Uma minuteria nada mais é do que um dispositivo mecânico ou eletromecânico, ou ainda, como é o caso, eletrônico, cuja finalidade é desativar (ou ativar) automaticamente a carga por ele comandada após encerrar-se um determinado período de tempo previamente programado.
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Este dispositivo pode ser utilizado nas mais diversas situações, tais como: desligar o televisor, ventilador, ar condicionado, lâmpadas em prédio de apartamentos ou residências, bombas elétricas, enfim, em qualquer servomecanismo elétrico. Também poderá ser utilizado em laboratórios fotográficos, em sistemas de alarma, em jogos onde cada competidor terá de realizar seu lance ou jogada em tempo cronometrado, etc. Seu quase ilimitado campo de aplicação estará unicamente limitado pela capacidade criativa do usuário.
O nosso dispositivo, em particular, ainda possibilita a inversão do seu funcionamento, ou seja: ele poderá manter uma carga em constante funcionamento e, quando solicitado, desativá-la durante um período de tempo previamente programado pelo usuário, período este que poderá estender-se desde aproximadamente 24 segundos até 15 minutos. Caso haja interesse, este período poderá ser alterado, para mais ou para menos, a critério do montador (para maiores informações, veja o Apêndice V ao final da obra).
Outra característica bastante interessante deste nosso circuito é possibilitar a interrupção do período de temporização a qualquer momento que assim se desejar.
O CIRCUITO
O diagrama esquemático da minuteria eletrônica está mostrado pela Fig. 1; o seu princípio de funcionamento é descrito a seguir.
A tensão da rede é reduzida para 12 volts C.A. através do transformador T1, a qual, após a retificação — meia onda — e filtragem pelo capacitor eletrolítico C1, é aplicada ao circuito; nas condições apresentadas na figura, o potencial da entrada-disparo do C.I. se encontra, através de R3, em um potencial acima de 1/3 de Vcc e, portanto, a saída do integrado se encontra em nível baixo, provocando a não condução — corte — do transistor Q1. Em consequência, o relé RL1 estará desoperado e o seu contato na condição mostrada por esta mesma figura; a carga, então, estará desativada. Ao pressionarmos a chave CH2, ainda que rapidamente, a entrada-disparo do C.I. será levada ao potencial terra, ocasionando o disparo do integrado (R3 garante um potencial alto no pino 2 enquanto CH2 estiver aberta, e ao mesmo tempo limita a corrente quando esta chave for calcada); a saída do C.I., agora em nível alto, ataca através de R4, que se constitui em um limitador de corrente, o transistor Q1; a condução deste faz operar o relé, o qual, através de seu contato, alimenta a carga através da energia elétrica da rede. O circuito assim permanecerá enquanto o capacitor C2 se carrega através de R1 e P1.
Quando a d.d.p. entre seus terminais for da ordem de 2/3 da tensão de alimentação, o C.I. detecta este nível através do pino 6, fazendo com que a sua saída se torne praticamente nula, ocasionando o corte de Q1 e a desativação do relé e da carga. Simultaneamente, o capacitor se descarrega instantaneamente através do pino 7 do integrado — o diodo D2 tem por finalidade escoar o campo desenvolvido pela bobina do relé quando da sua desativação.
Com os valores solicitados na lista de material para R1, P1 e C2, poderemos obter períodos de temporização entre aproximadamente 24 segundos e 15 minutos.
A chave CH1, optativa, permite interromper manualmente o processo de temporização, isto é: desativar manualmente a carga ainda que o período de temporização não tenha decorrido integralmente.
Entre os pontos A e B assinalados na Fig. 1 poderá ser incorporada uma chave do tipo liga-desliga, cuja finalidade é desligar o circuito quando o mesmo não for utilizado por longos períodos.
Quanto ao relé recomendado na lista de material, o mesmo permite manipular cargas de até 500 W, aproximadamente, potência esta que atende perfeitamente à maioria das aplicações domiciliares para este dispositivo. Havendo necessidade de manipular cargas de maior potência, teremos de substituir o relé por outro, cujos contatos possam manipular com uma folga de aproximadamente 50% a potência exigida pela carga; a única restrição é que a sua bobina seja para 12 volts C.C., e que a resistência ôhmica da mesma esteja compreendida entre 100 e 1000 ohms. Uma outra solução é aproveitar o relé recomendado, o qual irá energizar, através de seu contato, o outro relé de maior potência, cuja bobina seja alimentada através da própria rede elétrica — a Fig. 2 ilustra o exposto; tanto nesta como na figura anterior, observamos algumas linhas mais grossas em relação às demais; elas indicam que estas ligações deverão ser realizadas através de fios de maior calibre, compatível com a corrente que irá ser manuseada pela carga sob comando.
Como foi dito anteriormente, poderemos, com este mesmo circuito, fazer com que a carga esteja permanentemente ativada, somente sendo desativada temporariamente ao realizarmos um contato no interruptor CH1 (Fig. V1-1); para conseguir isto, basta conectar a carga na outra saída do relé RL1, tal qual é mostrado na Fig. 3.
A MONTAGEM
Para os leitores que dominam a arte de fazer placas de fiação impressa, é mostrada na Fig. 4, em tamanho natural, a placa do protótipo desenvolvido; contudo, nada impede que o leitor venha a montar o seu circuito numa placa padronizada de circuito impresso do tipo semiacabada. De qualquer forma, a descrição da montagem que ora se segue está baseada na placa apresentada na Fig. 4 e no circuito da Fig. 1.
