O tipo de sinal empregado, o que desejamos que o dispositivo controlado faça, o número de dispositivos controlados são alguns fatores que influem na escolha de um sistema de controle remoto. O tipo mais simples de controle é o usado para ligar e desligar alguma coisa. É justamente deste tipo de controle que falaremos neste artigo dando alguns circuitos práticos.
Existem quatro formas de se atuar sobre um circuito remoto para ligá-lo e desligá-lo.
A primeira consiste num sistema em que o dispositivo controlado se mantém acionado somente enquanto estivermos atuando sobre o controle remoto. Quando tiramos o dedo do botão de controle, o circuito controlado desliga imediatamente.
A segunda consiste num sistema com trava, onde ao apertarmos o botão do controle remoto, o circuito controlado liga e assim permanece, mesmo depois que tiramos os dedos do botão de controle.
Para desligar o circuito é preciso atuar sobre ele manualmente, desligando um interruptor que ele possua ou ainda sua alimentação.
A terceira forma é a temporizada, em que depois de apertarmos e soltarmos o botão de controle do transmissor, o circuito permanece ativado por um tempo pré-ajustado.
Decorrido o tempo pré-justado o circuito desliga automaticamente e fica pronto para receber um novo comando.
Finalmente temos o controle biestável. Nele, ao apertarmos o botão no transmissor o circuito remoto liga e assim permanece, mesmo depois que deixamos de apertar o botão de controle.
Para desligar o circuito, basta dar um novo toque no botão do transmissor.
Os quatro sistemas são representados na figura 1, onde temos os gráficos que mostram os modos de atuação do transmissor e do receptor.
Observe que os quatro tipos podem usar diversos meios de se transferir os sinais do transmissor para o receptor.
Controles por Luz
O modo como o sinal vai do transmissor ao receptor pode variar muito, conforme dissemos no item anterior.
Podemos usar fios, raios de luz, radiação infravermelha, ondas de rádio, ultrassons e até mesmo campos magnéticos.
A forma mais simples de se implementar estes quatro tipos de controle, usando-o para o acionamento de brinquedos, robôs, automatismos diversos e alarmes é através de um raio de luz.
Nessa modalidade de controle, o transmissor se resume a uma simples lanterna de mão e no receptor podemos usar sensores de baixo custo como por exemplo um LDR, conforme mostra a figura 2.
Dotando o LDR de recursos ópticos apropriados, como por exemplo uma lente e um tubo opaco, o alcance de um sistema de controle com lanterna pode alcançar várias dezenas de metros, desde que não haja uma interferência muito grande da iluminação ambiente.
Na figura 3 mostramos como posicionar o LDR e a lente num tubinho de papelão para aumentar a sensibilidade, diretividade e com isso o alcance de um sistema de controle remoto deste tipo.
Partindo então das quatro modalidades de funcionamento de um controle óptico simples, podemos sugerir as seguintes aplicações práticas:
- Abertura de portões de garagem ou acionamento da iluminação frontal de uma casa a partir de um pulso de luz do farol do carro.
- Ligar e desligar ventiladores de teto e comuns, eletrodomésticos comuns e até mesmo abrir fechaduras de portas.
- Controlar robôs e outros modelos com uma lanterna
- Desativar sistemas de alarme por tempo suficiente para que o proprietário entre na casa.
- Acionar remotamente uma campainha de chamada, para o caso de deficientes ou mesmo pessoas que cheguem a uma casa, pulsando o farol do carro.
- Ligar e desligar televisores, aparelhos de som e outros equipamentos eletrônicos que não possuam controle remoto.
- Ativar dispositivos de sinalização para deficientes visuais.
Algumas dessas aplicações são ilustradas na figura 3.
Circuitos Práticos
Damos, a seguir, circuitos práticos das quatro modalidades de controla para o sistema por luz usando uma lanterna.
Em outros artigos desta série, à medida que formos explicarmos outras tecnologias de controle remoto, aplicaremos os mesmos princípios à controles remotos por rádio e usando outros recursos mais complexos como por exemplo, o controle de diversos canais e o controle proporcional.
a) Controle Simples Liga/Desliga Premente
Na figura 4 temos o nosso primeiro circuito prático de um controle remoto simples por feixe de luz usando uma lanterna e que pode ser usado em qualquer das aplicações sugeridas no item anterior.
Quando pressionamos o interruptor S1, o relé fecha seus contactos, ligando ou desligando uma carga conectada aos seus terminais.
