Os temporizadores encontram uma variedade muito grande de aplicações práticas. Podem ser utilizados em câmaras de revelação de fotografias, para cronometrar banhos de placas de circuitos impressos, para limitar tempos de jogadas em partidas de xadrez, ou ainda em escolas para determinar o tempo de arguições orais. Este temporizador que pode fornecer com precisão marcações de até 30 minutos pode ser utilizado em qualquer das aplicações acima e em muitas outras.
Coloque a sua placa de circuito impresso no banho de percloreto e ajuste seu temporizador para o intervalo de tempo que deseja para o banho (normalmente entre 20 e 30 minutos). Aperte o botão e não se preocupe mais. Depois de decorrido o intervalo de tempo desejado o temporizador lhe dará aviso de que o banho estará terminado, acendendo uma lâmpada de alerta ou então tocando uma campainha. (figura 1)
Esta é apenas uma das aplicações possíveis para um temporizador. Se você realiza qualquer tipo de atividade em que certas operações precisam ser realizadas em intervalos definidos de tempo, então é sinal de que você poderá encontrar um ótimo auxiliar num dispositivo temporizador.
O temporizador que descrevemos neste artigo serve para qualquer tipo de aplicação em que se deseje um aviso, ou então a ligação (ou desligar) um circuito depois de até 30 minutos de tempo.
Os componentes usados são comuns e de baixo custo e a montagem fácil permite sua realização mesmo por parte dos que não tenham muita experiência prévia em eletrônica. Basta seguir as instruções e possuir o ferramental básico para não haver perigo de falha.
COMO FUNCIONA
A primeira parte do circuito temporizador tem como elemento básico um transistor unijunção, na configuração mostrada na figura 2.
Neste circuito, o capacitor C1 carrega-se lentamente através da corrente que passa pelo resistor R1 de modo que a tensão no mesmo vai gradativamente aumentando até o ponto de disparar o transistor unijunção.
Esse transistor que até então não conduzia apreciavelmente a corrente, momentaneamente passa a apresentar uma baixa resistência à corrente do capacitor que então se descarrega produzindo um pulso de tensão na saída do circuito.
O tempo que decorre entre o instante em que o circuito é ligado e o pulso produzido depende do valor do capacitor C1 e do resistor R1.
Utilizando para R1 um resistor variável (potenciômetro) de 1 M e para C1 um capacitor de até 470 uF pode-se obter intervalos de tempos reguláveis de até mais de 30 minutos.
Como os capacitores eletrolíticos apresentam uma variação de valores muito grande e eventualmente fugas que chegam a impedir cargas muito lentas, duas precauções devem ser tomadas na montagem em relação a esta parte do circuito.
A primeira refere-se à escala que deve ser calibrada somente depois de montado o aparelho, pois, para cada capacitor podem ocorrer diferenças consideráveis nos intervalos obtidos numa mesma posição do potenciômetro. E claro que, para um capacitor, uma vez feita a escala ela será mantida sempre.
A outra precaução refere-se a escolha de um capacitor de boa qualidade para C1, principalmente se for usado o valor limite de 470 uF. Se for observado que o circuito nega-se a operar nos intervalos de tempo maiores, isso é sinal de fuga no capacitor que deverá então ser substituído.
A segunda parte do circuito é formada por um multivibrador biestável com diodos controlados de silício (SCRs).
O aspecto básico desta etapa é mostrado na figura 3. Vejamos como é seu funcionamento.
Uma vez ligada a fonte de alimentação, neste circuito, inicialmente nenhum dos dois SCRs conduz a corrente o que quer dizer que as cargas ligadas aos mesmos não recebem alimentação.
Num dos SCRs será ligada uma lâmpada de aviso de funcionamento e no outro SCR um relê no qual poderá então ser controlada qualquer carga externa: um sistema de aviso ou então um aparelho a ser ligado ou desligado.
Apertando-se então o interruptor S1 logo após a colocação em funcionamento do circuito, a lâmpada de aviso acende e assim permanece até o instante da comutação do biestável.
