Gerador de Pulsos Aleatórios (ART2165)

Este circuito pode servir para provas de funcionamento aleatórios ou ainda como simulador de presença. Em vitrines ele também pode ser usado para um acionamento diferente de luzes ou efeitos.

Quatro temporizações garantem um funcionamento quase que aleatório com um padrão de acionamento imprevisível.

O fechamento de um relé em intervalos imprevisíveis e por tempos imprevisíveis pode ser usado para o controle de diversos tipos de dispositivos.

Como os ciclos de acionamento podem variar de alguns segundos até mais de um minuto, dependendo de ajustes e componentes usados, as possíveis aplicações para este ,tipo de aparelho são muitas.

Como exemplo inicial podemos citar a obtenção de efeitos aleatórios para luzes de vitrines ou mesmo efeitos de som a utilização de sirenes, bips ou cigarras.

Um segundo exemplo .seria como simulador de presença, prolongando-se ao máximo os tempos tanto de acionamento como intervalos, caso em que podemos acionar lâmpadas, aparelhos de som, motores, etc.

Finalmente temos um automatismo para teste automático que ligaria automaticamente algum equipamento em prova milhares de vezes de modo automático e aleatório, verificando-se assim a sua resistência.

O circuito pode ser alimentado por tensão de 6 ou 12 V de pilhas, bateria ou fonte, conforme o tipo de relé usado e os intervalos previstos para sua utilização.

CARACTERÍSTICAS

Tensão de alimentação: 6 a 12 V

Corrente máxima: 100 mA

Corrente de carga: 2 A

Ciclos aleatórios: 4

Intervalos entre ciclos: alguns segundos a 15 minutos

Tempos de acionamento: alguns segundos a 1 minuto

COMO FUNCIONA

Cada uma das quatro portas NAND de um circuito integrado 4093 é usada como um oscilador cujo ciclo ativo é determinado pelo resistor em série com o diodo.

Desta forma, o tempo que o nível de saída permanece alto é determinado por R1 e C1 na primeira porta e o tempo em que ela permanece baixa é dado por R2, P1 e C1.

Como R1 e C1 têm uma constante de tempo muito menor do que a obtida por P1, R2 e C1, o tempo de saída alto é muito menor que o de saída baixo.

A relação entre P1/R2 e R1 determinam então .a forma de onda que obtemos da primeira porta, conforme mostra a figura 1.

Figura 1 – O oscilador usado

Como P1 é variável, este componente permite ajustar os intervalos entre os pulsos produzidos pela primeira porta.

Com as outras portas fazemos a mesma coisa, mas mudamos os valores dos resistores que determinam a duração da saída no nível alto, ou seja, R3, R5 e R7 são diferentes.

Isso significa que, ajustando P1, P2, P3 e P4 de modos ligeiramente diferentes, obtemos não só freqüências diferentes como também pulsos de durações diferentes.

Combinando todos os quatro sinais gerados numa saída única temos então a forma de onda mostrada na figura 2.

Figura 2 – Sinais obtidos com a combinação das saídas

Esta forma de onda é então formada por um trem de pulsos de separação e duração pseudo-aleatória que servem para acionar um relé via transistor Q1.

As durações e separações dos pulsos dependem em muito dos valores dos capacitores de C1 a C4.

Valores até maiores, chegando aos 1000 uF podem ser usados se o leitor pretender usar o aparelho como um simulador de presença, por exemplo.

A alimentação do circuito pode ser feita com tensão de 6 ou 12 V bastando para isso apenas ser usado o relé correspondente.

MONTAGEM

Na figura 3 temos o diagrama completo do aparelho.

Figura 3 – Diagrama do aparelho

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 4.

Figura 4 – Placa para a montagem

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

Os resistores R1, R3, R5 e R7 podem ser alterados na faixa de 10 a 470 k ohms para obtenção de pulsos mais estreitos ou mais largos, conforme a aplicação pretendida para o aparelho.

Para o circuito integrado sugerimos usar um soquete DIL de 14 pinos

Também é possível trocar os trimpots por potenciômetros de modo a se obter um ajuste aleatório de tempos num painel.

PROVA E USO

Para provar o aparelho podemos ligar uma lâmpada comum como carga.

Atuando-se sobre os trimpots ou potenciômetros devemos ter acionamentos aleatórios desta lâmpada.

Dependendo da aplicação desejada troque os valores dos capacitores de cada oscilador.

Estes componentes não precisam ter necessariamente os mesmos valores.

Se for usada fonte de alimentação de 6 ou 12 V, ela deve ser estabilizada e ter pelo menos 500 mA de saída.

Um aperfeiçoamento para este projeto seria empregar outro 4093 com mais 4 osciladores aleatórios, também ajustados para gerar pulsos em intervalos diferentes.