Análise de Circuitos Eletroeletrônicosmonitoronline.com.br/arquivosbd/material_apoio/0... · Exercícios Propostos 135/15 1 - Qual é a diferença entre sensores analógicos e sensores

ANÁLISE DE CIRCUITOS

ELETROELETRÔNICOS

4E

Análise de CircuitosEletroeletrônicos

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais.


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EditoraAline Palhares

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Design gráficoEquipe Técnico Pedagógicado Instituto Monitor

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4ª Edição - Junho/2006



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Índice

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Apresentação............................................................................................................ 7

Lição 1 – SensoresIntrodução........................................................................................................... 91. Sensores Tipo Chave ...................................................................................... 9

1.1 Chave Tipo NA (Normalmente Aberta) ................................................... 91.2 Chave Tipo NF (Normalmente Fechada) ................................................. 91.3 Chaves NA-NF (Reversíveis) .................................................................... 9

2. Sensores Analógicos ..................................................................................... 112.1 Sensores de Temperatura ....................................................................... 112.2 Sensores de Luminosidade ..................................................................... 112.3 Sensores de Movimento ou Presença ..................................................... 132.4 Outros Sensores ...................................................................................... 13

Exercícios Propostos ............................................................................................. 15

Lição 2 – TimerIntrodução .............................................................................................................. 17

1. Timer Simples ............................................................................................... 172. Timer com C.I. ............................................................................................... 183. Timers Digitais .............................................................................................. 204. Timer Eletro-Mecânico ................................................................................ 22


Lição 3 – ControladoresIntrodução .............................................................................................................. 29

1. Eletro-Mecânico ........................................................................................... 292. Avançando na Tecnologia ............................................................................. 353. CLP ................................................................................................................ 36

Exercícios Propostos ... .......................................................................................... 42



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Lição 4 – Fonte de AlimentaçãoIntrodução .............................................................................................................. 45

1. Características .............................................................................................. 452. Interface com a Rede AC ............................................................................. 50


Lição 5 - Controle Remoto por RadiofreqüênciaIntrodução .............................................................................................................. 53

1. Transmissor de RF e Codificador Digital ................................................... 532. Receptor de RF, Decodificador e Driver de Potência ................................ 553. Adaptações .................................................................................................... 57

Lição 6 – Seqüencial de VídeoIntrodução .............................................................................................................. 59

1. Circuito Gerador de Onda Quadrada .......................................................... 592. Circuito Seqüencial ...................................................................................... 603. Comutador de Sinais de Vídeo ..................................................................... 614. Interrupção da Seqüência ............................................................................ 645. Simples Alarme ............................................................................................ 66

Exercício Proposto ................................................................................................. 68

Lição 7 – Módulos de AmplificaçãoIntrodução .............................................................................................................. 70

1. Amplificadores de Potência para Automóveis ........................................... 702. Acoplamento Direto ao Estágio de Potência do Aparelho ......................... 713. Módulo de Amplificação com Entrada de Sinal de

Áudio em Níveis Padronizados .................................................................... 72Exercícios Propostos ............................................................................................. 79

Respostas dos Exercícios Propostos ..................................................................... 80

Bibliografia ............................................................................................................. 82



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Apresentação

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Neste fascículo nossa abordagem será eminentemente prática. Vocêaprenderá a analisar circuitos eletroeletrônicos por meio da montagemde um alarme, que poderá ser utilizado em uso doméstico, comercial ouainda automotivo, bastando para isso as devidas adaptações.

Faremos uma análise detalhada deste Projeto de Alarme, etapa poretapa. Cada circuito será explicado e, algumas vezes, calculado. Cadacomponente complexo será tratado de forma que você possa compreen-der sua função e funcionamento.

Constituem partes integrantes deste projeto:

• Sensores diversos.

• Atuadores como motores, eletroímãs, relés, etc.

• Controle remoto via ondas de rádio.

• Alimentação por energia elétrica da rede e sistema de back-up combaterias seladas.

• Utilização de câmeras de televisão para monitorar o ambiente aoredor.

Bom estudo!



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1lição

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Nesta lição abordaremos os variados tiposde sensores, que são dispositivos que conver-tem uma dada grandeza física em variação detensão, corrente, resistência, capacitância ouindutância, permitindo uma ampla gama deaplicações para controle e automação de pro-cessos.

São dispositivos eletromecânicos que fe-cham e/ou abrem um ou mais contatos elétri-cos quando acionados.

Neste tipo de chave qualquer pressão so-bre o botão fará com que os contatos se fechem,permitindo a passagem da corrente elétrica.

Com este dispositivo temos duas situações:

1) Botão solto: contato aberto, não passa cor-rente elétrica.

