Wd 48. á/ F c'*' s" ELETRÓniCR CIRCUITOS LSL

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ELETRÓniCR

ETROniCR^

EDITORA SABER LTDA.

/umano

diretor diretor administrativo

Monte um Freqüencimetro Digital(Conclusão) 2

diretor

de produção:

Hélio Pré-AmplificadorMisturador 24

diretor direton técnico: publicidade: gráneos: nacional: diretor Revista Saber ELETRÓNICA é uma publicação mensal daEditora Saber Ltda. 0 Volt 28 REVISTA SABER ELETRÓNICA W. Roth

& Cia. Ltda.

ABRILS.A. -Cultural e REDAÇÃO ADMINISTRAÇÃO E PUBLICIDADE: 03028 -S. Paulo -SP CORRESPONDÊNCIA: Endereçar à REVISTASABER ELETRÓNICA 03028 -,S.Paulo-SP InterruptorCrepuscular 29

"HOBBY": Sirenepara Sistemas de Alarme e

Brin-quedos 36

Voltímetro comFET.

ORIENTAÇÃO PARA OMONTADOR. Dissipadores de Calor

OOhm

Circuitos de Tempo Imunes aoRuído com

Elemen-tos LSL.

Ruído nasTelecomunicações

CURSODEELETRÓNICA(Lição 3)

42

47 47

48 54

CAPA:Aspectododesenvolvimento de um projeto e protótipos, su­ gestãoparaaplicação da Sirene (HOBBY) e flagrante de uma aula prática do CursodeEletrónicado Liceu Académi­ co SãoPaulo(ensino profissionalizante).

MONTE .. .

UM FRECUENCIMETRO

DIGITAL

JOSÉ CARLOS J.TELLES NELSON HOLZCHUH

CONCLUSÃO

Nesta última etapa (vejaas Revistas 46e

47),vamos explicar todos os estágios da

montagem; entretanto,antes de entrarmos em detalhes, faremos algumasobservações deordem prática;assim, temos oseguinte: por setratar de uma montagem onde a

maior partedos componentessão circuitos integrados, o soldador a ser usado deve ser de, nomáximo, 30 Watts; a soldatem

de ser do tipo especialpara placas de fia­

ção impressa (0 1 mm- 60/40);nãode­ ve ser exagerada a quantidade de solda nos pontos desoldagem a fim de se evitar

curto-circuito entre "caminhos" do circui­

toimpresso; depois de soldados, os com­

ponentesdevem terseus terminais corta­

dos o maisrente possível da solda. Obser­ ve com cuidadoa sequênciademonta­

gem.

MONTAGEM DO PAINEL FRONTAL

A montagem do painel frontaldeve ser

dividida emduas partes, sendo a primeira

relativa à doscomponentesna placa de

fiação impressa ea segunda, aconfecção da placade acrílico.

Inicialmente coloque ostrês pedaços

defiode interligação do circuito impresso (lado dos componentes). Essefiodeveser

dotiporígido, # 24 ou # 26encapado, de preferência de cor pretapara evitar

reflexos no painel. Emseguida, coloque

os5 Cl numéricos (FND70)observando

a posição dos mesmos na placa (figura1). Os interruptores Ch1 e Ch2 devem ser encaixados naplaca de modo que suas basesfiquem perfeitamenteencostadas na

superfícieisolanteda placa. Note que a partedeacrílicodo painel será fixada através dasporcasdos interruptores; por­ tanto, éimportante que as mesmas sejam perfeitamente assentadas(ver figura 1).

O LED indicador de "estouro" da esca­

la deve ser colocadoobservando-seasua

polaridade. Em seguida, coloque umtubo de fenolite de aproximadamente 7 mm de diámetro por 12mmde comprimento em tomodo LED colando-o com adesivo epoxi à placa de fiaçãoimpressa. Vejaos

detalhes dessa etapa na figura 2.

O último componente a ser colocado nesta placaé a tomada tipo "BNC".Para tal,énecessário confeccionar a peçame­

tálica da figura3. A colocação da tomada

podeser vista também na figura 1.

Nota: Aperte muito bem a porcadatoma­ daBNC eraspe o vernizda placa de fiação

impressa no lugar onde for encostar as arruelas de pressãodosparafusos que fi­

xam a peçadafigura 3.

PAINELDE ACRÍLICO

O acrílico usado deve ser do tipo "fumé" não muito escuro.Inicie a confecção desta peça cortando as partes deacordo com

asmedidas da figura 5. Os três furosdo painel (parte A) devem ser feitos cuida­ dosamente a fim denão se "lascar"o

acrílico.

As duas tirasmais estreitas (partes Be C) devem ser colocadas nos extremos e

pcrpendicularmenteà parte A com cola especial para acrílico ou então com cloro­

fórmio. Veja osdetalhes da colagem na figura 6.

Apósa colagem, recorte dois pedaços de fita "crepe" sendo umde 17 mm x 70mm e um círculo de 7mmde diâmetro

Cole-osdo lado de dentro do painelna posiçãoindicada na figura7.

Emseguida, pinte o lado de dentrodo

painelcom tinta tipo "spray" preto fosco (figura 8). Apósa secagem datinta, retire

os dois pedaços de fita "crepe".

doispedaçosde fita "crepe" como foi feito anteriormente ecole-os nas janelas

deixadas pela pintura,porémagora,no lado dafrente do painel. Finalmente, pin­

Figura 9 - Inscrições no painel

MONTAGEM DA PLACA DOSCIRCUITOS CONTADORES, MEMÓRIAE DECODIPICADORES A montagem desta placa, émais fácil que aanterior,uma vez que nelasóse

têm que colocar e soldaros fiosde inter­

ligação, os circuitos integrados e doisre­

sistores.

Inicialmente coloque os fios de inter­ ligação daplaca,observando muito bem

aposição dos mesmos no seu desenho

(encarte). 0fiousado nesta montagem

deve ser # 24ou # 26, flexívele c/isola- mento.

Comrelação à colocação dos circuitos

integrados,é recomendável o uso de so-

quetes,ou então,se preferir o leitor, os

mesmospoderão ser soldadosdiretamente naplaca.Vejano desenho da figura 10 a posição dosintegrados;note que,de­

pendendo do integrado, o ponto derefe­

rênciapode ser umrebaixo ou entãoum ponto em umdos extremosdos mesmos. No caso de se usaros soquetes observena

figura 11 o detalhe da colocação dos mes­

mos.

Execute todasassoldas com cuidado

e corte as sobras dosterminaisdos com­

ponentes e fios juntoaos pontos de solda. MONTAGEM DA PLACA

DOS CIRCUITOS DE ENTRADAEATRASO

Nesta placa temos circuitosintegrados, transistores, capacitores, resistores e alguns

fios de interligação do circuito.

Comece a montagem atravésda coloca­

çãodos fios. Veja a posição dosmesmos nos desenhos mostrados nas páginas19,20, 21 e 22. Os circuitos integrados, assim comona montagemanterior, poderão ser

soldados diretamente naplacaou então

através de soquetes.

A montagem dos circuitos integrados e dos componentes discretos (transistores,

capacitores e resistores) deveráser feita segundo as indicações do desenho da figu­ ra12. Todavia, para ummelhoresclare­ cimento,vejana figura 13 a colocação

dos transistores comrelação ao posiciona­

mento da base,emissor e coletor. Para finalizaramontagemdestaplaca, fixe a elaa cantoneira metálicacujo de­

senho edimensões paraa sua confecção aparecem na figura14.

Detalheda colocação dos componentes da placa dos

MONTAGEM DA FONTE DE ALIMENTAÇÃO

na figura14. Recomendamos que esta

peça seja confeccionada com alumínio de 1,5 mm de espessura a fimde que a mes­

desta peça é de servir oomo dissipador

de calor.Assim sendo, depois depronta,

amesma deveráser pintada de preto fosco.

Observeentretanto, que atinta nolugar

onde for parafusado ocircuito integrado

estabilizadorda fonte de alimentação, deve

serraspada para quehaja um bom con­

tacto térmico, empregando-se, entre o Cl e o suporte, umpouco de graxa de sili-cone.

Depois disso,monte os quatro diodos retificadores e ocapacitor eletrolítico.Ve­ ja,com cuidado,a posição dessescompo­

nentes nosdesenhos apresentados nas pá­

ginas 19, 20, 21 e 22.

Continueamontagem juntandoa peça metálica àplacadefiação impressa, pren­

dendo junto aelas comparafusos eporcas

o transformadorde alimentação,o suporte

do fusívele ocircuito integrado estabiliza­

dor.Coloqueos três terminais deste último nosseus respectivosfuros e solde-oscom cuidado.Veja os detalhes dessamontagem nos desenhos das figuras 16 e 17.

Parafinalizar amontagem da fonte,li­

gueos fios dotransformador, do suporte

do fusívele do cabodealimentação con­

formeindicação da figura 18.

MONTAGEM DOCONJUNTO

As duas peças metálicasqueserãocolo­ cadas naslaterais do conjunto devem ser feitas em alumínio. Observe na figura 20

assuas medidas enote que as dobras da peça da direita são invertidas com relação

àdaesquerda.

Figura17 - Detalhedacolocação do Clestabilizador da fonte de alimentação.

A cantoneira queservirácomosuporte

paraa placadoscircuitos de entrada e atraso também deve ser construida em aluminio. Veja as suas dimensões na figu­ ra21 e foto dafigura 23.

