Eletronica para todos projetos, Manuais, Projetos, Pesquisas de Eletrônica

Baixe Eletronica para todos projetos e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Eletrônica, somente na Docsity! CICTDÂNINA LLL INUNIUA TOMO 5 Projetos SALVAT Diretor Editorial Francesc Navarro Diretor da obra Luis Vilalta Autor Enrico Colombini Projetos Galeno Catenato Traduçao, adaptaçao e realização Es ç José Torralba Sanches O 1998 Jackson Libri O 1998 Salvat Editores, S.A. - Mallorca, 45 - Barcelona (Spain) ISBN: 84-345-9810-8 Obra completa Depósito legal: B-26808-98 Impresso por; GESA rinted in Spain ÍNDICE TEMÁTICO PROJETOS Metrônomo eletrônico .. Interruptor táctil... Megafone de dois canais. Iniciais que cintilam .............ssecesessesaseseeass Pontes de medida RC . Avisador de chamada telefônica........... Dado eletrônico: iz. .sesecaas-sesessenensesiacagaresessasuesa serie seteqrarernera sen rasasnanarescaeranramenenos Barreira de raios infravermelhos ..............cecescaceeneereaeraeserensecereeseteasararesteentaroaananostarensenaa tamem arerencontacameanannana Campainhas eletrônicas para bicicletas ......... Comando à distância dos ultra-sons ............. Datelarda chuva RO os e nminars cnsnsiatasenronspassi Contador de 4 dígitos .............. e eerreseemeeeeirerrearerereererenencenerceeneasenos Pré-amplificador auto-regulado .........m. Interruptor crepuscular ...........seesseremeerrerenaeeararererecerrecereerererereerenrerememneneneeneerenea Interruptor de palmas ................ eee stereemreneeaeemsamrencerrerserencarertoarantcastaisarenta erra ntastensanremoareamsamemmenmecnsennennes Indicador do nível com medidor do nível de pico .. Hen Variador de som para guitarra ...........seseses LIÇÃO 18 Detetor de metais .................secescmereese ser nenenesoreniacarmthass ctaana das asa atue sans aas aa aN er ee A SEPARADO cranra cata cas arara casam stand Fonte-de alimentação do laboratório ...............eeesreeaeenemeerereeseneesenensareneacereareneasanedo VI [A [7 So RO Psicodélicos de bolso E EURO mt E fo mm E 7 LIÇÃO 21 Talk-over E n ed a Es a a à, 81 LIÇÃO 22 Termostato de 12 V Ee DE rala nad Re aee é Ra 85 LIÇÃO 23 Carregador de baterias de NiCd para automóveis... iniriariascinaconta cora juv eo 89 LIÇÃO 24 Amplificador de áudio de 20 + 20 W EE E E E u a 93 (Motora Anti-roubo para automóvel .... LIÇÃO 26 Gongo eletrônico idas a e - a E a 101 (MET Temporizador de assobio ..............isis LIÇÃO 28 Gravador de voz ............... Miero-haCotor AM. acesmarsasrcurcanernarmnipeensaranaonies Soon Ro RUA eb raça RAR RR Era LIÇÃO 30 Carregador de baterias de tampão ii ad) e tda di a 117 LIÇÃO 31 Detetor de fumaça....... 121 LIÇÃO 32 Intercomunicador para motocicleta . LIÇÃO 33 Flash sequencial ... LIÇÃO 34 Temporizador para tempos longos .................smsseeeas LIÇÃO 35 Caixa de música eletrônica ................. LIÇÃO 36 Detetor de proximidade .............. LIÇÃO 37 Misturador de áudio de três entradas .................ssmmsaeessaene LIÇÃO 38 Controle remoto mono-canal: TX.................. RARE Motel nano salones bm Controle remoto mono-canal: RX LIÇÃO 40 Simulador de presença............us. Rádio-microfone EM ........setereereserecaerecarerrerereeresereerarocrecareener ea eabea tara aaa tava norte nana sen casanantescaraanananensenencenses Receptor do EM ces iussassomisisasesesveransao Indicador acústico-luminoso .................... voltimeiro ORDER io ca smteasss Luzes psicadélicas ...........ss LIÇÃO 46 Gerador de funções.......... Chave eletrônica ARES duplo LIÇÃO 49 Controlo para motores passo a passo.............emeeeaeesererersereceerereenenencerenrerencanereatenenenensanensonentantatemo vi  BIT ASUS Para as operações de inserção, solda com estanho e corte dos terminais, remitimos o leitor à seção da introdução das técni- cas de montagem. O potenciômetro de controle da cadência, liga-se como mostra a figura, soldando um fio a um ex- tremo e outro ao terminal central. A mesma figura também mostra como se deve soldar os fios do alto-falante recomendamos não insistir muito tempo com o solda- dor, pois os terminais dos alto- falantes podem ser delicados. Solda que se tem que efetuar no potenciômetro e no alto-falante, para os cabos que os ligam ao metrônomo. JR A o SAE O circuito admite uma tensão de alimentação (a ne- cessária para funcionar) de 12 V, doze volts, mas funciona também apenas com 9 V. Ainda que seja uma potência inferior, a cadência não se ressente. Desta forma, é possível empregar uma pilha comum de 9 V, mas é essencial que não se engane com a Depois de uma posterior verificação de que todos os componentes estão montados na posição correta, e orientados para o lado correspondente, pode-se ligar então o potenciômetro, o alto-falante e finalmente a pilha. O alto-falante começará a emitir uma série de peque- nas batidas com intervalos regulares. cuja frequência (cadência) se pode regular entre as 70 e as 250 pulsa- ções por minuto, girando o comando do potenciômetro. Uma melhor resposta acústica será obtida montando o metrônomo numa carcassa de plástico e fazendo-lhe alguns buracos que correspondam ao cone do alto-falante deixando passar assim o som. polaridade: mudando “+” pelo “- pois pode destruir o circuito em poucos segundos. Como altemativa pode- se utilizar uma pequena fonte de alimentação, mas no entanto é necessário estar completamente seguro da polaridade: no caso de que existam dúvidas, é melhor utilizar uma pilha até que se tenha um pouco de prática com o “multiteste”. Pode-se também acrescentar uma escala gradua- da em volta do comando, escrevendo na mesma os valores (pulsações por minuto) obtidos com a ajuda de um cronômetro. Exemplo de uma carcassa adequada para o metrônomo: devido ao seu baixo consumo, não existem problemas de aquecimento.  PROJETOS Circuito do metrônomo Vejamos como uma primeira aproximação, o seu princípio de funcionamento O circuito integrado IC é um oscilador, um dispositivo capaz de reproduzir uma tensão que varia a intervalos regulares. Impulsos Este fato, produz na sua saída uma série de | impulsos, vibrações bruscas de tensão que são aplicadas à entrada de um simples am- | plificador de corrente (“buffer”). fmelicador Alto-falante Este último, aumenta a corrente que os impul- sos podem proporcionar, permitindo mover a Regulação E frequência membrana do alto-falante e produzir assim o “tic” do metrônomo. Esquema em blocos do metrônomo eletrônico: um gerador de pulsos (oscilador) e um amplificador de corrente. FUNCIONAMENTO O capacitor C1 (ver o esquema da pág. 1) carrega-se lentamente através do P1, R1 e R3: variando o valor do P1 muda-se a velocidade da carga. Quando se alcança uma certa tensão, o circuito inte- grado descarga a mesma rapidamente sobre o R3 e (ot 1 (a pod produz um impulso breve mas amplo sobre a saída. | O pulso atravessa o C2 e reforçado (amplificado) pelos transistores TR1 e TR2, atravessa também o C2 alcançando o alto-falante produzindo o som dese- nt een comem jado. (impuisoj de novo O capacitor C4 serve para estabilizar a tensão de alimentação, absorvendo possíveis variações e pro- porcionando os breves picos de corrente necessários O capacitor C1 atua como um recipiente que se enche pouco ao alto-falante. a pouco; quando está cheio, esvazia-se de repente. Resistores Circuito integrado R1 = 100 KO (kilohms): marrom, preto, amarelo, dourado IC = 555 ou equivalente R2, R4 = 10 KQ marrom, preto, laranja, dourado Outro material R3 = 1KO marrom, preto, vermelho, dourado AF = alto-falante miniatura com uma impedância de 8 92 Potenciômetro (ohms) P1 = 1 MQ (megaohm) linear com aste 3 bórnes de dois polos situados a 5 mm do circuito Capacitores impresso C1=1 yF (microfarads), 16 V de trabalho ou mais 1 soquete de 8 pinos para o circuito integrado C2=10pF/16V 1 conector para a pilha de 9 V, no caso de que se utilize C3, C4 = 100 uF 6 V 1 circuito impresso Transistores TR1 = 2N2904 ou equivalente Nota: o valor do capacitor C1 pode ser aumentado (por TR2 = 2N2219 ou equivalente exemplo a 10LF ou 474F) para se obter cadências mais lentas.  Interruptor táctil Vamos realizar um interruptor que é acionado imediatamente quando tocamos com os dedos numa placa metálica Os interruptores comuns, como o que existe para a luz, atuam ligan- do mecanicamente os dois pólos através de um contato mecânico móvel. No entanto, o nosso dispositivo não | sensor e D2 03 c2 RL requer nenhum esforço mecânico: | — + basta tocar levemente numa pe- X ; quena placa metálica que está & aa] ligada à entrada do creuito. | Saída o o mecanismo (interruptor táctil) é be | RS g igual ao utilizado por alguns des- 12V pertadores, que se podem desligar La L tocando-os apenas com a mão. Esquema de interruptor táctil: falaremos dos distintos componentes e circuitos na lição de Analógica. DESEIEDEIRRI Para poder acender ou apagar com a mesma placa metálica, esta alterna as duas funções: tocando-a uma vez fecha-se o circuito; tocando-a uma segunda vez volta-se a abrir. Como o interruptor permanece inalterável, embora mantenha os dois estados possíveis, o circuito deve dispor de memória para recordar em qual dos estados se encontra. O seu funcionamento tem um caráter digital: em todo o mo- mento o circuito encontra-se num dos dois estados possíveis e O equivalente mecânico do nosso circuito nunca poderá estar numa situação intermédia. é um interruptor que muda de estado com cada pulsação. SAÍDA ISOLADA E PRECAUÇÕES O circuito, de certo modo, controla um relé, ou seja, um interruptor eletro- mecânico: este funciona como um comutador, fechando um contato e abrindo outro. Por serem controlados por um imã, os contatos do relé estão isolados do resto do circuito, e isto quer dizer que não têm nenhuma ligação elétrica com o mesmo. Um relé é um interruptor controlado magneticamente ENS E É 7 de ú pela Sen que passa por aplicações de baixa tensão, ou seja, evitando a ligação ao relé de apa- uma bobina, ou seja, um — relhos que funcionem a 127 V ou 220 V. eletro-imã. . No entanto, e por prudência, será melhor empregar o circuito apenas em  PROJETOS Funcionamento do comutador Os princípios básicos são simples: a primeira fase é a analógica enquanto que a segunda é digital O corpo humano tem sempre uma certa carga elétri- ca em relação ao terra: uma parte é eletricidade rica inca estática, originada (por um acoplamento capacitivo) da instalação elétrica da casa. Quando a placa é tocada, esta carga é aplicada ao circuito causando um impulso breve, amplificado pelo transistor ( efeito do campo JFET) TF1. centros g : pião É O impulso origina uma mudança de estado num o circuito bi-estável (flip-flop), capaz de estar em duas rsss o posições estáveis, formado por TR1 e TR2 na sua configuração cruzada mais característica. Esquema dos blocos do circuito: estes estão formados por uma parte analógica (amplificador) e uma digital (flip-flop). RELÉ E CARGA Apenas num dos dois estados do Flip-flop, o tran- No relé, o campo magnético atrai uma pequena sistor TR2 conduz a corrente (no outro estado não alavanca de ferro que fecha os contatos, empurrando a conduz); esta corrente atravessa a bobina do relé os mesmos como se fosse a mão de um operador. RL, produzindo um campo magnético. Quando o TR? já não conduz e o relé o solta, a ener- gia magnética é transformada outra vez em energia ; elétrica: o diodo D1 serve para evitar que esta trans- formação ocasione um excesso de tensão que é Ê nocivo para o transistor. Os contatos do relé devem suportar a tensão e a corrente de carga que lhe está Comum NA. , Ne. i ligada; é aconselhável evitar as altas tensões (por (normalmente aberto) (rmalmente fechado) | exemplo os 127/220 V da rede) e as altas correntes - l (por exemplo 5 A). “19 608]- rem remarrrmmr Para utilizar o relé como interruptor, deve-se ligar um dos fios | ao comum e o outro ao terminal que está normalmente aberto. Resistores Diodos Ri = 10 KQ (marrom, preto, laranja, dourado) Di = Ngoot R2 = 560 Q (verde, azul, marrom, dourado) Dz, D3 = 1 N4148 R3, R9 = 5,6 KQ (verde, azul, vermelho, dourado) R4 = 5,6 MQ (verde, azul, verde, dourado) Transistores R5 = 220 & (vermelho, vermelho, marrom, dourado) TRa, TR2 = 2Na7a1 Ró, R8 = 4,7 KQ (amarelo, violeta, vermelho, dourado) Tra = 2N3819 (é um JFET) Rz = 47 £2 (amarelo, violeta, preto, dourado) Rio = 1 MQ (marrom, preto, verde, dourado) Vários RL = relé miniatura Capacitores com bobina de 12 Vec €1, C2 = 100 pF (picofarads) cerâmicos 1 placa metálica C3 = 10 mF (microfarads), 16 V 1 circuito impresso  Muito antes da eletrônica, utilizavam-se os mega- fones de cone. Por exemplo, no mar para que nos ouvissem (e entendessem) apesar da distância entre um barco e outro. Obviamente, não podiam aumentar a potência do sinal acústico emitido pela boca de quem falava; no entanto aumentavam o volume. CLIMA DOIS ALTO-FALANTES O circuito contém realmente dois ampli- ficadores diferentes, cada um dos quais pode controlar um alto-falante diferente: também se pode usar apenas um deles. Este fato permite dispor dos dois alto- falantes de forma que se envie 0 som em duas direções diferentes, ou bem colocá- los um ao lado do outro para obter uma “banda sonora” ainda mais concentrada (ver a figura). mais ampla (com um volume sonoro menor). Megafone de dois canais Vamos construir um simples amplificador para um microfone que nos permitirá fazer-nos ouvir à distância Colocando os dois alto-falantes longe um do outro, por exemplo, em esquinas opostas de uma sala, podemos cobrir uma zona PROJETOS O truque estava em concentrar a ener- gia sonora numa só direção. A eletrônica permite- nos hoje em dia a- crescentar um pos- sibilidade mais. Um megafone eletrô- nico, como o que va- mos realizar neste projeto, está formado simplesmente por um ampli- ficador, um circuito capaz de aumentar a energia contida num sinal elétrico. O amplificador recebe o sinal baixo de um micro- fone, amplifica a sua tensão e a sua corrente, e envia-o a um alto-falante sem alterar a sua forma, mas com uma potência maior. Para aproveitar, além da amplificação, o princípio do antigo megafone de cone, basta com um alto- falante de trombeta que concentra a energia sono- ra numa única direção. Algumas colocações possíveis dos alto-falantes, segundo o tipo de difusão preferida para o som amplificado. ção PROJETOS Realização de um megafone A montagem não é difícil, mas existem alguns pormenores aos que devemos prestar especial atenção À parte da atenção que se tem que dar à correta polaridade dos capacitores eletrolíticos, | o circuito integrado (que contém o autêntico amplificador) deve-se também montar com cui- | dado. Deve ser fixo (com parafuso e porca) a um dissipador metálico, como por exemplo igual ao que indicamos na figura, que dissipe o calor produzido pela potência que é desaproveitada | pelo próprio integrado. t Pasta térmica Entre o integrado e o dissipador convém por um pouco de pasta térmica (de silicone) para | parafuso melhorar a passagem do calor. qrisgiaão Eletricamente, a parte metálica do integrado está ligada à massa, sendo assim, o dissipador também ficará ligado à massa. Faz falta um dissipador para manter a temperatura do integrado amplificador dentro dos limites aceitáveis. — POTÊNCIA, IMPEDÂNCIA E FIOS ! Cada um dos dois amplificadores é capaz de propor- veis 8 W. Os fios de ligação com o alto-falante devem | cionar mais ou menos 4 W num alto-falante comum — ter uma baixa resistência, e portanto uma boa seção com uma impedância de 4 9); no total estão disponí- de condutor de cobre, especialmente se o fio tem um comprimento de um metro. É suficiente com o clássico fio! vermelho e preto que é empre- gue normalmente para este fim: no caso de que se utilizem dois alto-falantes, para conseguir um bom efeito de som, estes devem | estar ligados com a mesma fase. Para obter este efeito, é neces- sário utilizar a mesma polari- dade para os fios: o preto, a massa para ambos, pela part do amplificador e ligado pelo! mesmo lado a cada um dos dois alto-falantes. Plano de montagem dos componentes do megafone no circuito impresso.  