Este artigo foi publicado em 1999 com base em documentação do próprio fabricante do circuito integrado LM2907-LM2917. Assim, a viabilidade dos circuitos descritos está condicionada a obtenção dos componentes usados, que já não são muito comuns em nossos dias. O artigo descreve diversas aplicações práticas para circuitos integrados que convertem frequência em tensão, ou seja, podem ser empregados com conversores D-A em muitas aplicações práticas. Vale como documentação de consulta.
Este artigo descreve a aplicação dos circuitos integrados LM2907/2917 da National Semiconductor que consistem em conversores frequência/tensão. Estes circuitos integrados são dotados de um comparador de alto ganho com a capacidade de acionar relés, lâmpadas ou outras cargas quando a frequência de entrada alcançar ou ultrapassar certo valor. Conhecer as características técnicas deste componente é importante para o técnico que deseja fazer novos projetos.
Dentre as aplicações possíveis para este componente podemos citar o sensoriamento de velocidade com a detecção da ultrapassagem de limites, conversão frequência/tensão em tacômetros, medidores de ângulo de abertura para uso automotivo, controle de fechadura de carros, chaves acionadas por som ou toque e muitas outras que ficarão claras quando dermos os circuitos práticos de aplicação destes componentes.
Dentre as características de destaque destes componentes podemos citar as seguintes:
* A saída vai ao nível zero na ausência de sinal de entrada
* Facilidade de uso
* O amplificador operacional tem um transistor com sáida flutuante
* Pode-se drenar ou fornecer até 50 mA de corrente de saída para o acionamento de cargas
* Possui diodo zener interno (Lm2917)
* Possui linearidade de 0,3% (tip)
Os circuitos integrados Lm2907 e Lm2917 são apresentados em duas versões com invólucros DIL de 8 e 14 pinos com a pinagem mostrada na figura 1.
Características:
Tensão máxima de alimentação: 28 V
Corrente máxima de alimentação: 25 mA
Histerese: 30 mV (tip)
Faixa de tensões de operação: 6 a 24 V
Tensão do zener interno: 7,56 V (tip)
Ganho de tensão do comparador: 200 V/mV
Corrente de saída máxima: 50 mA
APLICAÇÕES
Uma série de aplicações dada a seguir mostra ao leitor o modo básico de se usar estes componentes. Novos projetos poderão facilmente ser elaborados a partir destes desenhos. Sugerimos que o leitor procure pelo data sheet nos links abaixo, o qual está disponível no formato PDF.
1. TACÔMETRO
Na figura 2 temos um tacômetro com um mínimo de componentes usando um sensor de relutância variável.
Observe que este circuito é alimentado com 15 V.
2. CHAVE DE VELOCIDADE
A carga no circuito da figura 3 é energizada quando a frequência de entrada ultrapassa o valor f = 1/(2RC).
A tensão de alimentação pode ficar entre 6 e 24 V e a corrente máxima de carga é de 50 mA.
3. CONVERSOR FREQUÊNCIA-TENSÃO
No circuito da figura 4 a conversão de frequência para a tensão tem por vantagem a regulagem de um diodo zener interno ao circuito integrado usado.
A tensão de saída terá 1 V de amplitude para cada 66 Hz da frequência do sinal de entrada.
Os componentes ligados ao pino 3 do circuito integrado podem ser alterado para alterar esta característica de conversão.
4. MEDIDOR DE ÂNGULO DE ABERTURA
O circuito de Dwell Meter ou medidor de ângulo de abertura para uso automotivo mostrado na figura 5 é ligado ao platinado do carro para ajuste do ponto ideal de funcionamento.
O medidor de saída é um voltímetro cujas características determinam os valores dos componentes de ajuste ligados ao pino 5 do circuito integrado.
5. MEDIDOR DE RPM (1)
O circuito mostrado na figura 6 é de um medidor de RPM para uso automotivo, fornecendo uma tensão de saída de 6 V quando a frequência do sinal de entrada for de 400 Hz o que corresponde a uma rotação de 6000 rpm num motor de 8 cilindros.
O circuito é ligado ao sistema de ignição, conforme podemos ver e as características do instrumento usado na saída podem exigir elementos adicionais de ajuste.
6. MEDIDOR DE RPM (2)
O circuito mostrado na figura 7 é para motores de 6 cilindros fornecendo uma corrente de saída de 10 mA quando a frequência do sinal de entrada é de 300 Hz o que corresponde a uma rotação de 6000 rpm.
Os pontos de ligação do circuito ao sistema de ignição do carro são os mesmos do circuito anterior.
7. MEDIDOR DE CAPACITÂNCIA
O circuito mostrado na figura 8 fornece tensões de saída de 1 V a 10 V para Cx tendo valores entre 10 nF e 100 nF.
Neste caso o resistor R estará ajustado para um valor de 111 k ?. Outros valores podem ser usados para se obter outras faixas de medidas.
Observe que este circuito usa para referência de medida a tensão da rede de energia de 60 Hz.
8. CHAVE DE RETARDO DE 100 CICLOS
O circuito que mostramos na figura 9 aciona a carga depois de 100 ciclos do sinal de entrada conforme mostra o gráfico junto ao diagrama.
Os passos de tensão são dados pela relação (Vcc x C1)/C2.
9. CHAVE DE TOQUE
Um toque na placa sensora faz o flip-flop usado como carga mudar de estado e controlar a carga. O circuito em questão é mostrado na figura 10 e pode ser alimentado com tensões de 5 a 15 V o que o torna compatível com lógica CMOS e TTL.
10. INDICADOR DE SOBREVELOCIDADE
No circuito da figura 11 o LED piscará quando a velocidade de um motor ou outro elemento sensoriado cujo sinal seja aplicado ao pino 1 ultrapassa um limite determinado pelos componentes ligados ao pino 1.
Para os valores indicados no diagrama, o LED começará a piscar quando o sinal de entrada ultrapassar a frequência de 100 Hz.
Observamos ainda que a velocidade das piscadas aumentará tanto mais quando mais a frequência de entrada ultrapassar a frequência estabelecida.
11. LATCH DE SOBREVELOCIDADE
Para travar o circuito quando a velocidade sensoriada ou frequência do sinal de entrada ultrapassar certo valor pode ser usado o circuito da figura 12.
A curva característica de resposta deste circuito com a dependência da frequência em relação aos valores dos componente usados é dada junto ao diagrama.
OUTRAS APLICAÇÕES
No data sheet deste componente que pode ser obtido no site da National encontramos diversas outras aplicações interessantes para estes circuitos integrados e que podem ser de grande utilidade para os leitores.
Consultando os catálogos de alguns fornecedores de componentes eletrônicos de nossa cidade encontramos estes componentes que portanto podem estar disponíveis para projetos.
