Dúvidas na contrução de um contator utilizando apenas transistor

[Paulo K Nunes]

olá pessoal!

Estou tentando contruir um contator de baixa potencia (2W) utilizando apenas transistores. Eu preciso que, ao receber um pulso de corrente de 50mA por 5 micro segundos, o transistor fique ligado, fornecendo corrente até que um outro pulso de corrente de como o anterior desligue este transistor. Eu pensei inicialmente em este pulso ir deretamente à base do transistor 1; o coletor deste está ligado a uma fonte cc; a base é ligada ao emissor deste transistor 1 (com isso, imagino, o pulso fecha contato do coletor e o emissor do transistor 1 e este é realimentado pelo emissor, como ocorre em contatores industriais); para desligar, um transitor 2 tem o coletor ligado a base do transistor 1; emissor do transistor 2 é ligado ao terra e base deste ligado ao pulso de desligamento (com isso, o transistor 2, ao receber o pulso de desligamento, aterra a base o transistor 1, desligando-o). Bom, em linhas gerais, este é o problema que estou tentando resolver. Eu montei este circuito mas não está funcionando. Eu pensei em utilizar um microcontrolador ou relés mas o tempo de resposta destes não é tão rápido quanto o necessário.

Se alguém conhece a solução para o meu problema, ou apenas dicas, eu agradeço.

Obrigado!

[Mulder_Fox]

Lembre-se de que para que um transistor bipolar do tipo NPN conduza, a tensão na base necessita estar 0,7v acima da tensão do emissor.

Ao ligar a base ao emissor, você impossibilita isto, pois, base e emissor estarão sempre com a mesma tensão.

[cabteixeira]

Vamos por partes...

Estou tentando contruir um contator de baixa potencia (2W) utilizando apenas transistores

Contador de "baixa potência"? Não entendi...

Eu preciso que, ao receber um pulso de corrente de 50mA por 5 micro segundos, o transistor fique ligado, fornecendo corrente até que um outro pulso de corrente de como o anterior desligue este transistor.

Com apenas um transistor você não fará isso.

Eu pensei inicialmente em este pulso ir deretamente à base do transistor 1; o coletor deste está ligado a uma fonte cc; a base é ligada ao emissor deste transistor 1 (com isso, imagino, o pulso fecha contato do coletor e o emissor do transistor 1 e este é realimentado pelo emissor, como ocorre em contatores industriais);

Conforme eu disse antes, com um transistor apenas você não consegue este efeito. Um transistor não é uma contatora, onde você pode, por meio de um contato auxiliar, manter a bobina alimentada...

O dispositivo capaz de fazer o que você deseja é um flip-flop... Veja o circuito equivalente de um flip-flop tipo D:

Agora note como é implementada uma porta NAND:

Viu?

Você vai ter que elaborar um pouco mais o teu circuito...

Eu pensei em utilizar um microcontrolador ou relés mas o tempo de resposta destes não é tão rápido quanto o necessário.

Que um relé não tem um tempo de resposta bom eu aceito... Mas um microcontrolador não te atende?

[Mulder_Fox]

cabteixeira, é contator e não contador.

Paulo K Nunes,

Não seria melhor utilizar SCRs?

[cabteixeira]

Ihhhh...

Foi mal... A idade vai chegando e a gente vai ficando caduco... é é é é...

Bom...

Mas de qualquer forma, o princípio de funcionamento que ele quer é o de um flip-flop... Num flip-flop tipo D, quando ligamos a saída Q barrada na entrada D, ele muda de estado conforme receba pulsos na entrada de clock.

E eu ainda não entendi direito por qual motivo um microcontrolador não tenha tempo de resposta suficiente...

Não seria melhor utilizar SCRs?

Mas o SCR se utilizado em corrente contínua pura não vai desarmar mais... Uma vez que ele receba o pulso no GATE, só desarma se você interromper a corrente.

[Mulder_Fox]

Tem razão,com SCR não dá certo.

Desenhei o circuito abaixo.

Pus um BC548 para o Q1, mas, talvez seja necessário um de maior potência.

Será que este circuito funciona?

[cabteixeira]

Estou tentando contruir um contator de baixa potencia (2W) utilizando apenas transistores. Eu preciso que, ao receber um pulso de corrente de 50mA por 5 micro segundos, o transistor fique ligado, fornecendo corrente até que um outro pulso de corrente de como o anterior desligue este transistor.

Posso ter entendido errado, mas não era pra ligar e desligar o circuito por um mesmo caminho?

[Mulder_Fox]

Eu entendi que seriam dois sinais distintos, uma para ligar e outro para desligar.

Se for o mesmo sinal, creio que ficaria meio complexo de fazer somente com transistores.

[Paulo K Nunes]

Ola pessoal!

desculpe a demora em responder...

o sinal é distinto mesmo, ou seja, deve vir por dois caminhos distintos...

A respeito do circuito proposto por Mulder_Fox, eu acredito que funcione, pretendo simular este circuito o quanto antes, mas primeiro preciso calcular seus componentes.