RROJETOS Iniciais que cintilam Um simpático dispositivo que faz cintilar de uma forma rítmica as inic ou de duas letras is do seu nome Seja qual for o ponto de vista, este circuito é totalmente inútil, ou pode ser utilizado em múltiplos usos e aplicações. Uma das utilizações mais comuns é a de “marcar o território”, deixando-o bem à vista em cima da mesa de trabalho ou sobre qualquer objeto com o aviso de que é pessoal e que é proibido tocar. Também pode ser utilizado como sinal anti-roubo psico- lógico para o carro: como mínimo, frente a uma “AR” cinti- lante, o ladrão pensará que não vale a pena arriscar-se. HDSP7301 ; EPA O circuito não utiliza lâmpadas, o que é uma poupança do ponto de vista de consumo assim como do aquecimento, também da duração e da resistência mecânica. Ê “vista É 8 superior | mo co Em seu lugar usam-se diodos luminosos, ou LED (Light Emitting Diode: diodo emissor de luz), que têm uma maior efi- Anoão, mis : a H cácia: mais energia que se transforma em luz e poupa-se em sloi tol2 e calor. Normalmente têm mais duração do que uma lâmpada alo o]s 6 finado. normal. Não absorvem um pico de corrente em frio e podem ter TOR çÃo|! ie várias cores: vermelho, amarelo e verde. “lo o|º 8 válodob n - o cálcdo a Vista de baixo eee err rim rea Displays de LED de 7 segmentos do tipo utilizado no projeto: podem ser comprados de distintas formas. CULEIAO) Este dispositivo pode funcionar com uma pilha normal de | 9Y, por isso é conveniente utilizar esta possibilidade apenas para um uso ocasional móvel e com pilhas do tipo alcalina (de alta capacidade). De fato, o consumo dos | LED (especialmente se acede muitos ao mesmo tempo) limita a autonomia, em particular com as clássicas pilhas retangulares, de capacidade bastante limitada. Para usar-se de forma permanente é conveniente utilizar, como nos demais projetos, uma pequena fonte de alimentação da rede: neste caso pode-se deixar um aceso permanentemente. O circuito em questão, é alimentado com uma pilha de 9 V do tipo usualmente utilizado nos controles remotos de televisores. Lição 13 PROJETOS Montagem e preparação Nem todas as letras se podem conseguir com facilidade, mas pode-se compensar com um pouco de imaginação A montagem do circuito não apresenta dificuldades espe- ciais, basta ter atenção à polaridade dos capacitores e dos transistores e não aquecer estes últimos durante a solda. Os displays de LED são diodos que também podem ser afetados se insistir muito com o ferro de solda; convém fazer uma pausa entre um terminal e o outro. = MORENA Por último, a orientação dos microinterruptores (DIP switch, cada um leva oito) não é importante: não têm po- laridade, mesmo que os interruptores estejam numera- dos para uma maior comodidade. Face de montagem sobre um circuito impresso; atenção à polaridade dos capacitores de tântalo. [DIRIA RAS Seite Cada um dos dois display contém 8 diodos luminosos: sete são em forma retilínea e um ponto; estes dispo- sitivos chamam-se “display dos sete segmentos”. A figura mostra o esquema completo, que é do tipo “ânodo comum”: o ânodo está ligado ao mesmo termi- nal, para todos os diodos. Os segmentos são identificados por convenção com as letras minúsculas a, b, c, d, e, 9, h, das quais a letra h não é na realidade um segmento, mas sim um LED redondo, ou seja, um ponto decimal. Circuito impresso das iniciais cintilantes, pela face da solda. | Ânodo comum Esquema interno e nomenclatura Cátodos convencional dos LED de um display ue : À de 7 segmentos do ânoda comum.  [teu = Cada um dos oito microinterruptores agrupados numa caixa é independente e controla o acender de apenas um segmento. Para manobrar o interruptor pode-se utilizar a ponta de um lápis ou uma pequena chave de fenda; é aconselhável ter bastante cuidado para realizar esta operação. e eSocomo-+a S = PEER adocno-—a MS s2 A figura mostra o segmento luminoso controlado por cada microinterruptor, conforme a sua posição no circuito impresso. Circuito impresso das iniciais cintilantes, pela face da solda (dp é o ponto decimal). | | Algumas letras, como a letra E, são conseguidas | perfeitamente; outras também podem ser válidas | embora sejam iguais a um número, como a letra | G; outras são impossíveis como a letra X. Afigura | A B c mostra como aproveitando as minúsculas e com | ? E F G H on um pouco de imaginação consegue-se construir | um alfabeto quase completo. | São perfeitamente legíveis os valores numéricos, fato que sugere outras utilizações: por exemplo, Indicar os dias que faltam para terminar a escola ou para receber o ordenado do mês. ai E “Des = Fin Eru Do a TE Eos nr vosvaoaswnro E N«<x E<ec4wmzno vOz futrtremiass tos K Algumas combinações possíveis para construir letras e. L números com os displays dos sete segmentos. M TILIZAÇÃO NO CARRO Como a bateria do carro é de 12 V, para se poder Deixando o aparelho ligado durante muito tempo com utlizar o circuito é conveniente reduzir a sua tensão o carro apagado, pode-se descarregar a bateria, pondo três diodos em série na alimentação como se exatamente da mesma forma de que se tivesse pode ver na figura. esquecido a luz acesa no interior do mesmo. Desta - forma pode ser reduzido o consumo “e a lumi- nosidade” aumentando o valor das resis- tências Rx situadas em série com os LED, ou variando o cintilar como se explica na página seguinte. DL D2 D3 2 DIDI DI— sv aros Da beteria Ao circuito (por exemplo 1N4001 1N4001 1N4001 atomada do isqueiro) Redutor de tensão para alimentar em 12 Vo circuito das iniciais cintilantes, desenhado para funcionar a 9 V. PROJETOS Montagem de um circuito À realização não apresenta dificuldades especiais Os objetos que vão colocar-se na base já são conheci- dos e facilmente identificáveis. As resistências fixas informam o seu valor em Ohms através de um código de cores podendo ser inseridas sem nenhuma possibilidade de engano. Os capacitores do tipo cerâmico ou de poliéster ado- tam em geral a indicação numérica que aparece em pico, nano ou microfarads (pF, nF, uF) e localizam-se também sem respeitar uma orientação específica. Os capacitores eletrolíticos apresentam o valor capa- citivo em pF, e são selecionados em função do valor do trabalho e sobretudo são inseridos prestando atenção aos sinais + e -. Os diodos reconhecem-se pelas marcas e pela faixa branca que identifica o cátodo que não deve ser troca- do de lugar com o ânodo. Os transistores reconhecem-se através das marcas que são colocadas na parte exterior. Os outros componentes têm formas e textos especiais, que devem ser verificados utilizando o texto e as ilustrações. LIGAÇÕES ELÉTRICAS EXTERNAS A figura em anexo mostra as ligações com fio até aos numerosos elementos colocados no exterior da base. Para evitar erros é melhor utilizar entrelaçamentos de diferentes cores, ligando os diversos objetos um de cada vez e verificando com atenção os pontos de partida e de chegada. Com o LED (diodo luminoso) vermelho é necessário respeitar a polaridade: o terminal mais comprido é o ânodo A. A tensão de alimentação que se deve aplicar aos terminais + e - , pode ser indiferentemente de 9 ou 12 V, pelo qual se pode utilizar uma pilha ou uma fonte de alimentação com uma tomada de corrente. O circuito inteiro pode estar dentro de uma pequena caixa de plástico colocando no painel frontal os controles e os bórnes de entrada. Disposição e orientação dos componentes no circuito impresso. A ferramenta de medida com todas as ligações externas,  E E Ê necer à escuta. até ao ponto em que o som já não seja audível. No caso de que todo o percurso do potenciômetro não seja suficiente para anular o sinal acústico, deve-se uma gama de medidas diferente. A escala de leitura que se coloca junto ao potenciô- metro prepara-se efetuando algumas medidas com LS TANTA) Para os capacitores é aplicado o mesmo sistema, com a diferença de que os terminais que se utilizam são os indicados com Cx deixando desligado o Rx. Temos que levar em conta que a escala de leitura não expressa valores absolutos, mas sim a relação entre o valor conhecido e o valor desconhecido. Com um objetivo de caráter prático convém marcar as posições de P1 que fornecem o equilíbrio no inter- valo compreendido entre uma décima parte e dez Exemplo de textos no painel e referências ao comando do comutador. Traçado das trilhas de cobre no circuito impresso. Para verificar o funcionamento da ponte de medida basta aplicar a alimentação, por auriculares e perma- As medidas são feitas de uma forma muito simples: liga- se uma resistência de valor desconhecido aos terminais Rx deixando o Cx desligado, e girando o potenciômetro manobrar com cuidado o comutador para selecionar O circuito com todos os componentes. resistências de valor conhecido e seguindo as suas posições relativas. vezes o valor conhecido (de 0,1 a 10) utilizando capacitores de amostra de valor conhecido. No entanto, os trimmers resistivos TR1 e TR2 são regulados para que o valor 1, ou seja, a relação unitária, seja encontrada exatamente no centro do percurso. Para maior comodidade na sua utilização, é conveniente indicar no painel também os valores resistivos e capacitivos da amostra colocados ao lado das doze passagens do comutador.  PROJETOS Funcionamento do circuito No esquema da figura os transistores T2 e T3 formam potenciômetro, pelo componente desconhecido e um oscilador de onda (mais ou menos) quadrada pelo escolhido com o comutador. com uma frequência no interior da banda de áudio Os trimmers TR1 e TR2 permitem calibrar a escala O sinal, amplificado na corrente desde T1 alimenta de leitura, imitando as assimetrias imprescindíveis através do C6 a ponte de medida constituída pelo devidas às tolerâncias normais dos componentes (que influem em qualquer dos sos na precisão da medida). Esquema elétrico da ferramenta: à esquerda a autêntica ponte, à direita o oscilador de áudio. PORQUE E QUE FUNCION A figura mostra a medida de um capacitor: quando não se ouve nada, significa que o circuito está equilibrado; existe a mesma tensão nos dois lados Os dois divisores, o resistivo e o capacitivo, têm portanto uma relação igual: conhecendo um (potenciômetro) conhece-se também o outro. c , conhecido E No caso dos capacitores a relação está invertida: liga-se Cx pelo outro lado; de fato a sua impedância (resistência em corrente alternada ) baixa quando aumentam o valor. um | EEE = E riumpio o out = aC (silêncio) Conhecendo a relação entre os capacitores e o valor do que é conhecido, consegue- ex R2 se saber o do desconhecido. ane Resistores (todos terminam em dourado) C2 = capacitor de 1 nF cerâmico (idem) Ra = resistor de 100 £2 (marrom, preto, marrom) C3 = capacitor de 10 nF de poliéster (ídem) R2, R6 = resistor de 1 KQ (marrom, preto, vermelho) C4 = capacitor de 100 nF de poliéster (idem) R3 = resistor de 10 KO (marrom, preto, laranja) Cs = capacitor de 1 pF de poliéster (ídem) R4 = resistor de 100 KQ (marrom, preto, amarelo) C6 = capacitor de 22 |F de 25 V eletrolítico R5 = resistor de 1 MO) (marrom, preto, verde) Cy, CB = capacitores de 47 nF de poliéster Rz, Raso = resistor de 4,7 KO (amarelo, violeta, vermelho) Co = capacitor de 2200 pF de 16 V eletrolítico R$, R9 = resistor de 33 KO (laranja, laranja, laranja) Transistores e diodos Ru = resistor de 470 92 (amarelo, violeta, marrom) Ti, T2, T3 = transistor BCs48 TRa, TR2 = trimmers de 1 KO LED = diodo LED vermelho de 5 mm Pa = potenciômetro de 10 KQ linear Vários Capacitores AUR = auricular de alta impedância C1 = capacitor de 100 pF cerâmico (o mais preciso sw = comutador de circuito com 12 posições possível) a circuito impresso 20  PE O sensor que se pode definir com o termo técnico de Do ponto de vista de funcionamento é como um transdutor piezoeléctrico, é um disco metálico mais microfone; quando é ativado por alguma vibração ou menos do tamanho de uma moeda de 1 real. proporciona um sinal elétrico de amplitude propor- cional ao movimento mecânico. EMI Ri=diia Como já comentamos anteriormente, o avisador No caso de que a distância seja maior, aconselha-se telefônico detecta o sinal de chamada através de um | utilizar um fio blindado para evitar que alguma inter- timbre complementar padrão, do tipo da tomada que ferência elétrica possa acionar o relê mesmo que o se pode adquirir nas lojas de acessórios para rádio e - telefone não toque. telefonia. É necessário escolher um modelo mecânico re- conhecível pelo peso e pela campainha metálica que soa com cada um dos seus movimentos. E acon- selhável testar com um multiteste se a campainha está isolada da linha telefônica. Para instalar o sensor retira-se a tampa para ter AO CIRCUITO acesso à campainha e deposita-se uma gota de adesivo de cianocrilato. O sensor não deve impedir o movimento do