Depois deconstruidas as peças comece a montagem do conjunto.Para uma melhor orientação, recomendamos que o leitor

veja comcuidado a vista explodidada figura 22.

Junte as peças conforme o desenho da figura22 usando parafusos

auto-atarra-chantes.A placados circuitos deentrada

deveráser colocadapor último, sendo que,

as duas saliências da cantoneira fixada a

ela devem ser encaixadasnosfuros das peçaslaterais de modo que a placatenha

movimento giratórioem torno doeixo for­ mado pela cantoneira (basculante).

Veja-este detalhe nafoto da figura 24. Apróxima etapa érelativa à soldagem entre a placa dos contadores (placa hori-

zontal) com as placasdo painelfrontal e placada fonte de alimentação(placas ver­

ticais). Entretanto, antes de iniciar as sol­

das, verifique a coincidência entreos "ca­

minhos" impressos nas placas (ver figura

25). Neste caso,recomendamoso máximo

de cuidadonas soldas poisos "caminhos"

são muito estreitos epróximos unsdos outros. Para uma melhor ilustração veja

afoto da figura 26.

dobradainvertidamentel.

Figura 23 - Foto<

pontos E e F (Féa ligação de massa) devem ser interligados através de um fio

blindado.

Depois defeitastodasasligações, o freqúencímetroestá pronto para funcionar,

pois,como foidito no começo desta sé­

rie de artigos, o mesmo não dependede

nenhum ajuste. Entretanto, antes de

ligá-lo, é recomendável que confira todasas

ligações, veja com cuidado se não existe

nenhum "curto" entre "caminhos"da fia­

ção impressa, se as soldasestão bem fei­

tas, etc..

Para prová-lo,injete, em suaentrada, umsinal alternado cuja frequênciaesteja dentro dabandadeoperação do frequên-címetro. Noteque aamplitude dosinal deve ser de nomínimo 1Vpp e no máxi­ mode 5 Vpp.

soquetes. Há também apossibilidade de umCl defeituoso; nestecaso, tente loca­ lizá-lo seguindo o circuitoatravés dodia­

grama da figura26.

CONSTRUÇÃO DA CAIXA

Acaixado freqúencímetro poderá ser

construída com chapas de PVC de 3 mm de espessura. Inicialmente, recorte as par­ tes seguindo as medidasdafigura 27.

Executea fu ração paraaventilaçãoantes

de começar a montagem.

Depois depreparadas, as peças devem

ser coladas com cola especial para PVC.

Esta cola é fácilmente encontrada em ca­ sasde material de construção poisé a

cabasculante(levantada!.

Figura 25 -Detalhe da interligação das placas.

Na tampa do fundo, deverão serfixadas três pequenas placas de alumínioatravés de rebitesconforme se pode ver na figu­

ra 29.

Trêsranhuras deverão serfeitasnacai­ xa, segundo osdetalhes da figura 30, a fim de que a tampa trazeira possaser

fixada a ela.

Para se proporcionar umperfeito aca­

bamento àcaixa, passe massa usada em

pintura de automóvel nasemendas, lixe

bem com lixa fina e pinte com tinta

tipo "spray",de preferência cor cinzacla­ ro.

Ochassisdo freqúencímetro deverá ser

colocado pela partetrazeirada caixa, sen­ do fixado àmesma comdois parafusos

auto-atarrachantes. Estes parafusos deve­

rão ser colocadosna parte inferior da caixa prendendo o chassisatravés do su­

porte dafonte de alimentação.

OBSERVAÇÃO: Solicitamos aos nossos leitoresfazerem umacorreçãonapágina 22,

fim da segundacoluna, da Revista 47:

onde selê:

Ee2-1 = --- - ---Vcc R2+ RC1 +

RE RevistaSaber Eletrónica

Figura 29 - Detalhedacolagemda moldura.

Figura30 - Detalhe dacolocação das três plaquetas de

Figura 31- Detalhe das ranhuras feitas na parte do fundo da caixaafimdepermitir oencaixeda tam­ patrazeira.

FREQÚENCIMETRO DIGITAL -PLACASDE FIAÇÃO IMPRESSA {VISTAS DOS LADOS COBREADOS)

FREQÚENCIMETRODIGITAL - PLACAS DE FIAÇÃOIMPRESSA (VISTAS DOS LADOS DOS COMPONENTES)

FREQOENCIMETRODIGITAL - PLACASDÈFIAÇÃO IMPRESSA (VISTASDOS LADOS COBREADOS)

FREQÚENCIMETRO DIGITAL -PLACAS DEFIAÇAO IMPRESSA

(VISTAS DOSLADOSDOSCOMPONENTES)

RELAÇÃO DE COMPONENTES CIRCUITOS INTEGRADOS

c

c

c

c

c

c

c

c

1 FND 70 2 - FND 70 CI 9 - 7405 CI10 -7405 CI 11- 7405 CI 12 - 7405 CI 13 - 7405 CI14 - 7490 CI 15 - 7490 CI 16 - 7490 CI17 - 7490 CI18- 7490 CI 19 -7413 CI 20 - 7518 CI21- 7490 CI 22 - 7472 CI 23 - 7400 CI 24 - 7518 3 - FND 70 4 - FND 70 5 -FND 70 6 - 7474 7 - 7400 8 - 7472 DIODOS LED 1 — Vermelho

TRANSISTORES CAPACITO RES D1- SKE - 1/0273 Q 1 - BC 208 C 1— 2200 pF @ 16 V — Eletrolítico D2 - SKE - 1/0273 Q2 - BC 208 C 2- 22 nF @ 125V - Flat-Foil D3 - SKE - 1/0273 Q3 - BC 208 C 3- 22 nF @125V - Flat-Foil D4 - SKE - 1/0273 RESISTORES Q4 - BC 208 c 4 C 5 C6 - 22 nF @125V - Flat-Foil — 22 nF @125V — Flat-Foil - 100 nF @125V - Flat-Foil DIVERSOS R1 - 1 kíl@1/8 W R10 - 820 O @ 1/8 W 1 —Cabodealimentação R 2-1 kíl@ 1/8 W R 11 -68Í1 @1/8 W 1 — Tomadatipo "BNC" R3-1 kíl@ 1/8 W 2—Interruptores reversíveis de

R4 - 10 kíl@1/8 W TRANSFORMADOR de 2secções,com alavanca.

R 5-1 kíl@ 1/8 W _{Prim. 110V} tipo miniatura ("Joto" R6- 10kíl@1/8W Sec. 9 V @ 1A 1 — Porta fusívelminiatura R R R 7— 1 kíl@ 1/8 W 8 - 10kíl@1/8 W 9-1 kíl@1/8 W

IMIIHIIIIHJIA ®

IlIMIVill'.

AS EXCELENTES CARACTERÍSTICASDE BAIXO NI­ VEL DE RUÍDO DO TRANSISTOR BC549TORNAM- NO IDEALPARA APLICAÇÕES EM CIRCUITOS DE ENTRADA DE AUDIO,ESPECIFICAMENTENOS PRÉ-AMPLIFICADORES E MISTURADORES. NESTE ARTI­ GO DESCREVEMOS UM SIMPLES CIRCUITOQUE REU­ NEAS DUASPOSSIBILIDADESDESTE SEMICONDU­ TOR: UM MISTURADOR/PRÉ-AMPLIFICADOR DEAU­ DIO COM A VANTAGEM DE PODER SER UTILIZADO NAO SOMENTE COM TRESENTRADAS MASTANTAS MAIS QUANTAS O LEITOR NECESSITAR, SIMPLES­ MENTEPELA REPETIÇÃO DA ETAPA BASICA.

O transístor BC549 pode seranalisado como a "versão plástica" ouSOT54 do transístor BC 109, cujobaixonível de

ruído o tomou popular nos circuitosde entrada de áudio.

Nosso pré-amplificador misturador uti­ liza umtransístor BC549 em cada entrada

de modo aproporcionar um certo ganho

de sinal o que dá maiorversatilidade ao circuito, proporcionando-lhe a

possibilida-de possibilida-de amplificaçãodosinalo quenãoé possível com os misturadores passivos.

Assim, poderemosusá-lo não somente comfontes de sinais convencionais como

também comfontes de baixonível de sinal. Ocontrole independentede cada

entrada possibilita uma regulagem dosní­ veisde sinal de tal modoa haverum equilíbrio compatível coma aplicação do

circuito. Podemos então aplicá-lo simples­

mente com a finalidade defazer gravações Figura 2

com fundos musicais,ou aindamisturar

sinaisdetrês fontes, obtendo equilíbrio perfeito de suas intensidades, comopor

exemplo emgravações deconjuntos musi­

cais.

As possibilidades de aplicação, evidente­ mente, sósão limitadas pela capacidade

de imaginação do leitor.

| o

circuito

]

O circuito básico émostrado com três

entradas (figura 1) e, portanto, três tran­

sistores. Entretanto, outras etapasidênti­ cas podemser acrescentadas proporcio­ nando a possibilidadede se misturarem sinaisde outrasfontes.

Cada etapaconsiste num amplificador de emissor comum com umcontroleindi­ vidual de excitação o quepermite acomo­

dar onível de sinal (excitação) de cada fontede modo ase conseguirem os efeitos

desejados. Para uma aparência profissional deste misturador/pré-amplificador, os con­

troles de "mixagem" podemser feitos com potenciómetros deslizantes.

