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Saber eletrônica 445
Tipologia: Notas de estudo
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4 I SABER ELETRÔNICA 445 I Fevereiro 2010
índice
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08
65
Instituto Monitor ............................................................... 5 Tyco ..................................................................................... 7 ALV ....................................................................................... 13
Tato ..................................................................................... 13 Globtek .............................................................................. 33 Duodigit .............................................................................. 39
Microchip .................................................................... 2ª capa IR .................................................................................. 3ª capa Cyka ............................................................................. 4ª capa
17
30
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I SABER ELETRÔNICA 445 I Fevereiro 2010
acontece
Curtas
Américas puxam crescimento de vendas da Axis
10 I SABER ELETRÔNICA 445 I Fevereiro 2010
acontece
Produtos
N9030A – Analisador PXA de Sinais, da Agilent.
LEDs com a maior luminosidade do mercado
Fevereiro 2010 I SABER ELETRÔNICA 445 I 13
tecnologias
F2. As camadas que compõem o display.
F3. Circuito LC.
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Circuitos Práticos
mbora a frequência máxima de ope- ração de um circuito lógico CMOS dependa da tensão de alimentação, se precisarmos gerar sinais que não excedam alguns megahertz, ele consiste na solução ideal pelo seu baixo custo, simpli- cidade e facilidade de configuração. Os circuitos dados a seguir podem ser usados nas aplicações em que se necessita de sinais retangulares de baixas e médias frequências, empregando circuitos inte- grados convencionais da família CMOS.
Nosso primeiro oscilador é o mais simples de todos, tendo sua frequência determinada pela rede RC. Essse circui- to, mostrado na figura 1 , gera um sinal retangular com aproximadamente 50% de ciclo ativo em frequências que podem passar de 1 MHz. O circuito integrado mais usado nesta aplicação é o 4093, mas funções inversoras disparadoras como as do 40106 também funcionam satisfatoriamente. O valor míni- mo de R esté em torno de 1 kohms e para C o valor mínimo recomendado é 100 pF. Podemos modificar esse circuito para operar com uma rede LC, gerando sinais de frequências mais altas, até uns 7 MHz com 10 V, seguindo a configuração apre- sentada na figura 2. Nas frequências mais altas o sinal de sa- ída já não será perfeitamente retangular.
Na figura 3 temos uma forma de confi- gurar um inversor (NAND ou NOR) para gerar sinais com a frequência controlada por um cristal de quartzo.
A frequência máxima deste circuito está em torno de 4 MHz, e o capacitor deve ser cerâmico. O sinal também é retangular, com pequena deformação nas frequências mais elevadas.
F1. Oscilador com Porta NAND.
F2. Oscilador p/ freq. mais altas.
F3. Oscilador com cristal de quartzo.
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Circuitos Práticos
nentes indicados, gera sinais na faixa de áudio e a forma de onda é retangular. Outras funções CMOS que possam ser configuradas como inversores, funciona- rão perfeitamente nesse oscilador.
Maior estabilidade para a geração dos sinais pode ser conseguida com o oscila- dor ilustrado na figura 6. Os três inversores são de um circuito integrado 40106, mas outros circuitos integrados que possam ser empregados na mesma função servirão. O sinal de saída é retangular e a frequ- ência depende de R 1 e C 1. Para os valores indicados, o circuito gera sinais na faixa de áudio.
No oscilador exibido na figura 7 a frequência de operação depende do tem- po de propagação do sinal através das funções inversoras. Como esse tempo depende da tensão de alimentação, podemos controlar a fre- quência pelo potenciômetro de 10 k ohms que ajusta a tensão no circuito. O sinal gerado pode chegar a alguns megahertz e é rico em harmônicas, servin- do o oscilador como excelente gerador de sinais. Outras funções inversoras podem ser empregadas no mesmo circuito e o nú- mero de portas deve ser sempre ímpar.
Na figura 8 temos um circuito que en- tra em oscilação quando o pino de entrada for levado ao nível alto.
A frequência é determinada por R 1 e C 1. R 2 deve ser sempre maior do que 10 vezes o valor de R 1. Com os valores in- dicados, o circuito gera um sinal na faixa das audiofrequências. Outras funções que possam ser confi- guradas como inversor e controle podem ser empregadas. Por exemplo, podemos usar em lugar do 4069 o próprio 4011 como inversor. O sinal obtido na saída deste circuito é retangular com um ciclo ativo de apro- ximadamente 50%.
Na figura 9 mostramos como obter um oscilador usando as portas NOR de um circuito integrado 4001. O sinal gerado é retangular e a sua frequência depende basicamente de C 1 e R 2. R 1 deve ser pelo menos 10 vezes maior que R 2.