martelo nem a posterior colocação da tampa. As ligações elétricas para o circuito devem ser muito curtas, não ultrapassando os 10 cm. Instalação do sensor piezoeléctrico dentro do timbre te complementar. ES RA To id e Uma vez que o trabalho na base esteja terminado, para testar o circuito bastará ligar a pilha (com a polaridade correta) e produzir um sinal de chamada com a ajuda de um telefone portátil ou de um amigo previamente informado do teste. Lâmpada situada longe > x) Contatos Se tudo estiver colocado corretamente, quando se pro- Eh o réle duzir o timbre deve-se ver a rápida ativação do relê. Para a sua utilização concreta deverá ter o cuidado de baixar (ou pôr a zero) o volume do timbre do tele- fone, e também se deverá ligar o relê para obter o controle de uma lâmpada de 12 ou 24 V alimentada através de uma fonte de alimentação ou de uma pilha. Se a montagem tem um caracter definitivo, aconselhamos que se feche o circuito em uma caixa | Pode-se também utilizar uma lâmpada de 9 V alimentada de plástico dotada de um alojamento para a pilha. pela mesma fonte de alimentação ou pilha. Fios longos  PROJETOS O sinal que é captado pelo sensor MIC1 (ver a figura) atua sobre a base do transistor T1, que é mantido isolado pela resistência R1 que está ligada à massa. Quando está em repouso, ou seja, com o timbre não ativado, as entradas 1 e 2 do integrado digital ICIA Como funciona o circuito (que funciona como inversor) encontram-se no nível lógico alto, de forma que C1 pode ser carregado mediante o R2. Esta condição apresenta-se invertida (depois de 3 NOT), nos terminais 10 e 11 das seções Ce D ligadas em paralelo para ter mais corrente na saída, e através do R3 e T3 mantendo o relê RL em Na presença de um timbre forte o T1 entra em atividade descarregando o C1 e apresentando um nível baixo nas entradas IC1A. Com a ajuda do C2, que impõe uma ligação rápida que leva outra vez à entrada o sinal do terminal 4 do IC1B (reação positiva trigger Schmitt) nos terminais 10 e 11 aparece um nível lógico alto, e o T3 controla o relê. O circuito formado pelo T2 R4 e C3 fazem com que o relê receba um forte impulso da corrente inicial, para obter um contato que lhe seja suficiente com valores reduzidos para manter fechados os con- tatos. Resistências Ra = resistor de 1 MQ (marrom, preto, verde) R2 = resistor de 180 KQ (marrom, cinza, amarelo) R3 = resistor de 5,6 KQ (verde, azul, vermelho) R4 = resistor de 2,2 K& (vermelho, vermelho, vermelho) R5 = resistor de 22 Q (vermelho, vermelho, preto) Capacitores Ca, C2, Cy = capacitor de 100 nF de poliéster (3 = capacitor de 10 |F de so V eletrolítico Cs = capacitor de 470 LF de 16 V eletrolítico Saída de tensão repouso. + * Saída í do relé Esquema elétrico do avisador de chamada telefônica: utiliza componentes analógicos e digitais. o- . Trigger Schmitt Amplificador Controlador l Sensor Esquemas em bloco do circulto: o princípio básico é bastante simples. Semicondutores Da, Dz = diodos de silício 1N4007 TRa, TR2, TR3 = transistores BC148L ICy = integrado 4011 (não do tipo HC) Vários MIC1 = transdutor piezoeléctrico de disco RL = relê de 6 V — 1 intercâmbio 8 fixações para circuito impresso 1 circuito impresso “0 nem 24 PROJETOS Dado eletrônico A versão digital de uma das “máquinas de jogo" mais antigas O que faz exatamente um dado num jogo normal? Quando termina de girar mostra uma das suas seis caras, escolhida de forma aleatória, na qual estão desenhados uns pontos pequenos de cor preta. Estes últimos representam os números de um ao seis, tradicionalmente colocados de forma a que a soma das duas caras opostas seja sempre 7. Um dado é um mecanismo para a escolha de um núme- ro de 1 a 6 com as mesmas probabilidades. É curioso observar que existem apenas duas formas de colocar as caras do dado para respeitar a regra da soma 7 nas caras opostas. A VERSÃO ELETRÔNICA O circuito eletrônico do dado não se lança, e muito menos se gira, mas para os objetivos do jogo o efeito é o mesmo: escolhe-se de forma aleatória um número entre 1 e 6. O marcador aparece numa forma gráfica de sete diodos luminosos (LED), colocados de forma a que representem fielmente todas as caras do obje- to real, como pode-se ver na figura. Para simplificar o circuito, o 2 e o 3 representam-se na horizontal em vez de na diagonal; trata-se de uma diferença puramente estética que não incide para nada na funcionalidade da máquina. Configurações de acendimento dos diferentes LED para representar os sete números possíveis mostrados por um dado. FINGE QUE GIRA A ação de lançamento produz-se por meio de um botão, que no entanto não mostra imediatamente o re- sultado. Perderia o suspense que é uma parte funda- mental deste jogo. Desta forma, simula-se o girar alternando os símbo- los, no início de uma forma rápida e depois decres- cendo a velocidade até que se pára com o resultado definitivo. Em todo o processo não se prejudica a característica fundamental do dado, seja este físico ou eletrônico: as mesmas probabilidades de seis possíveis resultados.  BPROGNETOS Funcionamento do dado Um oscilador de frequência variável dirige um contador por 6 O IC2 (ver o esquema da página anterior) é um con: Realmente, quando chega ao 15 fica um resto tador binário de 4 bits, ligado de forma que conte (CARRY, pino 7) e através de T1 que faz de NOT apenas de 9 a 14, ou seja de 1001 a 1110 em binário. ativa-se a entrada do PRESET que configura de novo o número 9 pré-selecionado nas en- tradas do início. Os três bits menos significativos do contador (pinos 1, 2 e 4) controlam respectivamente os transistores que acendem o LED central, os dois late- rais e os quatro das esquinas, como se mostra na figura. o 00 º 000] |/060 000| |060| |s06 o uu Contador por 6 (de 9 a 14) e ligação das saídas dos diodos luminosos do dado. ILADOR QUE DIMINUI A VELOCIDADE O capacitor C2, com o botão carregado ganha carga Botão através do R1; quando alcança uma certa tensão, o | f de lançamento IC1 descarrega-o produzindo também um impulso na saída e começando de novo o ciclo. Soltando o botão, o C1 continua proporcionando a ten- são de carga do C2, mas descarrega-se lentamente através do R3. Portanto, em consequência deste fato a frequência dos impulsos diminui até que se detém. Tempo Jum o Como os impulsos produzidos pelo oscilador fazem Impulsos de saída E avançar o contador, também diminui a progressão ; dos números mostrados nos LED até que estes se A fregúência dos impulsos produzidos pelo oscilador [C1 detêm num valor aleatório. dependem da tensão no C1; sob um determinado valor para-se. ese - ed Resistores Capacitores | Ra, R4 = resistores de 8,2 Ko (cinza, vermelho, C1 = capacitor eletrolítico de 47 uF e 16 V | vermelho) C2 = capacitor de poliéster de 680 nF R2 = resistor de 3,3 Ka (laranja, laranja, vermelho) C3 = capacitor de poliéster de 470 nF h R3 = resistor de 470 Ka (amarelo, violeta, amarelo) C4 = capacitor de poliéster de 22 nF | R5 = resistor de 1,5 K (marrom, verde, amarelo) Vários | Ró = resistor de 1 Ka (marrom, preto, vermelho) P = botão tipo push-pull | R7 = resistor de 2,7 Kº (vermelho, violeta, vermelho) L1, L2, L3, L4, Ls, L6, L7 = diodos LED vermelhos de 5 m R8, Ro, Rio = resistores de 2,2 Ko (vermelho, vermelho, Ta-T2-T3-T4 = transistores BC547 | vermelho) IC = NE555. IC2 = 4029 CMÔS (não do tipo HO) ] Ru = resistor de 330 9 (laranja, laranja, marrom) 1 soquete para os IC de 8 pinos R12 = resistor de 270 Q (vermelho, violeta, marrom) 1 soquete para os IC de 16 pinos R13 = resistor de 150 & (marrom, verde, marrom) 1 suporte para a pilha de 9 V 1 circuito impresso ll 28 É  Vamos fazer uma experiência com uma aplicação sugestiva da luz infravermelha: uma barreira invisível que detecta a passagem de objetos ou pessoas sem qualquer contato físico. O olho humano não capta toda a gama de radiações luminosas (imagens solares), mas apenas algumas frequências, que o cérebro interpreta como tonalida- des do vermelho ao violeta. A parte que se encontra situada abaixo da área visível, ou seja, a de menor frequência (e portanto a de maior longitude da onda) denomina-se infraver- melha: não podemos vê-la mas é também uma “luz”. 0 receptor percebe a ausência da luz infravermelha devido à interrupção do raio INTERFERÊNCIAS E CODIFICA s Uma luz infravermelha contínua poderia sofrer inter- ferências provocadas pela iluminação do ambiente (o sol emite também raios infravermelhos), com prová- veis indicações incorrectas. Para melhorar a sua confiabilidade, recorre-se normal- mente à codificação do sinal infravermelho, consisten- te na adaptação da banda de luz, interrompendo-a periodicamente num ritmo rápido e bem definido. Na medida em que o receptor decadifica, porque re- conhece como válida apenas a modulação especial, ignoram-se quaisquer outras possíveis fontes (por exemplo a luz solar ou artificial). PROJETOS Barreira de raios infravermelhos Um detector de passagem invisível mas sempre alerta Transmissor de infravermelhos já terminado. ER AS SOMBRAS A barreira está formada por dois elementos prin- cipais: o emissor, que produz uma banda de luz invisível, e o sensor ou receptor, que avisa quando detecta uma presença. Se o espaço entre ambos está livre de obstáculos, a luz passa sem qualquer dificuldade. Em presença de um impedimento, seja de uma pessoa ou de um objecto, o sensor encontra-se na sombra. Esta condição altera o estado de um sinal elétrico, que pode pôr a funcionar um contador, fazer soar um alarme ou simplesmente, como é o nosso ca- so, ativar um indicador luminoso. Receptor de infravermelhos já terminado. PROJETOS Montagem da barreira Obviamente existem dois circuitos: o transmissor e o receptor Os componentes que se devem reconhecer e inserir na placa do emissor (transmissor), já incluído na figu- ra, são apenas sete; tal como é habitual, deve-se pres- tar especial atenção à polaridade. Os terminais 1 e 5 do IC1 ligam-se entre si por inter- médio de uma ponte com fio de cobre de estanho que se deve realizar pelo lado da solda. Existem dois resistores (R1 e R2), um poten- ciômetro (R3), um capacitor (C1), um transistor (T1), um circuito integrado (IC 1 sobre a base co- respondente) e um LED infravermelho (LD1). Este último como se pode ver, está montado em BRAR OS TERMINAIS DOS LED Não é aconselhável dobrar manualmente em ângulo reto os terminais dos diodos luminosos (LED) já que assim se poderia danificar a caixa no local exato de entrada dos próprios terminais. É preferível preender firmemente os terminais com uma pinça, dobrá-los com os dedos pelo lado con- trário ao da pinça em relação ao corpo do LED, tal como ilustra a figura. RAS; A placa representada na figura está um pouco mais cheia do que a anterior mas temos que continuar levando em conta os mesmos aspectos; devendo ter atenção à polaridade dos eletrolíticos C2:C5, que se devem colocar respeitando os sinais + e -. O foto- diodo LD? é um sensor infravermelho: monta-se como o LED do transmissor (LD1), dobrando-o com as mes- 30 ângulo reto em re- lação à placa: deve apontar na direção para a qual se dese- ja enviar o raio invi- sível. Disposição dos componentes sobre o circuito impresso do transmissor, e a sua parte posterior (lado do cobre) do mesmo circuito. Como dobrar os terminais do LED sem danificar os diodos luminosos, com a ajuda de uma pinça. eee eee mas precauções: também tem uma polaridade que deve ser respeitada. | No centro da placa há uma ponte e um fragmento de fio de cobre rígido descascado. Os dois integrados | (IC2, IC3) são inseridos sobre soquetes de oito pinos: |! não se devem trocar nem inserir ao contrário. t l t t 1 Disposição dos « componentes sobre o circuito impresso | do receptor, e a parte posterior I (lado do cobre) do ç mesmo circuito. I  Andar de bicicleta é uma atividade muito agradável e também muito saudável, mas nem sempre há ca- minhos disponíveis, ou pistas livres e seguras para utilizar. É muito frequente encontrarmo-nos percorrendo pis- tas cheias de gente, e até pode acontecer que tenha- mos que chamar a atenção ao pedestre distraído ou ao motorista quando este realiza uma manobra. A clássica campainha de molas é útil mas está bas- tante ultrapassada e é muito pouco prática. Então, porque é que não se fabrica uma versão mais atual e totalmente eletrônica? DO BRONZE AO SILÍCIO Um sinalizador sonoro realizado com componentes eletrônicos produz um som muito distinto ao tradi- cional mecânico, adequado apenas para chamar a atenção. Além disso, é bastante personalizado já que a tona- lidade do efeito sonoro pode variar dentro de limites muito amplos usando dois potenciômetros. De fato, o circuito presta-se para outras ulilizações, como a indicação da abertura de uma porta ou um simples aviso de alarme em resposta ao fecho de um contato. BOA AUTONOMIA Em vez da campainha metálica antiga, existe um alto-falante do gênero de uma membrana plástica que é resistente à humidade. O resultado acústico é bom já que não existem molas nem partes em movimento. Para que se possa obter um sinal contínuo basta manter a pressão sobre o botão do controle. No entanto, existe um outro as- pecto que é a necessidade da alimentação através de pilhas para que se possam emitir sinais. De certo modo, se efetuarmos alguns sons fortes com dois ou três segundos entre eles, as pilhas podem ter uma boa duração. as Campainhas eletrônicas para bicicletas Têm um toque de distinção e são mais cômodas de acionar do que o seu correspondente mecânico Es PROJETOS A campainha eletrônica concluída, pronta para ser instalada numa bicicleta. PROJETOS Montagem do circuito A figura indicada mostra como se podem dispor os componentes do circuito na base do circuito impresso; ficam de fora as pilhas, o alto-falante e o botão de controle. Estes últimos serão ligados ao circuito através de três conectores bipolares (isto é, de dois contatos) espe- cialmente predispostos e identificados na mesma figura. A figura inferior mostra o desenho das trilhas de cobre, (“o lado do cobre”) ou o lado das soldas da placa. Disposição dos componentes eletrônicos no circuito Impresso do suporte. COMPONENTES PASSIVOS O trabalho pode começar pela inserção e pela solda dos resistores fixos, e depois continuar com os resis- tores semi fixos denominadas potenciômetros. Estes últimos são introduzidos frequentemente numa caixa de resina termoplástica, portanto convém não insistir muito com o soldador, para não ocasionar nenhum dano. Como sempre, os capacitores eletrolíticos C1, C2 e C3 são colocados com muito cuidado, depois de observar a- tentamente os sinais + e - que indicam a sua polaridade. O circuito impresso para a campainha eletrônica, visto pelo lado das soldas. espa Didi 1 Os dois transistores são apresentados em caixas de formato diferente, e colocados nos seus respectivos lugares segundo a orientação que está indicada nas linhas do desenho que aparece em cima. Deve-se ter muita atenção com o T2, o transistor final da potência, que tem de ser inserido mantendo o lado metálico encostado na braçadeira do P1. O soquete de O transistor final 14 terminais está preparada, observando a posição da a cavidade de referência, que depois servirá de guia — encapsulamento para a colocação correta do integrado 4098 (IC) que dá híbrido feito de vida a todo o circuito. metal e resina.  