Abajur Crepuscular (ART2123)

Apresentamos neste artigo um circuito bastante simples e de grande utilidade, para sua cabeceira: um abajur que 'apaga' suavemente, simulando um "por do sol", e assim dando tempo para você se acomodar no claro, sem a necessidade de se tirar os braços debaixo das cobertas para apagar a luz. Simples de montar, ele admite variações tanto de comportamento como de aplicações.

Descrevemos neste artigo um dispositivo que apaga suavemente uma lâmpada incandescente comum. Montada num abajur, esta lâmpada pode ser usada na cabeceira para "escurecer" suavemente um quarto de dormir.

O circuito pode ainda ser ajustado para se manter levemente ativado.

Desta forma, somente um pequeno brilho visível do filamento da lâmpada, permite sua localização fácil para acionamento durante à noite num caso de necessidade.

O circuito básico é feito para lâmpadas de até 40 W, e não há necessidade de se usar radiador de calor para o SCR, mas nada impede que o uso de radiador no SCR, permita o controle de cargas de maior potência.

A temporização, ou seja, o tempo total que a lâmpada demora para apagar pode variar entre alguns segundos e alguns minutos, dependendo dos valores dos componentes usados.

Os poucos componentes permitem o alojamento do aparelho na própria base de um abajur comum.

Se bem que o circuito seja protegido por um fusível na entrada, deve ser tomado o máximo cuidado com a operação e montagem, principalmente porque estamos operando com a tensão da rede.

O isolamento deve ser total para que não fique nenhum ponto vivo exposto, capaz de causar choques em quem tocar no aparelho.

CARACTERÍSTICAS

Tensão de alimentação: 110/220 VCA

Potência da lâmpada: 5 a 40 W (modificável)

Temporização: alguns segundos até alguns minutos

COMO FUNCIONA

Um SCR (diodo controlado de silício) é ligado em série com a lâmpada a ser controlada. O SCR deve ser disparado pela sua comporta no início de cada semiciclo de alimentação alternada para que a lâmpada tenha maior brilho.

Se o ponto do disparo for se deslocando suavemente para o final do semiciclo, o disparo vai ocorrer cada vez mais tarde e com isso haverá uma redução do brilho da lâmpada até que ela apague, (figura 1).

Figura 1 – Formas de onda

Para fazermos o disparo de forma controlada, usamos um transistor unijunção como base.

O transistor tem no seu emissor um capacitor que deve se carregar rapidamente se quisermos um disparo logo no início do semiciclo e mais lentamente para que o disparo ocorra em outras posições.

Conseguimos isso ligando em série o capacitor com um transistor PNP de uso geral e um resistor.

A condução do transistor determina se o capacitor se carrega mais ou menos rapidamente, e com isso o ângulo de condução do SCR.

Na base do transistor ligamos um capacitor e um resistor de tal forma que, partindo de uma condição de carregado, o capacitor se descarrega lentamente pelo resistor e pelo transistor afetando sua condução.

O transistor funciona, pois, como um resistor variável que aumenta sua resistência automaticamente a medida que o capacitor C2 se descarrega pelo resistor R6.

Veja então que o tempo de disparo demora para ir do inicio de semiciclo da corrente alternada até o seu final, quando a lâmpada apaga, depende da descarga de C2 por R6.

Com os valores dados no circuito obtemos algo em torno de um minuto levando-se em conta as tolerâncias dos componentes.

O leitor pode alterar tanto R6 como C2, apenas evitando aumentar R6 muito além de 2,2 M Ω e C2 além de 1 µF, pois as fugas naturais dos eletrolíticos podem instabilizar o funcionamento.

Um componente importante neste projeto é C1 que determina a faixa de deslocamento do ponto de disparo. Se C1 for muito pequeno, mesmo com Q2 perto do corte, ainda teremos o disparo dentro do semiciclo e a lâmpada não apaga totalmente.

Se isso ocorrer com o leitor, basta aumentar C1.

É interessante que a lâmpada não apague totalmente mas mantenha o filamento levemente avermelhado de modo a facilitar a sua localização no escuro.

O consumo de energia de 1 ou 2 W obtido nesta condição não é significativo e compensa a comodidade.

O circuito funciona tanto com 110 V como 220 V devendo apenas ser alterado o valor de R1.

Na condição de repouso ou apagado o aparelho consome ainda 1 ou 2 W, o que pode ser notado por um leve aquecimento de R1.

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo do aparelho.

Figura 2 – Diagrama completo do aparelho

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.

Figura 3 – Placa de circuito impresso

O SCR deve ter sufixo B se a sua rede for de 110 V e sufixo D se a rede for de 220 V. O resistor R1 deve ser de fio e seu valor é de 10 k Ω para a rede de 110 V e 22 k Ω se a rede for de 220 V.

Os demais resistores são de 1/8 ou 1/4 W e o capacitor C1 pode ser de poliéster ou cerâmico e o capacitor C2 é um eletrolítico para 25 V.

O transistor unijunção não admite equivalentes.

O transistor O2 deve ser preferivelmente um BC557 ou outro PNP. O SCR precisa de radiador para lâmpadas acima de 40 W com pelo menos 40 V de tensão máxima entre coletor e emissor.

S1 é um interruptor de pressão.

Uma chave opcional para usar o aparelho sem a temporização é S2 que será ligada em paralelo com o SCR.

As ligações de S1 devem ser curtas, pois o circuito é tão sensível que a simples captação do zumbido da rede pela base do transistor pode ser suficiente para levá-lo à condução e manter a lâmpada parcialmente acesa.

O diodo D1 é o 1N4004 ou equivalente de maior tensão tanto para a rede de 110 V como 220 V.

O fusível na entrada pode ter valores entre 500 mA e 1A, tanto na rede de 110 V como 220 V.

PROVA E USO

Para provar o aparelho basta colocar o fusível no suporte e conectar a alimentação. Se você usou S2 ele deve ser mantido aberto.

Aperte S1 por um instante, a lâmpada não deve acender até que você o solte. Depois disso a lâmpada acende e se mantém mais ou menos com o brilho estável até que em determinado instante ela começa a diminuir suavemente de luminosidade até apagar.

Se ela não apagar por completo, aumente C1. Para isso tenha em mãos um capacitor de 220 nF e outro de 100 nF, ligando primeiro o menor em paralelo e se isso não resolver o maior e finalmente os dois.

Conforme sugerimos é interessante encontrar um valor que mantenha o filamento levemente avermelhado de modo a facilitar sua localização no escuro.

Comprovado o funcionamento é só fechar o aparelho em sua caixa e usá-lo.

Para isso pressione por um instante S1 quando quiser o disparo e solte-o.