Controle de Tempo Pontomóvel (ART2057)

Com este aparelho temos o controle de intervalos de tempo em 10 passos possibilitando assim sua utilização prática de muitas formas interessantes. Dentre elas citamos o controle de processos químicos como o banho de revelação e de placas de circuito “impresso ou ainda em reuniões para limitação de tempo de fala. O circuito utiliza um mostrador de 10 LEDs do tipo ponto móvel e é alimentado por bateria de 9 V.

Muitos temporizadores comuns possuem como principal limitação o fato de não podermos acompanhar a temporização. Somente ficamos sabendo que o tempo programado terminou quando o sistema dispara acionando uma carga externa ou tocando um alarme.

Existem, entretanto, aplicações em que a temporização precisa ser acompanhada passo a passo para que possamos ter a qualquer momento uma idéia de quanto tempo já passou desde o acionamento.

O aparelho que propomos neste artigo serve para esta finalidade proporcionando uma temporização de até mais de meia hora mas com a possibilidade de acompanhamento em 10 passos.

Com isso temos uma grande gama de aplicações práticas já citadas na introdução.

O circuito possui dois capacitores que podem ser comutados por meio de uma chave e que possibilitam escolher duas faixas de tempos de acordo com a aplicação.

Para uma versão com alimentação por fonte é possível reprogramar o integrado para termos uma indicação tipo bargraph.

CARACTERÍSTICAS

Faixa de temporização: até meia hora

Alimentação 9 V

Indicação: ponto móvel

Número de passos: 10

COMO FUNCIONA

A temporização é feita de maneira tradicional, pela carga de um capacitor através de um resistor e de um potenciômetro. Observamos que a curva da carga deste capacitor é exponencial, conforme mostra a figura 1, o que vai refletir na linearidade do sistema indicador.

Figura 1 – Curva de carga do capacitor

No entanto, se programarmos o integrado indicador para operar num trecho linear desta curva podemos ter uma escala melhor para os passos.

Pela chave S2 podemos colocar no circuito dois capacitores de valores diferentes que determinam a faixa de temporização: meia hora e três minutos aproximadamente (esta faixa deve ser verificada experimentalmente já que dada a tolerância dos componentes usados temos uma boa versão).

Capacitores muito maiores que 1000 µF não são recomendados já que as fugas podem prejudicar seu funcionamento.

Com a carga do capacitor escolhido, sobe» a tensão no terminal de entrada não inversora de um amplificador operacional com FET ligado como seguidor de tensão.

Temos então uma impedância de entrada para o circuito suficientemente alta para não alterar a curva exponencial de carga, se não houver fuga perceptível no capacitor.

A saída do operacional de baixa impedância fornece então uma tensão crescente que aciona a escala de ponto móvel formada pelo integrado Cl-2 e pelos LEDs. A programação para ponto móvel é feita com a interligação dos terminais 9 e 3.

A medida que a tensão na entrada (pino 5) do Cl-2 sobe, os LEDs vão sendo acionados em seqüência, indicando assim a temporização.

Uma sugestão de caixa com a indicação de porcentagem dos tempos programados é dada na figura 2.

Figura 2 – Sugestão de caixa para a montagem

Lembramos que esta escala não é linear dada a própria curva de carga do capacitor, o que significa que o leitor deve fazer o ajuste tomando por base um cronômetro comum.

Para termos uma carga com corrente constante do capacitor o que proporcionaria uma temporização linear podemos acrescentar a configuração mostrada na figura 3.

Figura 3 – Circuito de carga com corrente constante

A alimentação do circuito é feita com uma tensão de 9 V e a durabilidade da bateria será razoável. Para uma fonte de alimentação, a tensão pode ficar entre 6 e 12 V.

MONTAGEM

Na figura 4 temos o diagrama completo do aparelho.

Figura 4 – Diagrama completo do controle de tempo

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 5.

Figura 5 – Placa para a montagem

Para os circuitos integrado sugerimos a utilização de soquetes DIL.

Os resistores são de 1/8 W e os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão de trabalho de 12 V.

P1 é um potenciômetro ou trimpot e seu valor pode ficar entre 470 kΩ e 2,2 MΩ dependendo da faixa de tempo que se deseja cobrir.

Os LEDs são todos vermelhos com exceção do último que pode ser verde ou amarelo para indicar o fim da temporização.

PROVA E USO

Para provar a unidade basta selecionar o menor capacitor em C2 e ligar a alimentação em S1. Os LEDs devem ir acendendo um a um (a cada um que acende o anterior apaga), até o último. Comprovado o funcionamento podemos proceder a duas calibrações tomando como referência um relógio ou cronômetro comum.

A primeira calibração é para os tempos ajustados em P1 que levam ao acendimento do último LED (LED verde), determinando assim a escala total de temporização.

A segunda calibração é para as porcentagens do tempo ajustado, para cada LED.

Para isso, ajustamos P1 em algum tempo que seja múltiplo de 10 (por exemplo, 10 minutos) e verificamos quantos minutos corresponde ao acendimento de cada LED da escala, anotando este valor em termos de proporção.