As memórias EPROM (Erasable-Programmable Read-Only Memory) são utilizadas em muitos equipamentos digitais e ligados à informática tais como controles industriais com base em microprocessadores como o COP8, PIC, 80C51 e outros, automatismos, jogos, etc., onde se deseja a realização de certas operações segundo um programa. No entanto, para re-programar uma memória deste tipo é necessário submetê-la por certo tempo à radiação ultravioleta. Esse procedimento é feito num aparelho denominado "Apagador de EPROM", cuja construção descrevemos neste artigo.
As memórias EPROM possuem uma janela de quartzo através da qual, radiação ultravioleta pode ser focalizada no chip de silício de modo a apagar seu conteúdo.
Na figura 1 mostramos uma dessas memórias, a famosa 2716 que é utilizada numa infinidade de projetos, quer seja pela suas características e facilidade de obtenção, como por seu baixo custo.
As memórias EPROM que podem ser apagadas por radiação ultravioleta também são denominadas UVPROMs (UV de Ultavioleta). As memórias podem ser apagadas algumas vezes antes de perderem suas propriedades, mas isso já o suficiente para que as possamos usar no desenvolvimento de projetos até chegar a uma configuração definitiva que então possa usar uma PROM. Para sua programação são aplicados pulsos de determinadas intensidades e duração que os usuários deste tipo de dispositivo conhecem (No quadro anexo mostramos como programar e apagar uma 2716).
Para o apagamento do conteúdo de uma EPROM não é qualquer tipo de lâmpada de ultravioleta que pode ser usada, e sua utilização exige alguns procedimentos e cuidados determinados pelo fabricante do componente.
Assim, deve ser usado um tubo fluorescente que emita radiação de determinado comprimento de onda e a incidência sobre a pastilha de silício da memória deve ocorrer por tempo determinado, normalmente entre 15 minutos e 25 minutos.
O que descrevemos neste artigo é um dispositivo que utiliza uma lâmpada fluorescente UV especial para o apagamento de EPROMs e que é controlado por um timer que a mantém acesa pelo tempo necessário ao apagamento.
Como a radiação ultravioleta é extremamente perigosa para os olhos, precauções especiais no projeto são tomadas no sentido de se evitar que o usuário venha recebê-la por uso indevido do aparelho.
O projeto é bastante flexível tanto quanto ao uso da lâmpada (que pode ter diversos tamanhos) como em relação à temporização que pode ser alterada, e ao número de EPROMs que podem ser apagadas simultaneamente.
CARACTERÍSTICAS
* Tensão de alimentação: 110/220 VCA
* Potência da lâmpada: 4 a 10 watts
* Temporização: 15 minutos (tip)
* Tensão do setor de temporização: 6 a 8 V
COMO FUNCIONA
A base do projeto do temporizador do apagador de EPROMs é um circuito integrado 555 conectado na conhecida configuração monoestável.
Na saída do circuito integrado (pino 3) temos um transistor que controla um relé. Este relé vai estar energizado durante o intervalo de tempo em que a saída do circuito integrado permanecer no nível alto. Nestas condições o relé estará com seus contactos NA fechados e a lâmpada fluorescente ultravioleta (UV) recebe sua alimentação normal.
O tempo que a saída do 555 permanece alta depende do resistor R3 e do capacitor C3 ligados aos pinos 6 e 7.
A constante de tempo obtida com os valores indicados está em torno de 15 minutos, mas como existe o problema da tolerância dos componentes e também de eventuais fugas pode ser necessário mudar seus valores.
O disparo do circuito é feito aterrando-se por um instante, via S2, o pino 2 que é mantido no nível alto pelo resistor R2.
No momento em que este interruptor (S2) é pressionado, a saída do 555 vai ao nível alto, o relé atraca e a lâmpada fluorescente acende. Ao mesmo tempo o LED vermelho recebe a alimentação acendendo, de modo a indicar o início da temporização.
O interruptor S1 tem por finalidade interromper o processo de temporização, levando ao nível baixo o terminal de controle (pino 4) do 555.
Para este interruptor temos ainda a possibilidade de usar um reed-switch que será colocado na tampa da caixa do apagador, de modo que ele seja ativado quando ela for aberta, ou na gaveta, para que ocorra o mesmo quando ela for puxada. Um imã será o sensor para esta operação, conforme sugere a figura 2.
