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Timer de bolso (ART526)

Apresentamos um circuito temporizador para intervalos de tempo até uns 30 minutos e que pode ser levado no bolso, dadas as suas reduzidas dimensões e peso. A alimentação poderá ser feita com tensões de 3 a 9 volts de pilhas ou bateria com um consumo de energia, na condição de temporização, extremamente baixo. Modificações no circuito possibilitam o acionamento de cargas externas.

Temporizadores ou timers para intervalos até meia hora são aparelhos de grande utilidade e por isso bastante solicitados por nossos leitores.

Podemos usá-lo para controlar banhos de placas de circuito impresso, tempos de exposição cópias fotográficas, tempos de cozimento de alimentos, tempos de jogadas em partidas de xadrez ou outros jogos e em muitos outros casos.

O circuito que descrevemos se caracteriza pela sua simplicidade já que usa apenas um circuito integrado de muito baixo custo e fácil obtenção.

No final da temporização ele gera um tom intermitente agradável (bips) reproduzidos num pequeno transdutor.

O consumo na condição de temporização é de apenas 0,5 mA (tip) o que garante uma enorme autonomia para as pilhas ou bateria usadas na alimentação.

Com alteração de valor num único componente (C1) podemos modificar à vontade a faixa de temporizações.

 

CARACTERÍSTICAS

* Tensão de alimentação: 3 a 9 volts

* Consumo 0,5 mA (típico na condição de temporização)

* Consumo 5 mA (típico na condição de disparo)

* Faixa de temporizações: 1 segundo a 30 minutos

 

COMO FUNCIONA

Mais uma vez em um projeto nosso aproveitamos as enormes possibilidades de aplicação das portas do circuito integrado CMOS 4093.

Desta forma, a primeira porta é usada como um monoestável onde a carga do capacitor C1 determina o tempo em que a saída do circuito (pino 3) permanece no nível baixo.

Quando apertamos o interruptor S1, o capacitor carrega-se com a tensão da fonte levando a saída da porta (pino 3) ao nível baixo.

O capacitor começa então a descarregar-se via R1 e P1 (onde podemos ajustar o tempo) até que a porta interprete a tensão no capacitor como um nível baixo, instante em que ocorre a comutação.

Neste momento a saída do circuito passa para o nível alto.

Com a ida da saída da porta para o nível alto, as outras duas portas que formam osciladores gatilhados são habilitadas, fazendo com que estes circuitos entrem em funcionamento.

A primeira porta‚ tem por base CI-1b e opera produzindo um tom de áudio determinado por R2 e C2 (estes componentes podem ser alterados conforme o som desejado pelo leitor).

A segunda tem por base CI-1c e opera numa freqüência numa baixa determinando a modulação ou taxa de interrupção dos pulsos de áudio.

A freqüência deste oscilador é dada por R3 e C3 que também podem ser alterados pelo leitor, dentro da faixa de valores indicada no próprio diagrama.

Os sinais destes dois osciladores são combinados na quarta porta do circuito integrado que é CI-1d e que opera como um buffer-amplificador digital.

A saída deste elemento do circuito é ligada diretamente a um transdutor de alta impedância que consiste num "buzzer" passivo piezoelérico de bom rendimento ou mesmo uma cápsula telefônica de alta impedância.

Um tweeter piezoelétrico sem o transformador interno também pode ser usado como transdutor de saída para este circuito.

Na figura 1 mostramos as formas de onda em diversos pontos do circuito.

 

As formas de ondas nos diversos pinos.
As formas de ondas nos diversos pinos.

 

 

MONTAGEM

Começamos por mostrar ao leitor o diagrama completo do temporizador na figura 2.

 

Diagrama completo do temporizador.
Diagrama completo do temporizador.

 

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.

 

Sugestão da placa de circuito impresso.
Sugestão da placa de circuito impresso.

 

Os valores básicos dos componentes são dados na lista de material, mas existem vários deles que podem ser alterados conforme o tom e faixa de temporizações desejadas.

Os capacitores eletrolíticos devem ter tensões de trabalho iguais ou maiores que as usadas na alimentação.

Em especial C1 deve ser um componente de boa qualidade pois a existência de fugas podem afetar a precisão da temporização ou mesmo o tempo máximo conseguido.

 

PROVA E USO

Para provar o aparelho, basta ligar s2.

O aparelho deve imediatamente emitir os bips característicos do final da temporização.

Ajuste P1 para uma posição qualquer e pressione S1.

Os bips devem parar dando início ao processo de temporização.

No final do tempo ajustado haverá o toque.

Com base num relógio comum ou cronômetro, o leitor pode fazer uma escala para P1 com tempos precisos.

Observamos que os maiores valores para C1 permitem alcançar maiores tempos.

Para acionar uma carga externa pode ser usada uma etapa de potência com um relé, conforme mostra a figura 4.

 

Adicionando uma etapa de potência utilizando um relé.
Adicionando uma etapa de potência utilizando um relé.

 

Uma idéia interessante é dotar o circuito de um plugue para conexão desta etapa que poderia ser usada em aplicações de controle com a interface usando o relé.

Evidentemente, esta interface deve ter sua própria fonte de alimentação, já que o relé, consumindo muita mais energia que o buzzer, esgotando rapidamente pilhas ou uma bateria.

 

Semicondutores:

CI-1 - 4093B - circuito integrado CMOS

 

Resistores: (1/4 W, 5%)

R1 - 100 k ? - marrom, preto, amarelo

R2 - 33 k ? - laranja, laranja, laranja

R3 - 100 k ? - marrom, preto, amarelo

P1 - 4,7 M ? - potenciômetro

 

Capacitores:

C1 - 1 a 1 000 µF - eletrolítico - ver texto

C2 - 47 nF - cerâmico ou poliéster

C3 - 1 µF - eletrolítico ou poliéster

C4 - 100 µF/12 V - eletrolítico

 

Diversos:

S1 - Interruptor de pressão NA

s2 - Interruptor simples

X1 - Transdutor cerâmico

B1 - 3 a 9 V - pilhas ou bateria

 

Placa de circuito impresso, suporte de pilhas ou conector de bateria, caixa para montagem, soquete para o circuito integrado, botão para o potenciômetro, fios, solda, etc.

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