O importantea observar em relaçãoàs características elétricas deste circuito éque

ele está projetado de modo apoder fun­ cionarcom fontes de sinais de urna boa

gama deimpedâncias. Assim,paraasgra­

vaçõescomuns, nãoprecisará haver uma preocupação excessiva com o casamento de impedânciade microfones,cápsulas ou outras fontes de sinais. Oúnico caso a ser

considerado é o daexcitação excessiva

que pode ocorrercomaligação direta

de um amplificador (saída do alto falante

à entrada) caso em queuma redeatenuar

dora, um potenciómetro para dosar osinal,

deveser acrescentado (figura2).

|

montagem

]

Nafigura 3 temos a placadefiação

impressa usada para o caso do circuitode

3 entradas. Oreduzido número de compo­

nentes não oferecerá maiores dificuldades

ao montadorexperiente.Os resistores po­ demserde 1/8 ou 1/4 W eoscapacitores eletrol (ticos são para uma tensão de isola-ção de 10 Volts. Devemos apenaslem­ brarque,como setrata de umcircuito

de entrada de áudio, suscetível à captação de ruído,deve-se tomar o máximo cuidado com as conexões de entrada e saída de sinaisque devem ser perfeitamente blin­

Com relação à fonte dealimentação

paraeste circuito existem duas possibilida­

des:pode ser usadauma bateria comum de9 Volts que durará bastantetempo, jáque o consumo da unidadeé bastante pequeno, ou aindapoderá ser aproveitada a própria fonte de alimentaçãodo am­ plificador com o qual este misturador pré-amplificador deverá operar.

COMO USARO

MISTURADOR-PRÉ-AMPLIFICADOR Nafigura 4temos ilustrada a utilização domisturadorpré-amplificador em conjun­ to comtrês fontesde sinais que são dois

microfonesde guitarra e um microfone comum. Com estaconfiguração pode-se

ajustarindividualmenteo nível de excita­ çãodecada microfone demodo a se obterperfeito equilíbrioda intensidade

decada instrumento e docantor. Com issonão teremosasuperposição de qual­

quer uma das fontes "atrapalhando"o desempenho do sistema.

| RELAÇÃO DE COMPONENTES | 01,02, 03- BC549

R1 — 5 kí2 - potenciómetro log (entrada de baixa impedância).

R6 — 100 kí2 - potenciómetro log(entra­ da dealta impedância). R10— 100kí2 - potenciómetro log(entra­

da dealta impedância). R2 - 2,7kn @ 1/8 W R3 - 180 kn@ 1/8 W R4- 39 kn @ 1/8 W R5 - 1,5 kn@ 1/8 W R7 - 22 kn @ 1/8 W R8 - 180 kn @ 1/8 W R9 - 39kn @ 1/8 W R11— 22 kn @ 1/8 W R12- 180 kn @ 1/8 W R13 -39 kn@ 1/8 W R14 - 330 kn @ 1/8 W Cl, C2, C3— 10 pF @ 12 V C4, C5- 100 pF @ 12 V B1 — Bateria de 9 Volts S1 — Interruptor Simples R

0

VOLT

A unidade de força eletromotriz, diferença que a eletricidade, ou seja, as cargas elétricas, de potencial ou tensão elétrica é o Volt que sãoimpulsionadas através docondutor. pode ser definido como adiferença de potencial

(d.d.p.) que existe entredois pontos deum fio

condutor, percorrido por umacorrenteconstante

de 1Ampere,quando a potência dissipada entre

dois pontosé igual a 1 Watt.

Para queo leitorentenda melhor osignificado

detensãoelétrica e de diferença de potencial, podemos compararessasgrandezas às equivalentes

de um circuito hidráulico, ouseja, de um circuito emque acorrente consiste na movimentação de

umamassa de' água.

Para que a água possacircular por umencana­ mento deve existir umaforça externa que a im­

pulsione. Essa força éapressão estabelecida no reservatório. A grandezaelétricaequivalente à pressãoé justamenteatensãoelétrica. Os "Volts"

de um circuitomedem, portanto, a "pressão"_cqm

Por outro lado, se o encanamento for instalado entre dois locais emque existam reservatórios de água a circulação do líquidode um para o outro dependerá da diferençade nível. A água circulará

sempre domais elevado para o mais baixo ea

pressãoque impulsionaráo líquido através do en­ canamento dependerá da diferença de nível e que será,portanto, responsávelpela diferençade pres­

são. Ao falarmos dediferençade potencial elétri­

co entredois pontos deumcircuito, estamosex­ pressandoa diferença de"pressão" ou tensão que se manifesta nas cargas que sãoimpulsionadas, atra­ vésdo circuito.

Enquantoque a tensão é expressa emvalor absoluto, adiferença de potencial sempre é to­ mada entre dois pontos.

NEWTON C. BRAGA

DESCREVEMOSNESTE ARTIGO UM SIMPLES CIRCUI­ TO QUE, CONECTADOA UMA LAMPADA INCAN­ DESCENTE COMUM, FARA COM QUE ELA ACENDA TÃOLOGO A LUZ AMBIENTE CAIAABAIXO DE UM NIVEL PRÉ-DETERMINADO E APAGUE TAOLOGO A ILUMINAÇÃO AMBIENTE VOLTE AO NORMAL. APLICADO A LUZDA VARANDA, POR EXEMPLO, ESTE CIRCUITOPERMITE QUE VOCÉ A ENCONTRE ACESA QUANDOVOLTAR Â NOITE, ISSO SEMA PREOCUPAÇÃO DE TE-LA DE DEIXAR ACESAAO SAIR. AOAMANHECER, POROUTRO LADO, ELASE APAGARA SOZINHA.

Evidentemente, muitasoutras aplicações para este circuito podem ser imaginadas peloleitor. Partindo da idéia que podemos acionar umalâmpada quando a iluminação

sobre um elemento sensível cair abaixo de um certo nívelpodemos:

e apagada durante o dia, mesmo quando

estejamosfora, dandoa impressão deque

háalguém em casa;

b) ter um sistema automático de ope­ raçãopara as luzesda vitrine deuma loja,

c) ter um acendimentoautomático

das luzes de um jardimaoanoitecer e seu apagamento ao amanhecer, exatamen­

te comofaz a iluminação pública com as luzes da rua;

d) usar o sistema parademonstrar em

salas deaula (cursos defísica, ciênciasou eletrónica) oprincípio de funcionamento

dos elementosfotosensíveis;

e) em qualqueraplicação em que va­

riações do nível de iluminaçãodevaser

detectada com uma resposta imediata que consista no acendimentode uma lâmpada.

OPROJETO

Como todo projeto destinado ao princi­

piante, umadescriçãopormenorizada de

sua construção,obtenção doscomponen­

tes e princípio de funcionamento,assim

como possíveis aplicações será dada.Com isso, visamos fazer comque atémesmo'

os leitores que nenhuma experiênciate­ nham em montagens eletrónicas seani­

mema executá-lo.Naverdade, o número reduzido de componentes, seu baixocus­

to, não exigirá do leitormais do que

alguns Cruzeiros, uma boadose de aten­ ção às nossasexplicaçõese algumas ferra­ mentas básicas.Comrelação a essas ferra­ mentas, para montagens eletrónicas, cita­ moso soldador quenão deve ter mais do que 30 Wde dissipação, boa solda,um

alicate de pontas, um alicate decorte late­

ral e uma chave de fendas.

Ao desenvolvermosestecircuito visamos

uma configuração que fosse capaz de unir

a simplicidade de operação aum desem­

penhoquejustificasse sua montagem prá­ tica paradiversas finalidades. Entretanto,

como unir a simplicidade aum desempe­ nho excelente às vezes éimpossível,tive­ mos desacrificar alguns pontos de nossas exigênciasparapossibilitarmos ao monta­ dor menos experiente a sua execução.

Assim, se bemqueeste interruptor se­ ja bastantesensívelpara ser acionado até:

mesmo coma iluminação de umfósforo ou

uma velaaalguns metrosde distância, ele só poderá acionarlâmpadas incandescentes (ou cargas resistivas), numa potência total

deno máximo 100 Watts (rede de 110

Volts) ou 200Watts (redede 220Volts).

Diodos de maior corrente poderãoser opcionalmenteusados, caso em que a po­

tência máximaficará limitadaapenas pelo

SCR, ou seja,400Wattsparaa redede

110 Ve 800 Wparaa redede 220 V. Entretanto para estas alterações, o leitor

deverá já ter certa experiênciaem eletró­ nica.

Como amontagem temcomoobjetivo uma aplicaçãodoméstica, acreditamos que

100 W (110 V)ou 200 W(220 V) será

mais doque suficiente para a maioria

dos casos; uma solução paracargas maio­ res consiste em se montar uma unidade para cada 100 ou200 W de lâmpadas.

Outra desvantagem quedeveser obser­ vada nestecircuitoé uma pequena oscila­

ção queocorreno estado detransiçãodo

circuito.Quandoa transição da ilumina­ ção élenta, comonocasodo pordo sol, o circuito não dispara instantaneamente masdá algumas "piscadas"antes de haver

plena condução.