Para se poderem utilizar pilhas aconselhamos quatro elementos do tipo AA, inseridos num porta baterias ade- quado para alcançar a tensão de alimentação de 6 V. * Osterminais do botão P1, colocado na posição conve- niente sobre a manilha, ligam-se às braçadeiras cor- respondentes que já foram indicadas na figura da página anterior. Oalto-falante também se liga aos pontos TR, onde não existe nenhuma polaridade. O LED L1, que está situa- do em frente ao painel superior da caixa, proporciona uma indicação ótima do seu funcionamento. As pilhas utilizadas habitualmente (e que aparecem na imagem) têm a mesma tensão (1,5 V) mas com distinta corrente e capacidade, ou seja, a duração. CAIXA DE MANUTENÇÃO Aplaca, as pilhas e o alto-falante devem ser inseridos numa caixa de plástico que pode ser colocada onde esteja mais segura. Podem utilizar-se, por exemplo, as pequenas caixas estanques de eletrônica. Para proteger o circuito da chuva monta-se o alto-fa- lante de forma que não fiquem fissuras entre a sua guar- nição e a parede da caixa, mas terão de se fazer vários orifícios nesta última para que possa passar o som. À abertura para a passagem dos fios do interruptor também deve ser selada, por exemplo, com cola do tipo “bonder" ou com silicone, para evitar que entre água. Exemplo de caixas estanques ou leves, adequadas para guardar o circuito da campainha eletrônica. UU o; Antes de se fechar definitivamente a caixa convém meio do seu trajeto, e depois movê-los tanto num testar o circuito e escolher a posição dos trimmers sentido como no outro, avaliando através do ouvido o (potenciômetros) de forma a conseguir os sons mais resultado final. As vezes, existe uma determinada agradáveis. O trimmer R4 determina a tonalidade da frequência que pode fazer com que a caixa registe uma nota base, entre uns 200 e 2,000 determinada ressonância, que se Hz, enquanto que o Ri controla a transformará num maior volume velocidade da modulação (uma sonoro, 0 que é sempre desejável. espécie de acende e apaga cíclico), entre 1 e 10 impulsos por segundo. Como ponto de partida é aconse- lhável situar os dois controles no Alto-falantes resistentes à água com um cone e um suporte.  PROJETOS Montagem dos O transmissor é muito simples: os componentes, ex- cluindo a pilha (de 9 V, ou 12 V para uma maior potência) e o botão, montam-se na placa do circuito impresso, dispondo-os como mostra a figura. O único componente que está polarizado é o soquete para o circuito integrado, que se monta tendo o cuidado de colocar corretamente a marca de referência. O transdutor ultra sônico aplica-se dobrando os seus terminais num ângulo reto, de forma a que o sinal sonoro, que sai dos orifícios que estão na parte anterior, se propague na direção desejada. O RECEPTOR Como sempre, é necessário orientar corretamente os diodos e os transistores, no que se refere à figura seguinte: o relé pode inserir-se somente de uma forma, ou seja, não existe possibilidade de erro. Também neste caso, o transdutor ultra sônico monta-se num ângulo reto de acordo com o circuito impresso, e a pilha (ou fonte correspondente) deve ser de 9V. Não deve esquecer a ponte do fio; a placa deixa espaço (e orifícios) para os outros dois componen- tes, um resistor e um transistor, que se utilizam na variante descrita na página seguinte. TESTE E INÍCIO DO FUNCIONAMENTO Alimentando os circuitos com a polaridade correta e pulsando o botão do transmissor, será acionado o relé do receptor. O isolamento dos contatos é reduzido. Não é necessário ligá-los a 110/220 V, mas sim a tensões baixas. O trimmer do transmissor, que controla a frequência, está regulado para cobrir a máxima distância de fun- cionamento, partindo de perto e adaptando-se pro- gressivamente. Além disso o receptor é sensível a todas as frequências, mas os transdutores de ultra-sons têm uma frequência de ressonância, na qual apre- sentam o rendimento máximo: encontra-se regulando o trimmer. dois circuitos Disposição dos componentes no circuito impresso do transmissor de ultra-sons. negra Disposição dos componentes no circuito impresso do receptor de | ultra-sons. Circuito impresso do transmissor visto pelo lado do cobre. me pe, Po rea nar Se nãc R9 ass Os reta ter mer Dev com visé jane — seré Exis ultre rece  DA NEI Se montarmos também T4 e R9 como mostra a figura, o receptor transforma-se num detetor com memória: se a barreira dos ultra-sons se interrom- pe, o relé é acionado e permanece fechado. Pode ser devolvido à sua condição de repouso, feativando a transmissão interrompida e pressio- nando o botão de recuperação P1 do receptor. Se não se deseja esta função da memória, basta não montar os transistores T5 e T6, substituindo o R9 por uma ponte de fio: o nosso circuito pode assim trabalhar de três formas distintas. Montando também T4 e R9, o comando à distancia converte-se num detetor de interrupção de ultra-sons. Eee o UE) Como se pode ver no esquema, o transmissor não é senão um circuito integrado, que controla direta- mente o transdutor ultra sônico. Uma vez mais, trata-se do versátil 555, que funciona como oscilador de onda quadrada. A estabilidade é Esquema boa e a corrente de saída é suficiente para pôr a aiótiico:do funcionar o transdutor TDR. transmissor: Ri, R2, R3€ Este último é um dispositivo piezoelétrico: é um iso- Ci controlam a — lador para a corrente contínua, que absorve energia fregiência da (produzindo ultra-sons) e se alimenta com uma fre- oscilação. quência bastante alta. JU E EI URLS Os ultra-sons não se propagam apenas em linha feta: por serem ondas muito curtas (de menos de 1 cm a 40 KHz), têm tendência a ressaltar, especial- mente nas superfícies lisas. Devido a esse fato também é possível utilizar o comando à distancia se não se está na linha de visão, utilizando, por exemplo, o vidro de uma janela como “espelho”; naturalmente a distância | será inferior. Existem diferentes objetos que podem produzir ultra-sons: se agitarmos umas chaves perto do feceptor, provavelmente o relé atuará. Circuito impresso do receptor, visto pelo lado do cobre. PROJETOS . Funcionamento do receptor A figura mostra o esquema do receptor, na versão base (comando à distancia): o sinal que vem do Na variante “detetor de passagem” (ver figura), o T5 e o T6 formam um flip-flop: o coletor de cada um está ligado a um resistor na base do outro. Se faltar o sinal, o T4 transporta, cortando o T5 e portanto, conduz ao T6: a tensão em R9 baixa quase até ao zero e o T5 já não pode conduzir, nem sequer se o T4 se abrir de novo. O único modo de fazer acionar o relé consiste em pressionar o botão P1, tirando deste modo a corrente da base ao T6, que se abre. Todos os resistores são de 1/4 W 5% Transmissor Resistores Ra = resistor de 1 KQ (marrom, preto, vermelho) R2 = resistor de 3,3 KQ (laranja, laranja, vermelho) R3 = trimmer de 10 KQ Capacitores €1 = capacitor cerâmico de 3,3 nF C2 = capacitor cerâmico de 10 nF IC4 = circuito integrado 555 Vários TDR = transdutor ultra sónico de 40 KHz Pa = botão tipo push-pull normalmente aberto 4 fixações para o circuito impresso 1 soquete de 8 terminais 1 circuito impresso TX Receptor Resistores Rs = resistor de 470 KQ (amarelo, violeta, amarelo) transdutor TDR está ampliado pelo T1 e T2. Os diodos D1 e D2 formam um detetor, que corrige a direção do sinal amplifica- do, depois de carregar lentamente o C3; depois de uns 200 ms. úteis tam- bém com a função contra interferências, o T3 começa a conduzir. A base do T5 encontra-se deste modo com a massa, o que significa que o seu coletor vai ao positivo, proporcionando (através do R11) corrente da base para o T6; este último conduz, fazendo saltar O relé. Esquema elétrico do receptor dos ultra-sons, utilizado como um simples comando à distancia. Pormenor do esquema na variante “detetor com memória”. R>, R5, R9 = resistores de 10 KQ (marrom, preto, laranja) R3 = resistor de 560 KQ (verde, azul, amarelo) R4 = resistor de 2,2 KQ (vermelho, vermelho, vermelho) R6, R10 = resistor de 1 KQ (marrom, preto, vermelho) Rz, R8, Rua, Riz = resistor de 4,7 KQ (amarelo, violeta, vermelho) Capacitores €1 = capacitor de poliéster de 22 nF C€2 = capacitor cerâmico de 220 pF €3 = capacitor de poliéster de 100 nF Vários Da, D2 = diodos 1N4148 D3 = diodo 1N4001 Ta, Ta, Ta, Ta, T5 = BC547 Tó = BC337 “TDR = transdutor ultra sônico de «o kHz RL =relédeoV-1 contato P3 = botão tipo push-pull normalmente aberto 10 fixações para o circuito impresso 1 circuito impresso RX  CABO GERAL REVESTIDO As ligações com os conectores têm que ver com a pilha (tendo cuidado com a polaridade), com o buzzer, que geralmente está também polarizado, e com o elemento sensor. A tensão da alimentação pode ser obtida através de uma pilha de 9 V, ou mesmo de uma bateria recar- regável de 12 V. Neste caso não existem alternativa: de fato não se aconselha de forma alguma a zação das fontes, porque na presença da água convém trabalhar com tensões baixas e totalmente isoladas da instalação elétrica. Devido ao contato com a água, não convém utilizar fontes de alimentação, por muito bem Isolados que estejam. TESTE E UTILIZAÇÃO PRÁTICA Verificar o funcionamento do detector da chuva é muito simples, já que é suficiente ligar a pilha e deixar cair uma gotas de água na placa do sensor. A presença do líquido condutor entre os contatos é assinalada pelo som produzido pelo buzzer, que se interrompe automaticamente depois de uns 15 segundos (para poupar a bateria... e também para poupar o ouvido). Uma vez que se cumpre o ciclo da indicação, o circuito permanece silencioso até que o sensor se seca completamente, para depois se ativar de novo no momento da reaparição da água. O circuito impresso do sensor da chuva, observado pelo lado das trilhas de cobre. CONTROLAR UM RELÉ Em lugar do buzzer, pode-se utilizar um relé, que fecha no momento em que se produz a presença da água, ativando assim outros dispositivos depois do fecho dos seus contatos. transistor. Possível Como a subida relativamente lenta da tensão no - circuito buzzer não aconselha a substituição direta com um | adicional, se relé, pode-se acrescentar o circuito que se mostra na nos figura. O resistor R7 substitui o buzzer (que se pode Interessa deixar no caso de que se deseje também o som), pc enquanto que o R8 controla o transistor T3que faça fechar aciona o relé. O diodo D2, como sempre, protege O um relé em vez de tocar. PROJETOS Funcionamento do circuito No esquema elétrico que se mostra na figura inferior, vê-se que a base do transistor Tt (que alimenta o resto do circuito) está ligada à alimentação através do sensor. +12V0-— = ATRASO E BLOQUEIO Assim que chegar tensão do T1, as entradas do U1A mantêm-se sobre a massa desde o C2; portanto valem zero. Depois dos dois inversores (U1, e Uls) a saída de Ut, está também em zero. Esta “absorve” corrente através de R5 pela base do transistor PNP T2, enviando-o para a condu- ção: o buzzer recebe tensão e toca. Entretanto, o C2 recebe carga lentamente através Esquema dos blocos do circuito: o T1 trabalha como um interruptor normalmente aberto e o T2 normalmente fechado. Todos os resistores são de 1/4 W 5% Resistores * Ra = resistores de 3,3 Kº (laranja, laranja, vermelho) R2 = resistores de 2,2 Kf (vermelho, vermelho, vermelho) R3 = resistores de 120 K9 (marrom, vermelho, amarelo) Ra = resistores de 1 MQ (marrom, preto, verde Rs = resistores de 10 KQ (marrom, preto, laranja) R6 = resistores de 47 K& (amarelo, violeta, laranja) Capacitores €1 = capacitor electrolítico de 4,7 uF 16 V Co = capacitor electrolítico de 100 uF 16 V Semicondutores Da = diodo 1N4148 Se este último está seco, comporta-se como um isolador o T1 fica aberto; no entanto, na presença da água, passa corrente pelo sensor e o T1 entra em condução: o circuito recebe tensão. O capacitor C1 exercita uma ação de filtragem de possíveis interferências de impulsos, para evitar falsos alarmes: a sua cor- rente de perda contribui também para manter fe- chado o T1 com o sensor seco. Esquema elétrico do detector da chuva; o transistor Ti controla a alimentação do resto do circuito. de R3 e D1: quando alcança a tensão do limite de Uta, muda de estado lógico (seguido de U1s), o T2 abre-se e o som termina. Sensor T4 = transistor npn BC547 T> = transistor pnp BC557 U1 = 4093, quádruplo NAND CMOS (não HC!) Vários BZ = buzzer de 9 6 12 V (como a pilha) 1 bateria de 9 ou 12 V 1 soquete de 14 pinos 1 caixa com porta-pilhas 3 conectores de dois pólos 1 circuito impresso 1 possível circuito impresso para o sensor PROJETOS Contador de k dígitos Um circuito de contagem e visualização tem diferentes aplicações Quer se trate de veículos em trânsito pela auto-estrada, garrafas numa esteira transportadora ou impulsos elétricos num circuito, a utilidade de um contador realizado por meios eletrônicos está fora de discussão. Medir uma frequência, avaliar uma velocidade ou um ritmo significa contar o número de acontecimentos baseando-se na unidade de tempo escolhida como amos- tra, por exemplo o segundo, o minuto ou a hora. As aplicações práticas de um contador digital representam um mercado interessante, que determinou a difusão de muitas soluções baseadas apenas num único chip de silício. NTADOR, DRIVER E VISUALIZAÇA! O nosso circuito inclui um contador de O a 9999, o visualizador (display) correspondente ao LED e os transistores (drivers) que proporcionam a corrente requerida por este último. O coração do dispositivo está constituído pelo contador MM74C95, um exemplo de integração das distintas funções num único