BR102016000513A2 - Improvements introduced in circuit for electronic cigarettes, equipped with piezoeletric transducer - Google Patents

Abstract

aperfeiçoamentos introduzidas em circuito para cigarras eletrônicas, equipado com transdutor piezoelétrico. refere-se esta patente de invenção a novo e original diagrama circuital especialmente desenvolvido para cigarras eletrônicas ( campainhas ) de utilização doméstica ou industrial, e que empregam, como elemento gerador de sinal sonoro, um transdutor ( cristal ) piezoelétrico. em linhas gerais, a novidade consiste de um circuito cujos polos ( 1 ) e ( 2 ) estão predispostos para serem conectados à rede elétrica predial de corrente alternada em baixa tensão (110-220v ca), um destes polos ( 1 ) estando provido com um interruptor ( 3 ) de tecla ou botão, do tipo pulsador, cuja saída está ligada a um resistor ( 4 ) que atua como limitador de corrente ( bloco b1 ), sucedido por um triac ( 5 ) que chaveia e gera o sincronismo da corrente que percorre dito circuito ( bloco b2 ), este mesmo componente estando ligado a tres diacs ( 6 ), ( 7 ) e ( 8 ), dispostos em série, os quais constituem o " driver " ( bloco b3 ) que limita e regula a tensão a que é submetido o transdutor piezoelétrico ( 9 ) (bloco b4 ), disposto em paralelo com o triac ( 5 ).

Description

" APERFEIÇOAMENTOS INTRODUZIDAS EM CIRCUITO PARA CIGARRAS ELETRÔNICAS, EQUIPADO COM TRANSDUTOR PIEZOELÉ TRICO

[001] Refere-se a presente patente de Invenção a novo e original diagrama circuitai especialmente desenvolvido para cigarras eletrônicas (campainhas) de utilização doméstica ou industrial, especialmente aquelas que empregam, como elemento gerador de sinal sonoro, um transdutor (cristal) piezoelétrico, este novo conceito de circuito, que é " bi-volt " automático, permitindo dispensar os componentes que definem o oscilador e amplificador usuais, valendo-se das características de tensão e frequência da rede elétrica predial, devidamente chaveadas para excitar diretamente o transdutor (cristal), disposto em paralelo com o " triac ", inovações que garantem a geração de um sinal sonoro que reproduz fielmente aquele emitido por uma cigarra eletromecânica.

[002] Soluções práticas, simples e de baixo custo, as campainhas elétricas das unidades residenciais e industriais hoje passam quase desapercebidas, uma vez que integram nosso cotidiano há muitas décadas.

[003] Observando a evolução do conhecimento humano ao longo do tempo, constata-se que, desde a era medieval até meados do período pré-industrial, utilizavam-se aldravas metálicas (peças em forma de argolas), fixadas por um segmento de sua periferia à parte superior das portas de entrada, e que os visitantes moviam seguidamente contra um pequeno batente metálico preso à própria porta, de maneira a gerar ruídos que indicavam sua presença aos ocupantes do imóvel.

[004] Mais tarde, esta forma rude de se anunciar a chegada de visitas foi substituída por aparatos mais elaborados, como sinetes metálicos e outros meios similares, que permitiam a geração de sons mais agradáveis.

[005] Aos poucos, o advento da eletricidade e sua popularização, iniciada com o desenvolvimento de sistemas de iluminação pública dos aglomerados urbanos, permitiu a concepção de aparelhos que se valiam desta matriz energética para trazer mais conforto, segurança e qualidade de vida aos cidadãos.

[006] Assim, surgiram as primeiras campainhas elétricas, ou melhor dizendo, eletromecânicas, que são equipamentos capazes de gerar um sinal audível sob a ação de uma tensão elétrica que lhe é aplicada.

[007] O acionamento do botão do interruptor (disposto do lado externo do imóvel, junto à porta) gera uma corrente ( 110 ou 220 CA ) que atravessa um eletroímã, gerando um campo magnético que troca continuamente de polaridade, induzindo uma sucessão de movimentos rápidos em um diafragma, lâminas metálicas ou outros elementos vibradores, o que provoca um sinal sonoro semelhante ao produzido por uma cigarra.

[008] Este tipo de campainha, ainda hoje muito comum no mercado, tem seus princípios básicos e detalhes construtivos descritos nas patentes (BR) MU 7100758, MU 7200700 e MU 7600240.