A maior vantagem destecircuito,além

da simplicidade, é o fato dele permanecer

sem consumir corrente, mesmo quando

ligado, quando a lâmpada se encontra apagada. Assim,comalâmpadaapagada o circuito, propriamente, nãoconsome

energia. E, mesmo quando ligado, toda energiaé consumida pela lâmpada

A descrição da montagemé feita em

função da utilização deuma barra de ter­

minais como base de montagemde modo

a torná-la mais didática;os leitores mais

habilidosospoderão usar a técnica dapla­

ca de fiação impressa,o que tornará o

dispositivobastantecompacto.

OS COMPONENTES Todos os componentes para estamonta­ gem podemserencontradosem boas casas

dematerial eletrónico, poissão bastante

comuns.

O "coração" da montagem é um SCR (díodo controlado desilício). Esse SCR

é de um tipo que pode operartanto na

rede de 110 como 220 V, suportando

correntes de até 4 A. Diversos são os tipos que podem ser usados nesta monta­ gem, sendo os indicados: C106, TIC106,

e MCR106.

Esse SCR deveser montadonum peque­ no dissipador de calor que poderá ser feito com uma folha de alumínio dobrada em U, conforme mostra a figura 2,comárea

de cerca de100 cm2.

Figura 2

Se o aparelhofór usado com finalidade

Um segundo componente bastante im­ portante e umpouco mais crítico,éo

elemento sensível, denominado LDR ou

foto-resistor, queé um dispositivocuja resistência dependedaluz incidente eque

realiza odisparodo circuito em função,

daluzquenele incide. Esse LDR é de um tipo normalmente usado em controles

automáticos de brilho de alguns tipos de

televisores e podeser encontrado com fa­

cilidade. Na nossamontagem originaluti­ lizamos um LDRdotipo B8 731 0302 (IBRAPE), mas equivalentes poderão ser

usados, como o RPY-58ou qualquer ou­ tro (figura 3) já quesuacaracterística

poderá sercompensadapor um correto ajuste docontroledesensibilidade.

Os outros componentessão bastante fáceis de serem obtidos. Os diodos semi­ condutores, porexemplo, sãodo tipo

BY127 ou 1N4004, mas qualquer diodo

para 1 A@400 V serve.

Os resistores,assimcomo o trim-pot,

ondeseráajustadaa sensibilidadedo. cir­ cuito não oferecem dificuldade quanto à

aquisição. O capacitor pode serde óleo ou poliester com uma tensão de isolamen­

to de, pelo menos, 400V.

MONTAGEM

Como dissemos, de modo afacilitar o montador inexperiente, descrevemos a

ra os leitores dotados de maior experiên­

cia a sugestão é a utilização deuma placade fiação impressa que não oferece­ rádificuldadesde projeto dado o reduzido

número de componentes deste circuito.

Uma vez de posse de todos os compo­

nentese umavez determinado o tipo de

aplicação a queserá dada ao circuito, o leitor deve começar porcortar a ponte

de terminais que normalmente éadquirida

em pedaços de meio metro ou um metro

de modo a ter o númerode terminaiscons­ tante do desenho (19terminais) e, em

seguida,por meio dedois parafusos, deve

fixar essa ponte numa base de madeira ou outro material isolante (figura 4).

Depois de examinar odiagrama(figu­ ra5) enquanto o soldador se aquecebem,

poderá passarà elaboração do circuito. Comece por soldar os4 diodos(D1 a

D4) observando cuidadosamente sua pola­ ridade (figura6) já que qualquer inversão

poderácausarsua queima no momento da

ligação. A identificaçãodospolos dosdio­ dos éfeitaatravés do anel em torno de

seucorpo que indicao ladodo cátodo ou

ainda pelo própriosímbolo docompo­ nente gravado em seucorpo.

Em seguida, cuidadosamente,com um alicate de pontas separe osterminais do SCR de modo que possam ser soldados em cada terminalcorrespondente da pon­ te. Aposição do SCR é importantejá que o ladochanfrado(gate) deve ficar

do lado direito da ponte. A soldagem deve ser rápida paraque o calor excessivo

não venhadanificar essecomponente.

Emseguida,solde o quintodiodo(D5) nacomporta doSCR observando atenta­

Passe agoraà soldagem dos resistores,

do capacitor e do trim-pot. Os resistores

devem seridentificados por seus anéis coloridos.Para oprincipiante, damosas cores dos trêsprimeiros anéis eos valores

correspondentes:

1 MS2 - marrom, preto, verde 100kíl - marrom, preto, amarelo

10 kS2 - marrom, preto, laranja

Completeas conexõesda pontefazendo as interligações dos componentespormeio

de fio rígido #20 óu #22. Dois pedaços defiosão necessários.

Em seguida, passe às ligações externas. Se amontagem forexperimental faça

aconexãocorrespondente ao soquete da

lâmpada quedeveráser acionada pelo cir­

cuito.Se ele for utilizadopara a alimen­

tação da lâmpada da varanda ou uma lâmpada distante, deixe dois pedaçosde

fio soltoscorrespondentesa essa ligação para fazer nofinal da montagem a co­

nexão aos cabosdessalâmpada. Outra ligaçãoexterna a ser feita éa. correspondente ao cabo de alimentação. Sea montagem forexperimental, use um pedaçode dois metros de comprimento, dotipo que pode ser adquirido em qual­

quer casa de material eletrónico.

Seo circuito for usado paraa alimen­

tação de umalâmpada numa instalação

embutida, deixe apenasumpardefios

soltos para posteriorconexão à rede de

alimentação.

A última ligaçãoexterna é a correspon­ dente ao elemento sensível, ou seja, o LDR. O comprimentodo cabo a ser usado dependerádolocal em que o LDRdeve

serinstalado. Observamos que o LDR não devereceber diretamente a iluminação da lâmpadaqueelepróprio acionará pois, pelo contrário,haverá uma realimentação

de'luz que provocaráuma desagradável

Na nossa montagem experimental,usa­ mos um par de fios de meio metro de comprimento soldando seus extremosdi­

retamenteaos terminais do LDR. Devemos observarque os terminais do LDR, con­ forme o tipo, são bastante delicados,de­ vendoasoldagem ser feita com o má­ ximo decuidado, usando umalicate de

pontasparasegurar seusterminaise assim dissipar o calor.

RELAÇÃODECOMPONENTES SCR - TIC106, MCR106ou C106

D1 a D5 - BY127 ou 1N4004

C1 - 0,001pF @400V(capacitor a óleo oupoliesteri R1 - 1MS2@1/4 W R2 - 100 kS2@1/4W R3- 10kR@1/4W R4 -470 kiZ- trim-pot LDR - Ver texto OPERAÇÃODO CIRCUITO Uma vez conferidas as conexões, cons­ tatando-seque não há nenhumerro, co­

loque uma lâmpada no soquete corres­

pondente, afaste o LDR da lâmpada de

modo que ele não possa receber sua ilu­ minação, mastão somente a daluz am­ bientee ligue o dispositivoà rede de ali­

mentação (tomada). Em seguida, ajuste otrim-pot comuma chave de fendas paraumponto emque a lâmpada se apa­

gue com a iluminação ambiente.Passe agora a mãona frente doLDR interrom­

pendo sua iluminação. A lâmpada deve

acender automaticamente. Se isso não o-

correr, tenteum novo ajuste doLDR.

O ajuste do LDR é função da ilumina­ ção ambiente devendoser sempre feito

quando houvermudança de local oude

condições defuncionamento para o apa­ relho.

COMOFUNCIONA

O princípio defuncionamentodo SCR jáé conhecido do leitor, pois já tivemos

oportunidade de analisá-lo em outras oca­

siõesem que usamoseste componente

(veja o número 47no artigo "Lâmpada

Mágica"). Basicamente podemoslembrar

que se tratadeumdispositivo que deixa

a corrente passar quando oseu terminal de comporta (gate) é excitado e que acondução da corrente por esse compo­ nente se faz num único sentidojá que setrata de um díodo (figura8).Quando

alimentado por corrente alternada ou quan­ do alimentado por uma corrente contínua

pulsante,como a obtida neste circuito pelos 4 díodos, sem haver filtragem, o

díodo deixa de conduzir tão logo o estí­ mulode comporta deixe de ocorrer. Na alimentação com correntecontínua pura

o SCRcontinuaconduzindo mesmo de­ pois de cessado o estímulo.

Nestecircuito operamoscom corrente

contínuamas, não sendo esta filtrada, o SCRdeixadeconduzir tão logo o estímu­ loem sua comporta deixe de ocorrer.

Ora, oLDRé um dispositivoque apre­

senta umaresistência elevada quando se encontra noescuro e que apresenta uma resistência muito baixaquando iluminado.

O LDRé, portanto, um dispositivo cuja

Figura 9

resistência éinversamente proporcionalao gráu de iluminação: quanto maior for a iluminação, menora resistência.