2) Botão pressionado: o contato fecha e passacorrente elétrica.

Na figura 1 ilustramos os símbolos utiliza-dos nos diagramas esquemáticos para as cha-ves NA.

Sensores

Figura 1

Este tipo de chave é muito utilizado em au-tomação para indicar a presença de algo ou ofinal de algum movimento de máquina.

Estas chaves abrem seus contatos elétri-cos em função de seu acionamento por umadeterminada grandeza física. Na figura 15 ilus-tramos o símbolo da chave tipo NF.

Figura 2

Chave tipo NF (normalmente fechada)

• Chave de porta (de automóvel) - Quando abri-mos a porta do carro, a chave volta à sua po-sição de repouso (chave fechada) e a lâmpadainterna acende.

Figura 3 - Chave de porta de automóvel

São chaves que alternam sua situaçãoquando acionadas. Se estão fechadas, ao se-rem acionadas elas abrem seus contatos, e vice-versa. Na figura 16 ilustramos os símbolos daschaves NA-NF.



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Diversos são os modelos que são encon-tradas no mercado, cada um com uma espe-cificação para atender a uma determinadanecessidade. Na figura 4 mostramos algunsexemplos.

• Chave térmica ajustável - Fecha o contatoelétrico a partir de uma determinada tem-peratura que você pode ajustar girando obotão mostrador.

• Chave óptica - Este dispositivo é sensibili-zado por meio da intensidade da luz. Enquan-to recebe a luz por meio de sua janela, a chaveestá aberta (NA). Na ausência da luz em suajanela a chave fecha o contato elétrico.

Figura 4

Figura 5

Outros exemplos de chaves com a funçãoNA:

• Chave térmica - Fecha o contato elétrico apartir de uma determinada temperatura.

Figura 6

Figura 7

Figura 8



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• Chave de pressão - Este tipo de chave fun-ciona por meio da pressão do ar em seu in-terior. Para isso o dispositivo apresenta doisbicos de entrada de ar. Utilizando apenasum, a chave comuta quando a pressão formaior que a pressão atmosférica. Utilizan-do as duas entradas, a chave comuta apenasquando uma pressão for maior que a outra.

O termopar é um bipolo composto de doismateriais condutores que, quando submeti-do a uma variação de temperatura, apresen-ta entre seus terminais uma ddp (diferençade potencial) da ordem de alguns milivolts (fi-gura 11).

Figura 12

Ligas metálicas relativamente baratas(com base em Fe, Ni, Cr, etc.) podem ser usa-das em temperaturas moderadas (até cercade 1.000°C), porém, para temperaturas mui-to elevadas (1.500-1.700°C), são necessáriostermopares à base de ligas ricas em platina.

Um aparelho calibrado converterá os mi-livolts percebidos pela ponta do termopar emgraus Celsius através de uma escala padrãopara o tipo de termopar.

Um circuito eletrônico comparador detensão à base de amplificadores operacionaispoderá avisar, com o acionamento de sua saí-da, um determinado valor de temperatura (fi-gura 12).

Os sensores analógicos variam suas pro-priedades elétricas (tensão, corrente, resis-tência, indutância, capacitância) na presençade uma determinada grandeza física à qualsão sensíveis, como luz, temperatura, pres-são, som etc.

São dispositivos elétricos/eletrônicos queprede a temperatura em função de sua resis-tência elétrica. Três tipos são mencionados:o NTC, o PTC e o termopar.

O NTC (Negative Temperature Coefficient)e o PTC (Positive Temperature Coefficient)são bipolos que variam sua resistência elétricaconforme a variação da temperatura (figura 10).

Figura 10

Figura 11

Os sensores apresentados não são chaves,mas podem, através de seus sinais, acionarum relé.

Semelhantes aos sensores de temperatu-ra, o LDR, o fototransistor e o fotodiodo va-riam suas características elétricas conformea luminosidade incidente em suas “janelas”.Na figura 13 mostramos o aspecto de um LDRminiaturizado de 5KΩ ate 500KΩ.

Figura 9



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O gráfico da figura 14 mostra a variação da resistência quandosubmetida à luminosidade de uma lâmpada.

Figura 15

VCE - Tensão coletor-emissor (V)

l L -

Cor

rent

e no

rmal

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Dimensões em mm

Símbolo

Figura 16

Figura 13

Figura 14

Resistência

Nível de luz

ORP12

Potência consumidapelo bulbo (W)

Res

istê

ncia

do

LDR

(Ω

)Símbolo

Os fototransistores aumentam a corrente de condução Ic emfunção da luminosidade incidente em sua janela.

A figura 15 mostra as curvas características do fototransistor,cujo aspecto está ilustrado na figura 16.

