Termômetro Para o Automóvel (ART2136)

Veículos antigos e modelos modernos de baixo custo não possuem em seus painéis de instrumento o tacômetro. De grande utilidade na determinação do ajuste do motor (marcha lenta) e também para se dirigir com maior economia de combustível ajustando cada marcha à rotação em que se obtém melhor rendimento do motor, o tacômetro pode ser facilmente agregado ao seu automóvel. Descrevemos neste artigo um A finalidade básica de um tacômetro é medir as rotações de um motor.

No caso dos automóveis, o tacômetro permite que se troquem as marchas nas rotações ideais e que se movimente o veículo com uma rotação de motor que permita maior economia de combustível.

Os modelos mais simples de carros modernos e os tipos mais antigos não possuem este instrumento que nos dias atuais pode ser considerado indispensável para o bom motorista.

O circuito que apresentamos é muito simples, pois usa apenas dois circuitos integrados de baixo custo e pode ser adaptado a qualquer veículo com extrema facilidade, já que além da alimentação de 12 Volts da própria bateria, o único ponto de conexão adicional é no platinado.

Não há necessidade de sensores especiais ou dispositivos mais críticos que possam dificultar tanto a montagem como a instalação do circuito.

O instrumento usado é do tipo analógico, um VU-meter ou microamperímetro de aproximadamente 200 uA ou mesmo um miliamperímetro de 0-1 mA com alteração de um único componente.

As escalas podem ir de 0 a 6 000 rpm (rotações por minuto) e o circuito funciona igualmente bem em motores de 4, 6 e 8 cilindros.

Montado numa pequena caixa plástica ele poderá ser facilmente fixado no painel do carro conforme mostra a figura 1, ou então embutido.

Figura 1 – Montagem no painel

Características:

Tensão de alimentação: 12 Vcc (bateria)

Faixa de rotações medidas: 0 - 6 000 rpm

Tipos de motores: 4, 6 e 8 cilindros com platinado

Instrumento indicador: analógico de 200 uA a 1 mA

Número de ajustes: 2

Na figura 2 temos uma representação do nosso tacômetro através de blocos.

Figura 2 – Diagrama de blocos do aparelho

Os pulsos captados na entrada do circuito a partir do platinado têm uma freqüência que depende da rotação do motor e de seu número de cilindros.

Para 4 cilindros, por exemplo, temos 4 pulsos por rotação o que quer dizer que em 1 000 rpm teremos 4 000-pulsos por minuto ou 66,66 Hz. Este valor é importante conhecer pois serve para a calibração.

Um sinal de 60 Hz, por exemplo, simula uma rotação de 900 rpm num motor de 4 cilindros ou 600 rpm num motor de 6 cilindros, o que serve de padrão para calibração.

Os pulsos obtidos do platinado são aplicados à base de um transistor de onde são usados para disparar um multivibrador astável que tem por base um integrado 555.

A constante de tempo do astável é dada pelo ajuste de P1, R4 e por C1, e deve ser bem maior que a duração dos pulsos gerados pela comutação do platinado.

Desta forma, teremos na saída do integrado a produção de pulsos de duração constante em quantidade que depende exatamente da frequência do sinal de entrada do circuito, ou seja, dos pulsos produzidos pelo platinado.

Se a frequência dos pulsos e, portanto, a rotação do motor for baixa, os pulsos estarão bem separados, enquanto que se a frequência e a rotação for alta os pulsos estarão mais próximos.

O ajuste de P1 deve ser feito na máxima rotação do motor, ou seja, em 6 000 rpm, os pulsos atinjam a menor separação, tendendo a se unir, conforme mostra a figura 3.

Figura 3 – Pulsos do circuito

A saída do 555 é ligada ao circuito indicador que tem por base um integrador e um instrumento indicador.

A finalidade deste circuito é gerar na sua saída (ponto A) uma tensão que seja proporcional à frequência dos pulsos produzidos pelo monoestável.

Esta relação tensão/frequência deve ser a mais linear possível para que possamos obter medida das rotações com boa precisão.

Isso realmente ocorre, e no ponto A podemos ligar o instrumento indicador que consiste num medidor de corrente (micro ou miliamperímetro) ligado como voltímetro.

