PROJETOS EM ELETRÔNICA - FEIRA DE CIÊNCIAS ... O Imperdível !

1. Eliminando as baterias de 9 volts
Há vários ´brinquedos´ científicos alimentados por bateria de 9 V. Exemplo típico são os ´móbiles eletrônicos´, geralmente produtos importados, que ficam balançando prá-la-e-prá-ca, tais como esses meus:

Eles dispõem de uma bateria de 9V em suas bases, as quais alimentam um circuito eletrônico que fornecem pulsos eletromagnéticos de baixa intensidade de modo intermitente, garantindo assim o permanente vai-vem de suas partes móveis. Hobbystas e colecionadores desses ´brinquedos´, além dos comerciantes que os expõem em suas vitrines, poderão economizar em baterias (que são caras!) usando de um simples eliminador de bateria, como esse que apresentamos.
O transformador, com primário adequado à rede elétrica local, deve ser secundário para 9V~ + 9V~, com CT (center tap), e corrente com pelo menos 200 mA. Via de regra o consumo de tais móbiles é muito baixo, de modo que o eliminador poderá alimentar vários deles associados em paralelo (tranquilamente uns 10!).

O transistor BD135 (NPN) deve ser dotado de radiador de calor e os capacitores eletrolíticos (C1 e C2) devem ser para 16 ou 25V. Aos terminais de saída (9V+, 0V), que pode ser um conector Sindall, podem ser ligados vários clipes comuns, para 9V, com as cores invertidas: vermelho no negativo e preto no positivo, de modo que, ao encaixar no clipe do aparelho alimentado, forneça alimentação com polaridade correta.

2. Transmissor de FM - básico
Eis um circuito oscilador bem fácil de ser construído, pois seus componentes não são críticos. Ideal para os iniciantes de eletrônica.
A bobina osciladora L1 é feita com 8 a 10 voltas de fio de cobre rígido #22, efetuadas sobre uma forma de 1/4" (lápis); espiras bem apertadas e juntas. Após o enrolamento e ajustar os terminais de acesso, retirar a forma (lápis). Recomenda-se (e esse é o espírito do projeto) experimentar vários diâmetros para a forma, assim como o número de espiras e verificar seus efeitos sobre a frequência do sinal emitido.

Com os dados do circuito esquematizado acima, o sinal poderá ser recebido num receptor comum de FM. Para a entrada do sinal de áudio, convém acoplá-lo ao circuito mediante um capacitor de disco (cerâmico) de 0,1 µF. Se quiser você mesmo montar a etapa amplificadora de áudio, eis o esquema da complementação:

3. Oscilador/Transmissor de RF - básico
Este é o circuito que recomendo a todos que iniciam seus estudos de eletrônica sobre osciladores de rádio frequência. Provavelmente será o mais simples dos rádios-transmissores que irá encontrar na literatura eletrônica. Ele contém apenas cinco componentes e pode ser montado de modo muito compacto; ideal para Feiras de Ciências ou projeto escolar. Apresenta enorme versatibilidade, emite numa estreita faixa de frequência, admite profundas alterações (essa é a melhor parte!), funciona com apenas uma ou duas pilhas (1,5 a 3,0 V) grande, média, pequena, palito ou mesmo células de lítio em forma de moeda. Uma das alterações, bastante interessante, é inserir em série com R1, um termístor ou um foto-resistor (LDR) para constatar as variações na frequência irradiada, função da temperatura ambiente ou da luminosidade.

O transistor ilustrado acima (esquerda) é um 2N2222, substituível por BF494 ou equivalentes. Para uma dada bobina L1, a frequência base pode ser alterada pela alteração do valor do capacitor C1, e, vice-versa: para um dado capacitor C1, a frequência base pode ser alterada pela alteração da bobina L1 (diâmetro da forma, número de espiras, espaçamento, diâmetro do fio, núcleo de ar ou de ferrita). Ou ainda, alterar C1 e L1! Há uma infinidade de performances que podem ser tentadas; esta é a parte experimental útil para seus estudos.

Seguindo o esquema, a bobina L1 contém de 20 a 30 espiras de fio de cobre esmaltado rígido (de 24 a 32 AWG) enroladas sob forma não condutora (PVC, plástico, fibra, acrílico, papelão, ferrita) de 0,3 a 1,0 cm de diâmetro. Esta bobina deve ter uma derivação a 1/3 do final do enrolamento, que será ligada ao emissor do transistor Q1 (o início do enrolamento é ligado no negativo da pilha ou bateria e o final, no capacitor C1 e na antena). Eis acima a foto dessa ´enorme´ montagem (usei como base um espelho de interruptor de parede).

