Dez, nove, oito, sete,.... três, dois, um, fogo! Esta contagem regressiva pode ser feita por meio de um circuito eletrônico sequencial como o que descrevemos. Não se trata de um simples timer, mas de um verdadeiro marcador de 10 intervalos de tempo que pode ser usado com diversas finalidades. Veja o circuito e imagine a aplicação que mais lhe agrade para este Timer Progressivo de 10 Passos.
Timers podem ser feitos de muitas maneiras. Para cada tipo de aplicação praticamente podemos ter um circuito diferente.
Existem timers que simplesmente ligam ou desligam algo no final do tempo ajustado, como existem os mais complexos que marcam num painel digital o tempo decorrido com grande precisão.
O timer que propomos é algo sofisticado: possuí 10 LEDs indicadores que permitem a contagem do tempo em passos iguais, o que pode ser interessante em muitas aplicações.
Se ajustarmos o tempo para 10 segundos, os LEDs indicarão a passagem do tempo de segundo em segundo; se ajustarmos para 10 minutos, os LEDs indicarão a passagem do tempo de minuto em minuto.
Com os componentes indicados podemos obter tempos de 10 segundos ou menos a mais de 2 horas.
A alimentação do circuito é feita pela rede local e ele pode ligar ou desligar aparelhos de até 200 W de potência na rede de 110 V ou 400 W na rede de 220 V.
Você poderá usá-lo para desligar o televisor durante a noite, evitando o gasto desnecessário de energia, poderá cronometrar lances em partidas de xadrez, e até mesmo fazer o disparo eletrônico de foguetes de brinquedo como uma contagem regressiva de verdade! (figura 1)
Atenção estudantes de física! Que tal incrementar seu clube de lançamento de foguetes com este circuito?
COMO FUNCIONA
A divisão em etapas do circuito facilita a análise do princípio de funcionamento. (figura 2)
Começamos pelo bloco de tempo que é formado, como não poderia deixar de ser, por um timer 555. Este circuito funciona na configuração astável em que a frequência é dada pelos resistores R1 e R2, pelo potenciômetro P1 e pelo capacitor C3
No gráfico da figura 3 temos a maneira de se determinar a frequência e consequentemente o período através dos valores dos componentes.
Veja que neste circuito “R" é dado peia soma de P1, R1, e R2.
Este circuito determina então a duração de cada passo do timer, o que significa que o tempo máximo corresponde a 10 vezes este valor.
Com os valores indicados podemos obter tempos que vão de 10 segundos a mais de 1 hora. Para maiores intervalos é só aumentar C3 para um máximo de 470 uF.
Os pulsos deste integrado são levados ao contador de passos que é formado por um 4017.
Este integrado tem em sua saída 9 LEDs que acendem em sequência conforme os pulsos da etapa anterior. No primeiro pulso passamos do primeiro LED, para o segundo; no segundo pulso, do segundo para o terceiro e assim por diante até chegarmos ao décimo pulso.
Neste, passamos do último LED para a excitação do relé através do transistor Q1.
Este relé justamente controla o circuito de carga, ligando ou desligando, e também acende um LED verde que corresponde ao final do ciclo.
Neste circuito não está previsto o corte de alimentação coma desativação completa do aparelho após este pulso, mas isso pode ser facilmente conseguido pela mudança mostrada na figura 4.
Para este caso existe um botão de partida que inicia o ciclo com o fechamento dos contatos de um relé auxiliar que desligará alimentação no final do processo.
A alimentação do circuito é feita por uma fonte de 12 V em que existe um integrado regulador para manter a tensão fixa e com isso se obter maior precisão nos tempos.
MONTAGEM
Na figura 5 damos o diagrama completo do timer, com a fonte de alimentação, e na versão em que o ciclo se repete.
Nesta versão a carga se mantém ligada ou desligada apenas por 1/10 do tempo total no final de cada ciclo de programação.
A placa de circuito impresso mostrada em tamanho natural está na figura 6.
Na montagem tenha em mente os seguintes cuidados:
Observe bem as posições dos circuitos integrados. Cuidado com sua soldagem.