Essa comutação ocorre quando o circuito anterior, com o unijunção produzir o pulso de tensão no intervalo pré-determinado. Neste instante o diodo controlado de silício (SCR) ligado ao relê dispara e ao mesmo tempo por meio dos capacitores C2 e C3 curtocircuita momentaneamente o outro SCR fazendo apagar a lâmpada de aviso.
O relê é então disparado, avisando o leitor de que o intervalo de tempo pré-determinado é decorrido.
Neste ponto o leitor tem duas possibilidades:
A primeira consiste em desligar o aparelho e prepará-lo para um novo ciclo. A segunda consiste em deixar o aparelho ligado. Neste último caso, decorrido um intervalo de tempo igual ao ajustado no potenciômetro o ciclo voltará a sua situação inicial desligando o relê e a carga a ele ligada.
O ciclo de liga e desliga em intervalos iguais ocorrerá indefinidamente se o leitor assim quiser.
A alimentação do temporizador é feita por meio de 4 pilhas pequenas, médias, ou grandes sendo sua durabilidade função do consumo da lâmpada.
Montagem
A montagem deste circuito é simples. As ferramentas usadas são comuns: ferro de soldar de pequena potência, solda de boa qualidade, alicate de corte lateral, alicate de ponta fina e chaves de fenda.
É claro que na lista de ferramentas acima citadas não prevemos a montagem da caixa que alojará o aparelho. Para esta pode ser usada a madeira compensada ou então uma caixa de alumínio de tipo que pode ser encontrado pronto em algumas casas de materiais eletrônicos.
A parte eletrônica pode ser montada em placa de circuito impresso caso em que se obtém um grau maior de compacidade, ou então em ponte de terminais, versão indicada aos principiantes que não tenham recursos para elaboração das placas.
O circuito completo do temporizador é mostrado na figura 4.
A versão em ponte de terminais é mostrada na figura 5.
A versão em placa de circuito impresso é dada na figura 6.
São os seguintes os principais pontos a ser observados na montagem:
a) Observe a posição do transistor unijunção. Na ponte de terminais este componente deve ficar com o ressalto ligeiramente para a esquerda conforme mostra a figura 5.
Na soldagem deste componente, evite o excesso de calor que pode facilmente danificá-lo.
b) Observe a posição dos SCRs que podem ser encontrados em dois tipos de invólucros para o componente indicado. Esses invólucros são mostrados na figura 7.
O SCR recomendado é do tipo C106, MCR106 ou TIC106 para uma tensão de 50 V, mas os equivalentes para tensões maiores também podem ser usados sem problemas, se bem que custem um pouco mais caros. Não há necessidade de se usar irradiador de calor para estes componentes.
c) O relê usado pode ser de qualquer tipo que seja capaz de fechar os contatos com uma tensão de 6 V e corrente de até 100 mA. Existe uma grande variedade de tipos de relês que podem ser usados nesta função devendo apenas o leitor tomar cuidado na identificação dos terminais da bobina que vão ligados ao circuito, e dos contatos que serão ligados à carga externa.
d) A escolha do valor de C1 dependerá da faixa de tempos que o leitor deseja para o temporizador. De modo aproximado fornecemos a seguinte tabela de tempos obtidos com capacitores comuns:
O capacitor usado deve ser de boa qualidade com tensão de trabalho de pelo menos 12 V. Observe sua polaridade ao fazer sua ligação.
e) Os diodos D1 e D2 podem ser praticamente de qualquer tipo de silício para uso geral. Optamos na lista de material pelos 1N4001, mas seus equivalentes de maior tensão como o 1N4002, 1N4004, 1N4007, BY127 e BY126 podem ser usa- dos. Na ligação destes componentes observe bem a polaridade dada pelo seu símbolo ou pelo anel pintado no seu corpo.
f) Os capacitores C2 e C3 são eletrolíticos para 12 V devendo ser ligados em oposição conforme mostra o desenho da ponte. Eletrolíticos de mesmo valor, para tensões maiores podem ser usados em seu lugar sem problemas.
C4 pode ter qualquer valor entre 100 uF e 470 uF sendo optado o valor médio de 220 uF. A tensão deve ser de pelo menos 12 V.
g) A lâmpada L1 pode ser de qualquer tipo para 6 V com correntes entre 50 e 150 mA. O consumo da fonte de alimentação dependerá do consumo dessa lâmpada. Sugerimos que seja utilizada a lâmpada Phillips 7121 que é de menor consumo.