O circuito de alimentação da lâmpada ultravioleta fluorescente é convencional. Temos um starter que provoca a ionização do gás no momento em que ela é acesa e o reator comum que é ligado em série com a alimentação.
O setor de temporização é alimentado por uma fonte que usa um transformador de pequena potência e que, depois de retificação e filtragem, fornece uma tensão entre 6 e 8 Volts para o circuito, já que ele não é crítico, não havendo pois, necessidade de estabilização.
MONTAGEM
Começamos por dar aos leitores o diagrama completo do apagador de EPROMs na figura 3.
A placa de circuito impresso para esta montagem não é crítica dada a baixa potência do circuito e tem seu aspecto mostrado na figura 4.
A lâmpada ultravioleta pode ser de qualquer tipo fluorescente com potência entre 4 e 15 watts. O importante no projeto é apenas que o reator usado seja compatível com a potência da lâmpada, devendo por isso adquirido em conjunto, para maior segurança.
Existem suportes que permitem fixar a lâmpada diretamente na caixa. Para maior facilidade de trabalho, a caixa pode ser feita de madeira compensada ou de outro tipo com a forma e dimensões mostradas na figura 5.
O reator, transformador, starter, e suporte de fusível serão parafusados na própria caixa. O circuito de temporização será fixado por meio de separadores e ele deve ser posicionado de modo a não receber radiação ultravioleta, para maior segurança.
Os controles ficarão no painel e podem consistir em componentes comuns: para S3 temos um interruptor simples (que é opcional), e para S1 e S2 temos interruptores de pressão do tipo normalmente aberto (NA).
Os LEDs também devem ficar em local visível do painel, devendo ser instalados em suportes apropriados.
O acabamento da caixa depende do gosto de cada montador, podendo ser feito com verniz transparente depois da colocação de decalques com a identificação das funções das chaves e dos LEDs:
LED vermelho: em operação
LED verde: fim da temporização
S1: Interrupção
S2: Início
S3 - Liga/desliga
Para os componentes da parte eletrônica não temos nada de crítico. O relé pode ser substituído por equivalente de 6V com as devidas alterações na placa, se necessário.
Os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão de trabalho de 12 V ou maiores e os resistores são todos de 1/8 W.
A tensão de primário do transformador depende da rede de energia e o secundário de 6+6 V pode ter correntes entre 250 e 500 mA, sem problemas.
Lembramos também que todo o cuidado com os isolamentos dos fios devem ser tomados no setor de alta tensão, por estar diretamente conectado à rede de energia.
PROVA E USO
Inicialmente é preciso saber se o relé está fechando seus contactos quando S2 for acionada. Isso pode ser verificado sem a lâmpada ultravioleta instalada. O estalo do relé mostra o seu acionamento.
Depois, pode-se verificar o funcionamento do sistema de acendimento da lâmpada com a colocação provisória de uma lâmpada fluorescente comum no soquete, e o seu acionamento. Não tente olhar diretamente para a lâmpada para ver se ela acende! As radiações são perigosas para os olhos.
Se tudo correr bem, meça o tempo de acionamento e faça alterações de valor de R3 e/ou C3 se julgar necessário.
Coloque a fluorescente ultravioleta no soquete e o aparelho estará pronto para ser usado.
Para apagar uma ou mais memórias, retire a proteção da janela de quartzo e posicione-as na caixa ou gaveta de modo a poderem receber a radiação UV. Feche a caixa ou gaveta e pressione S2 depois de ligar S3.
O LED verde apaga e temos o acendimento do LED vermelho. Quando o LED vermelho apagar a memória estará pronta para ser utilizada. Um teste preliminar permite verificar se todas as células foram levadas ao nível alto, já que esta é a condição para a programação.
