Interruptor Automático Temporizado (ART1878)

Um circuito temporizador é uma configuração eletrônica que aciona algum dispositivo depois de decorrido um intervalo de tempo pré-estabelecido. São muitas as aplicações práticas que esse tipo de aparelho pode ter em diversos setores de trabalho.

 

Pode ser usado em câmaras de revelação de fotografias para a determinação do tempo de exposição, ou banhos de negativos.

Pode ser usado em jogos para limitar o tempo de jogadas (No xadrez, tais aparelhos são largamente difundidos)

Podem servir para alertar o leitor que pratica eletrônica, no momento em que o tempo do banho de percloreto de sua placa de circuito impresso é ompletado.

Também pode servir no laboratório de química, física ou biologia para fixação de tempos de experiências, e em muitas outras aplicações.

Evidentemente, não podemos enumerar todas as possibilidades de aplicações práticas para este dispositivo. Só podemos dizer que podemos ajustar este temporizador para acionar um sistema de aviso em intervalos que vão de 2 ou 3 segundos, até mais de 10 minutos, dependendo dos valores dos componentes básicos escolhidos.

Damos dois diagramas para o leitor montar: uma versão simplificada em que o dispositivo de aviso que indica o final do tempo descrito é uma lâmpada, e outra em que o aviso é sonoro, o que é feito por meio de um oscilador que emite um som forte de chamada.

Como se trata de circuito bastante simples que usa poucos componentes, até mesmo os que pouca prática tenham em montagens poderão executá-lo com êxito.

Os componentes utilizados são todos de baixo custo e fácil obtenção.

Damos duas versões para a técnica de montagem. A primeira versão para o principiante inexperiente, que é realizada em uma ponte de terminais na qual os componentes são diretamente soldados, e uma segunda versão para o montador mais avançado em que se usa uma placa de circuito impresso.

Instalado numa caixa de madeira ou plástico apropriada, o temporizador terá a mesma aparência dos modelos profissionais e seu desempenho preciso nada fica a dever a estes (figura 1).

Figura 1 – Sugestão de caixa

COMO FUNCIONA

O princípio de funcionamento deste temporizador pode ser explicado tomando-se como base o comportamento elétrico de dois dispositivos semicondutores: o SCR (diodo controlado de silício) e o TUJ (transistor Unijunção).

O SCR é um dispositivo que possui três terminais denominados anodo (A), catodo (C) e gate ou comporta (G). Se entre o anodo e o catodo aplicarmos uma tensão, só haverá circulação de corrente pelo SCR no momento em que for aplicado um impulso de estímulo na sua comporta (gate).Na figura 2 temos o símbolo do SCR.

Figura 2 – O símbolo do SCR

Uma característica importante do SCR é que ele continua conduzindo indefinidamente a corrente, mesmo depois de cassado o estímulo. Para desligar o SCR, precisamos interromper momentaneamente a sua alimentação. O SCR se comporta, portanto, como um interruptor que pode ser acionado por um pulso elétrico aplicado na sua comporta (figura 3).

Figura 3 – O disparo do SCR

No nosso temporizador, usamos o SCR para acionar o dispositivo de

chamada, que pode ser a lâmpada ou o oscilador que o circuito que produz o sinal audível.

O coração do temporizador é, entretanto, o TUJ. Esse semicondutor caracteriza-se por disparar quando uma tensão aplicada ao seu terminal de emissor atinge determinado valor (figura 4).

Figura 4 – O transistor unijunção

Nessas condições, um pulso de tensão de intensidade suficiente para disparar o SCR pode ser obtido.

Para fazermos com que o disparo do TUJ se retardo do tempo desejado usamos uma configuração em que temos um resistor de valor ajustável e um capacitor (figura 5),

Figura 5 – Ajustando o tempo de disparo

Quando ligamos a alimentação, o capacitor se carrega. Lentamente através do resistor, de modo que a tensão em seus terminais demora um certo tempo para atingir o valor em que o TUJ dispara.

O tempo depende de dois fatores: do valor do capacitor (quanto maior ele for, maior é o tempo de carga), e do valor do resistor, pois quanto menor ele for, mais rápida é a carga.

É Usando um capacitor fixo de 500 uFe um potenciômetro de 1 M ohms)

(resistor que pode ser ajustado) podemos obter intervalos de tempo de até perto de 10 minutos.

Como o resistor é do tipo variável, nele podemos controlar os intervalos de tempo após o qual o dispositivo é acionado.

A alimentação do circuito é feita por uma tensão de 6 volts e o consumo do aparelho é praticamente todo devido ao dispositivo de aviso, ocorrendo portanto somente quando ele é acionado.

O oscilador que produz a chamada nada mais é do que um circuito em que, por uma realimentação ajustada num trimpot, obtém-se uma corrente de frequência correspondente a um som, a qual é aplicada a um alto-falante que então reproduz esse som, fornecendo o sinal de alerta (figura 6).

Figura 6 – Oscilador de aviso

MATERIAL E FERRAMENTAS

O SCR é de um tipo que encontra diversos equivalentes, no entanto apenas os tipos dados na lista de material devem ser utilizado em vista de suas características de disparo. Na instalação deve ser rigorosamente observada sua posição.

O transistor unijunção também é de um tipo bastante comum, podendo ser encontrado nas diversas procedências. A identificação de seus terminais é feita em função do ressalto existente em seu invólucro. Como se trata de componente delicado, o máximo de cuidado deve ser tomado para sua soldagem. (figura 7)

Figura 7 – O transistor unijunção

Os demais componentes são todos comuns, devendo apenas ser observado o transformador do oscilador de aviso, que é do tipo usado em circuitos de saída de áudio de rádios portáteis. O alto falante deste oscilador pode ser de qualquer tamanho, desde que sua impedância seja de 8 ohms. Para a instalação numa caixa pequena, uma unidade de dimensões reduzidas é a mais recomendada.

Como ferramentas para esta montagem: o ferro de soldar de 30 watts no máximo, solda de boa qualidade e alicates de corte e de ponta, além da chave de fenda, são as recomendadas.

MONTAGEM

Para a montagem em ponte de terminais, o leitor deve orientar-se tanto pelo diagrama (figura 8) como pela disposição real dos componentes (figura 9).

Figura 8 – Diagrama do aparelho

Figura 9 – Montagem em ponte de terminais

Comece fixando a ponte de terminais numa base de material isolante ou ainda preparando os furos para sua fixação no interior da caixa que alojará o conjunto.

A seguir, proceda à soldagem do SCR e do TUJ, observando cuidadosamente a posição desses componentes. A soldagem deve ser firme e rápida para que o calor não afete esses componentes.

A seguir, solde os demais componentes, observando em especial a polaridade do capacitor eletrolítico.

Complete a montagem fazendo a conexão dos componentes com fio flexível no caso do potenciômetro e circuito de alarme, suporte de pilhas e interruptor e com fio rígido na ponte.

Se for usado o oscilador como circuito de aviso, sua montagem será feita numa segunda ponte de terminais, conforme mostra a figura 11, sendo seu diagrama dado na figura 10.

Figura 10 – Diagrama do aparelho

Figura 11 – Montagem em ponte de terminais

Completada a montagem, instale a unidade numa caixa e coloque um botão com indicador, fixando sob ele a escala (figura 12).

Figura 12 – Botão com seta

A escala deve ser elaborada experimentalmente, por meio de comparações feitas com um cronômetro comum ou mesmo relógio.

Para a montagem em placa de circuito impresso, damos o aspecto dessa placa do lado cobreado e dos componentes na figura 13.

Figura 13 – Placa de circuito impresso para a montagem