Nada é crítico neste circuito; experimente com todos os componentes. Mas, cuidado, esta transmissão pode ir mais longe do que você está pensando e varrer praticamente todo espectro de frequência. A potência transmitida vai depender também do transistor utilizado e da intensidade de corrente que a fonte de alimentação poderá fornecer. Um variável núcleo de ar em C1, uma bobina com (10 + 3) espiras em forma de cerâmica de 3 cm de diâmetro, um transistor 2N3055, uma fonte de 5A, .... !?

4. Fonte de alimentação (ajustável) de 12V/5A (2 x 2N3055)
Amplificadores de potência, dispositivos para automóveis, transceptores PX e demais equipamentos que requeiram alimentação de 12 V sob correntes de até 5A, é o propósito da fonte abaixo esquematizada.

O ajuste fino de tensão é feito no potenciômetro de fio de 1k. Os capacitores devem ter tensão de trabalho de 16V ou 25 V; os transistores de potência devem ter bons radiadores de calor. O transformador T1 tem primário de acordo com a rede local e secundários para 12 ou 15V, com CT (center tap) e fiação para corrente de intensidade de 5A (ou mais).

5. Carregador para baterias NiCd ( O patinho feio)
A corrente de carga constante é obtida pela aplicação de uma tensão muito mais alta que é reduzida por um resistor cujo valor ôhmico depende da intensidade desejada. Corrente de intensidade até 100 mA para a carga de baterias NiCd podem ser obtidas com este circuito seguro e econômico. Observe bem a polaridade da bateria a ser carregada.

6. Oscilador em anel com néon
Com apenas três lâmpadas néon instaladas, teremos uma sequência de acendimento que pode ser 2-1, 2-1, 2-3, 2-1, 2-1, 2-3, ..., muito a depender das diferenças que sempre acompanham as lâmpadas néon. Mais lâmpadas poderão ser acrescentadas ao circuito e a velocidade das piscadas dependerá tanto dos valores de R1, R2 e R3 (que podem ficar entre 1M e 4M7), como também dos valores de C1 e C2 (que podem ficar entre 47 nF e 220 nF). Os resistores podem ser de 1/2 W e os capacitores devem ter tensões de trabalho de pelo menos 100 V. As lâmpadas são do tipo NE-2H ou equivalentes.

Fonte de 150 VDC

A tensão contínua para alimentar este circuito pode ser facilmente obtida de um transformador que tenha no primário dois enrolamentos separados para 117 V (comumente notado como 0/110 + 0/110 V). Um dos primários receberá a alimentação da rede e o outro primário passará a fazer papel de secundário entregando a tensão alternada de 110VAC. Basta fazer uma retificação de meia onda (1 diodo 1N4004) ou de onda completa (4 diodos em ponte); um capacitor eletrolítico de 1000µFx250V resolverá o problema da filtragem. Esqueça os secundários ´verdadeiros´ desse transformador. Veja ilustração acima, à direita, onde a retificação foi feita com uma pequena ponte para 200 mA.

7. Intermitência para motor do pára-brisa
Este dispositivo fornece uma pausa no movimento útil do motor do pára-brisa, de modo que ele funciona de modo intermitente, em intervalos de tempo que pode ser ajustado através do potenciômetro P1. Ele pode ser denominado, também, de ´intervalador´.
Pode ser usado tanto em veículos de 6 como de 12 volts, dependendo do relé instalado (MC2RC1 para 6V e MC2RC2 para 12V). A ligação dos contatos do relé (2 e 3) é feita em paralelo com o interruptor do painel. F1, de 1A, é o fusível de proteção do sistema.

8. Simples sistema de alarme, com relé
Interrompendo-se qualquer dos fios que formam os sensores (quebra de continuidade), o relé fechará seu contato, disparando o alarme. Os contatos 2 e 3 deste relé serão o interruptor do alarme em questão (buzina, etc.). O relé pode ser de 6V (MC2RC1) ou de 12V (MC2RC2), conforme a alimentação adotada. O consumo de energia é muito baixo na condição de ´espera´ (stand-by). O fio sensor é de cobre esmaltado, fino.

9. Fonte de alimentação 15V/15A
O transformador é um tanto ´parrudo´; tem primário para a rede local e secundário para 15V ou 18V e deve suportar correntes de intensidade acima de 15A. Os dissipadores dos transistores 2N3055 devem ter boa superfície externa (colocados do lado de fora da caixa de montagem). O integrado regulador é o LM317. A ponte retificadora PR deve suportar acima de 15A. Os quatro diodos desta ponte podem ser obtidos de sucatas de alternadores automotivos (aproveitar os próprios dissipadores).

Fim da parte 2; são bem vindas suas sugestões e comentários.
Ah! Se você tiver algumas fotos desses ´móbiles eletrônicos´ (movidos à bateria de 9V), envie-me para melhor ilustrar o primeiro item deste artigo. Agradeço,
Léo