar uma lâmpada de até 3 A, o que corresponde a 18 W em 6 V ou 36 W em 12 V, para uma sinalização potente, sendo alimentada por bateria não pode ser muito simples se não usarmos componentes especiais.

Neste artigo descrevemos um circuito que, com apenas dois circuitos integrados e um transistor se consegue controlar uma potente lâmpada e com muita simplicidade.

O sinalizador proposto neste artigo serve para aplicações em que se usem potentes lâmpadas de faróis de automóveis ou mesmo de potências intermediárias e com alimentação a partir de bateria.

Dentre as aplicações possíveis para este sinalizador sugerimos:

- Em barcos ou viaturas

- Pistas de pouso

Locais de acidentes ou obras

CARACTERÍSTICAS

Tensões de alimentação: 12 a 15 V

Tipos de lâmpadas: 6 a 12 V com até 3 A (ou LEDs – veja observação)

Corrente máxima de carga: 3 A

Faixas de freqüências de ajuste: 1 piscada a cada 10 segundos a 10 piscadas por segundo.

Ciclo ativo: 50%

COMO FUNCIONA

O controle da carga, ou seja, da lâmpada ou lâmpadas que devem piscar é feito por um único circuito integrado do tipo LM350T.

Este componente consiste num regulador de tensão integrado com capacidade de entregar na sua saída tensões fixas sobre correntes de até 3 A.

Dependendo da polarização de seu terminal de ajuste (A), a tensão na saída pode variar entre 1,2 V e aproximadamente 2 V a menos que a tensão usada na alimentação, ou seja, aplicada na sua entrada.

Quando o terminal de ajuste está em 0 V temos a tensão mínima de saída, em torno de 1,2 V, o que não é suficiente para deixar a lâmpada usada como carga sem alimentação, mas por outro lado é interessante na nossa aplicação pois mantém seu filamento ligeiramente aquecido, reduzindo assim o impacto da aplicação da tensão maior durante as piscadas.

Quando o terminal de ajuste é levado a uma tensão mais alta, a saída também sobe, ficando aproximadamente 1,2 V acima da referência.

O ajuste desta referência pode ser feito, no nosso caso, por meio de P2 que, juntamente a R2 formam um divisor de tensão.

Para fazer com que a tensão no terminal de controle de Cl-2 (LM350T) oscile entre aproximadamente 0 V e a tensão de referência que será ajustada de acordo com a lâmpada usada empregamos um oscilador com único circuito integrado 40938 (Cl-1).

O oscilador básico usa uma das portas disparadoras do circuito integrado e tem sua freqüência determinada por C2, R1 e P1. Como P1 é um trimpot ele permite ajustar a freqüência de operação do oscilador numa ampla faixa de valores.

Este tipo de oscilador tem um ciclo ativo de 50% e seu sinal é aplicado às outras três portas do circuito integrado que funcionarão como um amplificador digital e buffer, excitando diretamente a base do transistor NPN de uso geral.

O coletor do transistor está ligado ao terminal de controle do LM350T enquanto que o emissor está ligado à terra.

Quando a saída do oscilador se encontra no nível baixo, o transistor é polarizado no corte de modo que a tensão no terminal de ajuste de Cl~2 vai ao valor ajustado pelo potenciômetro como referência, de acordo com a lâmpada.

A lâmpada recebe então a tensão nominal e acende com seu brilho normal.

Veja que entendemos como "oscilador" neste caso ao conjunto das 4 portas, já que o "buffer" realmente inverte o sinal da porta osciladora para aplicar ao transistor.

Com a tensão na base do transistor no nível alto, a tensão no terminal de ajuste do circuito integrado praticamente cai a zero, e com isso na sua saída temos a tensão mínima da ordem de 1,2 V. Esta baixa tensão não permite que a lâmpada acenda, mas mantém seu filamento ligeiramente aquecido o que é bom para evitar o 'impacto' do estabelecimento da tensão máxima no inicio de ciclo de acendimento.

