Chave de Prioridade (ART2031)

Quem de três pessoas responde em primeiro lugar uma pergunta ou realiza uma tarefa? Qual de três competidores chega em primeiro lugar à linha de chegada? Qual de três micro-switches é acionado em primeiro lugar num alarme ou num processo industrial? Pois bem; este circuito destina-se à detecção de qual de três chaves é pressionada em primeiro lugar, tendo algumas finalidades práticas interessantes.

Uma delas é em concursos, quando podemos estabelecer uma tarefa ou fazer uma pergunta e detectar com facilidade quem a realiza ou responde em primeiro lugar.

Num sistema de proteção doméstica ou mesmo industrial, as chaves de pressão podem ser sensores que então ativarão lâmpadas indicadoras de prioridade.

O circuito tem por base integrados TTL e prevê 3 canais de acionamento.

Tendo por base integrados TTL, ele é alimentado pela rede local e pode tanto ativar cargas de potência (lâmpadas de 110/220 V até 100 W) como cargas menores ou fazer o controle de outros dispositivos, num sistema de automatismos.

Todos os componentes empregados no projeto são comuns, não havendo qualquer dificuldade para sua realização prática e, é claro que, em torno da versão original podem ser feitas adaptações que levem ao acionamento de LEDs ou lâmpadas.

Como os relés sugeridos possuem contatos reversíveis, os não aproveitados nesta versão podem ser usados para o acionamento de um alarme sonoro ou outro dispositivo equivalente.

Associado a cada chave de entrada existe um flip-flop tipo set-reset (RS) formado por duas portas NAND de integrados 7400.

Estes flip-flops têm suas saídas ligadas a um conjunto de 3 portas NAND de 3 entradas que fazem ao mesmo tempo a detecção de prioridade e inibem as entradas das portas que forem acionadas depois.

Assim, somente na saída da porta correspondente à chave acionada em primeiro lugar é que teremos um nível baixo (Lo - Low) enquanto nas demais teremos o nível alto (HI - High).

Os níveis lógicos destas saídas são aplicados a inversores (7404) para poderem excitar as bases de transistores drivers de relés.

Estes transistores, que no nível baixo de saída dos inversores permanecem no corte, vão à saturação no nível alto, energizando a bobina.

Como somente um inversor recebe o nível baixo de cada vez (dada a detecção de prioridade), somente um relé é energizado de cada vez, acionando a lâmpada indicadora equivalente.

O rearme do circuito é feito ressetando-se diretamente os flip-flops RS com um interruptor de pressão, que momentaneamente aterra as entradas Reset.

A alimentação para o setor TTL vem de um único regulador 7805, já que o consumo de corrente é relativamente baixo, e a tensão em torno de 12 V para os relés vem de um transformador, após retificação e filtragem simples.

Este mesmo transformador, com corrente um pouco maior que a especificada originalmente, pode ser usado para alimentar lâmpadas de 12 V em lugar das lâmpadas de 110/220 V c.a. se assim o projetista preferir, ou ainda um oscilador de alarme.

O fusível F1 serve de proteção para todo o sistema.

Na figura 1 temos o circuito completo do aparelho.

Figura 1 – Circuito completo do aparelho

A placa de circuito impresso, onde ficam os principais componentes, é mostrada na figura 2.

Figura 2 – Placa para a montagem

Para os integrados sugerimos a utilização de soquetes, e um pequeno radiador de calor deve ser previsto para C15.

Os relés de 12 V devem ser montados em soquetes, para maior confiabilidade, já que isso facilita sua substituição e também evita que o calor no processo de soldagem os afete.

A saída do C15 com uma tensão de 5 V é ligada aos pinos 14 de todos os integrados TTL, enquanto que os pinos 7 destes mesmos integrados devem ser aterrados.

Para os transistores drivers temos diversas possibilidades, já que qualquer tipo NPN de silício de uso geral serve.

Para aplicações como detector de prioridade em jogos e competições sugerimos a utilização de interruptores de pressão em tubos, conforme mostra a figura 3.

Figura 3 – Sugestão com acionamento manual

Estes tubos seriam seguros pelos competidores, que os acionariam ao sinal de uma luz verde. Esta luz seria ativada no momento oportuno pelo juiz, estando conjugada ao sistema de reset para evitar que, mantida a pressão sobre cada interruptor não houvesse uma detecção incorreta.

Os fios de ligação aos tubos devem ser preferivelmente blindados, com a malha aterrada.

Para outros tipos de aplicações, as entradas dos interruptores podem ser feitas com jaques ou pontes, e as saídas para as lâmpadas ou indicadores, da mesma forma.

Neste tipo de aplicação deve ser apenas respeitada a corrente máxima dos contatos dos relés.

Para testar o funcionamento do circuito, depois de ligar a unidade acionando S5, aperte por um instante o botão de reset (S4).

Qualquer lâmpada que estiver acesa deve apagar.

Depois, experimente apertar S1. A lâmpada correspondente deve acender e assim permanecer. Para testar S2 aperte antes S4 por um instante para ressetar o sistema.

Teste também S3. Estando o aparelho pronto é só instalá-lo definitivamente.

Lembre-se que, uma vez ligada a fonte de alimentação (S5) o aparelho estará pronto para o disparo não devendo ser apertado qualquer interruptor até que venha a ordem para isso.

Usando para S4 um interruptor de pressão duplo, conforme mostra a figura 4, podemos acrescentar um sistema de partida simples que funciona da seguinte maneira: mantendo este interruptor pressionado, o aparelho fica inibido (ressetado) e a lâmpada L4 (vermelha) avisa que não deve ser pressionado qualquer interruptor.

Figura 4 – Aviso de partida

Somente quando ele for solto é que a lâmpada apaga e a ordem de acionamento é válida.