Ligamos o LDR na comporta do SCR

de talmodo que ele desvie acorrente de

comportaparaterra quando se encontrar iluminado (baixa resistência)e que deixe a corrente chegar àcomporta quando no

escuro(altaresistência) figura 9.Comisso temos o comportamento desejado: rece­

bendo acorrente de disparo,no escuro, oSCR dispara e acendea lâmpada.Quan­

do iluminado, oLDR não deixa a corren­

te de disparo chegar aoSCR e a lâmpada permaneceapagada. O momento em que

ocorre o disparoéajustado pelarelação

existente entre a resistência do LDR com determinadailuminaçãoe a resistência em

série, ou seja,a resistência formada R4 e

R1. Por meio de R4 (trim-pot)podemos,

portanto, ajustar o circuito para operar exatamente com o gráu de iluminação

SIRENE

0 SOM PRODUZIDO POR ESTA SIRENE PODE SERVIR PARA AS MAIS DIVERSAS FINALIDADES; DESDE SISTEMASDE ALARME, CASOSEM QUE É NECES­ SÁRIAUMA POTÊNCIA RELATIVAMENTE ALTA,ATÉ BRINQUEDOS E DISPOSITIVOS DE SINALIZAÇÃO, EMQUE UMA POTÊNCIA MENORJA É SUFICIENTE. DAMOS, NESTE ARTIGO, AS DUASVERSÕES:DE ALTA POTÊNCIA QUE PODE FORNECER UM SINAL DAORDEM DE 5 WATTS E UMA DE MENOR POTÊN­ CIA FORNECENDO UM SINAL DE 400 mW. TODOS OS COMPONENTESSAO DE FACIL OBTENÇÃO E PODEM SER FEITAS MUITAS VARIAÇÕES EM TOR-NODO ÇIRCUITOORIGINAL._________________*______

PARA

SISTEMAS

DE

ALARME

E

BRINQUEDOS

0 somproduzido pela sirene também pode ser alterado comalgumas modifica­

ções. Pelo acréscimo dedois componentes

aocircuito original podemos obter um

som variável dealtura crescente, seme­ lhante ao de uma sirenedefábrica ecom

modificações nos valores dos componentes podemosalterar a tonalidadedo som emi­

tido.Comisso conseguem-se efeitos bas­ tante interessantes que podemser usados

em espetáculos teatrais, festas, etc. A alimentaçãopara o circuito pode ser

feita de diversas maneiras. Para aversão de baixa potência podemos usar pilhas, bate­ ria, ou mesmo a fontedescritaque permi­

tesua ligação na rede dealimentação de 110 ou 220 Volts. Para a versão de maior

potência podemos usar 6 ou12 Volts de uma bateriade automóvel, deuma bateria formadapor pilhas grandes,ou ainda a fontedealimentaçãoquedescrevemos, pa­

ra autilização da rede de110 ou 220Volts. Comose trata deum circuito relativa­ mente simples, temos diversas possibilida­

des de montagem. Podemos usarumapla­

ca de fiaçãoimpressa que deve sercon­

feccionada pelo próprio montador segun­ do as técnicas convencionais.Tambémé possível o emprego de uma ponte de ter­ minais que é atécnica recomendada para osprincipiantesaindasemo domínio da técnica de confecção de placasde fiação impressa. Damos pormenoresa respeito desta segunda versão porque facilmente se podemontar o dispositivo simplesmen­

te pelaobservação do diagrama.

de sepoderobter uma distribuição muito

mais compacta para os componentes o que facilita sua instalação numa caixa de

reduzidasdimensões.

OS COMPONENTES

Todos os componentessão comuns em

nosso mercado, havendo ainda apossibili­ dade deutilização de uma grandequanti­

dade de equivalentes sobre os quaisfaze­ mosalgumas observações.

Comrelação aos transistores Q1, 02 e Q3,por exemplo, recomendamos para a montagem originalostiposBC548. Entre­ tanto, são diversos os equivalentes para

estetransístor que podem ser utilizados,

como: BC547, BC549, BC107, BC108,

BC237, BC238, etc. Na verdade, qualquer transistorNPN para uso geral de baixa

potência pode ser utilizadoneste circuito. O transístor de potência édotipo

2N3055, para a versão de maior potência. Essetransistor pode ser encontradocom

facilidade pois diversos são os fabricantes

que o têmna sualinha. Na sua aquisição o leitordeve também pedir pelo dissipa­ dor de calore pelos seus acessóriosde montagem que consistem emlâmina ¡so­ lantede micaou plástico,buchas de fibra

ou plásticoeparafusos defixação. É importante observarqueesse transis­

tor tem o coletoreletricamente conectado ao seu invólucro; seeleformontadodireta­

deveserlevadoemconta na instalação eventual dosistema num veículo. 0dissi­ padornão poderá encostar em nenhum

pontode seu chassi I

0 transformadorusado na versão de baixa potência é um de saída para rádio- receptores transistorizados, de 400 ou 500 mW, com um primário de 100a 200Ohms eum secundário com

impedân-ciade acordo como alto-falante, este

podendo serde qualquer tipo, estando seu tamanho limitado apenas pela instalação

desejada,isto é, pela disponibilidade de

espaço. Não existerestrição quanto ao seu tamanho.

Com relação à versão dealta potência, o alto-falante deve ser capaz de suportar

a potência fornecida pelo transístor. Deve,

portanto,ser usado um alto-falante "pesa­

do" para, pelo menos, 10Watts, sendo seutamanhotambém escolhido em fun­ çãodadisponibilidade de espaço para ins­

talação.

MONTAGEM Na figura 1 vemos o diagrama paraa

versão de baixa potência, enquanto a figu­ ra 2 ilustra odiagramaparaaversão de alta-potência. Afigura 3 mostra a fonte de alimentaçãoque permitea ligação da

sirenena rede decorrentealternadade

Na figura 4 temos a montagemdos

componentes para as duas versões, na ponte de terminais. Os principaispontos

a serem observadosnestamontagem é em

relação à disposição dos terminais dos transistores que deve ser feita comparando-

a com o desenho e em relação aoscapa­ citores eletrolíticos que são componentes polarizados.

Figura 3

Comecea montagem soldando,nos lo­

cais correspondentes, os transistores de pequena potência (Q1, Q2e Q3), usando

umsoldador de, nomáximo 30 W e soldadeboaqualidade (60/40).

Em seguidasolde os capacitores e os resistores fazendosua identificaçãopelo códigode cores.

Para osprincipiantes que ainda têm di­ ficuldadenaleitura de valores através do

códigode coresdamos aidentificação dos componentesusados nesta montagem.

* Resistores (3 primeiros anéis): 1 kn- marrom, preto evermelho 56 kn-verde,azul e laranja

22kn -vermelho, vermelho epreto * Para os capacitoresde poliester, o códi­ gode cores também éusado,sendo a seguinteacorrespondência comos valores da montagem:

330nF- laranja, laranja, amarelo 470 nF- amarelo, violeta, amarelo

680 nF- azul, cinza, amarelo Os anéisseguintesindicam a tolerância e a tensão deoperação,não precisando ser observados nestamontagem.

Depois da soldagem dos componentes,

faça sua interconexãousando fiorígido

#20 ou #22. Finalmente coloque otrans­

formador de saída (versão de baixa po­

tência) prestando atenção para não inverter suas ligações (primário com secundário).

O enrolamento debaixaimpedância deve serconectadoaoalto-falante. Se a versão

fora dealta potênciacomplete a monta­

gem com a ligação do transistor Q4.

Afontede alimentaçãoéa última parte

da montagem.Se for formadapor pilhas

use umsuporte apropriado. Se for a bate­

ria do automóvel use um conector ade­

quado e,se for a fonte paraa rede,

monte-a com cuidado.

COMO FUNCIONA Abasedeste circuitoé um multivibra-

dos astável,ou seja, um circuitoformado por dois transístores os quais trocam de

estado constantemente.Quandoum deles está conduzindo o outroestá desligado e vice versa.Avelocidade de comutação

depende fundamentalmente de dois fato­ res: do valordos resistores ligadosà base

do transistor(R1 e R2)e dos capacitores

ligados aessas mesmas bases(CleC2). Alterando, portanto, o valor dos capacito­

res, dentro de certos limites, podemos modificara freqiiênciado multivibrador

e,portanto, a tonalidade dosom emitido.

Se aumentarmos ovalor do capacitor obtemos som mais grave ese diminuirmos

sua capacitância obtemos sons mais agu­ dos.Por esse motivo, damostambémos

códigosde cores para os capacitores de

330e 680 nF quepodem ser experimen­

tados no mesmo circuito para obtenção

de sons diferentes.

O transístorQ3 paraa versãodebaixa

potência atuacomo amplificadorde áudio,

sendoacoplado pelo emissor (seguidor de

emissor) ao transformador de saída.Com isso, a potência obtida é daordemde 200 a 400mW o que corresponde ao som de um rádio-réceptorportátil no máximo volume.

No caso daversãodealta potência usamos umsegundo transístor Q4 que é acopladodiretamenteaQ3 de modo a se obter uma potênciabem mais elevada.

Esse acoplamento Darlington, com uma

tensão dealimentação de 12Volts, per­

miteaobtenção de uma potência daor­ dem de5 Wattso que é maisdo que

suficiente paraas aplicações a que o des­

tinamos.0 acoplamentodacargaao emis­ sor permite a obtenção deuma baixa im-

pedância de saída, eliminando a necessi­ dadedotransformador de saída.

VARIAÇÕES A primeira variação(figura 5) permite

a obtenção de um som crescente,o que épossível pelo efeito do capacitorC3

quese carrega através do potenciómetro,

alterandolentamenteatensão de alimen­

taçãodo multivibrador. Apertando-seSI, ocapacitorcarrega-se lentamente alteran­ do atensão nesse multivibrador e,portan­

to,sua freqüéncia. Com isso o efeitoobti­ do é semelhante ao deuma sirene mecâ­ nicaemque a alteração de tom é dada pela mudança de sua rotação.O poten­ ciómetro permitecontrolara variaçãodo

tom.