O transistor é 80548 ou equivalente e tem posição certa para montagem.
Os LEDs vermelhos são todos polarizados, sendo ligados com a parte chata ao resistor R3. O LED verde para o passo final é optativo.
Os diodos são de dois tipos: uso geral 1N4148 ou 1N914 para D3 e retificadores como o 1N4002 ou equivalentes para D1 e D2. Os dois tipos tem posição dada pelas faixas.
O transformador tem enrolamento primário de acordo com a rede local e secundário de 12 +12 V com 500 mA.
Os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão de trabalho de pelo menos 16 V com exceção de C1 que deve ser para 25 V ou mais. Obedeça a polaridade na sua ligação.
Os resistores são todos de 1/8 W ou ¼ W com qualquer tolerância.
O potenciômetro P1 que controla a faixa de tempos pode ser de 470 k ou então 220 k, com faixa menor. Pode ser conjugado a este componente o interruptor geral S1, se assim o montador quiser.
O fusível de proteção é de 5 A, levando-se em conta a carga máxima controlada.
Os componentes adicionais exigidos são o cabo de alimentação, a placa de circuito impresso e as duas tomadas X1 e X2 onde são conectados os aparelhos controlados.
Em X1 é ligado o aparelho que vai ser desativado no final do tempo ajustado.
Em X2 é ligado o aparelho que vai ser ativado no final do tempo desejado.
Terminada a montagem é só experimentar o aparelho.
PROVA E USO
Ligue o aparelho à tomada e inicialmente para prova uma lâmpada ou abajur em X2.
Ao acionar S1 o aparelho entra em ação acendendo o primeiro LED (ligado ao pino 3). Se isso não acontecer, verifique a montagem.
Passe então a chave de partida para a posição “partida". Neste momento o aparelho deve avançar um LED a cada intervalo previsto, conforme o ajuste de P1.
Ao chegar ao último LED, teremos em seguida o acionamento do relé com a ativação do circuito de carga.
A colocação da chave de partida na posição faz com que a contagem volte ao início.
Uma segunda chave optativa pode ser usada para colocar a entrada de clock (pino 14) no nível HI (12 V), quando então poderemos parar a contagem em qualquer instante.
Uma vez comprovado o funcionamento você deve, com a ajuda de um relógio ou cronômetro comum, calibrar o potenciômetro P1 desenhando uma escala.
Se a escala não cobrir os tempos desejados calcule pelo gráfico o novo valor que deve ter C3.
Depois, é só usar o aparelho!
Para isso basta proceder do seguinte modo:
Coloque a chave de partida na posição de “reset”.
Ligue em X1 ou X2, conforme a função, o aparelho que deve ser controlado.
Ligue o cabo de alimentação.
Ajuste P1 para o intervalo de tempo desejado.
Ligue S1.
Acione a chave de partida. O tempo será então contado escalonadamente pelo acendimento dos LEDs.
Cl-1 - 7812 - circuito integrado regulador de tensão
Cl-2 - 555 - circuito integrado timer
CI-3 - 4017 - circuito integrado CMOS
Q1 - BC548 - transistor NPN de uso geral
D1, D2 - 1N4002 - diodos retificadores de silício
D3 - 1N4148 - diodo de silício de uso geral
LED1 a LED9 - LEDs vermelhos comuns
LED10 - LED verde ou amarelo
F1 – 5 A - fusível comum
T1 - Transformador com primário de acordo com a rede local e secundário de 12 +12 V x 500 mA
P1 – 470 k ou 220 k - potenciômetro comum (com ou sem chave)
S1 - Interruptor simples
S2 - 1 polo x 2 posições - chave comutadora
X1, X2 - tomadas de alimentação
R1, R2 - 4k7 x 1/8 W - resistores (amarelo, violeta, vermelho)
R3 – 330 R x 1/8 W - resistor (laranja, laranja, marrom)
R4 – 1 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, vermelho)
R5 – 820 R ou 1 k x 1/8 W- resistor (marrom, preto, vermelho)
Diversos: placa de circuito impresso, caixa para montagem, botão para P1, cabo de alimentação, fios, solda etc.