circuito, que se ocupa também de controlar os drivers dos visualizadores. Além disso, contém uma memória, capaz de “fotogra- far” a contagem num determinado momento, e de man- ter os números parados no visualizador enquanto o contador avança (como o “parcial” de um cronômetro). APLICAÇÕES DO CONTADOR A utilização mais óbvia consiste natural- mente em contar, por exemplo, o número de interrupções da barreira infravermelha já apresentada num projeto anterior. Se contarmos quantos impulsos são rece- bidos pelo contador em apenas um segundo, obtém-se contudo, uma medida da fregiiên- cia (ciclos por segundo) do sinal da entrada. Finalmente, utilizando um oscilador de fre- quência, pode-se usar o contador para reali- zar um cronômetro, tal como se explica nas páginas seguintes. O contador digital já terminado, que inclui os seus quatro LED de sete segmentos. Ânodo comum O contador utiliza os visualizadores de 7 segmentos que já utilizamos num projeto anterior. PROJETOS Funcionamento do contador O esquema elétrico mostra como o integrado se ocupa de todas as funções; pode-se averi- guar como é possível que quatro visualizadores de 7 segmentos não necessitem de 4 x 7 = 28 fios. A resposta é dada pelo "multiplexador”: os visualizadores acendem-se um de cada vez, embora o olho humano não perceba e fique com a impressão de que todos se acenderam ao mesmo tempo. Realmente, a persistência da imagem na retina faz com que uma luz não desapareça imediatamente quando se apaga, pelo con- trário, fica a impressão de que continua acesa ainda por uns instantes. As sete saídas sobre o integrado alimentam os segmentos, enquanto que os transistores con- trolam o regresso da corrente à massa; atuam um de cada vez, de modo que se acende um único dígito. Ativeção latch MM74C925 Todas os resistores são de 1/4 W, 5% Resistências Ra = resistores de 220 Q2 (vermelho, vermelho, marrom) R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8 = resistores de 180 &2 (marrom, cinza, marrom) Vários IC = MMy4C925 DYa,DY2,DY3,DY4 = visualizadores (display) de sete segmentos de LED do cátodo comum Dzo00PK TRi,TR2,TR3,TR4 = BC547 ou equivalente C = capacitor eletrolítico de 100 |F 25 V 1 soquete de 16 pinos 10 enclaves para o circuito impresso 1 circuito impresso Esquema elétrico do contador: os transistores funcionam como interruptores que controlam qual dos digitos é que vão acender. Esquema de blocos do circuito integrado MM74C925: em cima vêem-se os quatro contadores marcados como “+10” (divisores por 10). DIAGRAMA DE BLOCOS Funcionalmente, o integrado contém quatro contadores de O a 9 (ou, dito de outra for- ma, divisores por dez), ligados em cascata, ou seja, um atrás do outro. As suas saídas, passam para outros “latch” que desenvolvem a função da memória e controlam os quatro dígitos do visualizador através do decodificador ade- quado. Este decodificador es- colhe quais os segmentos que se têm de acender, de acordo com o número biná- rio (de 0000 a 1001, ou seja, de O a 9 decimal), procedente de cada contador. O multiple- xador ocupa-se de acender apenas uma cifra de cada vez, com o ritmo ditado pelo oscilador que está incorpo- rado no próprio integrado (mais ou menos 1 KHz). me arame e mr Pre amplificador anisregelado. Um microfone amplificado, com controle automático do volume Conforme os estados de ânimo e as circunstancias, podemos murmurar, conversar, discutir, ou alterar-nos até falarmos em voz alta, muito alta ou inclusive gritar. Também o telefone ou um microfone, se o mantivermos muito perto da boca, produz um sinal elétrico mais forte, ao passo que se o afastarmos a tensão baixa bastante. Em muitos casos, a intensidade da fonte sonora não pode ser controlada de qualquer maneira, como acon- tece por exemplo no caso de uma entrevista ou a grava- ção de uma voz familiar. ao TS O nosso ouvido é capaz de detectar uma ampla gama ou “dinâmica”, de intensidades sonoras (ver lição 16 de O controle do volumen regula o nível do sinal de audio, mas requer um manejo manual. Quando se ouve música com um equipamento de alta fidelidade, se o volume está muito baixo gira-se o con- trole do volume no sentido dos ponteiros do relógio, e se está muito alto gira-se no sentido contrário. O nosso pre-amplificador do microfone faz o mesmo, mas automaticamente: se o nível sonoro é exces- sivo, baixa-se o volume; se é baixo, sobe-se até levá- lo para um nível aceitável. O controle automático do nível (ALC: automatic level control) atua observando o próprio sinal que está à saída do pre-amplificador, e utiliza-o para corrigir a amplificação. O pre-amplificador do microfone com o ALC terminado. Analógica), enquanto que os circuitos eletrônicos são bastante mais limitados. Realmente, um sinal que seja muito forte “choca” contra a massa ou a alimentação e portanto fica alterado, ao passo que um que seja muito fraco é tapado, ou interferido, pelo ruído de fundo. É necessário um regulamento do nível, para estarmos seguros de que a tensão do sinal de áudio permanece sempre com valores que são facilmente tratados pelo circuito. PROJETOS Montagem do circuito Afigura que está ao lado mostra, como já é habitual, o plano da montagem dos componentes do pre-amplificador na ba- se do circuito impresso es een a O microtone do tipo eletreto está polari- zado: O contato que se transmite até à envoltura metálica do microfone vai ligado à massa. Pode-se ver o mesmo à direita da figura já mencionada. o»oc0s> Muita atenção para não se confundir o T2, que é um JFET, com os outros três transistores que são NPN normais da união (BJT); também os diodos e Os ca- pisposição dos componentes sobre a base do pre-amplificador com ALC; pacitores vão montados no lado correto. abserve o microfone que está em clma à esquerda. METAIS A alimentação necessita de um fio normal com dois com o fio blindado (que se pode adquirir já preparado) condutores, que transporta a fonte de energia, com à entrada “line” ou “aux” de um equipamento de alta uma pilha de 9 V ou com um adaptador da rede de 12 fidelidade. Voc respeitando os símbolos + e - indi- cados ao lado do conector. O microfone pode, para uma maior como- didade da montagem, afastar-se alargan- do os fios, mas não convém que ultra- passe mais do que alguns centímetros de comprimento. A saída utiliza um conector comum de áudio coaxial, e pode ser ligado Circuito impresso do pre-amplificador, visto do lado da pista de cobre. TESTE E UTILIZAÇÃO PRÁTICA Depois de estarem ligadas tanto a alimentação como a saída, para testar o circuito tem que falar pelo micro- fone, aumentando progressivamente o volume de saída com o P1 (convém partir do zero). O nível do sinal deveria, neste momento, depender apenas da posição do P1, e não da intensidade da voz ou da distancia para o microfone, pelo menos dentro de certos limites. É importante estar longe dos alto-falantes e não aumen- cais 7 tar muito o nível, para evitar o desagradável silvo do - Efeito Larsen: se o som dos alto-falantes entra de novo no efeito Larsen (ver lição 20 de Analógica), que pode ser microfone com a intensidade suficiente, produz-se um silvo daninho para os alto-falantes e para os ouvidos. agudo de alto volume. Ailuminação elétrica está disponível há muito tempo em todos os lugares domésticos, e a simples manobra que é necessária para acender ou desligar uma lâmpada não constitui nenhum esforço. No entanto, existem determinadas situações nas quais se prefere NÍVEL DE INTERVENÇ Quando a luz do ambiente que nos rodeia diminui porque baixa muito de nível, O interruptor crepuscular faz acio- nar um relê, fechando, deste modo, o interruptor que está constituído pelos contatos correspondentes. O nível luminoso que dá lugar à intervenção, pode regular-se, de forma que se possa adaptar o circuito às diferentes aplicações possíveis. Para evitar ativações acidentais, ou comutações repetidas no caso de pequenas variações da luminosidade (por exemplo, a passagem de uma nuvem), o dispositivo atua com um certo atraso. APLICAÇÕES No ambiente doméstico, o circuito pode controlar o contato das lâmpadas do jardim ou da luminária da entrada, evitando ter que as desligar à noite, ou deixá-las acesas até de manhã. Também seria possível utilizar este circuito para acionar automaticamente as luzes da moto ou do automóvel quando anoitece, mas devemos recordar que existem regras específicas de circulação que não devem ser transgredidas. Se eliminarmos o atraso da intervenção (como se explicas mais adiante) pode-se também utilizar o circuito como um simples detector de passagem, que salta quando se interrompe um raio luminoso. delegar esta missão a um sistema automático, normalmente centrado num circuito eletrônico conhecido como “interruptor crepuscular. Este sistema baseia o seu funcionamento num sensor especial, que funciona conforme a quantidade da luz presente no lugar no qual está instalado, sem necessidade de teclas ou outros comandos que é preciso acionar com a mão. O interruptor crepuscular já terminado. Limite 1 ! ! J ' Escuridão 1 1 ' 1 Pr O circuito responde com certo atraso (eliminado para a função antiobstáculos) com as variações da luminosidade do ambiente. PROJETOS Montagem do circuito A figura mostra a disposição dos componentes na placa do circuito impresso; convém começar pelas resistências e seguir até aos componentes mais volumosos. Naturalmente deve-se respeitar a polaridade dos capacitores eletrolíticos, do diodo, do transistor e do circuito integrado, para evitar que não funcione e que os componentes não sofram estragos. O sensor LDR não tem polaridade; pode ser montado também a uma certa distancia do circuito, depois de alargar os seus dois terminais. Para o circuito integrado convém sempre utilizar um soquete (de 8 pinos), de forma que se possa inserir com o circuito terminado, ou mesmo substituir, se aparecem problemas posteriores O componente marcado como LDR é uma fotore- sistência, ou seja, um dispositivo que representa uma determinada resistência, variável conforme a quan- tidade da luz recebida num determinado momento. Este não é linear como um fotodiodo e, além disso, é relativamente lenta na sua resposta às variações da luz: leva várias dezenas de milisegundos para adaptar-se às variações bruscas. No entanto, tem uma grande vantagem para as aplicações simples como as nossas: a variação da Disposição dos componentes no circuito impresso do interruptor crepuscular. resistência é muito ampla, cerca de 1 MO (na escu- uma fotoresistência está formada normalmente por uma longa ridão) até 1 KQ ou até menos (em plena luz). trilha de sultureto de cádmio ou outro material fotosensível. CONECTORES A alimentação de 12 Vcc pode-se tirar de uma bateria, ou de uma fonte de alimentação estabilizada das típicas que se ligam numa tomada de corrente da parede. Liga-se o correspondente conector bipolar, que está situado ao lado do capacitor C1, respeitando naturalmente a polaridade indicada no plano da montagem (figura superior). O segundo conector liga-se com os contatos do relé, que podem ser utilizados como interruptor que está normalmente aberto, ou seja, a fechar (bornes A e B), ou mesmo, normalmente aberto, ou seja, a abrir | (bornes A e C). Circuito impresso do interruptor crepuscular, visto pelo lado das pistas de cobre.  Depois de aplicada a alimentação e levado o curso do R4 perto da metade do trajeto, pode-se verificar o funcionamento do circuito tapando o sensor com a mão, e depois deixando-o livre O relê deverá ativar-se e depois desativar-se quando se retire a mão, com um certo atraso referente à variação da luminosidade, dependente da intensidade Caixa com uma da própria luz. janela transparente, Para se realizar o teste definitivo convém fixar a base red numa pequena caixa plástica, com uma tampa estável no transparente ou com um orifício coberto por plástico interruptor na zona da foto-resistência. crepuscular. POSIÇÃO E LIGAÇÃO Para poder ser utilizado como interruptor crepuscular convém que monte o circuito numa posição elevada, Lâmpada É o deh Bino 3 | de 12V de forma a evitar a passagem das pessoas direta- Transformador mente na sua frente. da lâmpada A lâmpada controlada deverá ser de baixa tensão (12 V ou 24 V), porque a aproximação das trilhas do circuito impresso não aconselha a utilização dos 127/220 V da rede. Naturalmente, o sensor deverá ficar fora da zona sean ao iluminada pela lâmpada, já que de outra forma, em Ligação do interruptor crepuscular com uma lâmpada vez de um interruptor crepuscular se terá um... halogênea de baixa tensão. oscilador luminoso. SS AE | Luz Se desejamos eliminar o atraso, pode-se | NE substituir por uma histerése, ou seja, ter | Limite alto ad FaiApsbsia E Intereixos dois limites de ativação diferentes: um Li Pin imite baixo | — — — À quando a luz diminui, o outro quando | aumenta novamente de intensidade. 1 1 Para se conseguir este resultado, é To Pei Escuridão 1 suficiente acrescentar um trimmer re- i sistente de 470 KQ entre os terminais 3 e 6 do circuito integrado (pode ser montado debaixo da base) e tirar o capacitor CS. id dj Quando se regula o trimmer, podem-se afastar ou aproximar os dois limites de intervenção, por exemplo um trimmer adicional permite separar os limites de ativação, conseguindo que o relé seja ativado quando está — habilitando a utilização em condições de luminosidade escurecendo, e se desative apenas com plena luz. variável. t ' a ei ' 1 ' ' 1 '  PROJETOS Montagem A sua realização não apresenta dificuldades es- peciais mas, dado o número relativamente elevado dos componentes, convém proceder por etapas e sem pressa, pois esta é inimiga do trabalho bem feito. Em primeiro lugar convém dividir os componentes por tipo (resistores, capacitores, etc) e também por valor, de forma que se evite qualquer possível con- fusão nas fases seguintes. É importante começar pelos que têm uma espessu- ra menor, como as resistências, que são também as menos delicadas, já que é mais difícil estragá- las devido à alta temperatura do soldador. Disposição dos componentes no circuito impresso do interruptor de palmas. ELEMENTOS POLARIZADOS As bases já prontas para a montagem dos circui integrados, orientam-se com a marca de referê cia que corresponde com o círculo indicado plano da montagem. Também os transistores, os capacitores eletrolítio: e os diodos devem ser inseridos com a polaridade. orientação corretas; cuidado de não esquecer ponte do fio que está perto do C8. Quando, uma vi realizadas as soldas, se inserem os circuitos in! grados nos respectivos soquetes, devemos recordi que o IC1 e o IC2 são diferentes, embora ambi O lado das soldas do circuito impresso, com as trilhas de cobre tenham 8 pinos. Também o T3 é diferente do T1 e que ligam os diferentes componentes. T2. AESA Para a régua da alimentação aplicam-se 12 V que pro- cedem de uma bateria ou de uma fonte de alimentação contínua, respeitando naturalmente a polaridade indicada. Os contatos do relê podem ser utilizados como um interruptor que está normalmente aberto (usando A e B), ou mesmo como um interruptor que está normal- mente fechado (A e C). Também neste projeto o isolamento das trilhas do cir- cuito impresso não chega para utilizar os 127/220 V da rede com segurança total: ao relê só são ligados os dispositivos de baixa tensão. 