A segundavariação (figura 6) mostra

o modo de seligarasirene aumsistema

dealarme ou aviso.

FONTE DE ALIMENTAÇÃO A fonte de alimentação (figura4) que

permite a ligação daunidade à rede, utili­ za um transformador que deve fornecer,

pelo menos,uma corrente de 1A a uma

tensão de 6 ou 9 V. Um díodo (1N4002 ou1N4004 ou aindaBY127) éusado na

retificação. 0 capacitor usado nesta fonte

é um eletrolítico de500 a 2 200 gFcom tensão mínima deoperação de 15 V.

RELAÇÃO DE COMPONENTES a) Versão debaixa potência

Q1, 02e Q3 - BC548ouequivalente RI, R4- 1 kn @ 0,5 W

R3, R2- 56 kn @ 0,5 W

C1,C2 - 330 nF(poliesterou cerâmica) T1 -Transformador de saída (ver texto)

FT - Alto-falante (vertexto)

Diversos: ponte de terminais, fios, solda, interruptor depressão, etc. b) Versão dealta potência

Q1,02 eQ3 - BC548 ouequivalente Q4 - 2N3055 R1, R4 -1 kfi @0,5W R2, R3 - 56 kn @ 0,5W R5 - 22 kn @ 0,5 W C1, C2 - 330 nF (poliesterou cerâmica) FTE-Alto-falante 8 Ohms (vertexto)

Diversos: ponte de terminais, dissipador, fios, solda,interruptor simples, etc. c) Fonte de alimentação T1 - Transformador: primário 110 ou 220 Volts; secundário6 ou 9 V @ 1 A D1 - Díodo 1N4002 ouequivalente (vertexto) C1 -500 a2 200 gF @12 Volts.

VOLTÍMETRO com FET

©

ASCARACTERISTICAS DE ELEVADA RESISTÊNCIA DE ENTRADA DOS TRANSISTORES DE EFEITODE CAMPO (FET)TORNAMA APLICAÇÃODESSECOM­ PONENTE ESPECIALMENTEATRAENTE EM CIRCUI­ TOSDE MEDIÇÃO EM QUE A INFLUÊNCIA DO INS­ TRUMENTONA GRANDEZA MEDIDA DEVESER A MENOR POSSÍVEL.

Os transístores de efeito de campoainda não são muito populares entre osexperi­ mentadores eprojetistas nacionais. Entre­

tanto, diversos tipos apreços acessíveisjá

são disponíveis em nosso mercado, o que

nos leva a publicar este artigo muitomais informativo do que realmenteprático, é

preciso lembrar que os transístores de efei­

to de campo são bastante sensíveis, princi­

palmenteàs cargasestáticas, pelo que de­ vem ser tomadas precauções especiais quan­

dodoseu manuseio.

Conforme dissemosna introdução desse

artigo, os transístoresde efeito de campo setomam importantes em aplicações em que uma altaimpedância de entrada seja

requisito básico docircuito, comoocorre em instrumentos de medida. Nesses, essa característicaé absolutamente necessária

de modo a sereduzir ao máximo a influên­ cia do instrumento no circuito que está sendo medido e, com isso, obter-se preci­ são compatívelcom as necessidades.

Neste artigo fazemos consideraçõesso­

breoprojeto de um simples voltímetro

com transístor de efeito de campo, o que pode servir de base para aelaboração de

um projeto mais completo, com diversas escalasdetensões.

COMO FUNCIONA Para explicaras possibilidades deapli­

caçãodo transístor de efeito de campo nestetipo decircuito,analisemos a confi­

guração da figura 1. Nela encontramos

uma fonte de tensãocontínua de 1 V

que possui uma resistência interna de 500 kíí. Queremosmedir a tensão da fon­ te comumvoltímetroque apresenta uma

resistência de entrada’de 5 MQ. Podemos

calcular a corrente circulante pelo circuito pela seguinte expressão:

"V

I = corrente U = tensão da fonte R. = resistência total

Com os valores adotados nocircuito

obtemosa seguinte corrente:

I = ---1--- = 18x10’5 A 5x1O6 + 5x1O5

Na resistência interna da fonte teremos uma quedade tensão que pode ser calcula­ dapela seguinte expressão:

Ui - IR, Uj = quedade tensão na fonte I = correnteno circuito

r

. =

resistênciainterna

No caso do nosso circuito essaqueda

de tensão vale:

U. - ---1--- 5x105 = 0,09 V

' 5x106 +5x103

Deste modo, independentemente da pre­ cisão do instrumento, estaremos de qual­

quer maneira cometendo um erro de me­ didada ordem de 9%.

Perceba o leitor que, quanto maior for a resistênciainterna da fonte a ser medida e quantomenor for a resistência apresen­ tada peloinstrumento,maior será o erro introduzido pela ligação do instrumento

ao circuito.Poresse motivo, instrumentos

comuns, multímetros de resistência deen­ trada relativamente baixa (sensibilidademe­ norque100 000 Ohms por Volt)de modo

algum fornecemsegurança na medida de

tensões baixas sobre resistências elevadas. Na figura 2 temos ilustrado oque ocor­

1 Volt sobreuma resistência de 1 Mn no circuito indicado.

Entretantoalimitação das resistências de entrada dos multímetros comuns está relacionada com a própriasensibilidade

do instrumento usado já que nenhuma

etapa amplificadoraé usada. Coma uti­ lização de válvulas e, mais recentemente, de transistores deefeitode campo,pode-se

aumentar essa resistência interna de tal modo a obter-se a menor influência possí­

vel do instrumento sobrea tensão ou

qualqueroutra grandeza medida.

O CIRCUITO

O nossovoltímetro básico consistenuma etapa amplificadora com drenocomum e realimentação reforçada de modo que,mes­

Colocando-se em curto os terminais de

entrada,ou seja,estabelecendo-se uma ten­

são de entradade referência de 0 Volt, com o potenciómetro pode-se ajustara correntepara o meio da escala do instru­ mento, ou seja, umacorrente de0,25 mA.

Na figura 3 damosentão acorrespondên­

cia das tensõesde entrada com a corrente

no instrumento.

Figura 3

Como existe uma pequena variação de características entre os transistores deum mesmo tipo, devido às tolerânciasde fabri­

cação, aspendentes obtidas podemvariar

sensivelmente,o que exige uma calibração individual para cada caso.

A calibração pode ser feitacom uma pilha comum de 1,5 Volt.A corrente indi­

cada pelo instrumentocorresponderá en­

tãoa uma tensão de 1,55Volt (f.e.m. de umapilha nova, já que, parauma corrente

de cargadesprezível, a tensão sobre a

carga pode ser aproximada igual à f.e.m.).

CUIDADO NO MANUSEIO DOFET Ostransistores de efeito de campo do

tipo MOS (Metal-Oxido-Semicondutor)exi­

gemprecauções muito especiaisdurante

o seu manuseio, principalmente se não possuírem proteção de comporta, pois a

fina camada isolantede óxido podeperfu­

rar com facilidade simplesmentedevido àscargas acumuladas em nosso corpo quan­ do tocamos em seusterminais.

Os transístores desse tipo são normal­

mente adquiridos com uma bucha prote­ tora que,emhipótese alguma, deveser'

removida quando do manuseiodotransís­ tor.

Somente depoisdecompletada a solda­

gem de todos osoutroscomponentes do circuito, passe ao transístor de efeito de campo. Para isso, em primeiro lugar, enro­ le umfio fino condutorem torno de

seus terminais e, em seguida, retire a bucha protetora. Somente entãoproceda à dobra e corte dosterminais.

Tanto o soldador como apessoaque

manusear o transístor devem estar bem conectadosà terra. Nocasoda pessoa bastará que ela segure algum fio ligado

àterradurante esta operação.

R1 - 100 kn @ 1/8 W R2 - 5,6 kn @ 1/8 W R3- 10 kn- potenciómetroajustável M1 -0-0,5 mA - miliamperímetro debo­ bina móvel 81 - Bateria de12 Volts

Q1 - Qualquer transístor de efeito decam­ po.

orientação

para

o

montador

— Como obter os componentes

— Custo aproximado

— Cuidadosespeciais

— Tempo de montagem

SIRENE PARASISTEMAS DE ALARME

Esta sirene, recomendada para os principiantes, inclusive, não usa componentes carose nemde difícil obtenção. Ostransistoressãobastante comuns no nosso i mercadoespecializado, estandoocusto das unidadesde pequena potência em | torno de Cr$5,00. Ostransístores de maior potência estão em torno de Cr$ 15,00. O que podemos, então, concluir é que o custo do projeto,excluindo- ; sea caixa, estará em tornodosCr$ 60,00. Nenhum cuidado especial deve ser tomado com amontagem a nãoser coma soldagem dossemicondutores que são । sensíveis ao calor.