No circuito da figura 10 podemos ajustar a frequência do sinal gerado em um potenciômetro comum. A frequência gerada depende do ca- pacitor e para o valor indicado estará na faixa de áudio. Qualquer circuito integrado CMOS que possa ser configurado como inversor funcionará neste circuito.
Os circuitos que vimos são apenas alguns que podem ser usados como osciladores. Lembramos que a velocidade de operação dos circuitos CMOS depende
muito da sua tensão de alimentação. Assim, para uma alimentação de 5 V, um circuito alcança no máximo 3 MHz enquanto que alimentado com 15 V pode chegar a 8 MHz. A frequência máxima, em cada caso, depende do circuito integrado utiliza- do. Consulte os manuais em caso de dúvidas.
F7. Osciladopr sem com- ponentes externos.
F8. Oscilador disparado.
F9. Oscilador com 2 portas NOR.
F10. Oscilador de frequência varíavel.
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Projetos
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ste projeto não tem como finali- dade ser o produto final de um sistema de sequência de senhas, porém é um módulo simples que serve de base para as implementações mais sofisticadas. O sistema apresentado consiste em um display LCD de 2 x 16, um Arduíno (neste caso utilizamos o Tatuíno), uma matriz de contatos e alguns componentes. Não abordaremos neste artigo como se faz para instalar o compilador e como funciona o Arduíno, que já foi apresenta- do em artigos anteriores, e vamos direta- mente para a montagem do projeto. Para os leitores que desejam saber mais sobre o Arduíno, recomendo a leitura de artigos que se encontram no site www.sabere- letronica.com.br ou no site da própria equipe de desenvolvedores do Arduíno ( www.arduino.cc ).
O sistema consiste em ligar o Arduíno, que ficará em loop até que o botão seja pressionado. Neste momento o display
Display de senhas
com o Arduíno
que está exibindo “Saber Eletronica” na primeira linha e “Senha: 0” na segunda, emitirá um sinal sonoro pelo buzzer e exibirá “Senha: 1” na segunda linha. A cada toque no botão, uma senha subse- quente será chamada. A reinicialização do processo, ou seja, a volta à senha número “0” é feita pressionando-se o pino Reset do Arduíno.
O display utilizado neste sistema foi um de 2 linhas por 16 caracteres. Este tipo de display possui alguns pinos de contato externo, mas os dados são passa- dos pelos pinos D0 a D7. Iremos usar os pinos D4 a D7, porém não precisaremos nos preocupar como e o que deveremos passar através destes pinos para apre- sentar os dados, isso porque na hora de compilarmos o código-fonte, estaremos adicionando uma biblioteca chamada LiquidCrystal.h, que faz todo o trabalho de pegar a frase que digitamos (ou as variáveis que desejamos apresentar no display) e exibi-las.
Fevereiro 2010 I SABER ELETRÔNICA 445 I 19
gundos, pois o clique no botão leva mais de 1 milissegundo, e sem esta pausa um clique no botão executa- ria diversas vezes a condição “if”. Depois do delay, encontramos outra condição que é o “for (int i=0; i<=10; i++)”, e esta condição irá executar 10 vezes as linhas ani- nhadas a ele. Dentro deste comando “for” temos o comando “analogWrite(sirene, 50),” este último tem como função enviar um sinal elétrico de forma analógica para o pino “sirene”, esta saída analógica está na faixa de 0 a 255, onde 255 é a corrente máxima e 0 a interrupção dela. Logo abaixo desta função temos um pequeno delay que deixará a saída do pino “sirene” em 50 por um tempo, até o momento em que a mesma função “analogWrite(sirene,0)” seja cha- mada novamente, porém como a saída analógica está setada em zero o sinal é interrompido. Este sinal fica interrompido por um outro delay de 20 milissegundos. É desta forma, alternando estes estados do pino “sirene”, que mudamos o tom e o tempo do buzzer. No final da condição “if” pegamos a variável “contador” e adiciona- mos mais 1 a ela (contador++), e por fim enviamos ao display. É fácil notar que todo o código apre- sentado se divide em três etapas, onde na primeira delas temos as inclusões da biblioteca e a criação das variáveis, na segunda temos a função “setup()” onde setamos os pinos como entrada e saída, e na terceira a função “loop()” onde o código escrito dentro dele ficará rodando infinitamente até algo o interromper. Se não existisse a possibilidade de inse- rir a biblioteca LiquidCrystal.h no código, teríamos um código-fonte bem extenso, tratando as saídas passo- a- passo para o display, e isso é que torna o Arduíno uma ferramenta útil para simulações de proje- tos ou como o próprio projeto final.