58 O transdutor piezoeléctrico transforma tensões em sons e vice-versa, com preferência pelos agudos. Se a montagem tiver sido efetuada sem erros, o relê deve comutar ciclicamente, entre a abertura e o fe- chamento, com cada palmada. No entanto, ficará “surdo” tanto o som de uma con- versação normal como de música de fundo, embora continue sendo sensível a alguns ruídos fortes e imprevistos. Como a ativação do relê pode ser interpretado como um destes sons (alguns relês são mais ruidosos que outros), convém não colocar o microfone muito perto do próprio relê. [o Lise ROS CIRCUITOS O interruptor de palmas pode ser utiliza- do como um interface de entrada, ou seja, como dispositivo de entrada de outros circuitos, por exemplo, o dado eletrônico do projeto 7. Se utilizarmos os contatos do relê em vez de o fazermos com o botão de lança- mento do dado, uma simples palmada | fará girar os números, ao passo que a seguinte os fará parar num número qualquer. No entanto, o contador do projeto 12 indi- cará o número de saltos (dividido por dois), por exemplo para apostar sobre “na tua opinião, quantos disparos há nes- te filme?” [Riitede Como microfone também utiliza um transdutor piezoe- léctrico, do tipo normalmente usado nas campainhas e nos geradores de melodias (que também podem ser encontrados em alguns cartões de parabéns). É formado por um disco metálico fixo a um elemento cerâmico; este último deforma-se ligeiramente quando se aplica tensão sobre ele, fazendo vibrar o próprio disco. Aqui utilizamos ao contrário, ou seja, como microfone: as suas características acústicas são péssimas, na medida em que ressoa numa frequência média- alta, mas, neste caso, é justamente o que queremos. O circuito comporta-se como um flip-flop do tipo T: muda de estado com cada palmada. Para os contatos do botão de lançamento Dado eletrônico Como ligar o circuito ao dado eletrônico do projeto 7, para lançar o dado dando duas palmadas. ReR O JET OS Funcionamento do circuito O sinal procedente do microfone é ampliado pelo T1 e enviado para o IC1, que funciona como um filtro que só deixa passar as frequências mais altas, ou seja, os sons agudos. Depois de uma segunda amplificação ocasionada pelo T2, um detector (D1 e D2) obtém a extensão do sinal, que o IC2 compara com uma tensão fixa, ou mesmo a metade da alimentação. Cada vez que a saída do IC2 salta para o positivo e depois volta para zero, o flip-flop IC3 inverte o estado lógico da sua saída, ativando ou não o relê RL1 através do transistor T3. l ce I R2 c1 c2 | Ri | R3 MIC H | COLOCAÇÃO A ZERO E SENSIBILIDADE O grupo RC que está formado pelos R13 e CB atua sobre a entrada do reset do IC3 (pino 4), para garan- tir que, no instante em que o circuito seja alimentado, se possa configurar a condição do relê em repouso. O valor do R9 é um compromisso entre a sensibilida- de aos sons fracos e à seletividade, ou mesmo à dis- criminação dos ruídos secos, surdos e prolongados; pode-se modificar à vontade. O filtro formado pelo R12 e C6 têm a responsabilida- de de impedir que as mudanças de tensão, causa- Resistores Ri,Rz = resistores de 1 MQ (marrom, preto, verde) Rz,R5,R8,R14 = resistores de 4,7 KQ (amarelo, violeta, vermelho) R3 = resistor de 8,2 KQ (cinza, vermelho, vermelho) Ru,R6 = resistores de 100 KQ (marrom, preto, amarelo) R9 = resistor de 150 KQ (marrom, verde, amarelo) Rao,R11,R13 = resistores de 47 KO (amarelo, violeta, laranja) Ra2 = resistor de 270 9 (vermelho, violeta, marrom) Capacitores Ca,C2,C3 = capacitores de 2,2 nF de poliester C4,C5,C8 = capacitores de 100 nF de poliester C6,Cg = capacitores eletrolíticos de 220 pF 16 V É pacitor de 470 nF de poliester Esquema elétrico do interruptor de palmas. das pela comutação do relê, possam ser captadas como sinais de entrada. Comparador Amplificadi Amplificador plificador Veja EK Op cole Flipflop T Filtro dos sons agudos Esquema dos blocos do circuito. Vários Da,D2,D3 = diodos 1N4148 Ta, T2 = transistores NPN tipo BC549C ou equivalentes T3 = transistor NPN tipo BC547 ou equivalentes [Ci = operacional TLo81 ou LF356 IC2 = operacional CA3140 IC3 = 4013 RLs = relê miniatura de 12 V, 1 circuito MIC = transductor piezoeléctrico de disco 2 soquetes de 8 pinos 1 soquete de 14 pinos 1 circuito impresso 2 réguas de parafusos de dois pólos para o circuito impresso 1 régua de parafusos de três pólos para o circuito impresso  PRINCÍPIO Para se poder representar a amplitude de um sinal é preciso medi-lo, o que se pode fazer com um de- Um detector normal pode medir a amplitude média do sinal, ou recordar o valor máximo durante algum tempo. ARA JET) Quando dispomos de uma tensão contínua que indica o nível do sinal, é necessário decidir qual dos LED se deve acender, de modo que se desenhe uma banda luminosa. De fato, isto pode ser feito com uma série de com- paradores, como o que se mostra na figura, depois de se superar uma tensão de referência e que o LED correspondente se acenda (da mesma maneira que um “lash ADC”, ver lição 21 de DIGITAL). Se escolhermos adequadamente os valores das re- sistências utilizadas para tomar a tensão de referência, pode-se ter uma indicação linear ou logarítmica (por exemplo em dB). Um divisor resistivo e uma série de comparadores permitem realizar uma visualização das bandas do LED. Detector do valor médio Interruptor lh analógico (sinal) Detector do pico Comparador dos LED Oscilador princípio do funcionamento é bastante simples. Esquema dos blocos do medidor de nível com o indicador do pico: o tector normal que, na sua forma mais simples, apa- rece na figura. O capacitor da saída carrega-se com os picos da onda que forma o sinal, depois descarrega-se o mais rapidamente possível para poder seguir o perfil da própria onda. Fazendo o possível para que se des- carregue mais devagar (R de valor elevado), o capa- citor mantém durante mais tempo o nível alcançado, isto é, recorda a amplitude máxima do sinal, que é o nível do pico. n (nível) MEIAS A figura mostra o esquema dos blocos do cir- cuito. As saídas dos dois detectores (valor mé- dio e também do pico) são enviados alternativa- mente para o vídeo do LED. Quando se envia a saída do detector do pico para o circuito dos LED pede-se que mostre apenas o ponto máximo alcançado, em vez de uma banda luminosa inteira. Como a comutação se produz com bastante | rapidez, o olho humano apercebe-se da banda e do ponto como se estivessem presentes ao mesmo tempo nos LED, enquanto na realidade são mostrados por turnos. PROJETOS Funcionamento do circuito Os amplificadores operacionais IC4B e o IC4A formam os dois detectores, de média e de pico; são uma versão mais sofisticada dos simples detectores de diodo que já foram mostrados na página anterior. O IC4D é um filtro passa-baixa, enquan- to o IC3 é o interruptor analógico, que escolhe um dos dois sinais procedentes dos detectores, e muda o modo da vi- sualização (banda ou ponto). A onda quadrada, necessária para a comutação dos próprios interruptores, está produzida pelo IC4C, que funciona como oscilador do trigger Schmidt (ver lição 20 de Analógica). Tanto os operacionais como o comu- tador analógico necessitam também de uma alimentação negativa; esta é proporcionada pelo IC5, um integrado especializado. Finalmente, o IC1 e o IC2 contêm a sé- rie de comparadores necessários para acender os LED, de forma que se visua- lize a amplitude do sinal à entrada. Resistores Ri,R2 = resistores de 22 K2 R3,R6 = resistor de 330 k9 R4 = resistor de 160 KQ (ou bem 150 K&2 em série com 10 KO) R5 = resistor de 680 KO R7 = resistor de 150 KQ R8,R10,R13,R16 = resistores de 100 KQ Rg = resistor de 560 KO Ras = resistor de 220 KQ Raz = resistor de 1 MO Ra4,R15 = resistor de 470 Kkº Raz = resistor de 18 Q Ra8,R1g = resistor de 15 O Rzo = resistor de 33 O R21 = resistor de 2,2 KO R22 = resistor de 390 9 R23,R24,R25,R26 = resistor de 150 2 Pa = trimmer de 2,2 KQ vertical Capacitores (1 = capacitor de 470 nF de poliéster Esquema elétrico do medidor de nivel com o indicador do pico. = capacitor de 1 uF 35 V de tântalo = capacitor de 4,7 nF de poliéster capacitor de 56 nF de poliéster Cs = capacitor de 4,7 uF 6,3 V de tântalo Có,C7 = capacitores de 10 HF 6,3 V de tântalo €g = capacitor de 330 |F 10 V eletrolítico Vários Da,Di1 = diodos LED verdes rectangulares Diz = diodo LED amarelo rectangular D13,D14 = diodos LED vermelhos rectangulares D15,D16,D17 = diodos de silício 1N4148 IC1 = TLC 339 ou então LM339 IC2 = LM3915 IC3 = 4066 ICg = LM324 IC5 = ICL7660 1 soquete de 8 pinos 3 soquetes de 14 pinos 1 soquete de 18 pinos 1 circuito impresso  PROJETOS Variador de som para guitarra É necessário um circuito simples para tornar mais agressivo o som deste instrumento Nem todos podem tocar como Jimy Hendrix, mas sempre podem tentar imitar o som das guitarras elétricas dos anos mais agressivos do Rock, com R maiúscula. O tom áspero e “incômodo” da típica guitarra do rock, que é totalmente oposto ao som doce da guitarra clássica, costuma ser habitual- mente exacerbado pela via eletrônica. Este conceito é possível porque se trata de uma gui- tarra elétrica cujos sons não são produzidos por uma caixa de ressonância, mas sim por um captador mag- nético (pick-up) do qual sai um sinal que pode ser mani- pulado à vontade. TIMBRE E HARMÔNICOS A nota que é emitida por um instrumento, por exem- plo um Lá natural, corresponde à frequência da osci- lação acústica (ou elétrica) produzida pelo próprio instrumento. Não obstante, com paridade com a nota, pode haver muitas diferenças de timbre: o som doce de uma flau- ta é muito diferente do som metálico de um trombone. Como já ilustramos na lição 16 de Analógica, o timbre depende da forma da onda, ou seja, do conteúdo dos harmônicos, que são as frequências múltiplas da nota fundamental. Nota pura apenas Nota distorcida (fundamental) (contém harmônicos) Se alterarmos uma forma de onda muda-se o seu conteúdo harmônico e, a seguir, o timbre captado pelo ouvido. CALA jo Adi Para se poderem mostrar duas informações diferentes, na mesma banda do LED, visualizam-se por turno. O valor médio aparece como uma banda luminosa, e o do pico como um único ponto. Por exemplo, amplificando excessivamente um si- nal, os picos positivos deveriam ultrapassar a alimen- tação (e os negativos a massa), mas esta hipótese é obviamente impossível. Portanto, os picos nivelam-se, criando uma distor- ção, ou seja, introduzindo harmônicos onde não existiam: este processo era bastante desagradável num equipamento de alta fidelidade, mas não num concerto de rock. O variador de som para guitarra elétrica já terminado. PROJETOS Funcionamen O sinal da entrada pode ser enviado diretamente pa- ra a saída, comutando o interruptor S1 para aquecer o circuito, ou entrar no TR1 to do circuito pois altera a forma da onda, produzindo o efeito da distorção que se desejava obter. Este último amplifica-o e passa-o para o TR2, que constitui o au- tentico variador de som, que é 1 crê simplesmente uma etapa ampli- ficadora, mal polarizada (falta também a resistência do emissor). Portanto, como costuma ser habi- tual, não amplifica de modo linear, | ENTRADA Esquema elétrico do variador de som | para guitarra; o transistor TRZ desenvolve o trabalho principal. PERCENTAGEM DA DISTORÇÃO Como se pode ver pelo esquema de blocos que está na figura, o sinal da etapa final (TR3) pode proceder de duas entradas e amplifica a diferença entre os dois sinais. Entrada O- > Misturador Amplificador Variador de som Resistores, todos de 1/4 W 5% Rz = resistor de 100 Q) (marrom, preto, marrom) Rz, R6 = resistores de 10 K9 (marrom, preto, laranja) Ra, R10 = resistores de 15 KQ2 (marrom, verde, laranja) R4 = resistor de 2,2 KQ (vermelho, vermelho, vermelho) R5 = trimmer de 470 KO R7 = resistor de 33 KQ (laranja, laranja, laranja) R8 = resistor de 150 KQ (marrom, verde, amarelo) Rg = resistor de 8,2 KQ (cinza, vermelho, vermelho) Rm = resistor de 5,6 KQ (verde, azul, vermelho) Capacitores €1, C2, C4, Cs, C6, CB = capacitores electrolíticos de 10 pF 16 V C€3 = capacitor de poliester de 3,3 nF Virando o P1 para um dos extremos, passa-se o sinal original até à outra parte que seleciona a que está distorcida; as posições intermediárias permitem misturá-las à vontade. O trimmer R5 atua ao variar a polarização do TR2, portanto o tipo de deformação da forma da onda (distorção) que introduz. Esquema de blocos do variador de som: o misturador (P1) permite combinar o sinal original e o distorcido. C7 = capacitor eletrolítico de 220 uF 16 V Transistores TR3, TR2, TR3 = transistores npn BDs46 ou equivalentes Vários Sa = interruptor de botão metálico (acionamento com o pé) P1 = potenciómetro duplo de 50 K9, log/antilog o (se não se encontrar) linear 1 tomada jack de 6,35 mm mono standard de painel 1 tomada jack de 6,35 mm mono standard de painel 2 conectores de 3 polos 3 conectores de 3 polos 1 circuito impresso PROJETOS Detector de metai Um prático dispositivo para detectar objetos metálicos que eshi Este dispositivo é de origem militar já antiga: era utilizado para detectar mi- nas, limpar os terrenos e, principalmente, para procurar artefatos bélicos que não tivessem explodido; como veremos, também tem a sua utilidade em casa. É capaz de descobrir a presença de massas metálicas ocultas debaixo dos soalhos, sem necessidade de qualquer contato físico com a ferramenta. Naturalmente as versões dos anos 40 pesavam muito e eram incômodas de manejar, visto que estavam construídas com tubos termo-iónicos, ou seja, válvulas: hoje é suficiente usar um