Uma aplicação típica de fototransistor está mostrada na figura17. Ao obstruir a passagem da luz entre o LED e o fototransistor,aparece um nível lógico baixo na saída Q1 e um alto na saída Q2. Oconjunto funciona então como uma chave-óptica.



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Figura 17

Este sensor capta deslocamento de mas-sa térmica (infravermelho), que ocorrem emfunção da presença em movimento de umobjeto ou de uma pessoa. Este aparelho é for-mado por circuitos fototransistorizados (fi-gura 18) e ao detectar uma variação deinfravermelho dentro de seu campo de atua-ção, este dispositivo aciona um relé.

tas duas informações, um circuito calibrado,baseado em comparadores de tensão com am-plificadores operacionais, dimensiona a dis-tância entre o sensor e o objeto próximo.

A figura 19 mostra o aspecto de um sen-sor de proximidade baseado em luz e, a figu-ra 20 ilustra uma aplicação deste sensor naindústria.

Figura 18

Outro tipo de sensor é o de proximidadebaseado em luz. Este sensor utiliza fibra óp-tica industrial para transportar a luz da fon-te até o objeto próximo, e outra fibra ópticatransporta o reflexo para o circuito. Com es-

Figura 19

Figura 20

Sensores de proximidade também podemutilizar efeitos capacitivos e indutivos.

Atua em função da variação dielétrica(Ar), quando um agente externo (plástico,metal, animal) é aproximado da cabeça sen-sora do dispositivo. Na figura 21 temos o as-pecto, dimensões e conexões dos sensorescapacitivos.



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Figura 21

Seguindo a mesma característica que oscapacitivos, os sensores indutivos trabalhamcom núcleo aberto, isto é, qualquer objeto,com a finalidade magnética, posicionando àsua frente, interfere com o campo magnéti-co, alterando a indutância conforme a distân-cia de aproximação. A figura 22 mostra o

aspecto, dimensões e co nexões dos sensoresindutivos.

Como você pôde constatar nesta lição,existe uma variedade imensa de sensores quepodem ser utilizados nos mais variados pro-jetos eletroeletrônicos. Nossa tarefa é esco-lher aquele que atenda à nossa necessidadede projeto e custo final.

Figura 22

Carga

Carga

Anotações e Dicas



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Exercícios Propostos

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1 - Qual é a diferença entre sensores analógicos e sensores tipo chave?................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

2 - Qual é o melhor sensor a ser utilizado num circuito de acionamento automáti-co de lâmpadas ao cair da noite?

( ) a) NTC, pois quando o Sol se pôr o ar esfria.( ) b) PTC, pois quando o Sol se pôr o ar esfria.( ) c) LDR, pois quando o Sol se pôr a luminosidade diminui.( ) d) Capacitivo, pois quando o Sol se pôr as linhas de campo elétrico do planeta

se alteram.( ) e) Sensor de presença, pois quando o Sol se pôr ele detecta a ausência do Sol.

3 - Qual tipo de sensor você utilizaria para controlar a temperatura de um fornoelétrico?

( ) a) Termostato, pois ele já vem com uma chave acoplada.( ) b) Termostato, pois posso ajustar qual temperatura fará a chave acionar.( ) c) NTC, pois se a temperatura subir ele diminuí a resistência do forno.( ) d) PTC, pois se a temperatura subir ele aumenta a resistência do forno.( ) e) As alternativas a) e b) estão corretas.

4 - Qual tipo de sensor você escolheria para monitorar a temperatura de um fornoa gás?

( ) a) NTC, pois varia sua resistência com a temperatura.( ) b) PTC, pois varia sua resistência com a temperatura.( ) c) Termo-par, pois fornece uma ddp proporcional à temperatura da ponta.( ) d) As alternativas a), b) e c) estão corretas.( ) e) Somente as alternativas a) e b) estão corretas.



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2lição

lição

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Um circuito Timer ou Temporizador é projetado basicamentepara acionar ou desligar uma carga após um determinado intervalode tempo, que pode ser ajustado variando-se um dos componentesdo circuito.

Um simples circuito RC é o coração dos Timers.

Imagine que uma carga DC deva ser acionada após 5 segundosdo instante que você liga o circuito eletrônico.

Cargas DC podem ser acionadas por relés, transistores funcio-nando como chave, tiristores, etc.

O circuito da figura 23 nos mostra um circuito RC série,acoplado a um relé e a um transistor:

Inicialmente o capacitor está descarregado e a carga DC estádesligada.

Ao fechar a chave SW-1 o capacitor é considerado um curto-circuito e a tensão entre seus terminais é zero Volt.

