Dimmer com TRIAC

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Apresentação
O eficiente controle da velocidade de uma ferramenta ou eletrodoméstico motorizado pode ser feito com o uso de um bom dimmer. Os motores elétricos usados em equipamentos para demonstrações em Feiras de Ciências poderão apresentar suas velocidades de rotação controladas por esse dimmer.

O dimmer eletrônico ou controle de potência de estado sólido que sugerimos utiliza um TRIAC.

O que ele faz?
O que o circuito faz é controlar o ângulo de condução desse componente eletrônico. Disparando-o em diversos pontos do sinal senoidal da rede elétrica domiciliar, é possível aplicar potências diferentes a uma carga (motor, lâmpada incandescente, estufa, secador de cabelos etc.).

Assim, se o disparo for feito no início do semiciclo, todo ele (o semiciclo de potência) poderá ser conduzido para a carga e ela receberá potência máxima. Entretanto, se o disparo ocorrer no final do semiciclo, pequena parcela da energia será conduzida até a carga que operará com potência reduzida. Abaixo reproduzimos as formas de onda, com disparos no início e no final do processo (entre esses dois extremos há toda uma gama de potências sob controle do potenciômetro):

A obtenção do disparo do TRIAC, nos instantes convenientes do semiciclo de tensão da rede, é conseguida através de uma rede de retardo RC, onde R é variável (vide esquema).

Material

Semicondutor: TRIAC - TIC 216B ou TIC 226B (para a rede de 110V a 200V ) ou TIC 226D (para a rede de
                        220V); os substitutos para esses TRIACs são: BTA08 e BTA12.
                        DIAC - qualquer tipo (exemplos: 1N5411 e 40583) .
Resistores: R1= 10k ohm x 1W; P1= 100k ohm (potenciômetro).
Capacitor: C1= 220 nF (poliéster).
L1 - Filtro - 40 voltas fio 16 ou 18 em bastão ferrite de 1 cm de diâmetro.
Diversos: tomada, placa de circuito impresso, cordão de força, caixa de montagem, botão para o
               potenciômetro, fios, solda etc.

Esquema
Atenção: Há uma observação nessa montagem. Veja ao final do texto.

Montagem
A placa do circuito impresso (em tamanho real) e o circuito chapeado é o mostrado abaixo.

Funcionamento
Com R (potenciômetro P1) na sua posição de valor máximo, o tempo de carga de C1 (capacitor de poliéster) até ocorrer o disparo do DIAC (que controla o TRIAC) é maior. O disparo ocorre quase que no final do semiciclo e a potência entregue ao motor é mínima. Com R na sua posição de mínimo, a carga de C1 é rápida e o disparo do DIAC ocorre no início do semiciclo. O motor desenvolve praticamente toda a sua potência.

A característica importante desse circuito --- e essa é a causa pela qual passou a substituir o reostato original que acompanha o motor da máquina de costura atual, por exemplo --- é que sendo o controle feito pela parcela do semiciclo aplicado e não pela sua tensão, o torque se mantém mesmo em baixas velocidades.

Nota: A comutação rápida de SCRs e TRIACs em aparelhos eletrônicos causa interferências em rádios e TVs. Essa interferência se propaga pela rede elétrica e pode causar sérios dissabores. Isso pode ser minimizado com a inserção de um filtro adequado (L1) entre xy mostrado nos esquemas acima. Ele consta de 40 espiras juntas de fio de cobre esmaltado número 16 ou 18 (AWG) num bastão de ferrite de diâmetro 1cm e comprimento 4 ou 5 cm.
Eis outra sugestão para um bom filtro que pode ser usado tanto em aparelhos interferidos como interferentes:

Mesmo tratando-se de um circuito relativamente simples, com componentes de fácil aquisição no mercado eletrônico, recomenda-se ao aluno-construtor de equipamento para Feira de Ciências que possa vir a usar desse dimmer, que peça auxílio a um técnico em eletrônica para suprir os detalhes (triviais para o técnico) que faltam nesse texto.

Para facilitar alguns novatos, acrescentamos abaixo algumas informações extras:

Observação: O consulente

Pedro Baniski
Rua Odorico Barbosa Bueno, 310 - Castroville
Castro - Paraná - 84178-630
BRASIL

alertou sobre uma ligação 'errada' entre o potenciômetro e um terminal da tomada. Ele propõe a seguinte modificação para a ligação do potenciômetro:

Ou seja, ligar o potenciômetro 'depois do motor, lâmpada' e não 'antes' como no original acima.
Na dúvida, manda os resultados experimentais! Assim, como a alteração é bem simples (troca de uma solda!) foram examinadas as duas situações e eis os resultados:

a) o esquema do Sr. Pedro funcionou também;
b) tanto faz usar um ou outro; não 'fumaçou' nem o potenciômetro e nem o resistor;
c) como o projeto foi feito mais para controle de velocidade de motores universais (e não apenas para controlar o brilho de lâmpadas), foram testados ambos com carga indutiva de 600W, 117Vac; ambos os esquemas funcionaram bem;
d) levamos os testes, de ambos os esquemas, com ambas as cargas (resistiva e indutiva) para verificação de linearidade via osciloscópio; na proposta do Sr. Pedro a linearidade é um pouco melhor, não tem tanta interferência.
Fica a observação para todos e o moral da questão ... em Ciência não há palavra da autoridade, quem manda é o veredicto final da experimentação.

Léo