Semicondutores:
CI-1 - 555 - circuito integrado - timer
Q1 - BC548 ou equivalente - transistor NPN de uso geral
D1, D2 - 1N4002 - diodos retificadores de silício
D3 - 1N4148 - diodo de uso geral
LED1 - led verde comum
LED2 - led vermelho comum
Resistores: (1/8 W, 5%)t
R1, R2 - 10 k Ω
R3 - 1,5 M Ω
R4 - 2,2 k Ω
R5, R6 - 1 k Ω
Capacitores:
C1 - 1 000 µF/12 V - eletrolítico
C2 - 1 µF/12 V - eletrolítico
C3 - 470 µF/12 - eletrolítico
Diversos:
F1 - 2A - fusíveis
T1 - Transformador com primário de acordo com a rede local e secundário de 6+6V x 300 mA ou mais
S1, S2 - Interruptores de pressão
S3 - Interruptor simples
K1 - Relé de 6V sensível (100 mA) - Metaltex ou equivalente
X1 - lâmpada ultravioleta de 4 a 12 watts
X2 - Starter para lâmpada fluorescente
X3 - Reator para lâmpada fluorescente
Placa de circuito impresso, caixa para montagem, cabo de força, suporte de fusível, fios, solda, soquete para a lâmpada fluorescente, etc.
A EPROM 2716
Uma das EPROMs mais conhecidas é a 2716 que possui capacidade para armazenar 2048 palavras de 8 bits (2058 bytes ou 2 kbytes). Esta memória possui entradas e saídas compatíveis com a tecnologia TTL o que as torna muito úteis em projetos que empreguem microprocessadores, circuitos TTL, etc.
Na figura abaixo temos a pinagem desta memória.
IDENTIFICACÃO DOS PINOS
A1-A10 - Endereços
Q1-Q8 - Saídas de dados
S/(PGM) - Seleção do Chip (Programa)
VBB - Alimentação de -5 V
VCC (PE) - Alimentação de +5 V (Habilitação do programa)
Vdd - Alimentação de +12 V
VSS - 0V - terra
A operação desta memória é estática, o que significa que ela não precisa nem de clocks nem de circuito de refresh.
APAGAMENTO
O apagamento da 2716 é feito com sua exposição a radiação ultravioleta de alta intensidade, no comprimento de onda 2537 Angstrons. A intensidade recomendada para se obter o apagamento é de 12 mW por centímetro quadrado, quando então o tempo de exposição é da ordem de 21 minutos. A lâmpada é posicionada de tal modo a ficar aproximadamente a 2,5 cm acima do chip. Com maiores intensidade de luz, a lâmpada pode ficar mais longe ou mais perto e com isso o tempo de apagamento pode ser maior ou menor, como no projeto que descrevemos.
Após o apagamento todos os bits vão para o nível alto.
PROGRAMACÃO
O primeiro passo na programação é levar o Vcc(PE) aos 12V ou 0V de modo a desabilitar as saídas convertendo-as em entradas. Este pino deve ser mantido no nível alto durante o intervalo em que ocorrer a sequência de programação. O primeiro byte a ser programado (normalmente endereçado ao primeiro endereço ou 0) é aplicado e os dados aplicados às entradas de Q1 a Q8. Em seguida, um pulso de programação de +28V deve ser aplicado ao pino de programa. Este pulso deve ter duração de 0,1 a 1,0 milissegundos e em seguida o pino deve ser trazido de volta aos 0V. Depois de pelo menos 1 milissegundo que isso ocorrer, o endereço pode ser mudado para o seguinte e o processo repetido para levar os dados à próxima locação. A sequência deve prosseguir até que todos os dados sejam enviados a memória e depois repetida pelo menos 100 vezes para fixar o programa na EPROM. O número de vezes que o ciclo de programação é repetido é dado pelo tempo total de aplicação do pulso que deve ser de 100 ms. Assim, se cada pulso durar 1 ms, o número mínimo será 100. Se os pulsos forem mais curtos, precisaremos de uma quantidade maior.
Para terminar a programação, logo quer tivermos o último pulso encerrado com a volta ao pino nos 0V, as entradas VCC (PE) podem ser trazidas aos +/-5V o que levará o dispositivo ao modo de leitura. Os dados nas entradas já devem ter sido removidos neste momento, já que estes pinos se tornam agora saídas de dados, o que causaria um conflito de níveis lógicos caso eles fossem mantidos. Os dados obtidos nas saídas de Q1 a Q8 só se tornam válidos após 10 microssegundos da habilitação do pino do programa. (Mais informações veja no artigo "Programador de EPROM" publicado na revista número....)