PRÉ-AMPLIFICADOR MISTURADOR DE AUDIO

Estamontagemé bastante simples e o texto suficientemente pormenorizado paranão se necessitar demuitas explicações adicionais. Com relação aos componentes,como setratam de transistores bastantecomuns, o leitor não terá dificuldades comsua ob­

tenção. 0preço desses mesmos transistoresébastante acessível, estando em torno de

Cr$5,00aunidade, oque significa que, sem incluirmos a caixa e afonte dealimen­ tação, ocusto total do projeto será daordem de Cr$ 80,00. Devemosainda observar, em relaçãoà montagem, que, como se trata de um circuito de áudio de pequenossi­

VOLTÍMETRO COM FET

Esteartigo não trata, propriamente, de umamontagem, mas sim de informação técnica deonde se pode partirparaa realização práticaposterior de um instru­ mento de medida. O leitor que nelese basear para aconstruçãode um instru­ mentodeve ter em mente os cuidadosnecessários parao manuseio deste tipo de componente. Com relação ao transistor, informamosque pode-se partir de qual quertipo deFET. O custo dependerà, portanto, de suas características situándo­ se entre Cr$20,00e Cr$ 50,00.

FREQÜENCÍMETRO DIGITAL

Neste númerç temos a conclusão desteartigo,destinado ao montadorexperiente, con­

forme tivemos oportunidade de alertar logo deinício. De fato,o grandenúmerode componentese aprópria complexidade do circuito exigem urna certa experiência por

partedo montador, principalmente no que serefere ao trato de circuitosintegrados. A obtenção doscircuitos integrados utilizados nestamontagem não oferecerá maiores

dificuldades, já que se tratam de tipos facilmente encontradosnomercadoespecializa­

do,inclusivecompossibilidades de substituiçãopor equivalentes. Evidentemente, neste

caso, a substituiçãodeverá ser feita com perfeito conhecimento da funçãoenvolvida,

pois pelo contrário o desempenho doequipamento poderá ser sériamente comprometido. Com relação ao custodo projeto, devemos observar que dependerá muito de como foremobtidosos componentes;emSão Paulo o gastoserá daordemdeCr$ 1 600,00, excluindo-se aparte mecânica, ou seja, caixa, interruptores, tinta, cola, etc; para isso umacréscimode uns Cr$600,00 deve ser feito. O custo do instrumento completo fi­ caráem tomodos Cr$ 2 200,00 portanto, o que, evidentemente, é bem menos do

que um equivalente importado.

Com relaçãoàsplacas de fiação impressao leitor poderáobtê-lasprontas,bastan­ do pedir informações pelo telefone 221-3993 (São Paulo).

PRÉ-AMPLIFICADOR MISTURADORDE AUDIO Esta montagemébastantesimples eo texto suficientemente pormenorizadopa­ ra não se necessitar de muitas explicações adicionais.Com relação aoscompo­ nentes, como setratam de transistoresbastantecomuns,o leitor não terádifi­ culdades com sua obtenção. O preço desses mesmostransístores é bastante aces­ sível, estando em tomo de Cr$ 5,00 a unidade,o que significa que, semincluir­ mosa caixae afonte de alimentação, o custototal do projeto seráda ordem de Cr$ 80,00. Devemos ainda observar, em relaçãoà montagem,que, como se trata de um circuito deáudio de pequenossinais,os cabos deentrada e de saí­ da devem ser blindadosparase evitar acaptação de zumbidos. A alimentação poderá ser feita apartir dopróprio equipamentoamplificador com o qual a uni­ dadedeverá operar se sua tensão forcompatível, ou feitoapartir debaterias.

INTERRUPTOR CREPUSCULAR

Esta montagem, destinada ao principiante, temum texto suficientemente pormenori­

zado para não exigirmuitasexplicaçõesadicionais. Assim, em nossa orientação,da­

remos apenasconselhosde como se obteroscomponentes assimcomo seu custo

a-proximado. OSCR, por exemplo, que éo componente fundamental, tem um custo da ordem de Cr$20,00, dependendo da procedênciae do local onde seja adquirido. Os diodos semicondutores são bastantecomuns,podendo ser encontrados com facili­

dade em qualquerboacasa dematerialeletrónico aum custo em torno de Cr$ 2,50 aunidade. Com relação ao LDR, como praticamente qualquertipopode ser experi­ mentado nesta montagem, sua obtenção não será das mais difíceis. O custo aproxi­ mado deste componente está em torno de Cr$15,00 dependendo, evidentemente, do

tipo daprocedência. Considerando os demaiscomponentes, exceto as instalações,lâm­ pada e fios, o projeto ficaráem tomo de Cr$ 100,00.

DISSIPADORESDE CALOR sua superfície de contacto com esse meio

ambien-FATOR DE IMPORTÂNCIA NOS CIRCUITOS DEPOTÊNCIA

te. Devemos, portanto, observar para queo dissi­ pador seja instalado em local queseja bem ven­

tilado de modo a permitir a circulação doar

aquecido, levando-o para longe do componente

Todo ocalor desenvolvido num componente,

pela circulação de uma correnteelétrica, deve ser transferido ao meio ambiente de modo a haver uma temperatura constante,dentro dos limites

especificadoscomo seguros. Se houveruma difi­ culdade natransferência desse calor gerado, o re­

sultadode seu acúmulo no componenteserá uma elevação excessivadatemperatura que poderá ultrapassar os limites consideradosseguros e o

componente poderá danificar-se.

e permitindo que oarfrio chegue atéele

rapida-Com relação aos dissipadores, devemosainda observar que oscorposnegrosirradiammelhor o

calor do que oscorpos deoutras cores. Assim,

os dissipadores demetal anodizado em negro são

mais eficientes queos de metalbrilhante. O OHM

O máximocuidadodeve sertomadocom a instalação detransistores, diodos ou outros semi­

condutoresdepotência nosseus dissipadores deca­ lor,principalmente quandoestes tiverem de ope­ rar nos limites de suas tolerâncias.

A unidade de resistência elétricaé o Ohm que

pode ser definidocomoa resistênciaelétrica que existe entredois pontos de um fiocondutor, quandouma diferença de potencialde1 Volt,

Paraa instalação dos transistores e outros semi­

condutoresem dissipadores de calor, devemos

observarquehaja um perfeito contacto térmico en­ tre oinvólucrodocomponente e o irradiador. Normalmente, folhasde mica ou plástico especial

separamo invólucro docomponente do irradiador,

provendo um isolamento elétrico entreambos.

Essasfolhas,entretanto, não devem se constituir num isolamento térmico.Aconduçãodecalorde­

ve sera melhor possívele isso pode ser melhorado

pelo emprego depastas à base de silicone.

aplicada entreesses doispontos, produz nocon­ dutor, umacorrente de 1 Ampère, não sendo o

condutor sede de alguma força eletromotriz. Aresistência elétrica é, narealidade,a oposi­

ção que a corrente encontraao circularnúm meiocondutor. Essa dificuldadequeacorrenteen­ contra em circular,podesercomparada à dificul­

dade ouoposiçãoque aágua encontraaotentar

fluir por um encanamento mais estreito ou de

paredes internasrugosas.

Nadefinição dizemos que o condutor em ques-Poroutro lado, a escolhadoformato e do

tamanhododissipador também é importante.

A quantidade de calor transferidaéfunção tanto da diferença detemperatura entre o irradiador e

o meio ambiente (gradiente térmico)bem comoda

tão não é sededenenhumaforça eletromotriz no sentidodequenenhuma força adicionalque

"empurre" as cargas elétricas é aplicada, ou seja,

a correntecirculante sedeve exclusivamente à ação

circuitos

de

tempo

imunes

ao

ruído

com

ELEMENTOS LSI®

OS ELEMENTOS IMUNES A RUÍDOS LSL (LOW SPEED LOGIC) APRESENTAM A VANTAGEM DE SEUS TEM­ POS DE COMUTAÇÃOPODEREM SER REDUZIDOS POR MEIODE UM CAPACITOR EXTERNO,O QUE AS­ SEGURATAMBÉM UMA IMUNIDADE AOS RUÍDOS. ESSAPOSSIBILIDADE PODESER APROVEITADA COM VANTAGENS NOS CIRCUITOS DE TEMPO ONDEHA­ JA PRESENTE UM ELEVADO NÍVEL DE RUÍDO.

Figura 1 - Circuitosupressorpara umaporta

LSLNAND.

Neste artigo, baseados no"SiemensElec­

tronic Components Bulletin" (VII -1972

-número 4), descrevemoscircuitos de tem­ po (figura 1)que usam portas NAND LSL (FZH 111) e quepodemser empregados com asseguintes finalidades:

— Ecurtamento depulsos

-Retardamento de pulsos

- Monitoração de largura depulsos — Monitoração de freqüéncia de pulsos

ELEMENTOS DERETARDO

Na figura 2 ilustramos um circuito ele­ mentarnoqual se obtémum retardamen­ to no disparo, (a) ou um retardamento nodesligamento (comutação LO-HI e HI-LO).

Figura 3- tempo decrescimento tTLH para docapacitor de retardo.Parâmetro: os elementos da retardo dafigu- tensãode alimentação Ug.

ra 2 em função dacapacitância Cd, A figura 3 mostraa relação entreo ■tempode retardoeo valor do capacitor

Cd, assimcomo o tempode crescimento

TLH. O tempo tdde aproximadamente

50%, corresponde à excursão doelemento

seguinte docircuito lógico, e docresci­

mento linear de ty^pjcom o tempo (TLH = tempo de transição LQ-HI).

ENCURTAMENTOOU

ALONGAMENTO DE PULSOS Nocircuito dafigura4, o capacitor Cd encurta os pulsos aplicados ao pontoB

e prolonga a duração dos pulsosaplicados ao ponto D, conforme mostram os gráficos correspondentes.