Para ligar uma carga usamos os terminais comum (C) e normalmente aberto (NA). Para desligar uma carga usamos os terminais comum (C) e normalmente fechado (NF), conforme mostrado na figura 5.
A corrente máxima da carga controlada depende dos contactos do relé usado.
O circuito pode ser alimentado com 6 V ou 12 V de pilha ou fonte, dependendo da aplicação.
Será recomendado o uso de uma fonte de alimentação se ele tiver de ficar permanentemente ligado, como por exemplo no controle de eletrodomésticos, automatismos ou aplicações fixas.
Na figura 6 damos um circuito de uma fonte que tanto pode fornecer 6 como 12 V dependendo apenas do circuito integrado regulador de tensão usado.
Esse circuito deverá ser dotado de um pequeno radiador de calor que nada mais é do que uma chapinha de metal dobrada em "U" fixada no seu invólucro com um parafuso.
Na figura 7 damos a placa de circuito impresso para esse controle.
O potenciômetro P1 serve para ajustar o ponto de maior sensibilidade ao disparo, em função da iluminação ambiente.
Fixe o sensor de modo que ele não receba iluminação direta que possa interferir no seu funcionamento e ajuste P1 usando uma lanterna comum como transmissor.
O sensor pode ficar até uns 5 metros da placa de controle, não sendo necessário usar fio especial para esta conexão.
A finalidade de C2 é evitar o disparo errático com flashes de luz muito rápidos, como, por exemplo, os provocados por um relâmpago. Seu v alor deve ser obtido experimentalmente na faixa de 100 nF a 10 µF.
Semicondutores:
Q1, Q2 - BC548 - transistores NPN de uso geral
D1 - 1N4148 ou equivalente - diodo de silício
Resistores:
R1 - 100 ? x 1/8 W - marrom, preto, marrom
P1 - 1 M? - potenciômetro ou trimpot
Capacitores:
C1 - 100 µF x 16 V - eletrolítico
C2 - 100 nA a 10 µF - cerâmico ou eletrolítico, conforme o valor - ver texto
Diversos:
K1 - Relé de 6 ou 12 V com corrente de bobina de no máximo 50 mA - contactos conforme a carga controlada.
LDR - LDR redondo comum de qualquer tamanho
Placa de circuito impresso, caixa para montagem, fonte de alimentação, lente convergente, tubinho de papelão ou plástico, botão para o potenciômetro, fios, solda, etc.
b) Controle de Função Única com Trava
Para o segundo tipo de controle remoto por raio de luz, temos o circuito da figura 8.
Um pulso de luz aplicado ao sensor faz com que o SCR dispare energizando o relé.
O dispositivo ligado ao relé pode então ser ligado ou desligado, conforme os contactos usados (NA ou NF), da mesma forma que no controle anterior.
Este circuito tem uma trava, o que quer dizer que uma vez que ele dispare com um pulso de curta duração, o relé permanece energizado mesmo depois que a luz seja retirada do sensor.
Para desligar será preciso desligar a alimentação do circuito por um instante atuando-se sobre S1.
Veja que novos pulsos de luz sobre o sensor não fazem efeito algum sobre o circuito pois ele se encontra travado.
O SCR pode tanto controlar uma carga de até 3 A diretamente com a alimentação contínua ou um relé, caso o leitor deseje ligar um eletrodoméstico ou outro equipamento alimentado pela rede de energia.
Veja também que a alimentação do circuito é feita com uma tensão aproximadamente 2 V maior do que a tensão do relé.
Isso é necessário para compensar a queda de tensão que ocorre no SCR quando ele conduz.
Na figura 9 temos uma sugestão de placa de circuito impresso para a montagem deste controle.
O potenciômetro P1 também serve para ajustar o ponto de sensibilidade máxima em função da luz ambiente.
A carga máxima controlada depende exclusivamente dos contactos dos relés e se for direta será da ordem de 3 A para o SCR indicado.
Se uma carga de mais de 500 mA for controlada pelo SCR ele deve ser dotado de um radiador de calor.
Para o caso de relés sensíveis, o circuito pode ser alimentado por 6 pilhas comuns (versão com relé de 6 V).
Semicondutores:
SCR - TIC106 ou MCR106 (qualquer sufixo) - diodo controlado de silício
D1 - 1N4148 - diodo de uso geral
Resistores:
P1 - 100 k? - potenciômetro
Capacitores:
C1 - 10 µF x 16 V - eletrolítico
Diversos:
K1 - Relé de 6 ou 12 V com bobina de até 100 mA - contactos conforme a carga controlada.
