Escrito por Newton C Braga
Baterias
de 12 V não são usadas apenas nos carros. Alimentando inversores em camping ou
mesmo barcos, em sistemas de luz de emergência e No-brakes estas baterias são
muito importantes para o bom funcionamento dos equipamentos e precisam ser
constantemente monitoradas. O circuito que descrevemos dispara um alarme se a
tensão da bateria cair abaixo dos 10 V, indicando que existe algum problema ou
ainda que ela precisa de uma recarga.
Nada pior
do que ter uma bateria de 12 V com problemas de carga no momento exato em que
precisamos dela. No carro, isso pode significar a impossibilidade de dar a
partida, mas existem muitas outras situações em que uma bateria fraca pode
trazer problemas.
Na
introdução demos alguns exemplos como, por exemplo, os inversores de camping e
até mesmo os No-brakes de computadores.
O
circuito que descrevemos monitora constantemente o estado de uma bateria e
quando sua tensão cai abaixo dos 10 V, o que significa que ela está em processo
adiantado de descarga, ele faz soar um alarme avisando assim o usuário.
Uma
característica importante do circuito apresentado é o seu baixo consumo que não
afeta de modo algum a autonomia da bateria. Na verdade, a corrente exigida pelo
circuito é da ordem de 0,5 mA o que é menos que a descarga de uma bateria normal
quando fora de uso, pelo simples armazenamento.
Se o
leitor precisa de um alarme de bateria fraca, dê uma olhada neste projeto. Ele
pode atender às suas necessidades.
COMO
FUNCIONA
Quando a
tensão da bateria está acima de 10 V o diodo zener Z1 é polarizado no sentido
de conduzir a corrente e assim o transistor Q1 se mantém saturado.
Com a
manutenção deste transistor no corte a base de Q2 é posta à terra e com isso
este transistor se mantém no corte e os osciladores formados pelas portas de um
circuito integrado 4093 se mantém desabilitados.
No
entanto, se a tensão da bateria cai abaixo de 10 V o diodo zener Z1 deixa de
conduzir e com isso também o transistor Q1 que vai ao corte.
O
resultado disso é que R3 passa a polarizar a base de Q2 levando este transistor
a saturação. Temos então a alimentação dos osciladores formados pelas portas do
circuito integrado CMOS 4093.
Temos
dois osciladores formados em torno das portas do 4093.
Um deles
gera um tom de áudio cuja freqüência é determinada pelo resistor R4 e pelo
capacitor C2. O leitor pode alterar R4 na faixa de 10 k ? a 220 k ? se quiser
modificar o tom produzido pelo alarme.
O outro
gera um sinal de modulação cuja freqüência é determinada por R5 e C3. O leitor
também alterar R5 na faixa de 470 k ? a 4,7 M ? de modo a modificar a modulação
do circuito. Este segundo oscilador faz a intermitência do som produzido.
Os sinais
dos dois osciladores são misturados num amplificador digital formado pelas duas
outras portas do circuito integrado 4093.
Na saída
deste amplificador digital temos o transdutor que é uma cápsula cerâmica
piezoelétrica comum. Estas cápsulas precisam de um sinal de pequena intensidade
para funcionar e fornecem um bom volume para o sinal de áudio gerado.
Veja que
o circuito funciona com a tensão da bateria, o que quer dizer que ele dispara
quando a tensão está abaixo dos 10 V, mas não pode ser nula. Isso significa que
ele não detecta quando uma bateria é retirada do circuito que deve alimentar.
MONTAGEM
Na figura
1 temos o diagrama completo do alarme de bateria fraca.
A
disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura
2.
Sugestão de montagem em placa de circuito impresso.
As
especificações mínimas dos componentes tais como tolerância, tensão de trabalho
e dissipação são dadas na lista de materiais.
O diodo
zener pode ser de qualquer potência a partir de 400 mW. Seu valor pode ser
alterado para disparo do alarme com outras tensões.
O
transdutor é do tipo piezoelétrico de alta impedância, podendo ser usada uma
cápsula de fone ou microfone.
PROVA E
USO
Aplique
ao circuito a partir de uma fonte uma tensão acima de 12 V. O circuito deve
permanece em silêncio. Atuando sobre a saída da fonte de modo a reduzir a sua
tensão deve haver o disparo com a emissão de som quando a tensão cair abaixo de
10 V.Para usar
basta conectar o circuito, observando a polaridade, na bateria que deve ser
monitorada.
Semicondutores:
CI-1 - 4093 - circuito integrado CMOS
Z1 - 10 V x 400 mW - diodo zener
Q1, Q2 - BC548
ou equivalentes - transistores NPN de uso geral
Resistores: (1/8 W, 5%)
R1 - 5,6 k R2 - 1 k R3 - 10 k R4 - 47 k R5 - 1 M
Capacitores:
C1, C3 - 470 nF - poliéster ou
cerâmico C2 - 47 nF - poliéster ou cerâmico
Diversos: BZ - Transdutor piezoelétrico (cerâmico) de alta impedância
Placa de circuito impresso, caixa para montagem, fios, solda, etc.