Afigura5 vemos um gráfico emque é representada a duração do pulso desaí­ da (tb) em função dacapacitância Cd.

Figura 5 -duração dos pulsos tB para ocircui­

to mostradoda figura 4 em função da capacitância Cddo capacitor Cd de retardo.

MONITOR DA LARGURA DEPULSOS

No circuito ilustrado na figura 6, adu­ ração do pulso na entrada A éresponsável

pelo aparecimento de umpulso no pon­

to D. Para uma determinadaduração do pulsode entrada ta(figura 4b),a duração (tb) do pulso invertido permanece cons­

tante.Com oaumento da duração do pul­

so deentrada (ta), os pulsos sofrem na saídaum mesmo acréscimode duração

T

d

=

ta- tb, aparecendo noponto D. Quando,entretanto,

T

d excede determi­

nado valor,um sinal Hl aparece nasaída.

A saídapode serem seguida comutada

aonívelLOpor meio do interruptor S.

Figura6- Circuito LSL para monitoração de

larguradepulsos. Sfaz contacto (rearmapara o nívelLO).

MONITORAÇÃODE FREQÜÉNCIA

Atuando semelhantemente aum filtro de banda passante, o circuito dafigura7a pode serusado namonitoração de uma

freqüéncianominal entre dois limites pré- estabelecidosde tolerância.

Na saídaZ obtém-se um sinal Hlpara

uma determinada gamade freqüéncias que

podeser estabelecidaem função dos valo­ resdos capacitores Cd1eCd2, aparecendo

um sinal LOpara freqüéncias fora dessa gama.

O "flip-flop" Ireduz a sériede pulsos

na entrada E deuma relação de2:1 (figu­

ra8, linhas E eA). Se afrequência muda deum valormais elevado paraumvalor

maisbaixo(aumento da duração do pe­

ríodo T, figura8, linhaE), a duração ta dos pulsos naentrada Adoelemento

LSL II aumenta deta = tb (tb é a duração do pulso invertido emB).

Figura 8 - Características dos pulsos para o cir X, Y - ñas saldas X eY dos elemen-cuito da figura7.

E: Nasalda E do flip-flop I

A, B, D: nos pontos A, Be Ddo

elemento LSL II.

Illa, IIIb, IVa e IVb- ñas saldas a e b

dosflip-flopde rearme III e IV.

tos exclusiveORV (Illa eIVb de­ termina X, e IIIb e IVadetermina Y). Z', Z,Z : nassaídas Z'. (sem retardo, ou seja, sem o capacitorCd3)Zcom

retardo (ou séja com ocapacitor

Cd3) e Z (salda principal). Acima de certo valor deta, tbperma­

nece constante. Quando ta cresce mais pulsos LO de duraçãotD =ta - tbapare­ cemno ponto D, como explicamos na conexãocorrespondentepara amonitora­

ção de largura de pulsos (figura8, linha

E,A e D). Parata = tbe para T2, tb é também constante, eta >

tb-As saídas B e D são ligadas a dois

"flip-flop" de rearmação ("reset") III e IV,

umdos quais é retardado. Os dois"flip-

flop" são definitivamente armadospelos

pulsos em B (figura8, linhas Ha e b; IVa

e b, para T1).

Dependendoda duração do pulso ta, as seguintesdas três opções de saída em D

são disponíveis:

1. Sinal Hl - (ta = tb,duração T1na figu­ ra 8) os estados dos dois "flip-flop" se mantém inalterados;

2. Pulso LO decurta duração- (ta > tb,

duração T2 e T3 na figura 8);ponto b no"flip-flop" IV é lavado ao nível Hl e o estado do "flip-flop" III permanece inalterado(figura8, linhas lia e b, IVa e b, para T2 e T3);

3. UmpulsoLO de longa duração (ta> tb; duração T4 na figura 8,ambosos "flip- flop"mudam de estado -figura8, linhas

IIla e b, IVae b para T4).

Se a frequência for muito alta ou muito baixa (1/T1ou1/T4 na figura 8)ambos 52 Revista Saber Eletrónica

os"flip-flop" têm a mesma forma dein­

formação desaída. Informação diferente

aparece somente numa determinada faixa (T2 e T3 na figura8) que é ajustávelpor meio do capacitor Cd2.

0 nível lógico Hl aparece na saídaZ

de um elemento exclusive OR Vquando

a informaçãofornecida pelos "flip-flop" III eIV nos quaisé conectado não for

idêntica. O ponto a do "flip-flop" III estáentãono nível LOe opontob do

"flip-flop" IV estará nonívelHl (figura 8, linhas IIlae IVb para T2e T3). Istore­ sulta em saídas Hl tanto na saída XeY como na saída Z (figura8, linhas X, Y eZ).

CAPACITANCIADOS CAPACITORES

Cd1, Cd2 e Cd3

O limite superior paraa gama de fre­ quênciasdeoperaçãoé,comojá foi obser­

vado,feitopelo capacitor Cd1. 0diagra­ ma mostradonafigura 9 é usado para

determinar a capacitância requerido por Cd1 para certo limite defreqüénciade corte.

Figura 9- Diagrama determinado o limitesupe­ rior da frequência de corte (1/T) pa­

ra ocircuito dafigura 7 em função

da capacitancia Cd1 do capacitorde

retardoCd1.

A capacitância Cd2determinaa fre­ quênciainferior de corte; Cd2 deve ter

uma capacitância aproximadamentede1/5 de Cdl. De modoa assegurar uma saída

estável,éconveniente fixar Cd3de modo

quetenhauma capacitância aproximada­ mente 3vezesmaior que Cdl.

O

AMPERE

A unidadedecorrente elétrica é o Ampère

que pode ser definido como aintensidade de uma

correnteconstante que, mantida emdois conduto res paralelos,retilíneos, decomprimento infinito.

de e colocados a uma

distânciade 1 metro um do outro, novácuo, produz entreesses condutoresuma força de 2x107 Newton por metro decomprimento.

Sebem queesta seja a definição legal de Ampè­

re, podemos melhor estendê-lo dizendoque 1 Am­

père éacorrente que circulanum condutor de 1 Ohm de resistência quando entre seus extremos

A intensidade deuma corrente mede a quan­

tidadede cargas elétricasquesãotransportadas por um condutor em cada segundo. Intensidadede cor­ rente é, portanto, a quantidadedecargas por

unidadede tempo.

Comparando ao circuito hidráulico, podemos

dizer quea corrente elétricacorresponde ao fluxo

de água,ou à quantidade de água que passa em

cada segundo por um ponto do encanamento. A corrente só podecircular atravésde um circuito sehouver,para isso, uma causae esta causaéa tensão elétrica.Só existefluxo de águanumencanamento se houver pressão. Apres­

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RUÍDO NAS TELECOMUNICAÇÕES

J.C Costa

INTERESSE DORUÍDO A palavra ruído é conhecida e utilizada na linguagem diária, o que traduz a exis­

tência de uma noção intuitiva sobreo ru ído.

De fato,quando duas pessoasconversam, cada umarecebeatravés dos seus meios auditivos uma informaçãovinda do seu

interlocutor e um som complicado que

podemosdesignarpor "barulhode fundo"

Exemplo:composição dosdiversos sons

originados pelasmáquinas de uma fábrica;

a soma dos sons emitidos por carros, ôni-bus, motores, businas, numa estrada, etc.

E istoé conhecido por todos nós. De umamaneira geral esse barulho de

fundo é suficientemente baixo paraque

cadainterlocutorentenda o outro; mes­ moassim as pessoas procuram locais pou­

coruidosos.Masé doconhecimento geral que, se a "barulheira" forforte,acon­

versa só é possível"berrandono ouvido do parceiro".

Torna-se evidente que o ruído perturba as comunicações e tanto mais quanto mais

forteele for mais fraco seráo nível da informação. É esta a noção comumde ru ído.

Maso ruído não é so áudioenão temsó

origemnacomposiçãoaleatóriade diversas fontessonoras.

Vejamos umexemplo histórico que expli­ ca os dois diferentesgrupos de ruídonas comunicações.

É sabido que,na antiguidade, secomuni­ cavaà distância transmitindo uma infor­

mação (notícia)decasteloemcastelo (já nessaalturaseprocuravam os pontosal­ tos)por meio de fogos ou reflexões em

espelhos.

Suponhamos que do castelo Asequeria enviar uma mensagem para ocastelo B.

Em A acendia-se uma fogueira e, com um

refletor metálico,provoca-se uma feixe lu­

minoso dirigidopara B. Atravésde inter­

rupções no feixe, de acordocom um códi­ go pré-estabelecido, podia-se enviar a men­

sagem.

Mas,chegaria amensagem corretamentea

B? Vejamos quevárias causas podiam impedir a recepção total ouparcial da notícia.

a) Se a distância fossemuito grande era

evidente que a luzchegaria a B muito

fraca.

b) Nevoeiros, chuvas,etc., podiam ate­

nuar de tal forma aluz queem B não se

receberia sinal nenhum.

c) Uma tempestade com trovoadas po­

deria confundiro indivíduo encarregado dereceber a mensagem.

d) Outras fontesluminosas próximas po­ diam por em dúvida qual a fonteA.

e) Se a comunicaçãofossefeita de dia (emgeral não o era) a luz solar,evidente­ mente,enfraqueceria o brilho da fonte A.