LDR - LDR redondo comum de qualquer tamanho ou tipo
Placa de circuito impresso, fonte de alimentação, fios, solda, etc.
c) Controle Remoto Temporizado
O segundo circuito que apresentamos aciona uma carga por um tempo que depende exclusivamente do capacitor C3.
O tempo máximo, em função do valor máximo que o potenciômetro P2 pode atingir será dado pela fórmula:
t = 1,1 x P2 x C3
Onde:
t é o tempo em segundos
P2 é a resistência máxima do potenciômetro em ?
C3 é a capacitância do capacitor usado em Farads
Com um potenciômetro de 1 M ? e um capacitor de 1 000 µF (valor máximo recomendado) o tempo será da ordem de 11 minutos.
Na figura 10 mostramos o controle remoto temporizado que também pode ser chamado de "monoestável".
Uma placa de circuito impresso para este controle é mostrada na figura 11.
O potenciômetro P1 controla a sensibilidade enquanto que o potenciômetro P1 controla a sensibilidade.
O relé deve ser de acordo com a tensão de alimentação.
Semicondutores:
CI-1 - 555 - circuito integrado
Q1, Q2 - BC548 ou equivalente - transistor NPN de uso geral
D1 - 1N4148 ou equivalente - diodo de uso geral
Resistores:
R1 - 10 k? x 1/8 W - marrom, preto, laranja
R2 = 47 k? x 1/8 W - amarelo, violeta, laranja
R3 - 2,2 k? x 1/8 W - vermelho, vermelho, vermelho
R4 - 1 k? x 1/8 W - marrom, preto, vermelho
P1, P2 - 1 M? - potenciômetros
Capacitores:
C1 - 100 µF x 16 V - eletrolítico
C2 - 470 nF - poliéster ou cerâmico
C3 - 1 µF a 1 000 µF x 12 V - ver texto
Diversos:
K1 - 6 ou 12 V - relé sensível com bobina para no máximo 50 mA
LDR - LDR comum redondo de qualquer tamanho
Placa de circuito impresso, fonte de alimentação de 6 ou 12 V conforme o relé, fios, solda, etc.
d) Controle Remoto Biestável
Um pulso de luz faz com que o relé feche seus contactos e assim permanece até que um novo pulso de luz seja captado pelo sensor.
O circuito da figura 12 funciona desta forma e pode ser usado numa das aplicações sugeridas na introdução.
Neste circuito o monoestável 555 garante que independentemente da duração do pulso de luz do transmissor seja sempre produzido um pulso de duração constante e único para o biestável.
Este pulso faz com que o 4013 tenha um de seus flip-flops ligando e desligando o relé.
A rede C4/R4 garante que ao ser estabelecida a alimentação o circuito ressete e com isso o relé esteja inicialmente desenergizado.
A sensibilidade é controlada no potenciômetro P1.
Uma sugestão de placa de circuito impresso para a montagem deste controle é dada na figura 13.
Se houver uma tendência ao disparo errático sugerimos alterar o valor do capacitor C3.
Semicondutores:
CI-1 - 555 - circuito integrado, timer
CI-2 - 4013 - circuito integrado CMOS, duplo flip-flop D
Q1, Q2 - BC548 ou equivalente - transistores NPN de uso geral
D1 - 1N4148 ou equivalente - diodo de uso geral
Resistores:
R1 - 10 k? x 1/8 W - marrom, preto, laranja
R2, R3 - 47 k? x 1/8 W - amarelo, violeta, laranja
R4 - 100 k? x 1/8 W - marrom, preto, amarelo
R5 - 1 k? x 1/8 W - marrom, preto, vermelho
P1 - 1 M? - potenciômetro
Capacitores:
C1 - 100 µF x 16 V - eletrolítico
C2 - 470 nF - cerâmico ou poliéster
C3 , C4 - 100 nF - cerâmico ou poliéster
Diversos:
K1 - 6 ou 12 V - relé sensível com bobina de no máximo 50 mA
LDR - LDR redondo comum de qualquer tamanho
Placa de circuito impresso, fios, solda, etc.
Conclusão
O que vimos são apenas alguns exemplos de circuitos simples de controles remotos por feixe de luz usando uma lanterna como transmissor.
Em outros artigos vamos avançar com o sistema utilizando transmissores mais complexos e também outras modalidades que possibilitam o controle de mais de um canal.
O entendimento de como funcionam os circuitos básicos é importante para que o leitor no futuro projete seus próprios circuitos.