minúsculo circuito integrado. IRA SEN Quando se faz um buraco na parede com uma broca, tem-se sempre a dúvida que se pode estragar alguma canalização que passe exatamente por esse lugar. Devido à grande quantidade de tubos (água, luz, gás, telefone, televisão) que passam no interior das paredes das nossas casas, a probabilidade é sempre possível, principalmente nas cozinhas ou nos banheiros. O nosso aparelho proporciona uma ajuda muito útil já que permite detectar a presença de tubos metálicos, como os da água ou do gás e, em menor medida, também os fios elétricos. O detector de metais já terminado. OSCILADOR SENSÍVEL O detector baseia-se num princípio muito simples: a presença de um objeto metálico perto de uma bobi- na altera notavelmente a sua indutância. Se a bobina faz parte do circuito ressonante de um | oscilador, a frequência da onda produzida por este último desloca-se por causa do efeito da variação da | indutância. Esta variação pode-se converter numa deslocação do tom de uma frequência audível, que se pode sentir claramente através de um alto-falante ou fo- nes de ouvido. Circuito ressonante Tt f= 500 KHz A indutância reduz-se, a frequência diminui f= 499,960 KHz La proximidade de uma massa metálica modifica a indutância, e por isso muda a fregiência da ressonância do oscilador. PROJETOS Montagem do circuito O circuito, apesar da aparente complexidade da sua função, é bastante simples, pois as peças que se têm de montar são poucas e ficam bem separadas. Continuam-se a aplicar aqui as indicações relativas à correta orientação dos capacitores eletrolíticos e dos integrados, incluído o IC3, que parece um transistor mas que é um regulador de tensão completo. O IC1 é uma antiga série CMOS, pelo que é bastante delicado de manusear: deve-se sempre descarregar para a terra antes de lhe tocar; quando o circuito está ter- minado já não são necessárias precauções especiais. Disposição dos componentes do detector de metais sobre a base do circuito impresso. Lado da solda do circuito impresso, ou seja, o das trilhas de cobre. ESSA ETA Num disco de cartão duro de, pelo menos, 16 cm de diâmetro, praticam-se oito cortes de 4 cm de com- primento e uns 2 milímetros de largura ao longo de todo o perímetro, como se ilustra na figura. Depois de preparado o suporte, deve-se criar uma bo- bina de seis voltas de um condutor flexível (isolado) através da série de cortes, tendo o cuidado de colocá- las alternativamente nas duas faces do disco. Uma vez terminado este trabalho, os dois extremos do fio poderão alcançar o borne que fica livre numa das margens da placa indicada com a letra L. LIGAÇÕES EXTERNAS Para alimentar o circuito é necessária uma tensão co! nua de 18 V, que pode ser proporcionada por duas pil de 9 V situadas em série e ligadas aos terminais + e -. Para utilizar fones de ouvido servem os que são pare dos com os de um walkman; pode-se montar uma toma jack de 3,5 mm, ligando ao mesmo tempo os dois pó centrais de modo que se possa escutar o mesmo som nú dois fones. Os fios de ligação ao potenciômetro R5 devem mais curtos possível, porque fazem parte de um circi oscilante; também se devem conservar longe dos out fios. Fio elétrico Cortes A bobina captadora constitui a parte importante do detector d metais, por cujo motivo deve ser construída com muito cuidad  Quando prescindimos da tecnologia da constru- ção, todos os circuitos elétricos e eletrônicos re- querem a ligação direta com uma fonte de ener- gia de características adequadas. Muitos dispositivos eletrônicos, como os proje- tos deste curso, funcionam com uma baixa ten- são contínua, de modo que não apresentam nenhum risco de descargas. Tanto para estas como para outro tipo de testes, é útil dispor de uma fonte de alimentação de la- boratório, capaz de produzir uma tensão con- tínua regulada e bem estabilizada, com uma boa corrente de saída. CRITICAS As tensões continuas requeridas com maior frequên- cia, tanto no âmbito profissional como nas práticas de principiantes, são geralmente entre 5 Vcç € 12 Voc. Em algumas aplicações analógicas utilizam-se poten- ciais mais baixos, como 3 Voc, ou muito mais altas, até 18 Vec; no campo industrial reina indiscutivelmente a tensão standard de 24 Voç. Uma ferramenta válida de laboratório deve poder dis- por de um cômodo comando à distância para a con- figuração de todos os possíveis valores na gama de 3 a 24 V, como faz o nosso dispositivo. A fonte de alimentação estabilizada para um laboratório de tensão variável já terminada. TENSÃO E CORREN Para se conhecer a tensão da saída pode-se utilizar o multímetro ou, (mais sofisticado para aqueles que estão dispostos a gastar mais), montar um voltímetro de painel já terminado, do tipo analógico ou digital Quando se fazem testes, é fácil causar alguns curto- circuitos ou sobrecargas: portanto, é importante que a fonte de alimentação esteja totalmente protegida, de forma que não possa ser danificada. Neste caso, se se deseja arredondar, pode-se acres- centar também um amperímetro de painel, de modo PROJETOS Um laboratório equipado com muito instrumental é o sonho de todos os adeptos da eletrônica. que se possa conhecer em todo o momento quanta corrente é fornecida ao circuito. Voltimetro de painel que, com uma resistência em paralelo de baixo valor, se converte num amperimetro. PROJETOS Montagem do circuito A diferença que existe do normal para a base do circui- to impresso é que este contém apenas uma parte do circuito; os componentes de alta tensão e também de alta corrente são montados no exterior. A realização da base não apresenta nenhuma dificul- dade. E suficiente seguir a disposição dos componen- tes mostrada na figura. Naturalmente, é necessário ter cuidado com a polari- dade correta dos dois capacitores eletrolíticos C2 e C4, e dos diodos D1 e D2. Disposição dos componentes na base do circuito impresso da fonte de alimentação. USA REDE A parte do circuito que está compreendida entre a toma- da de ligação à rede e o transformador, que inclui tam- bém o interruptor e o fusível, está para uma tensão da rede de 127/220 V alternada. Portanto, necessita de um isolamento exato, por exemplo com tubos de plástico especiais, e deve haver RETIFICADOR E CAPACITOR O revestimento do secundário do trans- formador para a base não envolve nenhum risco de descarga, mas deve- se utilizar um fio de seção adequada (pelo menos 1,5 mm?) por causa da forte corrente que se vai ter de utilizar. A ponte retificadora PR1 tem normal- mente um orifício para a fixação com parafusos à caixa metálica (que atua como dissipador); caso contrário, pode- se utilizar uma cola termo-condutora -pelo menos um centímetro de distância entre este último: e a caixa ou quaisquer outros fios. O fundamental fio de terra (amarelo-verde) do fio da re de é fixo com parafusos e arruelas à caixa metálica, ras- pando-a primeiro com papel de lixa para eliminar qual quer resíduo de vemiz e garantir um bom contato. especial. O capacitor de filtro C5 pode ser fixo horizontalmente na caixa com uma fita metálica, ou simplesmente colado no fundo da própria caixa. Revestimento dos componentes externos: o vermelho os flos de alta tensão, o amarelo os percorridos por uma corrente forte. vo TimerRo DIGITAL ou ANALÓGICO 19-30,  O INTEGRADO REGUL. R O IC1 que contém o autêntico regulador deve ser arre- fecido. Monta-se num dissipador que tenha uma boa superfície, melhor ainda se está exposto ao exterior | O O (de outro modo precisaria de uma boa ventilação). | Como o encapsulamento do integrado está ligado à saií- o da, é necessário interpor uma folha isoladora especial | com parafusos e anilhas adequadas (vendidos normal- | mente no kit) e, se preciso, também uma camada de | | plástico. Os fios entre o IC1 e a base devem ser muito curtos e de grande seção, de modo que se acrescen- tam dois capacitores de 100 nF montados muito próxi- mos ao integrado. Um deles entre a entrada e a massa 4 base do circuito impresso vista do lado das trilhas de cobre eo outro entre a saída e a massa. da fonte de alimentação. UTRAS LIGAÇÕES Ointerruptor SW1, o potenciômetro e os dois diodos lu- minosos podem ser montados diretamente no painel trontal, utilizando as braçadeiras de plástico especiais para os LED. - No mesmo painel também encontrarão o seu lugar os bomes de saída, vermelho (positivo) e preto (negati- vo); este último também poderá estar ligada à massa y metálica da caixa. Bi As ligações com os bomes devem ser de boa secção Exa do nino E 5 E aqui do tipo toroidal de baixo (a habitual 1,5 mm2), enquanto que para os LED e pa fiuxa disperso, interruptor de ta o potenciômetro não existem requisitos especiais, alimentação, porta-fusíveis e por causa das bases atuais que são utilizadas. dissipador para o IC1. EE TESTE E USO PRÁTICO Depois de terem sido verificados os fios e os isolamen- tos, pode-se ligar um multímetro à saída (se não esti- ver o voltímetro) e ligar a fonte de alimentação: deverá ler-se uma tensão que ficará regulada se rodarmos o E. +34 y +5V 34V-5V=29V 29Vx2A=58W O interruptor SW1 permite minimizar a dissipação do 4 CARGA integrado regulador IC1, baixando a tensão da entrada quando se utiliza uma tensão baixa de saída. 15V-5V=10V Configura-se em 12 V para tensões da saída compreen- 10V42A=20W didas entre 3 V e 12 V, e também em 24 V quando é ne- as ai cessário dispor de tensões superiores; se a corrente | di absorvida é muito baixa, sempre se pode deixar em 24 V. : +) EE Se baixarmos a entrada, a potência dissipada é reduzida no fegulador com baixas tensões da saída e altas correntes da carga. PROJETOS Montagem do circuito Todos os componentes do circuito, com exceção da pilha de 9 V, são montadas na base do circuito im- presso, conforme a disposição indicada na figura. O que se coloca em último lugar é o diodo D13 e a foto-resistência F1, se seguimos as instruções abaixo indicadas; os restantes componentes podem ser montados pela ordem habitual. Como sempre, deve-se prestar muita atenção aos componentes que têm polaridade: tais como capaci- tores eletrolíticos, diodos (incluídos os LED), transis- tores, integrado e microfone. Disposição dos componentes do circuito impresso dos psicodélicos de bolso. MONTAGEM DOS LED Para os numerosos LED de cores, a identificação dos terminais, cátodo (indicado com k) e ânodo, pode ser efetuada observando o comprimento dos mesmos an- tes da sua ubiquação no circuito impresso. De fato, o pino do cátodo dos LED é fisicamente mais curto do que o outro, e um possível vinco realizado an- tes de tempo com os alicates poderia dificultar a detec- ção da polaridade. Alguns LED também têm uma marca lateral de refe- rência (como por exemplo os indicados no plano de montagem), mas nem todos o têm; no entanto, pode- se utilizar a técnica que se mostra na figura. Os terminais de um LED podem ser identificados com a ajuda de uma pilha e de uma resistência. - A FOTO RESISTÊNCIA E O SEU LED O LED D13 e a foto resistência F1 devem estar situados frente a frente, de modo que a luz gerada pelo primeiro possa alcançar o segundo. Como ilustra a figura, giram-se 90 graus a partir da base, mantendo-os a mais ou me- nos um centímetro de distância; a foto resis- tência, ao contrário do LED, não tem polari- dade. Resistência de 4700 « + OLEO 1 acende-se se 0 E positivo vai para. Resistência o ânodo (a) de 4700 Pilha de 9 O) O LED não se acende se o positivo vai para O cátodo (k) Se o circuito for montado nui caixa transparente, será n sário proteger o F1 da luz ext rior, por exemplo com um tub de cartão preto que lhe permi receber apenas a luz do D13. D13 e FI fazem parte de um sister automático de regulação: o LED iluminar a foto resistência.  Pode-se utilizar uma caixa de plástico normal, dei- xando o circuito sem caixa, somente protegido por xando um orifício na tampa para as luzes (ou então um isolador que cubra o lado das soldaduras (será voltando a enviar os LED para o painel), e realizando necessário, nesse caso, evitar o contato com objetos 2 ou 3 orifícios para o microfone. metálicos). Uma outra possibilidade talvez melhor ainda, é subs- tituir toda a tampa por um retângulo de plástico ou de policarbonato, de modo a deixar ver todo o circuito sem esquecer de proteger o Fi e o D13. Exemplos de caixas de plástico: a parte retangular de cima pode ser substituída por um No entanto, o efeito mais tecnológico obtém-se com é retângulo transparente. uma caixa totalmente transparente ou mesmo dei- TESTE E UTILIZAÇÃO PRÁTICA O teste de funcionamento requer muito poucas ma- nobras: liga-se a pilha, que deve estar com a polari- dade correta, aciona-se o interruptor e observa-se o resultado na presença da música. Se tudo correr bem, o grupo do LED de 5 mm come- çará a piscar ritmicamente depois de um período inicial de cerca de vinte segundos. i Os que têm a cor vermelha seguirão o baixo e a ba- | teria; os verdes seguirão os médios (normalmente a melodia), e os amarelos, finalmente, responderão | aos golpes dos pratos e de outras tonalidades | agudas. Circuito impresso para as luzes psicodélicas de bolso, pelo lado re - Pr das soldaduras. DURAÇÃO DOS LED - Para produzir a máxima luminosidade, os LED es- tão sujeitos a uma tensão bastante intensa, que pode E reduzir a sua vida útil. A , Alguns LED não conseguem suportar estas fortes tensões e podem ceder depois de um breve período de uso. 12082 (limitador de corrente) Adicional Neste caso, e também apenas como prevenção para não se correr o risco de ter que substituí-los, convém acrescentar uma resistência em série a cada par de LED, como se explica na figura. Uma resistência em série reduz a luminosidade, mas prolonga a vida útil dos diodos luminosos. PROJETOS Funcionamento do circuito O IC1 operacional amplifica o sinal da entrada, que se aplica à entrada dos três filtros ativos constituídos respectivamente por IC1b, ICtc e ICid. Estes dividem o sinal em três bandas: a primeira é uma passa-alta para os agudos, a segunda uma passagem da banda para as frequências medias e a terceira também é uma passa-baixa para os tons de baixa frequência. À saída de cada filtro há um de- tector de amplitude, formado por um corretor de dois diodos. A tensão produzida por ele faz com que o transistor conduza, acendendo os LED correspon- dentes. MME --- O ganho conseguido da etapa da amplificação (IC1a) é regulado automaticamente conforme a corrente ab- sorvida pelos LED finais, que também