O computador pode ser usado para controlar dispositivos externos ou mesmo para receber e processar sinais de sensores e outros dispositivos externos. Para fazer isso, entretanto ‚ preciso contar com circuitos apropriados. Alguns podem ser muito complexos já disponíveis em placas para esta finalidade, mas sempre existe a possibilidade de se ter circuitos bastante simples que podem ser usados em projetos ou experimentos. Neste artigo focalizamos alguns destes circuitos.
A comunicação do computador com o mundo exterior é feita através de portas. Estas portas tanto podem receber sinais do mundo exterior como enviar sinais de controle.
No entanto, para usar tais portas o leitor precisa saber que tipo de sinais são disponíveis ou podem ser aceitos sob pena de causar dano aos circuitos internos do computador.
Usando os sinais corretamente é possível fazer muita coisa interessante usando eletrônica e algum programa de controle ou aquisição de dados como o Delphi, Visual Basic, QB e outros.
Os circuitos que damos a seguir são exemplos de interfaces bastante simples ou utilidades que podem ser usadas pelos leitores que pretendem interfacear seus computadores com o mundo exterior de uma forma simples.
1. Controlando um Triac
Para controlar um Triac a partir dos sinais obtidos nas saídas da porta paralela (porta da impressora) pode ser usado o circuito da figura 1.
O Triac pode ser qualquer um da série TIC como por exemplo o TIC226 que deve ser montado em radiador de calor.
O uso de um isolador óptico como o MOC3032 dá segurança a aplicação já que o circuito de alta tensão (rede de energia) fica completamente isolado do circuito de controle do computador.
O resistor de 180 Ω determina a corrente de excitação do LED interno do opto acoplador. Eventualmente, dependendo do opto isolador usado (sensibilidade) pode ser necessário fazer alterações neste componente para se obter uma corrente de excitação apropriada.
2. Controle de Relé
Para controlar um relé diretamente a partir das saídas TTL do PC pode ser usado o circuito mostrado na figura 2.
O resistor tem seu valor determinado para não carregar o circuito interno do PC. Eventualmente, dependendo do ganho do transistor usado pode ser necessário alterar este resistor. O circuito pode ser usado com relés de até 50 mA.
Para relés que exijam mais correntes pode ser usado o circuito da figura 3.
Veja que neste caso a tensão de alimentação do relé vem de uma fonte adicional externa de 12 V com um terra comum com a fonte do computador.
Pode-se obter um disparo mais seguro com o uso de um transistor Darlington, conforme mostra a figura 4.
3. Portas Lógicas com Transistores
No projeto de algum tipo de interface pode ser necessário implementar funções lógicas simples que dispensariam o uso de circuitos integrados.
Um caso simples é a implementação de uma porta NAND que facilmente pode ser elaborada com um transistor conforme mostra a figura 5.
O transistor pode ser um 2N2222 ou qualquer equivalente dependendo da velocidade de operação desejada. Os diodos podem ser de uso geral.
Lembramos que a partir de portas NAND comuns como a mostrada na figura 5 é possível elaborar outras funções como, por exemplo, uma porta Exclusive OR conforme mostrado na figura 6.
4. Sinais seguros
Para trabalhar com os sinais obtidos na porta paralela de um PC‚ preciso ter um certo grau de segurança principalmente quando estamos desenvolvendo um circuito experimental.
Isso pode ser conseguido com o uso de acopladores ópticos como o 4N26 num circuito simples como o mostrado na figura 7.
Os sinais obtidos neste circuito são isolados do PC e podem ser usados com segurança no desenvolvimento de circuito até mesmo os alimentados diretamente pela rede de energia.
O 4N26 tem uma tensão de isolamento de 7 000 volts o que garante que qualquer erro cometido no circuito controlado não vai afetar o circuito interno do PC.
O resistor de excitação eventualmente deve ser alterado se a intensidade do sinal obtida no PC não for suficiente para excitar o foto-transistor interno ao acoplador.
5. Interface de Teste
Para testar as saídas do seu PC quando desenvolvendo um programa de controle externo pode ser usado o circuito simples mostrado na figura 8.
Para cada uma das saídas (0 a 8) são ativados LEDs quando a s ida vai para o nível alto de modo que o experimentador possa verificar se seu programa está funcionando.
Os LEDs são comuns e não devem ser reduzidos os resistores para não carregar os circuitos internos do PC.
O máximo de cuidado deve ser tomado na montagem desta interface de teste porque qualquer curto-circuito no cabo ou nas ligações pode afetar os circuitos internos do PC causando danos.
Será interessante ter esta interface montada numa caixinha com um cabo pronto para conexão para os testes.