A ideia deste artigo é passar o módulo de funcionamento, porém é possível fazer melhorias neste sistema, a primeira delas envolve segurança, dentre elas as falhas
humanas, que podem ser desde senhas que não são ouvidas e os atendentes aca- bam chamando a senha seguinte, tendo que voltar a chamar a senha anterior; o acionamento indevido por parte do aten- dente; ou simplesmente a queda de energia com senhas já distribuídas. Nestes casos a saída se encontra no programa, onde pode ser armazenado o valor “contador” na memória reservada, e o acréscimo de um botão para incrementar ou decrementar o valor de “contador”. É possível adicionar mais botões no projeto para viabilizarmos mais atenden- tes, neste caso um sistema deve ser imple- mentado para que evite que duas pessoas apertem o botão ao mesmo tempo. Aqui é importante informar no display qual botão (mesa) está requisitando a senha. Como o display possui duas linhas, fica fácil colocar na primeira a senha e na segunda a mesa que chamou.
Todas as vezes que me vejo frente a um novo projeto, depois de esquemati- zá-lo, saio em busca de pequenos trechos já resolvidos por outros desenvolvedo- res, os quais podem ser implementados no projeto. Muitos, assim como eu, gostam de mostrar os resultados obtidos com o seu trabalho, e isso me ajuda bastante. Então conforme vou encontrando soluções, tan- to na internet como em revistas, começo a copiar e colar esquemas e códigos, porém gosto de entender o funcionamento dos projetos encontrados, primeiro procuro melhorar e otimizar o código copiado, e depois se o sistema apresentar algum problema, tenho meios de resolver. Por estes motivos resolvi apresentar este projeto básico, pois se para mim foi útil, num projeto maior, também será proveitoso para outros.
BOX1 : Código-fonte
#include <LiquidCrystal.h> int buttonPin = 8; int contador = 0; int sirene = 9;
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // indicamos os pinos conectados ao LCD
void setup() { lcd.begin(16, 2); // indicamos e inicializamos o formato do lcd: lcd.print(“Saber Eletronica”); // Mensagem que será impressa. pinMode(buttonPin, INPUT); // Setamos o pino do botão pinMode(sirene, OUTPUT); // Setamos o pino da sirene }
void loop() { lcd.setCursor(0, 1); // Movemos o cursor para a posição 0 linha 1 lcd.print(“Senha:”); // Escreve Senha lcd.setCursor(6, 1); // Move o cursor para a posição 6 if(digitalRead(buttonPin)) { // Se o botão for acionado, executa delay(100); // Dá uma pausa de 100 ms. for (int i=0; i<=10; i++) // Executa 10 interações { analogWrite(sirene, 50); // Envia um sinal para o pino sirene de forma analógica delay(70); analogWrite(sirene, 0); delay(20); analogWrite(sirene, 200); delay(50); analogWrite(sirene, 0); delay(10); } contador++; // próxima senha } lcd.print(contador); // exibe a próxima senha }
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20 I SABER ELETRÔNICA 445 I Fevereiro 2010
Desenvolvimento
Drivers de LEDs
O CI TPS 61165 funciona com tensão de entrada entre 3 e 18 V, liberando na saí- da uma tensão de até 38 V. O dispositivo controla até 10 LEDs em série através da sua chave FET, especificada para 40 V. Ele opera numa frequência de chaveamento fixada em 1,2 MHz para reduzir o ripple de saída, melhorar o rendimento da conversão, e permitir o uso de pequenos componentes externos. A corrente de ajuste do WLED é determinada por um resistor sensor externo RSET e a tensão de realimentação é regulada para 200 mV. Em ambos moodos de dim- ming (digital ou PWM), o ripple de saída do CI sobre o capacitor de saída é pequeno, não gerando ruído audível associado com o “dimming” de controle on/off comum. Para proteção durante condição de LED aberto, o TPS 61165 corta o chaveamento, protegendo a saída da ultrapassagem dos limites máximos especificados. O PMP3598 utiliza o TPS 61165 em uma configuração “boost” assíncrona. Um circui- to adicional implementado em torno do amp. op. fornece as indicações de sobretensão/car- ga da bateria e também o elo entre o painel solar e as entradas da bateria. O circuito T1. Especificações incorpora ainda as necessárias proteções de Projeto.
Parameter Input Voltage Output Voltage Output Ripple Output Current Switching Frequency
Minimum
Typical 6
1200
Maximum
50 350
Unit Volts Volts mV pp mA kHz