Controlando Potências

Atenção: Leia o texto, se tiver dúvidas, apenas leia, o autor não se responsabiliza por eventuais danos que possam acontecer por uso inadequado das informações e procedimentos contidos neste texto ou em qualquer parte do web site.

Os computadores oferecem a facilidade de programação para quase tudo, ou seria para tudo? É, acho que para tudo.

Tudo pode ser tratado como se fossem eventos para serem executados em determinados horários e fazer ações do usuário em sistemas que controlam equipamentos, isto é tarefa mito fácil para um computador, na verdade, não apresenta nenhuma dificuldade, e ainda por cima existem menos dificuldades e problemas porque existem ferramentas que facilitam o desenvolvimento visual e o reforço de programação relacionada ao usuário através de interfaces gráficas.

Mas quando se exige controle de potências mais elevadas, tais como lâmpadas incandescentes, lâmpadas fluorescentes, motores, ou aparelhos de consumo médio ou grande, a coisa começa a se complicar, porque as comunicações das portas dos
computadores só podem controlar sinais de baixa tensão e de baixa corrente.

Para controlar grandes potências a partir das portas dos computadores, são necessários dispositivos capazes de operar a partir de fraca potência de sinais.

Para isso é preciso acrescentar sistemas de proteção e de isolamento nos computadores com a finalidade de separar fisicamente a lógica (informática/interface), da parte e alta potência poder parte.

A idéia apresentada neste texto permite comandar dispositivos que exigem alta tensão, tipo 110 ou 220 volts com potência de até 1500 Watts utilizando no controle a porta paralela de qualquer computador.

A porta paralela também é chamada de porta LPT, ou seja, a porta da impressora, a porta LPT tem três canais de comunicação com pinos que enviam sinais do computador para a impressora e da impressora para o computador de uma só vez, daí é que surge o termo paralelo.

A plataforma PC pode disponibilizar até três portas paralelas, normalmente são chamadas de porta LPT1, porta LPT2 e porta LPT3.

Os computadores iMac Apple Computers e quase todos os computadores pessoais têm pelo menos uma porta paralela à qual é geralmente chamada LPT1.

Tendo origem na computação pessoal, quando prevaleceu o pré-histórico XT, a porta paralela tinha sido incluída no chip controlador de vídeo.

Quem não se lembra das placas de vídeo CGA com um conector para o vídeo e outro conector para a porta paralela?

Mas com a criação da porta VGA os controladores da porta LPT começaram a ser incorporados nos controladores de discos rígidos, eram as placas IDEÉ, mais conhecidas como placas multi-funções, pois as placas multi-funções podiam controlar até 4 discos rígidos, as portas seriais e as portas LPT.

Parecia que a indústria de computadores estava com um padrão definido, mas surpreende com a quinta geração de computadores pessoais e mudou tudo novamente colocando a placa multi-funções incorporada na placa mãe do sistema ou da placa mãe.

A porta paralela mudou de lugar, mas as funções permaneceram as mesmas, os terminais continuaram podendo só lidar com sinais digitais, cujos valores são estados de tensão positiva (nível alto) ou negativa (nível baixo).

Quando não existe tensão num determinado terminal, ele está em nível baixo, é obvio que para assumir um nível alto deve existir um nível de tensão de pelo menos 5 volts, é quando se diz que está em nível alto, o sistema digital não reconhece intervalos, ou é sem tensão, que equivale a 0 (zero) ou com tensão de 5 volts, que equivale a 1 (um).

Cada pino pode fornecer ou absorver até 50 mA, isto é uma corrente insuficiente para controlar qualquer tipo de carga de média ou alta potência, mas é o suficiente para fazer funcionar um diodo emissor de luz.

Para descobrir o nível (estado alto ou baixo) do pino da porta paralela é suficiente escrever um número inteiro positivo de 8 bits na mesma direção.

O pino de dados 0, que é fisicamente ligado ao terminal 2 do conector, assume o peso 1, este é o mínimo de peso sobre a palavra de dados dessa porta.

Observe a tabela abaixo, torna muito simples lidar com o nível de cada pino.


Note que se desejarmos que os terminais 4, 6, 8 e 9 da porta paralela ficarem em nível alto, temos de acrescentar os valores para os pinos e enviar os resultados para a direção da porta.

No caso do exemplo acima, os dados que seriam enviados para a porta seriam: 4 + 16 + 64 + 128, o que equivale a um peso 212.

Para todos os terminais de saída ficarem em nível alto (ligados), a soma deve ser 255, enquanto que para todos os terminais em nível baixo (desligados) a soma deve ter o valor 0.

O endereço da porta LPT1 normalmente é 378, mas isto depende da maneira como o hardware está configurado, atualmente aconselha-se a deixar em AUTO devido a grande quantidade dispositivos que são instalados nos computadores.

Se for uma necessidade, uma maneira de descobrir qual o endereço da porta LPT é pressionar o botão pausa no início da carga do sistema operacional.

O sistema mostra uma tabela onde o BIOS mostra os parâmetros fundamentais do equipamento, incluindo os endereços das portas LPT.

Voltemos a idéia do projeto:

Conforme citado no início, a proposta do circuito é para que o circuito possa lidar com cargas que utilizem tensão de 110 ou 220 volts, diretamente da rede de energia elétrica, e também não consumir potência maior do que 1500 watts.


Podem ser controlados com o circuito proposto neste texto lâmpadas, ventiladores, aparelhos, motores, televisores e equipamentos de áudio também podem ser ligados, lembrando que as teclas ou botões “ligado” de alguns aparelhos devem ficar na posição “ligado”, em seguida, ligue a alimentação do controlador e espere o acionamento.

Nessa sugestão de controle de potência, conforme já citado, o sinal digital a partir da porta LPT é limitado em potência e aplicada ao cátodo LED interno, que é um isolador ótico.

O ânodo diodo é alimentado pelo cabo de dados, que é um cabo digital de 25 pinos que sai da porta paralela.

O brilho produzido pelo LED ativa o Diac interno do MOC e por sua vez ativa o Gate do Triac, que faz o com que o TRIAC permita a passagem de corrente pelos terminais MT1 e MT2 acionando a carga.

A rede RC conectada em paralelo com o TRIAC limita a indução de tensão no caso de serem controladas cargas indutivas.

O opto-isolador pode ser um MOC3040 ou um MOC3041, o TRIAC deve ser capaz de manipular correntes com a 8 Ampères em 400 Volts, e é necessário que o Triac seja montado em bom dissipador de calor.

O circuito mostrado acima corresponde a um único canal, para montar um sistema de mais canais, deve-se repetir o circuito no mesmo número de canais desejados.

Lembre-se que apenas um circuito deve ser ligado a cada pino da porta paralela.

Importante:

Os circuitos elétricos trabalham em tensão de 220 Volts, e qualquer erro, além de causar danos ao computador, pode causar choques e lesões em seu corpo.

Uma pessoa com problemas cardíacos ou mesmo uma pessoa totalmente saudável que toque com suas mãos no TRIAC ou em qualquer outro componente que não seja isolado pode levar choque que pode vir a ser fatal.

Se você é inexperiente, esqueça este projeto, se você for experiente, tenha muito cuidado durante a montagem e antes de ligar confira tudo muito bem.

É sempre bom ter algum tempo a mais para ver e rever tudo novamente no que diz respeito às ligações, senão será forçado a tomar um período de férias no hospital ou fazer uma inspeção no interior de um cemitério, lembre-se MEXER COM ELETRICIDADE É COISA SÉRIA.

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