[009] Embora atendam às finalidades para as quais foram concebidas, tais campainhas apresentam alguns inconvenientes relacionados à vida útil de seus componentes, em especial o conjunto vibrador, sujeito a desgastes e desregulagens que, via de regra, degradam as características do sinal sonoro gerado, e podem afetar a segurança de utilização do aparelho, face à possível ocorrência de superaquecimento.

[010] Tais limitações levaram à procura de soluções alternativas de maior confiabilidade, o que resultou na concepção das cigarras eletrônicas, que utilizam como elemento gerador do sinal de áudio um transdutor (cristal) piezoelétrico.

[011] Aplicando-se um sinal elétrico a este componente, o campo gerado provoca deformações, causando vibrações que resultam na emissão de um sinal sonoro na mesma frequência, característica que viabiliza seu emprego como elemento gerador do sinal de áudio das cigarras eletrônicas.

[012] Apesar dos circuitos que equipam as cigarras eletrônicas hoje presentes no mercado adotarem diferentes disposições físicas para seus componentes, o diagrama de blocos circuitai é praticamente o mesmo, a saber: * fonte interna de alimentação: reduz, retifica e regula a tensão elétrica proveniente do ponto da rede elétrica predial, de modo a alimentar corretamente os demais blocos do circuito, inclusive no caso das cigarras " bi-volt * oscilador. gera o padrão de sinal sonoro que se quer reproduzir no aparelho; * amplificador, amplifica o sinal de tensão e/ou corrente gerado no oscilador, e que alimenta o transdutor, e ainda * transdutor de áudio: converte os sinais elétricos em vibrações sonoras.

[013] O inventor, valendo-se da vasta experiência adquirida como engenheiro eletrônico, e do cabedal adquirido em três décadas de profícuo trabalho de pesquisa e desenvolvimento de aparelhos e circuitos eletroeletrônicos, conduziu minuciosos estudos e exaustivas pesquisas laboratoriais e de campo, voltadas para o desenvolvimento de uma solução tecnológica que possibilitasse aperfeiçoar o desempenho, elevar a durabilidade e reduzir os custos de fabricação de cigarras eletrônicas, do tipo que emprega um cristal piezoelétrico como meio de geração do sinal de áudio de saída.

[014] Esta dedicação e persistência permitiu-lhe conceber o circuito objeto da presente patente, que apresenta características inéditas, as quais representam uma clara evolução com respeito aos circuitos de mesma finalidade, hoje conhecidos, face à inédita simplicidade, à maior vida útil e ao custo de produção inferior.

[015] Neste novo circuito, a fonte de alimentação dá lugar a um simples resistor, que atua como limitador da corrente circuitai, conferindo ao conjunto a característica de equipamento " bi-volt " automático, uma vez que os demais componentes não necessitam de tensões baixas e reguladas para sua operação normal.

[016] Igualmente deixa de existir o oscilador, pois o circuito vale-se das características de tensão e frequência da rede elétrica predial para compor o sinal de áudio, eliminando-se também o amplificador, uma vez que os tiristores utilizados são dimensionados de forma a operar com correntes e tensões elevadas, resultando num sinal suficientemente "forte" para excitar o transdutor piezoelétrico.

[017] Aparentemente, a lógica circuitai assemelha-se àquela que se verifica nos aparelhos similares conhecidos, mas alguns dos componentes imprescindíveis a estes circuitos convencionais não estão presentes, e outros atuam de forma diversa, como se verifica com os diacs e o triac, comumente empregados para controle de energia que atua em uma carga, como ocorre nos " dimmers " ( e não no caso dos circuitos com aplicações em áudio) [018] Nos circuitos de controle de energia hoje conhecidos, a carga está sempre em série com o triac, de forma que, variando-se o ângulo de disparo, pode-se controlar a energia desta carga.

[019] Por seu turno, este novo circuito apresenta o cristal piezoelétrico disposto em paralelo eom o triac a fim de aproveitar, de forma inovadora, todos os harmônicos de frequência gerados pelo seu chaveamento em uma tensão constante e independente da tensão de alimentação de rede, enquanto o resistor que está em série com o referido triac tem apenas a função de limitar a corrente para as diferentes tensões.

