Temporizador Sequencial Para Carga de Potência (ART2084)

Intervalos de tempos de até 3 horas podem ser conseguidos com o circuito que apresentamos. Este temporizador tem um indicador passo-a-passo da temporização e no final do tempo programado aciona um aviso sonoro e, se o leitor quiser um relé para carga externa de potência. Alterações nos valores de componentes podem modificar o comportamento do circuito, principalmente o tempo máximo.

Temporizadores com a capacidade de controlar (ligar ou desligar), cargas de potência, são equipamentos de grande utilidade e é aplicado em qualquer parte.

No lar, eles podem ser usados para ligar ou desligar um televisor ou um eletrodoméstico, de forma automática depois de um tempo programado.

Num estabelecimento comercial, ele pode ser usado para desligar as luzes de uma vitrine depois de algum tempo, quando não houver mais ninguém para observá-la.

Na indústria, ele pode ser usado no controle de banhos químicos, estufas, sistemas de ventilação, e outros.

O nosso projeto tem uma temporização máxima de uma hora, mas o aumento do valor de C1 pode prolongar bem este intervalo. Apenas devemos tomar cuidado para escolher capacitores que não tenham fugas, pois isso pode afetar o funcionamento do aparelho.

O aviso do final de temporização é feito com um tom intermitente de um buzzer, mas dependendo da aplicação podemos facilmente adaptar uma etapa de potência que excite um alto-falante.

CARACTERÍSTICAS

Tensão de alimentação: 6 ou 12 V (conforme relé)

Corrente em repouso: 2 mA (tip.)

Temporização máxima: 3 horas (pode ser alterada)

Número de passos para indicação: 10

COMO FUNCIONA

Começamos pelo bloco de temporização que tem por base uma porta NAND do tipo 40938 ligada como astável e cuja frequência é determinada pelo ajuste de P1 e pelo valor de C1

Como temos uma etapa divisora seguindo esta, o tempo ajustado em P1 deve corresponder a 1/10 do tempo total que desejamos. Assim, se queremos uma temporização de 100 minutos, este oscilador deve ser ajustado para produzir um pulso a cada 10 minutos.

O valor máximo da temporização depende muito das fugas de C1 que normalmente se tornam perigosas acima de 1 000 uF. No entanto, se o leitor tiver um capacitor de boa qualidade e quiser experimentar...

Os pulsos gerados pelo 4093 (Cl-1a) são enviados a um contador decodificador 1 de 10 do tipo 4017.

O capacitor C2 e o resistor R2 garantem neste circuito que, quando a alimentação for estabelecida, o contador será ressetado e a contagem começa do zero.

S2 colocado em paralelo com C2 permite a ressetagem manual do contador a qualquer momento da temporização.

Inicialmente o primeiro LED estará aceso, o que significa que a primeira saída estará ativada. A cada pulso de Cl-1 a, temos uma mudança de estado de Cl-2. Com isso, apaga-se o LED, e acende o seguinte indicando a ativação da saída correspondente.

Quando o último LED for aceso, além disso, teremos um pulso que serve de controle para as etapas de indicação e disparo que vem a seguir.

A etapa de indicação sonora é montada em torno das três portas restantes do 4093. Duas delas funcionam como osciladores disparados, um de muito baixa freqüência e outro de áudio.

As frequências destes osciladores são determinadas por C3, C4, R5 e R6.

Um deles determina o tom de áudio produzido e o outro sua intermitência.

Os sinais destes dois osciladores são combinados na última porta do 4093 de onde temos o sinal para transdutor.

O transdutor é um "buzzer" passivo piezoelétrico, mas uma etapa de potência pode ser empregada, caso o leitor deseje maior nível de som para o sinal de aviso. Uma etapa é mostrada na figura 1, lembrando-se apenas que seu consumo de corrente é relativamente alto, o que já exige fonte ou bateria para alimentação do circuito.

Figura 1 – Uma etapa de potência para o circuito

Temos finalmente o bloco de acionamento do relé que tem por base o transistor Q1.

Para este acionamento existem duas possibilidades que devem ser escolhidas de acordo com a aplicação que o leitor tenha, para o aparelho.