Antes de fazermos a placa de fiação impressa convém verificar se os componentes adquiridos se enquadram no dimensionamento estabelecido para os do protótipo e, se for o caso, corrigirmos as diferenças de dimensões, principalmente nos capacitores e transformador, guiando-nos pelas Figs. 4 e 5.
Uma vez estando pronta a placa, daremos início à montagem, observando a distribuição sugerida na Fig. 5. Soldaremos inicialmente os resistores, capacitores e diodos, observando, nestes dois últimos, a sua polaridade; passar para o relé R L1 e trimpot P1, após, o soquete do integrado e o transistor — tomar cuidado com estes dois componentes: o soquete do integrado, assim como ele próprio, deve ficar com o chanfro ou marca para o lado esquerdo, e o transistor com a "barriga" para baixo (Fig. VI-5); outro cuidado a tomar é não aquecer em demasia os terminais dos semicondutores quando da sua soldagem, já que eles são inimigos naturais do calor.
Obs.: O trimpot P1 poderá ser substituído, a critério do montador, por um potenciômetro; neste caso teremos de "puxar" os respectivos fios da placa impressa.
Finalmente, soldados os componentes "leves", passaremos ao transformador: o mesmo é fixado à placa através de dois parafusos e respectivas porcas, de tal forma que os fios encapados (primário) fiquem do lado contrário aos demais componentes (vide Fig. 5); raspamos as extremidades livres dos fios do secundário — fios mais finos — e as estanhamos antes de serem soldadas à placa; finalmente soldamos os fios do secundário do transformador aos pontos da placa a eles destinados.
Obs.: Como já foi dito, entre os pontos A e B (Figs. 1 e 5) poder-se-á incorporar uma chave liga-desliga; se assim procedermos, um dos fios do primário irá ter à chave, e um outro desta para a placa.
Para encerrar a montagem, soldaremos os fios que vêm da rede e os que partem para carga (Fig. 5). Estes fios, que manipulam tensões C.A., devem ser tais que possam manipular, sem aquecer-se, a corrente solicitada pela carga — no protótipo foi usado fio paralelo 18 AWG para comandar um televisor a cores.
Todo o circuito poderá ser alojado no interior de uma pequena caixa plástica facilmente encontrada à venda no comércio especializado de eletrônica ou mesmo em supermercados. Nesta caixa deverão ser feitos três furos: um para — passar o cordão de alimentação e os dois restantes para fixar as chaves CH1 e CH2. Caso venha a ser empregada a chave liga-desliga anteriormente mencionada, será necessário um quarto furo; da mesma forma, será necessário mais um furo caso empreguemos um fusível de proteção. Na tampa superior da caixa teremos de fazer dois pequenos furos, cujo afastamento permita a inserção de uma tomada-macho, e ao mesmo tempo coincidentes com a tomada-fêmea a ser fixada no interior e numa parte lateral livre da caixa propriamente dita. A primeira providência para a instalação desta tomada — uma tomada do tipo chato e de preferência da marca Pial — consiste em retirar o parafuso que prende as duas metades simétricas deste tipo de tomada-fêmea; a seguir, encosta-se uma delas em um dos lados da caixa, de forma a ficar rente com a borda da caixa (Fig. 6); depois, marcamos o furo central da tomada na parte lateral da caixa — esta marca nos dirá o local exato onde deveremos furar a caixa para a passagem do parafuso que irá prender a tomada. Uma vez pronto o furo, prendemos os dois fios correspondentes vindos da placa impressa e fixamos a tomada através de um parafuso de 3/4" x 1/8" conforme ilustra a Fig. 7.
A placa de circuito impresso poderá ficar livre no interior da caixa, ou ainda ser presa à mesma através de dois parafusos situados nas cercanias do transformador; poderemos, também, aproveitar os dois parafusos de fixação do transformador para esta finalidade.
Uma vez terminada a montagem, faremos uma revisão geral na mesma, certificando-nos de que não foi cometido algum erro.
AJUSTES
O circuito não requer ajustes, a não ser o do período de temporização, o qual poderá ser regulado através do resistor de resistência variável P1 (Fig.V1-1 )
A verificação do funcionamento do circuito é muito simples: na tomada do dispositivo colocamos qualquer aparelho elétrico, como uma lâmpada, campainha, ventilador, etc., e ligamos o circuito à rede elétrica. Calcamos a seguir o interruptor CH2 e a carga será ativada; calcando a seguir o interruptor CH1, a carga será desativada; voltamos a calcar CH2 para novamente ativar a carga e esperamos, dependendo do posicionamento do cursor de P1, algum tempo para que o circuito desative automaticamente a carga a ele "pendurada". Caso estes dois ensaios tenham ocorrido conforme o descrito, o dispositivo está funcionando perfeitamente, e, se alguma anomalia for verificada, é sinal de que a montagem realizada apresenta algum erro, o qual deve ser sanado guiando-se pelo seu circuito e pelos chapeados apresentados.
IDENTIFICAÇÃO DOS TERMINAIS DOS SEMICONDUTORES
Na Fig. 8 estão identificados os terminais do transistor, diodos e integrado utilizados nesta montagem.