atravessa o LED D13. De fato, quanto mais se ilumina o D13, mais baixa a resistência da foto resistência F1 situada à sua frente, Resistores (todos de 1/4 W 5%) Ri = resistor de 15 KQ (marrom, verde, laranja) Rz, R4 = resistores de 1 MQ (marrom, preto, verde) R3 = resistor de 1 Kº (marrom, preto, vermelho) R5, R8, Rg = resistores de 10 KQ (marrom, preto, laranja) R6, R7 = resistores de 470 KQ (amarelo, violeta, amarelo) Rio = resistor de 27 KQ (vermelho, violeta, laranja) Raa, R15 = resistores de 100 KG (marrom, preto, amarelo) R12 = resistor de 22 KQ (vermelho, vermelho, laranja) R13 = resistor de 220 KQ (vermelho, vermelho, amarelo) Ri4 = resistor de 4,7 KQ (amarelo, violeta, vermelho) Ra6, R17, R18 = resistores de 6,8 KQ (azul, cinzento, vermelho) Capacitores C1 = capacitor de poliéster de 100 nF €2, C4 = capacitor eletrolítico de 47 uF 10 V C3 = capacitor eletrolítico de 100 uF 3 V Cs = capacitor de poliéster de 15 nF r de 3,3 nF Esquema elétrico dos psicodélicos de bolso do LED. aumentando a realimentação negativa sobre ICla e, portanto, reduzindo a sua amplificação. Os dois LED amarelos D14 e D15 são utilizados, no entanto, como referência de tensão (4,2 V aproxima- damente), para proporcionar o zero de referência para os quatro amplificadores operacionais. Cy = capacitor de poliéster de 47 nF - C8-9 = capacitores cerâmicos de 220 pF Cio = capacitor eletrolítico de 10 uF 6,3 V Cn, C12, C13, C14, Cas =capacitores eletrolíticos de 1 uF 10 V Componentes activos TRa, TR2, TR3 = transistores BC546 IC1 = TLC274 0 TS274 - LM324 Da, D2, D3, D4, D5, D6 = diodos ao silício 1N4148 Dz, D8 = diodos LED vermelhos de 5 mm, 50 mA Do, Dio = diodos LED verdes de 5 mm, 50 mA Da, Diz = diodos LED amarelos de 5 mm, 50 mA D13 = diodo LED vermelho de 3 mm, 50 mA Da4-15 = diodos LED amarelos de 3 mm (de cualquier tipo) Fa = foto resistor de 5 mm Vários ON-OFF = micro chave de alavanca MICRO = microfone de eletreto 1 circuito impresso  ESUP ALIAS; Para se poder verificar o funcionamento do dispositi- vo é necessário aplicar a alimentação de 9 a 15 V so- bre a polaridade dupla, com os pontos +12 V,-12V ea massa, e também proporcionar todas as ligações de áudio. Se for regulado o cursor do trimmer R8 a meio do caminho percorrido, e aplicando um sinal musical à entrada IN1 de nível não muito elevado, deverá poder escutar-se de novamente à saída. Se emitirmos na entrada prioritária IN2 outro sinal, por exemplo, a saída de um pré-amplificador microfô- nico (como o do projeto 13), deverá ser possível escutá-lo, enquanto a música baixa de volume. Circuito impresso do talk-over, visto pelo lado das trilhas de cobre. REGULAÇÃO DO NÍVEL Otrimmer R8 permite regular a amplificação do sinal Deste modo pode-se equilibrar o nível da música submetido (normalmente a música), isto é, aquele proporcionalmente ao da voz (ou do sinal IN2), de que se atenua quando entra o sinal prioritário (voz). | modo que se obtenha um efeito da dissolução mais eficaz. O nível do sinal aplicado à entrada IN1 deve ser at] Saída | bastante baixo, para evitar distorções; mas se for ex- cessivamente reduzido o ruído de fundo poderia D ma 1 tornar-se perceptível. Tensão de = ate Satda é percepi controle “E e O talk-over utiliza um JFET como potenciômetro controlado em | tensão (o princípio deste processo é explicado na lição 23 de | Analógica). TEMPOS DE RESPOSTA Também num circuito automático, como na mistura manual, existe um tempo de ataque, isto é, de inser- ção, e um recíproco de libertação, após o qual volta a música. Sinal da É preferível que o ataque seja quase imediato, para não se perder a primeira sílaba do discurso, uma vez que convém que a libertação seja relativamente lenta Alto. e progressiva. Ataque da á il I i i úsi Libertação Não sendo assim, o dispositivo elevaria novamente o URCA q volume sonoro, aproveitando também as breves Baixo pausas entre uma palavra e outra, com um efeito acústico extremamente desagradável. Para se obter o melhor efeito acústico, o tempo de libertação deve ser mais longo do que o tempo de ataque. PROJETOS Funcionamento do circuito O sinal submetido (música) atravessa o potenciôme- tro eletrônico formado pelos R7, C3 e T1, e depois é amplificado pelo amplificador operacional IC1A, al- cançando por fim a saída. O IC1A está ligado para funcionar como amplificador inversor (ver lição 34 de Analógica) e também se ocupa de somar, isto é, misturar o sinal musical com o da outra entrada IN2. Este segundo sinal, que é normalmente a voz, está também ligado à entrada de um segundo amplifica- dor (no inversor): o IC1B, que levanta bastante o nível. O resultado (recordemos que é a voz amplificada) é redirigido pelo D1 e carrega C7, produzindo uma tensão positiva, dependente da entrada INT, quer di- zer, baixando o volume da música. Aplica-se à porta (terminal de controle) do T1, reduz a sua resistência e, portanto, atenua o sinal procedente da entrada IN1, isto é, baixando o volume da música. Quando a voz falta (IN2), o C7 descarrega-se lenta- mente através do R1, aumentando assim a resistên- cia do T1 e devolvendo a música ao nível anterior à intervenção. Esquema elétrico do talk-over. Resistores (todos de 1/4 W 5%) R1 = resistor de 2,2 MO (vermelho, vermelho, verde) R2 = resistor de 470 KQ (amarelo, violeta, amarelo) R3, Rs = resistores de 1 MO (marrom, preto, verde) R4 = resistor de 4,7 KO (amarelo, violeta, vermelho) R6, Rio = resistores de 120 KQ (marrom, vermelho, amarelo) R7 = resistor de 47 KQ (amarelo, violeta, laranja) R$ = trimmer de 10 KQ2 horizontal Ro = resistor de 1 KQ (marrom, preto, vermelho) Capacitores C1, C2 = capacitores eletrolíticos de 220 |F 25 V C3, C4, 5, C6 = capacitores de poliéster de 100 nF Cy = capacitor eletrolítico de 1 pF 25 V Semicondutores Di = 1N4148 T1 = BF245B IC = LF353 Vários 3 conectores RCA a régua de parafusos de três ligações 1 circuito impresso 1 possível caixa metálica  Tesnio sthtbnadesd Um dispositivo para regular automaticamente a temperatura As preocupações por efeito do ar forte das serras, da altitude, da neve ou de outras mudanças climáticas, são devidas ao fato de bastarem poucos graus a mais ou a menos para mudar radicalmente a vida na terra. Sem falar de catástrofes, também na vida quotidiana encontramos numerosas situações nas quais é necessário manter constante, nos limites do possível, a temperatura de um objeto ou de um ambiente. Citemos por exemplo o sistema de aquecimento da casa, o frigorífico, o ar condicionado, o aquário, o aquecedor de banho, o forno elétrico, o freezer, o ferro de passar, etc. ESA A palavra termostato indica um ambiente no qual a temperatura (termo) se mantém constante e, portanto, no regime estático (stato), mas o termo é utilizado com frequência para referir-se ao dispositivo de controle. O sistema requer um sensor que detecte a temperatu- ra (vulgarmente chamado. como já dissemos, o ter- mostato) e um controlador que a faça subir ou descer se estiver fora dos limites indicados. O nosso circuito desenvolve justamente a função de sensor, medindo a temperatura e controlando um relê, que deverá ser ligado ao dispositivo que desenvolva calor ou frio. Diz-se que um dispositivo auto-regulado, como o que acabamos de descrever, funciona com argola fechada: controla a temperatura que, por sua vez, é medida à entrada. O termostato eletrônico pode ser utilizado, por exemplo, para controlar um pequeno ventilador situado em frente do dissipador de um transistor de potência: se aquecer demasiadamente, é esfriado. No entanto, nada impede utilizar o circuito da ar- gola aberta, ou seja, como um simples indicador de temperatura, por exemplo para fazer soar um alarme caso se detecte algum problema no freezer da casa. 85 a» E Circuito de controle Resistência que aquece | (recebe corrente se a Sensor temperatura for demasiado baixa) Num aquário, quando a temperatura é demasiado baixa, o termostato envia corrente para uma resistência, que aquece a água. A temperatura do frigorífico está regulada por um termostato que não é especialmente sofisticado. PROJETOS Funcionamento do circuito O termistor (sonda) forma um divisor com o resistor R1, produzindo nos exire- mos de C3 uma tensão mais alta quanto mais ele- vada é a temperatura na qual se encontra. Um segundo divisor, forma- do pelos R2 e R3, este últi- mo em série com o poten- ciômetro RV1, produz uma tensão de referência regu- ladora variando a posição do próprio potenciômetro. O IC1 funciona como com- parador, ou seja, compara as duas tensões: se a pri- meira que é controlada pela temperatura é inferior à se- Esquema elétrico do termostato eletrônico. SUS AS A histerese é obtida com uma fraca realimentação positiva: o R9 faz com que retroceda uma parte da tensão da saída, deslocando ligeiramente o limiar de comparação quando se produz uma ligação. Para assegurar uma alimentação estável com os divi- sores da entrada, o IC1B funciona como alimentador Resistores (todos de 1/4 W 5%) Ra, R6, Rz, Rio = resistores de 4,7 Kº (amarelo, violeta, vermelho) R2 = resistência de 5,6 K9 (verde, azul, vermelho) R3, R4, R5 = resistores de 1 KQ (marrom, preto, vermelho) R8 = resistência de 2,7 K2 (vermelho, violeta, vermelho) R9 = resistência de 1 MQ (marrom, preto, verde) RV1 = potenciômetro linear de 1 KQ Condensadores €1 = capacitor electrolítico de 470 |F 16 V C2, C3 = capacitores de poliéster de 100 nF gunda, a saída está alta: o Q1 conduz e o relê salta. +12V O s R8| +9/14 KO (i2y * estabilizado: faz de buffer para a tensão estabilizada produzida pelo diodo Zener DZ1. Os capacitores C3 e C4 têm a função de anti-interfe- rências: formam filtros passa-baixa que evitam liga- ções acidentais; não interferem com as variações de temperatura, que são lentas. Cy = capacitor cerâmico de 220 pF Semicondutores Da = diodo de silício 1N4002 DZ1 = diodo Zener 6,2 V - 1/2 W O1 = transistor NPN BC237 ou equivalente IG = LM358 ] LDa = diodo LED vermelho de 3 mm Vários SONDA = termistor PTC modelo KTY81-110 RL1 = relê de 12 V, um contato de intercâmbio de 2 À 3 terminais de parafusos de dois postos 1 circuito impresso PROLETOS Carreg ador de baterias de NiCd para automóveis Um dispositivo portátil para carregar de energia os acumuladores descai Há mais de cinquenta anos que o adjetivo portátil podia querer referir- se a um compartimento com seis quilos de componentes eletrônicos e oito de baterias para a sua alimentação. A tecnologia da época parece estar a anos-luz deste momento, mas a utilização de baterias como fonte de energia é ainda necessá- ria, embora com uma relação peso/desempenhos muito mais favorável. Certas aplicações de baixa potência, como os re- lógios e as calculadoras, funcionam há alguns anos com uma minúscula bateria, mas outras, como as do tipo leitores do disco compacto, devoram as baterias a um ritmo bastante elevado Agora, quando a ecologia é um tema que está em moda, não convém jogar fora as pilhas descarrega- das, mas sim tornar a carregá-las para que possam Acumulam talvez um pouco menos de energia e pro- porcionam uma tensão levemente mais baixa, mas esta tensão tem a vantagem de que se mantém ser utilizadas mais vezes. constante durante toda a duração da carga. Naturalmente, não se devem utilizar as habituais pilhas alcalinas, porque devem ser substituídas pelas recar- regáveis, por exemplo, as de níquel e cádmio (NiCd), cujo custo é amortizado perfeitamente com o uso. As baterias recarregáveis de níquel e cádmio estão disponíveis em diferentes formatos, entre os quais se encontram os das pilhas normais de usar e jogar fora. TRANSFUSÕES DE ELÉTRONS Se para recarregar as baterias em casa é suficiente li- gar a tomada do carregador, como se faz com a má- quina de barbear ou com um pequeno aspirador, a si- tuação pode se complicar se nos encontramos longe das tomadas de corrente. Quer se trate de um automóvel rádio-controlado ou de um brinquedo das crianças, seria muito mais cômodo poder recarregar as pilhas enquanto os mesmos estão em funcionamento. Deste modo pensamos que seria mais útil um carregador de baterias capaz de funcionar com os 12 V da bateria do automóvel: na prática, transfere uma minúscula parte da energia desta última para a pilha que queremos recarregar. As baterias NiCd encontram aplicação num bom número de dispositivos, embora recentemente se prefiram as mais modernas NiMH. PROJETOS Montagem do circuito Na simples placa visível na figura, todos os com- ponentes têm o seu devido lugar, com a excep- ção do comutador SW1, que está destinado ao painel frontal da caixa. A montagem não apresenta dificuldades dignas de serem mencionadas: é suficiente ter cuidado, como sempre, com a correta orientação dos transistores e diodos, e além disso não queimar os transistores. Para soldar os nove terminais, também chamados fixações, convém utilizar uma pinça para que não se queimem os dedos; os fios serão soldados depois na ponta para evitar dessoldar os extremos do fio. Disposição dos componentes na placa do carregador de baterias; na figura inferior indica-se o dissipador para o Q2, DISSIPAÇÃO Como o transistor Q2 pode ter que admitir uma potên- cia discreta (até uns 5-6 W), é preciso que esteja fixo (com parafusos) num dissipador adequado, ou na parede de uma caixa metálica. Deste modo ficaria ligado eletricamente ao positivo, pelo que se interpõe um kit adequado de isolamento (lâmina de mica e guia de teflón para os parafusos). Como alternativa, poderá colocar-se o circuito e o dis- sipador numa caixa de plástico fechada, mas neste LIGAÇÕES O comutador será montado no painel da caixa, tendo o cuidado de se informar corretamente no mesmo pai- nel os parâmetros indicados no esquema elétrico, mos- trado na página 92. Para se poder extrair os 12 V do automóvel convém utilizar um plugue especial que possa ser inserido na tomada do isqueiro, ou com um fusível rápido de 1A em sério para evitar problemas. No lado da bateria, podem-se utilizar porta-pilhas normais, do tipo adequado ao formato dos elementos de níquel-cádmio que devem ser recarregadas (mes- mo mais de um em série). “B' Bateria caso terão de ser feitos vários orifícios nos dois lar dos, para assegurar uma boa ventilação. Exemplo de um dissipador de alumínio anodisado, adequado para o transistor regulador do carregador de baterias. E bs, Porta-pilhas de plástico, que se podem utilizar para inserir as baterias NiCd descarregadas e que se ligam ao carregador.