Timer

Relé

Carga DC

++ 5V

+C D

R

SW-1

+ 12V

Figura 23

Rb

Carga DC

++ 5V

+C

NPN

R

SW-1

+ 12V



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Como Vc (tensão no capacitor) é nula, tanto o transistor como orelé não tem a tensão necessária para funcionar. A carga perma-nece desligada. A medida que o tempo passa (timer) o capacitor vaise carregando e a tensão entre seus terminais vai aumentando atéatingir a tensão de alimentação do circuito RC.

O tempo de carga do capacitor depende do valor de suacapacitância C e do valor do resistor R.

Atingida a tensão necessária o relé é acionado e/ou o transis-tor entra em condução, ambos acionando a carga DC após um in-tervalo de tempo.

A evolução dos circuitos temporizadores RC são os circuitosintegrados Timers, como o Universal 555.

Este circuito integrado, cujo coração é um RC série, utilizacomparadores de tensão, flip-flops e transistor em coletor abertonuma configuração genérica permitindo infinitas aplicações detemporização. Confira as ligações clássicas do 555 como geradorde onda quadrada ajustável por trimpot.

Pino 1 - Terra (0V).Pino 2 - Ligado ao pino 6.Pino 3 - Saída do sinal de onda quadrada.Pino 4 - Ligado ao pino 8.Pino 5 - Um capacitor de 10nF para o terra.Pino 6 - Um capacitor C para o terra.Pino 7 - Trimpot R para o pino 6.Pino 8 - Resistor de >= 1 kOhm para o pino 7, além de

receber o +Vcc.

Obs.: o +Vcc pode ser qualquer valor entre 3V e 15V. Escolha atensão do circuito ao qual ele se ligará.

Variando o trimpot, variamos a constante de tempo RC, fazen-do o circuito aumentar ou diminuir a freqüência.



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Figura 24

Saída

+ VCC

GND

555

1 KΩ

10 KΩ

10 µF1 nF

C*

R*

+ VCC = 5 V a 9 V

* Utilize a fórmula T = 1,1 RC

Este circuito tem temporização um pouco melhor que os cir-cuitos anteriores. É muito utilizado em equipamentos que devemacionar e desligar uma carga de tempos em tempos, como, porexemplo, semáforos, umidificadores de ar, injetores de líquidos,movimentação de tintas, etc, cujo controle é contínuo e automáti-co conforme circuito timer contínuo com CI555.

O circuito da figura 25 é uma variação, e funciona apenas comum pulso cuja duração na saída depende de valores de R e de C. Aopressionar o botão, a saída (pino 3) vai para nível alto por um inter-valo de tempo.

Mesmo que você mantenha o botão pressionado, a saída ficaráativada apenas por este intervalo de tempo.

Figura 25

Saída

+ VCC

GND

555

4,7kΩ10 nF

1 nF

C

R

Pulso

1

2

3

4

7

6

5

8



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Este tipo de circuito é muito utilizado em alarmes, minuterias,campainhas musicais, partidas de motores, revelação de fotografi-as, apagamento de memórias EPROM, etc. Na figura 26 é apresen-tado o gráfico de funcionamento do circuito.

Nesta categoria associamos circuitos osciladores ou multi-vibradores a contadores digitais e a circuitos de lógica digital con-forme apresentado na figura 27. A idéia básica é:

• Um oscilador confiável controlado por cristal, quandonecessário.

Figura 26

Chave

Pino 2

Pino 3

Chave pressionada Chave solta

Disparo

Saída ativada

Tempo

Tempo

Tempo

+ VCC

0 V

+ VCC

0 V

+ VCC

0 V

Duração do pulso depende de RC

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• Um contador binário ou divisor de freqüência por 2 flip-flopstipo T.

• Lógica digital de comparação para identificar número final dacontagem.

• Acionamento de cargas via relé, transistor ou tiristor.

Neste exemplo suponhamos um sinal de 1.000 Hz ou 1kHz, sain-do do 555 pelo pino 3.

• A saída Q1 do CI 4040 apresentará um sinal de 500 Hz,primeiro divisor por 2.

• A saída Q2 apresentará um sinal de 250 Hz, segundo divisorpor 2.

• A saída Q3 apresentará um sinal de 125 Hz, terceiro divisorpor 2.

• Assim por diante até a saída Q12

Uma lógica binária de Q1 a Q12 proporcionará intervalos pre-cisos de décimos, centésimos ou até milésimos de segundos.