O trimpot P2 ajusta o fundo de escala, de modo que, com a menor separação entre os pulsos e, portanto, a máxima tensão de saída pra que tenhamos a corrente de fundo de escala conforme mostra a figura 4.

Figura 4 - Ajuste

Para o caso de ser usado um miliamperímetro de 0-1 mA em lugar de um microamperímetro bastará trocar o trimpot P2 por um de 4k7 de modo a se obter um ajuste mais preciso.

A alimentação do circuito é feita a partir de um regulador de tensão integrado 7809 dos 12 V da bateria do carro obtemos então uma tensão de 9 V estabilizada para o circuito.

O consumo de corrente é muito baixo, de modo que o integrado CI-2 não precisará ser montado num dissipador de calor.

MONTAGEM

Na figura 5 temos o diagrama completo do aparelho.

Figura 5 – Diagrama do aparelho

O circuito pode ser montado com base numa placa de circuito impresso com a disposição dos componentes principais conforme mostrado na fig. 6.

Figura 6 – Placa para a montagem

Para o circuito integrado sugerimos a utilização de um soquete DIL de 8 pinos o que ajuda a evitar o calor no processo de soldagem e também facilita a troca em caso de necessidade.

Os resistores são todos de 1/8 ou ¼ W com 5 a 20% de tolerância e os trimpots são comuns para montagem vertical em placa de circuito impresso.

Os diodos são de uso geral 1N4148 ou 1N914 e os capacitores eletrolíticos são para 16 V de tensão de trabalho ou mais.

O capacitor C1 tanto pode ser de poliéster como cerâmico.

O integrado CI-2 não precisará de radiador de calor já que a corrente do circuito é muito pequena.

M1 tanto pode ser um microamperímetro como miliamperímetro conforme explicado na parte funcional.

A única alteração para o uso de um ou outro é a troca de P2. Na ligação do instrumento é preciso observar sua polaridade para que a agulha não deflexione ao contrário.

O fusível na entrada é muito importante para a proteção do sistema em caso de curto-circuito.

O transistor Q1 admite equivalentes como o BC548 ou BC237. Não recomendamos tipos como o BC549 ou BC239 que possuem tensões coletor-emissor relativamente baixas e que poderiam sofrer com pulsos de maior amplitude da comutação dos platinados.

AJUSTES E USO

Para um ajuste preciso podemos usaria frequência da rede como padrão, utilizando para esta finalidade um pequeno transformador de 6 ou 9 Volts de secundário com qualquer corrente acima de 50 mA, conforme mostra a figura 7.

Figura 7 – Circuito de ajuste

Este circuito produz 60 pulsos por segundo o que corresponde a uma rotação de 900 rpm num motor de quatro cilindros.

Assim, dividindo a escala do instrumento em 6 partes com marcações de 0 a 6 000 rpm, conforme sugere a figura 8, podemos usar facilmente o circuito para calibração em duas etapas:

Figura 8 – A escala do instrumento

Inicialmente ligamos o ponto X do circuito ao + da alimentação (positivo da bateria ou entrada). Temos então a saída máxima do integrado que deve estar em torno de 12 V no pino 3 ou pouco menos.

Ajustamos então o trimpot P2 para ler a corrente de fundo de escala do instrumento.

Depois, aplicamos na entrada do tacômetro o sinal do transformador e ajustamos P1 para ler 900 Hz na escala do instrumento.

A instalação no carro é feita ligando-se o ponto X ao platinado conforme mostra a figura 9.

Figura 9 – Instalação

Se houver dificuldade no disparo, ou seja, o instrumento não acusar funcionamento com o motor do veículo ligado pode ser necessário reduzir R1 para 120 ou mesmo 100 k.

Comprovado o funcionamento e feita a instalação é só utilizar o tacômetro escolhendo as marchas nas rotações indicadas pelo manual do fabricante de cada veiculo.

O circuito também será de grande ajuda se montado como instrumento de oficina para ajustar a marcha lenta.

Neste caso ele pode operar com fonte própria desde que o seu terra seja feito no chassi do automóvel.