Contador Direcional de Passagem (ART2228)

Este circuito gera um pulso retangular único com a passagem num sentido único de um objeto ou pessoa que interrompe dois feixes de luz. O importante é que a passagem em sentido contrário não produz o pulso o que é importante num sistema unilateral. Com base neste circuito podem ser projetados contadores digitais ou excitados diretamente contadores mecânicos.

Produtos numa esteira ou pessoas que passam por um local podem ser contados eletronicamente com a ajuda de um circuito como o que descrevemos.

A cada interrupção dos dois feixes de luz, que deve ocorrer num determinado sentido, são gerados pulsos únicos que podem disparar um contador tanto digital eletrônico como eletromecânico.

O circuito utiliza como sensores LDRs comuns o que lhe garante uma excelente sensibilidade.

Desta forma pequenas lâmpadas de 5 watts ou menos podem servir para a formação do feixe ou até mesmo, dependendo do modo de sua instalação, a luz ambiente.

Obs.: o artigo é de 1990, numa versão mais moderna podemos usar LEDs de alto brilho com fonte de luz.

O circuito de entrada é dotado de dois ajustes que atuam numa ampla faixa de luminosidade e além disso pode ser alimentado com tensões na faixa de 5 a 12 volts o que o torna compatível com tecnologias tanto TTL como CMOS.

O integrado 4093 usado como base deste projeto é bastante comum e tem um custo bastante baixo.

COMO FUNCIONA

Duas das quatro portas disparadoras não-E (NAND) de um integrado 4093 formam um fIip-flop do tipo Set-Reset.

Nas entradas Set e Reset são ligados circuitos divisores de tensão em que, num ramo temos foto-resistores (LDRs) e no outro temos dispositivos de polarização e ajuste, formados por resistores e trimpots.

Com os dois LDRs iluminados, os níveis nas entradas do flip-flop são mantidos altos, mas a atuação sobre a chave de reset faz com que um nível momentaneamente baixo na entrada 1 leve a saída 3 ao nível baixo e assim se mantenha por efeito de realimentação do circuito.

Com a passagem de um objeto que interrompa momentaneamente a luz sobre o LDR1, isso equivale a levar a entrada 6 momentaneamente ao nível baixo, o que comuta o flip-flop com a mudança de estado de sua saída.

Quando o objeto corta o feixe de luz que ilumina o LDR2, o circuito é ressetado.

A terceira porta Cl1c do integrado é usada como um buffer, isolando a saída do flip-flop da carga excitada, mas ao mesmo tempo invertendo os níveis do sinal.

Para uma nova inversão podemos usar a quarta porta (Cl1d).

Os trimpots P1 e P2 servem para ajustar os pontos exatos em que ocorre o disparo do flip-flop, em função da iluminação dos LDRs.

Para uma ação perfeita, os LDRs devem ser montados em tubos opacos com lentes convergentes, de modo a receber a luz somente da fonte correspondente.

A largura do pulso produzido, que é importante em determinadas aplicações, depende da velocidade com que o objeto passa diante dos dois LDRs e da sua separação.

Isso deve ser estudado segundo cada aplicação que se tenha em mente.

MONTAGEM

O que temos é um circuito básico que deve fazer parte de um projeto mais elaborado que inclui as etapas contadoras.

Na figura 1 temos o diagrama completo do sistema.

Figura 1 – Diagrama do sistema

C2 é cerâmico e os resistores são de 1/8 W. Os trimpots são comuns e os LDRs redondos comuns.

Os fios de ligação aos LDRs não devem ter mais do que 5 metros de comprimento de modo a se evitar a produção de repiques ou captação de zumbidos que levem os disparadores a um funcionamento errático.

As lâmpadas podem ser de baixa tensão ou, mesmo alimentadas pela rede local, em função da intensidade de luz necessária à aplicação.

Obs. O artigo é de 1990. Numa versão moderna, podemos usar LEDs de alto brilho como fonte de luz.

A chave de Reset é um interruptor de pressão comum.

PROVA E USO

Para uma prova de bancada pode ser ligado um LED em série com um resistor de 1 k Ω em uma das saídas.

Basta então ajustar os trimpots para que na passagem de sombra (na ordem indicada nas explicações) ocorra a comutação do flip-flop duas vezes, com o set e reset acionados.

Comprovado o funcionamento é só fazer a instalação ou implementação do projeto completo do contador.