Saída

+ VCC

GND

555

1 kΩ

10 µF1 nF

10 kΩ

C*

R*

10

10 µF

11

4,7kΩ

16

VDD

8

Reset

Inputpulses

12 StageRiplle

Counter

CD 4040

1

1514

12

13

42

3

5

6

79

Q12

Q11Q10

Q9

Q8

Q7Q6

Q5

Q4

Q3

Q2Q1

12 B

uffe

red

Out

puts

Figura 27



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Na figura 28 temos um timer ultra-rápido, que funciona do seguin-te modo:

• Suponha que o CLOCK do circuito da figura 35 seja de 100 kHz,o que resulta em um pulso a cada 10 µs (microsegundo)

• A chave lógica, porta AND está programada para o binário1011110010112 , ou seja, sua saída só irá a nível lógico 1 quandoem suas entradas aparecer exatamente 1011110010112.

• 1011110010112 corresponde ao decimal 3.019.

• Partindo do ZERO a saída só será ativada 3.019 pulsos de CLO-CK após o início.

• A saída só será ativada e a carga acionada 3.019 × 10µS = 0,03019sapós o RESET.

• Sendo o CLOCK estável em 100kHz, a carga será acionada em3,019 centésimos de segundo, após o RESET.

Este tipo de Timer é muito utilizado em máquinas automati-zadas de alta velocidade, como impressoras de jornais e revistas,cortadoras de embalagens, carimbadoras, etc. O sinal de RESETviria de sensores posicionados na máquina.

Este tipo de timer utiliza um motor síncrono com tempo derevolução de eixo a um minuto. Outras velocidades mais baixaspodem ser utilizadas. Desse modo o motor cumprirá 360° em 60segundos.

Saída

+ VCC

GND

555

1 kΩ

10 µF1 nF

10 kΩ

C*

R*

10

10 µF

11

4,7kΩ

16

VDD

8

Reset

Inputpulses

12 StageRiplle

Counter

CD 4040

1151412134235679

Q12Q11Q10Q9Q8Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1

Para acionadorda Carga

Figura 28

T = 1 = 1F 100 kHz

.

10111

001011

1



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Sobre o eixo do motor são colocados cames ou saliências emcontato direto com chaves NA-NF com roletes.

Quando o rolete é atingido por um came, este desloca a hasteacionando a chave elétrica, figura 29. Este tipo de temporizador jáfoi muito utilizado em controle de semáforos, máquinas automáti-cas de lavar e secar, etc.

Chaves Elétricas

Figura 29

Disco com encaixes

Cames

Redução

Motor Síncrono

Anotações e Dicas



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Gabinete

Motor

Redução

Disco de Cames

Figura 30

Chaves Elétricas

Distribuindo os cames sobre o disco, acionaremos as chaveselétricas em ciclos de um minuto de duração. Dependendo da quan-tidade de cames, a chave será acionada mais vezes dentro do mes-mo ciclo.

A figura 30 mostra em detalhes um sistema de Timer patente-ado pela Eagle Company USA para controle de semáforos.



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1 - Qual é a base dos temporizadores eletrônicos?( ) a) Circuito tanque LC.( ) b) Circuito Série RC.( ) c) Circuito Paralelo LC.( ) d) Clock ou relógio.( ) e) Descarga de um indutor.

2 - Qual é a vantagem dos temporizadores digitais?( ) a) Precisão para tempos muito longos.( ) b) Precisão para tempos muito curtos.( ) c) Analógico está fora de moda.( ) d) Não utilizam RC.( ) e) As alternativas a e b estão corretas.

3 - Para o circuito da figura 31, o Clock do 555 é de 10 Hz, gerando um pulso a cada0,1s. Após quanto tempo depois do RESET a carga será ligada?

( ) a) 3.019 segundos.( ) b) 301,9 segundos.( ) c) 30,19 segundos.( ) d) 3,019 segundos.( ) e) nenhuma das alternativas anteriores.

Saída

+ VCC

GND

555

1 kΩ

10 µF1 nF

10 kΩ

C*

R*

10

10 µF

11

4,7kΩ

16

VDD

8

Reset

Inputpulses

12 StageRiplle

Counter

CD 4040

1151412134235679


Para acionadorda carga

Figura 31



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4 - Complete o circuito de CLOCK 100 Hz, com inversores e jumpers, de modo àcarga ser ligada após 5 segundos e 3 décimos de segundo a partir do RESET.

Saída

+ VCC

GND

555

1 kΩ

10 µF1 nF

10 kΩ

C*

R*

10

10 µF

11

4,7kΩ

16

VDD

8

Reset

Inputpulses

12 StageRiplle

Counter

CD 4040

1151412134235679



Figura 32



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5 - Qual é a diferença entre um timer eletrônico e um eletro-mecânico?( ) a) Nenhuma.( ) b) O princípio do timer eletrônico é o circuito RC, e do eletro-mecânico é

um motor síncrono.( ) c) O princípio do timer eletrônico é a contagem de tempo por um relógio, e

do eletro-mecânico pela freqüência da rede elétrica.( ) d) As alternativas a e c estão corretas.( ) e) Todas as alternativas estão erradas.

