Temporizador CMOS (ART471)

Escrito por Newton C Braga

Não se trata de artigo novo, mas é totalmente viável sua montagem nos nossos dias, pois todos os componentes utilizados são comuns. Trata-e de projeto ideal para quem precisa de um pequeno temporizador para aplicações gerais ou no laboratório ou ainda para ser implementado como montagem prática em cursos técnicos e de iniciação tecnológica.

Introdução
Este projeto tem diversas finalidades, podendo servir de luz de cortesia de um automóvel, como um iluminador para o laboratório de quimica, onde é possível determinar o tempo de exposição em processos químicos. O projeto consiste numa luz que fica acesso por determinado tempo e depois se apaga, o seu consumo é determinado pelo ajuste de um potenciômetro, que pode ser de 0 a alguns segundos. Em condição de espera o consumo é muito baixo pelo fato do circuito usar um CI CMOS.

Descrevemos um simples timer ou temporizador com uma lâmpada incandescente comum e que possui por elementos ativos um circuito integrado CMOS e um transistor Darlington de potência de fácil obtenção. Com o transistor indicado, lâmpadas de até mais de 1 ampère de corrente de acionamento podem ser controladas tanto na alimentação de 6 como 12 volts.

No entanto, podemos também usar um transistor PNP de baixa potência como o BC558 se a lâmpada usada for de até 50 mA ou ainda se for usado um LED.

Uma aplicação interessante para este projeto, com pequena adaptação, é na determinação do instante de partida de competições com o uso de uma lâmpada vermelha e outra verde.

A temporização pode ser ajustada entre alguns segundos e vários minutos utilizando-se um trimpot ou ainda um potenciômetro comum.

 

Características:

  1. Tensão de alimentação: 6 ou 12 V conforme a lâmpada
  2. Corrente de repouso: 0,5 mA 9tip)
  3. Corrente máxima de carga: 1 ampère
  4. Temporização: 5 segundos a 5 minutos (aprox.)

 

COMO FUNCIONA

Dois dos seis inversores de um circuito integrado CMOS 4049 são usados como um monoestável cujo tempo em que a saída permanece no nível alto depende do tempo em que C1 se mantém carregado após o acionamento de S1.

Desta forma, o valor de C1, mais o ajuste de P1 que em série com R2 determinam a velocidade de descarga, são os responsáveis pelo tempo de operação do monoestável.

Para termos uma potência maior de acionamento os outros 4 inversores são usados como buffers amplificadores, de modo que ao ser acionado S1, a saída desses buffers vai ao nível baixo.

Com a utilização de um transistor PNP temos então a saturação por um tempo determinado após o acionamento de S1 e com isso a energização da lâmpada usada como carga.

Um sistema de acionamento duplo, em que apaga uma luz verde e acende uma vermelha por certo tempo pode ser feito conforme mostra a figura 1.

 

Alteração para apagar uma lâmpada e acender outra.
Alteração para apagar uma lâmpada e acender outra.

 

Neste circuito, enquanto a saída dos buffers se mantém alta, Q1 está no corte e Q2 saturada. Com a ida da saída ao nível baixo, após o acionamento de S1, Q1 satura e Q2 vai ao corte.

Com o uso de transistores de pequena potência, conforme mostra a figura 2, o circuito pode ser usado para acionar LEDs comuns.

 

Acendendo apenas um LED.
Acendendo apenas um LED.

 

O valor de c1 determina a faixa de tempos que podemos obter com este circuito e valores entre 10 µF e 1 000 µF podem ser usados.

 

MONTAGEM

Na figura 3 temos o diagrama completo do temporizador.

 

Diagrama completo do temporizador.
Diagrama completo do temporizador.

 

Na figura 4 temos a disposição dos componentes numa placa de circuito impresso.

 

Placa de circuito impresso do temporizador.
Placa de circuito impresso do temporizador.

 

O circuito integrado, de preferência, deve ser montado num soquete. Para o transistor de potência precisamos de um pequeno radiador de calor. Os resistores são de 1/4 watt ou maiores e os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão de trabalho um pouco maior que a usada na alimentação.

A lâmpada deve ter uma tensão de acordo com a usada na alimentação e uma corrente máxima de 1 ampère.

A lâmpada pode ficar longe da placa e do ponto de acionamento. O próprio interruptor de acionamento, que é de pressão NA pode ser substituído por algum outro tipo de acionamento por sensor, como por exemplo um reed-switch.

 

PROVA E USO

Para provar o aparelho basta alimentá-lo e acionar por um instante S1. A lâmpada deve acender. Ajuste então P1 para a temporização desejada.

Comprovado o funcionamento é só fazer a instalação definitiva.

 


Semicondutores:

CI-1 - 4049 - circuito integrado CMOS

Q1 - TIP115 ou equivalente - Transistor PNP Darlington de potência


Resistores: (1/4 W, 5%)

R1 - 1 M ? - marrom, preto, verde

R2 - 10 M ? - marrom, preto, azul

R3, R4 - 10 k ? - marrom, preto, laranja

P1 - 4,7 M ? - trim pot ou potenciômetro


Capacitores:

C1 - 10 a 1000 µF/12 V - eletrolítico

C2 - 100 µF/12 V - eletrolítico


Diversos:

S1 - Interruptor depressão NA (normalmente aberto)

X1 - lâmpada de 1A - 6 ou 12 V

Placa de circuito impresso, soquete para o circuito integrado, radiador de calor para Q1, caixa para montagem, soquete para a lâmpada, fios, solda, etc.