Na figura 1 temos a forma de onda na lâmpada para um ajuste de 6 V.

Figura 1 – Forma de onda na lâmpada

Veja que, se formos usar uma lâmpada de 6 V, com alimentação de 12 V o ajuste pode ser feito de modo a termos a tensão nominal aplicada.

Entretanto, com uma lâmpada de 12 V e uma alimentação de 12 V, a lâmpada acenderá com brilho pouco menor, pois a tensão máxima obtida será de 10 V, ou pouco menos.

Assim, para máximo brilho com lâmpadas de 12 V será interessante alimentar o circuito com tensão um poucos maior, como por exemplo 15 V.

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo do aparelho.

Figura 2 – Diagrama do aparelho

Os componentes podem ser instalados numa placa de circuito impresso conforme sugere a figura 3.

Figura 3 – Placa para a montagem

O circuito integrado 4093 (Cl-1) deve ser instalado em soquete DlL de 14 pinos enquanto que o LM35oT deve ser dotado de um bom radiador de calor.

P1 e P2 são trimpots para montagem vertical em placa de circuito impresso enquanto que todos os resistores são de 1/8 ou 1/4 W com 5 a 20% de tolerância.

O capacitor C1 deve ter uma tensão de trabalho de pelo menos 16 V e C2 tanto pode ser de poliéster ou cerâmico.

O transistor Q1 admite equivalentes como o BC547 ou BC549 e a lâmpada será tanto de 6 como de 9 V com potência de acordo com a finalidade visada.

Lâmpadas de 9 V também podem ser usadas.

O aparelho poderá ser instalado no interior de pequena caixa plástica com a lâmpada na parte superior.

A lâmpada pode ficar protegida por um corpo plástico transparente, colorido ou então ser dotada de refletor que permita concentrar a luz numa única direção, conforme sugere a figura 4.

Figura 4 – Sugestão de instalação

Observe que os fios de conexão à bateria e também à lâmpada devem ser relativamente grossos, de acordo com a intensidade da corrente que devem trabalhar.

AJUSTES E USO

Para ajustar o aparelho, retire a lâmpada antes de ligá-lo a alimentação e no seu uso conecte um multímetro na escala de tensões que permita ler o valor no qual a lâmpada deve funcionar.

Em seguida, por um momento desligue o resistor R2 (basta levantar um dos seus terminais) e ligue a alimentação do aparelho.

Ajuste então o trimpot P2 para se obter no multímetro (saída do LM 350T) a tensão da lâmpada que vai ser usada.

Você pode trabalhar com lâmpadas de 4,5 a 12 V, desde que a corrente não seja maior que 3 A. Lembramos que para obter a corrente, basta dividir a potência pela tensão.

Feito este ajuste, conforme mostra a figura 5 desligue o aparelho, ressolde R2 e ligue agora a lâmpada em seu lugar.

Figura 5 – Ajuste da tensão máxima

O próximo passo consiste em ajustar em P1 a freqüência das piscadas.

Com isso, o aparelho estará pronto para ser usado.

Um sistema de sinalização portátil pode ser elaborado com base numa potente lâmpada de 6 V (de farol de bicicleta, por exemplo) e uma bateria de 12 V de 6 Ah, conforme mostra a figura 6.

Figura 6 – Sistema de sinalização portátil

Este sistema com autonomia de 2 horas pode ser útil em situações de emergência como a sinalização de pistas de pouso, acidentes, obras, operações de salvamento, etc.

A modificação no circuito original feita conforme mostra afigura 7 permite acionar duas lâmpadas alternadamente, cada qual com até 3 A de corrente.

Figura 7 – Usando duas lâmpadas

O ajuste de freqüência é único e os circuitos integrados LM350T devem ser montados em bons radiadores de calor.

Lembramos que podem ser usadas lâmpadas incandescentes de formato comum de 15 W para 12 V.