6 - Como a base de tempo do timer eletro-mecânico funciona?( ) a) Um motor com rotação fixa gira seu eixo a 1 RPM ou menos.( ) b) Um relógio gira o motor fazendo 1 RPM ou menos.( ) c) Um circuito RC demora 1 minuto para se carregar e descarregar.( ) d) Não há base de tempo em timer eletro-mecânico.( ) e) Um oscilador de 1Hz movimenta um motor síncrono.

7 - Para mudar a quantidade de pulsos por ciclo em um timer eletro-mecânicodevemos:

( ) a) colocar ou retirar cames do disco giratório;( ) b) aumentar a velocidade do motor;( ) c) diminuir a velocidade do motor;( ) d) aumentar a redução do eixo;( ) e) é impossível alterar a quantidade de pulsos.



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lição

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Circuitos controladores são divididos emmanual e microprocessado, podendo serhidráulicos, pneumáticos, eletromecânicos,mecânicos ou eletrônicos. No controlador ma-nual é obrigatória a presença de um operador,sem o qual não haverá controle.

No controlador microprocessado, sensoresativam diretamente atuadores (motores, lâm-padas, eletro-válvulas, eletro-ímãs, etc.), nãosendo necessária a presença de qualquer ope-rador.

No terceiro há um microprocessador ouum microcontrolador que controla a entrada

Controladores

Sinal do Timer

Eletro-ímãChaveselétricas

Eixo

RebaixoResalto

Catraca

Figura 33

Resalto: chave abertaRebaixo: chave fechada

de sinais vindos de sensores, analisa seus va-lores e toma uma decisão de acordo com umaprogramação, mandando sinais para os atuado-res e recebendo novos dados dos sensores.

Aproveitando o último exemplo da liçãoanterior, veja na figura 33 o elemento controla-dor do acionamento das lâmpadas de um se-máforo.

Este controlador é ligado ao timer eletro-mecânico da lição anterior. Cada pulso vindoda chave elétrica acionada pelos cames do eixoaciona o eletro-ímã, que puxa a alavanca queaciona uma catraca girando o eixo.



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Preso ao eixo, outro conjunto de cames aciona chaves elétricasde maior capacidade. Cada chave liga/desliga uma lâmpada do se-máforo de acordo com a posição do came no momento. O esquemaelétrico é bastante simples (figura 34).

Antigamente era assim que os controles eram feitos, quando aeletrônica surgiu no mercado, algumas partes foram substituídaspor circuitos a transistores, chamados de Solid State. Toda a partelógica do controle era feita com engrenagens, eixos e motoressíncronos.

Para mudar a lógica de controle era necessário mudar váriaspeças mecânicas do aparelho de controle.

A idéia também foi utilizada nas máquinas domésticas comolava-roupas, lava-louças, secadoras de roupas, etc. A figura 35 mos-tra um exemplo muito utilizado em lava-roupas.

O Motor-Timer tem uma velocidade muito baixa, completandoum ciclo em 30 ou 45 minutos. Ele gira um conjunto de lâminas que,dependendo do seu formato, abrem e fecham algumas chaves. Nosterminais externos são ligados motores, lâmpadas, eletro-válvulas,resistências de aquecimento, etc.

Sinal do Timer

Eletro-ímã Catraca

Chaves elétricas

Cames + B

Cabeamento

VM

AM

VD

VM

AM

VD

Figura 34



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As chaves podem ser do tipo NA ou NF de três posições. Suaescolha depende do processo a ser controlado.

Na figura 36, vemos um exemplo de chave de três posições,acionada por um disco giratório de contorno apropriado. Depen-dendo do desenho do disco, ao girar, ele pode acionar uma ou outrachave, ou até mesmo nenhuma delas.

Figura 35

Chaves elétricas

Terminais externos

Discos deacionamento Motor do Timer

Figura 36



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O formato do disco determina quais chaves, de que forma e porquanto tempo serão acionadas.

Os transistores e o surgimento da lógica digital permitirammaior flexibilidade dos sistemas, redução de custos e redução detamanho.

Sabemos que um transistor pode ser utilizado como amplifica-dor de sinais elétricos ou como chave eletrônica. Aqui daremosênfase à utilização do transistor como chave. Vamos avançandonos controladores sempre com um timer acoplado.

A figura 37 mostra um disco com 96 divisões. Cada uma podeter ou não um pino de programação.

Se o disco completar um ciclo em 24 horas, cada pino de pro-gramação corresponderá a 15 minutos.