Quando propuz o primeiro circuito (aquele que escrevi acima) eu havia cometido um engano ao ler o catálogo do BC548 (transistor que estou utilizando: <http://www.philohome.com/sensors/gp2d12/gp2d12-datasheets/bc548.pdf>) e percebi isto ao ler a primeira mensagem "Lembre-se de que para que um transistor bipolar do tipo NPN conduza, a tensão na base necessita estar 0,7v acima da tensão do emissor.

Ao ligar a base ao emissor, você impossibilita isto, pois, base e emissor estarão sempre com a mesma tensão. ". Mas agora, relendo o catálogo, (me corrijam se estiver errado por gentileza) a tensão de entrada no coletor e base devem ser até 30V e emissor deve ter tensão de 5V menor do que a tensão da base e coletor... e isso implica que uma tensão de 5v na base e 0v no emissor permite seu funcionamento... logo o circuito proposto por Mulder_Fox funciona. É isso mesmo?

Obrigado a todos que opinaram a respeito!

[Maurício2006]

Cinco microsegundos não é tempo suficiente para fazer comutar um relé ou uma contatora.

Como disse o Teixeira, você precisa de um flip-flop, e drivers (estes sim, à transistor) para acionar as contatoras.

Flip-flop tipo D, CD4013. E eu não conheço contatoras de baixa potência, mas, no seu caso, você pode usar transistores do tipo TIP ou BD para acionarem as contatoras, ou mesmo drivers integrados, como a série ULN (2003) p. ex.

[]'s

[Paulo K Nunes]

A respeito do microcontrolador, ele pode levar até 7 ciclos para interpretar o sinal de entrada (no pior caso), se me lembro corretamente... por isso acredito que ele pode até funcionar, mas com algum risco de falha...

[cabteixeira]

Se os sinais são distintos, podes tentar esta configuração:

É a configuração básica de um multivibrador biestável...

Se você reparar bem, é um multivibrador comum, mas sem os capacitores pra fazer ele ficar oscilando...

[Paulo K Nunes]

Pode ser Mauricio, mas a potência não é um fator limitante desde que fique demasiadamente caro... eu vou pesquisar sobre este flip-flop tipo D.

Obrigado pela ajuda!

[Mulder_Fox]

Mas agora, relendo o catálogo, (me corrijam se estiver errado por gentileza) a tensão de entrada no coletor e base devem ser até 30V e emissor deve ter tensão de 5V menor do que a tensão da base e coletor... e isso implica que uma tensão de 5v na base e 0v no emissor permite seu funcionamento... logo o circuito proposto por Mulder_Fox funciona. É isso mesmo?

Você deve estar se referindo aos seguintes parâmetros da folha de dados:

São valores máximos.

VCBO é a máxima tensão entre coletor e base (com o coletor positivo em relação à base) com o emissor desconectado.

VCEO é a máxima tensão entre coletor e emissor (com o coletor positivo em relação ao emissor) com a base desconectada.

VEBO é a máxima tensão entre emissor e base (com o emissor positivo em relação à base) com o coletor desconectado.

Repare que VEBO é a máxima tensão reversa que pode ser aplicada à base.

Repare que, no circuito que desenhei, o valor da tensão do sinal aplicado na base do PNP é igual ao valor da tensão que alimenta o coletor.

Isto é importante.

Pois, se você alimentar o coletor do PNP com, por exemplo, 12v, uma tensão de 5v na sua base não irá fazê-lo cortar e o circuito não funcionará.

[Paulo K Nunes]

Caro Cabteixeira,

eu achei muito interessante o circuito que você propos, especialmente pelo baixo número de componentes...

Eu estava pensando sobre seu funcionamento e, me corrija por favor se eu estiver errado mas, quando o circuito é energizado os dois transistores ficarão energizado, conduzindo corrente. Pelo o que entendi, ele funciona quando o pulso (liga ou desliga) é negativo. Estou correto?

[cabteixeira]

Pela forma como o circuito esta implementado, ambos os transistores não podem jamais estar conduzindo ao mesmo tempo.

Observe que mesmo que você compre dois transistores "iguais" (mesmo código, mesmas características, mesmo fabricante, etc.), na prática eles jamais serão iguais... Sempre existirá uma pequena diferença de ganho ou outra característica interna.

Assim, quando você ligar a alimentação, um dos dois transistores vai saturar mais rápido que o outro...

Isso é uma coisa que você vai verificar apenas na prática! Nos simuladores, onde tudo é ideal, o circuito talvez não funcione...

Sobre o pulso de acionamento, ele deve ser positivo.

[Leo Pires]

Bom dia amigos.

Estava a tentar construir um Flip-Flop D utilizando contactores.

Já construi várias portas lógicas, mas para o Flip-Flop estou com alguma falta de inspiração (procurava um esquema o mais simples possível).

Será que alguém me pode ajudar?

Obrigado.