Obs. Numa versão moderna podem ser usados LEDs.
Terminada a montagem da parte básica o leitor pode planejar o tipo de ligação a ser feita ao circuito de carga. Para os terminais do relê, por exemplo, pode utilizar 3 bornes que serão ligados aos pontos 1, 2 e 3 do diagrama.
Utilizando-se os terminais 1 e 2 desligaremos o circuito de carga no final do intervalo de tempo pré-determinado. Utilizando os terminais 2 e 3, ligaremos o circuito de carga no final do intervalo pré-determinado. A figura 8 mostra como são feitas essas ligações.
Na figura 9 temos um circuito de oscilador de áudio que pode ser ligado como alarme para este temporizador para dar um aviso sonoro no intervalo de tempo pré-estabelecido.
Este circuito pode ser alimentado com tensões de 3 a 6 V e fornece um bom volume de som num alto-falante comum.
O transistor pode ser do tipo BD135 ou BC547, e o transformador usado é do tipo empregado na saída de rádios transistorizados.
Os capacitores podem ter seus valores modificados de acordo com o timbre desejado para o som. O potenciômetro permite um ajuste adicional desse mesmo som.
O alto-falante pode ser de qualquer tipo com uma impedância de 8 ohms, 9 a unidade pode ser instalada na mesma caixa do temporizador, alimentada pelas mesmas pilhas se o leitor deseja usar o circuito apenas com este tipo de alarme.
Poderá também utilizar diversos contatos do relê, reservando 2 deles para este circuito de aviso, conforme sugere a figura 10 em que temos um circuito completo para esta aplicação.
PROVA E USO
Terminada a montagem, confira todas as ligações e se tudo estiver em ordem, coloque as pilhas no suporte.
Nos terminais do relê ligue uma lâmpada indicadora em série com uma fonte de alimentação de acordo com sua tensão, conforme sugere a figura 11, e ajuste o controle de tempo R1 para o intervalo médio da escala, ou seja, leve-o à metade do seu giro.
Aperte S1. Se a lâmpada não acender, aperte em seguida S2. O aparelho estará então em funcionamento, devendo os contatos do relê fechar no intervalo previsto e a lâmpada usada como prova, acender.
Quando isso ocorrer, a lâmpada L1 deverá apagar.
Para rearmar o circuito desligue S1, e espere um pouco para ligar de novo este interruptor. Em alguns casos será conveniente curtocircuitar C1 antes de cada temporização ou se o aparelho for usado em aplicações sucessivas. Para esta finalidade pode ser ligado em paralelo com o mesmo um interruptor de pressão.
Lista de Material
Q1 - 2N2646 - transistor unijunção
SCR1, SCR2 - TIC106, C106, MCR106 - diodos controlados de silício
D1, D2 - 1N4001 ou equivalentes
C1 - capacitor eletrolítico (ver texto)
C2, C3 - 10 uF x 12 V - capacitores eletrolíticos
C4 – 220 uF x 12 V - capacitor eletrolítico
R1 - 1 M ohms - potenciômetro linear
R2 - 5,6 k ohms x 1/4 W- resistor (verde, azul, vermelho)
R3 - 470 ohms x 1/4 W - resistor (amarelo, violeta, marrom)
R4 - 100 ohms x 1/4 W- resistor (marrom, preto, marrom)
R5, R6 - 1 k ohms x 1/4 W - resistor (marrom, preto, vermelho)
R7 - 1 k ohms )( 1/4 W - resistor (marrom, preto, vermelho)
D3 - IN4001 ou equivalente – diodo de silício
S1 - interruptor simples
S2 - interruptor de pressão
K1 - relê para 6 V - ver texto
L1 - lâmpada para 6 V x 50 mA (ver texto)
B1 - Bateria de 6 V (4 pilhas em série)
Diversos: caixa para o conjunto, suporte para pilhas, bornes, ponte de terminais ou placa de circuito impresso. knobs fios, solda, parafusos, porcas, etc.