Figura 37

09

1

8

7

6

2

3

45



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Incluiremos um pino quando desejarmos acionar uma carganum determinado horário.

Se desejarmos que a carga fique acionada por 30 minutos, co-locamos dois pinos consecutivos nas marcas referentes ao horáriodesejado.

Se desejarmos que a carga fique acionada por 1 hora e 45 mi-nutos colocamos 7 pinos consecutivos (7 . 15 minutos = 105 minu-tos = 1h45m) e assim por diante.

Neste caso, seria conveniente numerá-lo em horas, conformemostra a figura 38.

Podemos aumentar a velocidade do motor do Timer fazendo-ocompletar um ciclo em, por exemplo, 96 minutos. Assim cada pinocolocado corresponderá a um minuto de acionamento da carga. Mas,como os pinos acionam a carga?

Figura 38

230 1

2

3

4

5

6

7

8

9

1011

14

1213

15

16

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19

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21

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Cada pino de programação preso ao disco passará por um Opto-acoplador obstruindo a passagem de luz do emissor para o receptor.

Com isso, o circuito atua num transistor trabalhando como chaveque, por sua vez, aciona um relé que aciona a carga. Veja o esquema:

O opto-acoplador substitui as partes móveis mecânicas evi-tando o desgaste dos contados e dos discos. O circuito fica menor,mais barato, mais confiável e mais durável.

5V +5

R1

Q1

Opto-acoplador

Carga

Relé VAC

Disco giratório

~

5V +5

R1

Q1

Opto-acoplador

Carga

Relé VAC

Disco giratório

~

Pino de programação

~ ~

Figura 39

Anotações e Dicas



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O uso de relés diretamente ou relés que acionam contatores éa opção para cargas de maior potência, conforme a figura 40.

Para melhorar ainda mais os controladores e timers, era preci-so incluir uma lógica em “Malha Fechada”.

É preciso que o controlador possa tomar decisões em funçãodos parâmetros do processo vindos dos sensores, além deflexibilizar a linha de produção. Isso é possível utilizando máqui-nas que possam ser reprogramadas facilmente.

A lógica mecânica se adapta bem a trabalhos fixos e repetitivoscomo o ciclo de lavagem de roupas, semáforos, empacotadoras, etc.

Para processos mais complicados, onde se deseja um produtoresultante de ações de pressão variável, temperatura variável, tem-po variável, etc., é necessário o uso de “cérebros eletrônicos” utili-zando microprocessadores ou microcontroladores.

5V +5

R1

Q1

Opto-acoplador

Carga

Reléauxiliar

VAC

Disco giratório

~

~

Figura 40

Contator



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A caminhada na substituição do ser hu-mano em sistemas que precisam ser contro-lados está quase no fim.

Câmeras de vídeo substituem os olhos dohomem, microfones substituem os ouvidos,sensores variados substituem o tato, motores eeletro-ímãs substituem os músculos e micropro-cessadores substituem o cérebro humano.

Entretanto, máquinas são máquinas e nãopodem pensar. Alguém tem que ensiná-las oque fazer dentro de suas limitações. Aí é queentram os programadores, criando softwares.

Os softwares ou programas de computa-dor devem conter as decisões que a máquinadeve tomar de acordo com as combinaçõesde dados vindas dos sensores.

O programador deve tentar prever as pos-síveis situações e programar soluções paracada possível evento. É uma brincadeira detentar adivinhar o que vai ou pode acontecerde errado ou estranho durante um processo.

Hoje é comum você encontrar aparelhosdomésticos que após apresentar um defeitoavisam qual é o problema e indicam uma pos-sível solução. Por exemplo:

• alguns vídeo-cassetes informam, através detexto na tela, que é hora de limpar as cabeças,ou que a fita não foi devidamente colocada;

• alguns toca-CDs avisam, através de luzesou códidos em um display, que existe mui-ta umidade no interior do aparelho e quevocê deve deixar a porta do CD aberta poralguns minutos até que a situação se nor-malize;

• alguns automóveis informam que você estásem cinto, que a porta não foi bem fecha-da, que com a quantidade de combustívelno tanque a 60 km/h você pode rodar pormais alguns kilômetros, etc.

Tudo isso só foi possível quando oscontroladores puderam “pensar”.

Microcontroladores, controladores lógi-cos programáveis (CLPs) e conversoresanalógico/digital (CNCs) são ferramentas damoderna indústria no controle de processosprodutivos.

O controlador lógico programável já vemmontado em várias opções. Compete ao téc-nico ou engenheiro escolher o melhor mode-lo para a aplicação que deseja controlar, eprogramar o dispositivo para que a máquinaexecute o desejado.

