Minuteria CMOS (ART404)
Com esta minuteria é possível manter aparelhos elétricos e eletrônicos ligados por intervalos de tempo que podem ser ajustados entre alguns segundos a perto de meia hora. Trata-se de um aparelho ideal para ser usado em alarmes, em fixação de tempos em jogos e para o acionamento de ventiladores, rádios, lâmpadas, etc.
Descrevemos uma minuteria simples que pode funcionar tanto com tensões de 6V como de 12V dependendo apenas do relé empregado. Durante um intervalo de tempo, que pode ser ajustado numa boa faixa de valores por meio de um potenciômetro, um relé se mantém ativado.
No final do tempo programado, o relé é desativado ligando ou desligando uma carga externa, conforme os contactos do relé que sejam usados.
O consumo durante a temporização depende da alimentação podendo ficar entre 50 e 100 mA. Este fato permite a utilização do aparelho com alimentação feita por pilhas médias ou grandes ou ainda uma fonte de alimentação.
A versão de 12V também pode ser usada no carro.
Uma aplicação interessante para o carro é a ativação automática do sistema de alarme com a saída do usuário: pressionando o interruptor S1 o relé desativará o sistema de alarme pelo tempo que as pessoas precisam para sair e fechar o veículo. Depois disso o alarme será ativado automaticamente.
Um reed-switch em paralelo com S1 permite que o alarme novamente seja desativado, mas pelo lado de fora usando-se um pequeno imã, na entrada no veículo.
Tensão de alimentação: 6 ou 12V DC
Corrente máxima consumida: 50 mA com 12V / 100 mA com 6 V
Corrente em repouso (relé desativado): 0,5 mA (tip)
Faixa de tempos: 1 segundo a 30 minutos
Corrente máxima da carga: 2 A com os relés MCH / 10A com os relés G1RC
Quando pressionamos o interruptor S1 por um instante, para dar início à temporização, o capacitor C1 carrega-se com a tensão de alimentação e com isso é estabelecido um nível alto na porta inversora formada por CI-1a do 4093B.
Com a ida da entrada da porta ao nível alto, sua saída vai ao nível baixo. Como esta saída está ligada às outras três portas inversoras que são ligadas em paralelo, as saídas destas vão todas ao mesmo tempo ao nível alto.
Estas saídas de CI-b, CI-1c e CI-1d servem para saturar o transistor Q1 que tem por carga o relé. Desta forma, o relé atraca e se mantém nesta condição.
Imediatamente após soltarmos S1, o capacitor C1 começa a se descarregar lentamente via P1 e R1. P1 determina então a velocidade desta descarga, de modo que a tensão na entrada de CI-1a cai lentamente.
Quando a tensão no capacitor cai abaixo do ponto em que o CI a reconhece como nível alto, ocorre a comutação e todos os níveis lógicos das portas seguintes são invertidos.
Com isso, a saída que excita o transistor vai ao nível baixo e o transistor ao corte desativando o relé.
Nestas condições, no final desta temporização o relé desarma desligando (ou ligando) a carga externa.
Observe que o consumo maior do aparelho ocorre justamente com a energização do relé, pois este componente é que representa o maior dreno de corrente. No final, com o transistor no corte, a corrente do circuito cai a um nível extremamente baixo que permite que as pilhas fiquem conectadas permanentemente sem que isso represente perigo de descarga.
Na figura 1 temos o diagrama completo da minuteria.
Diagrama completo co temporizador.
Na figura 2 temos a placa de circuito impresso para o caso de empregarmos relés do tipo MCH. Se forem usados relés do tipo G1RC1 ou G1RC2 de maior corrente a parte correspondente da placa deve ser modificada.
Placa de circuito impresso para os relés MCH2RC1 e C2.
Para maior segurança sugerimos que o circuito integrado seja instalado num soquete DIL de 14 pinos, o mesmo ocorrendo em relação ao relé.
Os resistores são de 1/8W com 5% ou mais de tolerância e o capacitor C1 que determina a temporização pode ter valores entre 1 e 1 000 µF, conforme a faixa de tempos desejada. Capacitores maiores permitem que se obtenham maiores intervalos de tempos.
O capacitor empregado deve ser de boa qualidade (sem fugas) com tensão de trabalho da mesma ordem que a da alimentação ou pouco maior.
O diodo admite equivalente assim como o transistor. O potenciômetro P1 pode ter valores entre 4,7 M ? e 10 M ?. Os tipos lineares são preferidos por facilitarem a elaboração de uma escala de tempos.
Alimente o circuito ligando-o a uma fonte ou colocando as pilhas no suporte. Coloque inicialmente P1 na temporização mínima (menor resistência) e aperte por um instante S1.
O relé deve atracar e ficar assim por alguns segundos. Percebemos que o relé atraca pelo estalo de seus contactos.
No final do intervalo, um novo estalo deve ocorrer indicado que o relé desarmou. Aumente um pouco a temporização em P1 e verifique se o intervalo que ocorre até o desarme também aumenta.
Na figura 3 mostramos como devem ser conectadas as cargas externa para serem ligadas ou desligadas no final da temporização.
Modo de se ligar a carga externa alimentada pela rede de energia.
Comprovado o funcionamento, com a ajuda de um relógio ou cronômetro, pode ser feita uma escala de tempos para o ajuste do potenciômetro.
D1 - 1N4148 ou equivalente - diodo de silício
R1 - 10 k ?
P1 - 4,7 a 10 M ? - potenciômetro linear
C1 - 1 a 1 000 µF x 6 ou 12V - eletrolítico - ver texto
C2 - 100 µF x 12 ou 16V - eletrolítico
K1 - MCH2RC1 (6V) ou MCH2RC2 (12V) - relé de 2A ou equivalentes - ver texto
B1 - 6 ou 12 V - 4 pilhas, fonte ou bateria - ver texto
Placa de circuito impresso, soquetes para o circuito integrado e relé, suporte de pilhas ou fonte de alimentação, fios, solda, botão e escala para o potenciômetro, etc.