A primeira possibilidade consiste na ligação de S1 via ponto A à saída (pino 4) de CI-2c. Nesta configuração o relé abre e fecha rapidamente em intervalos regulares acompanhando os bips sonoros.

Podemos usar esta configuração para controlar um aviso luminoso como, por exemplo, uma lâmpada colocada em local distante ou mesmo uma campainha.

A segunda possibilidade é dada pela interrupção da ligação em A e ligação conforme linhas tracejadas no diagrama de S1 diretamente ao pino 11 do Cl-1.

Nesta configuração, ao terminar a temporização o relé fecha seus contatos e assim permanece pelo intervalo correspondente a um ciclo oscilador formado pelo CI-1a, ou seja, 1/10 do tempo total programado em P1.

É claro que existe a possibilidade de usarmos dois relés, um acionado de modo intermitente e outro com comportamento explicado agora.

A alimentação do circuito pode ser feita com tensões de 6 ou 12 volts, conforme o relé escolhido.

Na figura 2 damos uma sugestão de fonte de alimentação.

Figura 2 – Fonte para o circuito | Clique na imagem para ampliar |

Nesta fonte, temos um sistema de disparo com trava, para desligamento de um circuito no intervalo programado.

O relé que deve ser trocado tem dois contatos reversíveis sendo um deles, para travar o circuito.

Veja que, para esta configuração devemos trocar o transistor Q1 por um PNP e mudar o modo de acionamento do relé, (figura 3).

Figura 3 – Usando relé de contatos duplos | Clique na imagem para ampliar |

MONTAGEM

Inicialmente mostramos ao leitor o diagrama completo do temporizador mostrado na figura 4.

Figura 4 – Diagrama do temporizador | Clique na imagem para ampliar |

A placa de circuito impresso para este temporizador é mostrada na fig. 5.

Figura 5 – Placa para a montagem | Clique na imagem para ampliar |

Para os circuitos integrados sugerimos a utilização de soquetes, o mesmo ocorrendo para o relé se for usado do tipo MC.

Os resistores são de 1/8 W e os capacitores eletrolíticos para 12 V ou mais.

Os demais capacitores podem ser cerâmicos, bem como, poliéster.

P1 é um potenciômetro linear e BZ um transdutor piezoelétrico comum.

S1 é um interruptor simples e S2 um interruptor de pressão tipo "botão de campainha".

Q1 admite equivalente e D1 também. O relé pode ser de 6 ou 12 V de 6 A, mas para aplicações em desligamento automático devemos usar relés de dois contatos reversíveis, conforme explicado no texto.

O LEDs são todos vermelhos, exceto o último que pode ser diferente: amarelo ou verde, indicando o final da temporização.

Todo o conjunto pode ser instalado numa caixa plástica conforme sugere a figura 6.

Figura 6 – Sugestão de caixa

O tipo de conexão externa ao relé depende da aplicação, podendo ser um conjunto de terminais com parafusos ou uma simples tomada de força.

PROVA E USO

Coloque P1 na posição de menor temporização. Para efeitos de teste, podemos ligar no lugar do valor final de C1 um capacitor menor, por exemplo 1 uF, que facilita a observação de todas as etapas de funcionamento.

Assim, ligando a unidade deve acender o primeiro LED, e em seguida os LEDs acendem em sucessão. Verifique se todos acendem se alguns deles não acender verifique o nível lógico na saída do circuito integrado.

Quando o último LED acender o oscilador deve então entrar em ação com a emissão do som. Se S1 estiver fechada teremos o acionamento do relé que pode ser percebido pelos estalidos.

Comprovado o funcionamento podemos colocar o capacitor de valor de acordo com a temporização desejada:

10 uF - até 15 minutos

47 uF - até 1 hora e 15 minutos

100 uF - até 2 horas e meia ou pouco mais

Valores acima de 100 uF devem ser experimentados, principalmente em relação aos efeitos de eventuais fugas na temporização final.

Uma vez comprovado o funciona- mento é só ligar o aparelho. Uma escala de tempos pode ser obtida com base em relógios ou cronômetros comuns. l

Na figura 7 damos o modo de se ligar uma carga externa para acionamento no final da temporização.

Figura 7 – Ligação da carga externa | Clique na imagem para ampliar |

Observe que na ligação da carga a modalidade de operação do relé conforme explicado neste mesmo artigo.