[020] Para facilitar o entendimento das sutis peculiaridades que distinguem o novo circuito para campainhas elétricas equipadas com transdutor piezoelétrico, distinguindo-o dos circuitos similares que integram o presente estado da técnica, valer-nos-emos de um possível " layout " circuitai que, além da sequência dos componentes, divide-os de modo a emular um diagrama de blocos adaptado à novidade abaixo detalhada.

[021] Assim, em linhas gerais, pode-se definir o objeto da presente patente como sendo um inédito circuito para campainhas elétricas equipadas com transdutor piezoelétrico, este circuito tendo seus dois polos conectados à rede elétrica predial de corrente alternada em baixa tensão (110-220V CA), um destes polos sendo provido com um interruptor de tecla ou botão, do tipo pulsador, cuja saída está ligada a um resistor que atua como limitador de corrente, sucedido por um triac. cuja finalidade é chavear e gerar o sincronismo da corrente que percorre dito circuito, este componente estando ligado a tres diacs dispostos em série, os quais constituem o 11 driver" que limita e regula a tensão a que é submetido o transdutor piezoelétrico, disposto em paralelo com o triac supracitado.

[022] Neste novo circuito, a corrente de consumo é limitada pelo resistor, e serve para polarizar os diacs, e gerar o disparo no triac sempre que a tensão da rede ultrapassar o valor de " setup ", que corresponde à soma das tensões nominais de cada diac, o que garante a manutenção do pico de tensão no triac disparado, além de estabilizar os níveis de tensão e corrente que atuam no cristal piezo.

[023] A novidade pode ser melhor entendida, consultando-se o desenho que integra esta patente, conforme abaixo discriminado: [024] Figa - vista em planta de um exemplo de diagrama circuitai para campainhas elétricas providas com transdutor piezoelétrico, concebido em conformidade com o objeto da presente patente.

[025] O referido diagrama apresenta ainda uma imaginária disposição dos blocos que compõe a lógica circuitai, e que permite melhor compreensão da novidade que caracteriza este circuito.

[026] De acordo com a ilustração supracitada, a inovação consiste basicamente de um inédito circuito para campainhas elétricas equipadas com transdutor piezoelétrico (9), este circuito tendo seus dois polos ( 1 ) e (2 ) conectados à rede elétrica predial de corrente alternada em baixa tensão (110-220V CA), um destes polos ( 1 ) sendo provido com um interruptor ( 3 ) de tecla ou botão, do tipo pulsador, cuja saída está ligada a um resistor ( 4 ) que atua como limitador de corrente ( bloco B1 ), sucedido por um triac ( 5 ) que amplifica e gera o sincronismo da corrente que percorre dito circuito (bloco B2 ), este componente estando ligado a tres diacs (6), ( 7 ) e ( 8 ), dispostos em série, os quais constituem o " driver" (bloco B3 ) que limita e regula a tensão a que é submetido o transdutor piezoelétrico ( 9 ) (bloco B4 ), disposto em paralelo com o triac ( 5 ).

[027] Embora seja possível imaginar-se uma grande diversidade de " layouts " circuitais que obedeçam à mesma lógica e tenham os mesmos componentes com idêntica funcionalidade, tais circuitos estarão integralmente vinculados ao escopo da presente patente.

RETVTNDTCACÕES

Claims (1)

1) " APERFEIÇOAMENTOS INTRODUZIDAS EM CIRCUITO PARA CIGARRAS ELETRÔNICAS, EQUIPADO COM TRANSDUTOR PIEZOELETRICÔ ", de utilização doméstica ou industrial, tendo os dois polos ( 1 ) e ( 2 ) predispostos para serem conectados à rede elétrica predial de corrente alternada em baixa tensão (110-220V CA), sendo este novo circuito caracterizado por estes polos ( 1 ) exibir um interruptor ( 3 ) do tipo pulsador, com tecla ou botão, dito polo estando interligado a um resistor ( 4 ) que atua como limitador de corrente (bloco B1 ), sucedido por um triac ( 5 ) que chaveia e gera o sincronismo da corrente que percorre dito circuito (bloco B2 ), este componente estando ligado a tres diacs (6), (7 ) e ( 8 ) dispostos em série, os quais constituem o " driver " (bloco B3 ) que limita e regula a tensão a que é submetido o transdutor piezoelétrico ( 9 ) (bloco B4 ), disposto em paralelo com o triac ( 5 ).