Anotações e Dicas



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Um CLP contém em seu interior as se-guintes características:

Os CLPs são fabricados em diferentesversões.

• quantidade de entradas digitais;

• quantidade de entradas analógicas;

• quantidade de temporizadores internos(timers);

• quantidade de contadores internos(counters);

• quantidade de conversores D/A e A/D;

• saídas a relés ou saídas a transistores.

O projetista deve escolher o modelo deCLP que melhor atende as necessidades do

processo a ser controlado. CLPs com muitosrecursos são caros e destinados a aplicaçõesmais complexas.

CLPs mais simples, como um de quatroentradas digitais com oito saídas digitais, sãodestinados a aplicações simples de controle dotipo LIGA ou DESLIGA, em função de umsensor estar ativado ou desativado.

Um CLP como mostra a figura 42 já temem seu interior um microcontrolador, alémde vários recursos extras como contadores etimers.

A dúvida que pode surgir é quando utili-zar um CLP e quando utilizar um micro-controlador. Não há uma regra, mas podemosdefinir alguns parâmetros.

Utilizamos microcontroladores quando:

• temos conhecimento de desenvolvimento dehardware para o mesmo. Inclui drivers depotência;

• o projeto deve ser feito sob medida, comnúmero de entradas analógicas ou digitaisfor grande;

• queremos um baixo custo de projeto, poistudo pode ser otimizado. CLPs são muitocaros comparativamente.

Sensores

Figura 42

Atuadores

Terminais de entrada

Terminais de saída

10.0

10.4

10.5

10.1 00.0

00.1

Estrutura Interna de um CLP

Memóriade programa Microprocessador

Contadores Temporizadores(TIMERs)

Entradasanalógicasou digitais

Figura 41

Saídasanalógicasou digitais

Linguagem deProgramação

CLP

CPU



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Utilizamos CLPs quando:• é necessária rapidez no desenvolvimento de soluções;

• queremos uma flexibilidade pós-projeto, ou seja, poder alterar alógica fácil e rapidamente;

• não queremos criar dependência de um projetista. Qualquer en-genheiro ou técnico que saiba programar o CLP pode ser facil-mente substituído por outro.

Nas entradas de um CLP são conectados sensores diretamente.Sensores do tipo chave aberta/chave fechada são conectados ex-clusivamente nas entradas digitais. Sensores como NTC, PTC,Termopar, LDR, Foto-diodo, etc., que variam suas característicasproporcionalmente às grandezas físicas que os afetam, devem serconectados exclusivamente às entradas analógicas.

Nas saídas, os CLPs podem internamente conter relés, ofere-cendo três terminais por saída (pólo, NA e NF). Por questões técni-cas, às vezes não precisamos de relés nas saídas, mas um simplescontrole liga/desliga em DC. Isto é feito colocando-se um transis-tor na configuração Open-Collector (coletor aberto), que funcionacomo uma chave DC.

Temos saídas NPN ou PNP conforme a necessidade, ou seja,entrada/saída negativa ou positiva.

Nas figuras 43 e 44 são apresentados dois tipos de CLPs comsaídas a relé ou transistorizada.

Entradas DigitaisEntradas Analógicas

A0 A1 D0 D1 D2 D3

P1 NA1 NF1 P2 NA2 NF2 P6 NA6 NF6 P7 NA7 NF7

Saídas Relé 1x2Figura 43



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Entradas DigitaisEntradas Analógicas

A0 A1 D0 D1 D2 D3

P1 P2 P6 P7

Saídas a transistor

Figura 44

Existem vários fabricantes nacionais estrangeiros produzindoCLPs: Atos, Matsushita, Siemens, Weg, etc. Nas figuras 45 e 46 sãoapresentados dois tipos de CLPs. O primeiro, da NAIS, de 03módulos e o segundo, da ATOS, de 06 módulos.

Figura 45



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Figura 47

Todos os modernos CLPs têm sua progra-mação facilitada através de softwares forne-cidos pelos próprios fabricantes, para usoatravés de um computador PC normal, rodan-do em ambiente Windows.

Em um CLP (PLC) você programa aber-tura ou fechamento das chaves de saída emfunção dos sinais nos terminais de entrada doCLP, seguindo uma lógica de programação.

Na figura 47 podemos ver um “Diagramade Contatos” ou Ladder Diagram cuja estru-tura está fundamentada na linguagem de reléstais como em comandos elétricos.

Deste modo, basicamente, os principaissímbolos na linguagem lodder são:

Figura 46

A programação é feita como se fosse umdesenho de esquema elétrico com chaves decontatos e bobinas.

Diversas funções lógicas podem serimplementadas, entre elas as funções OR eAND.

Além dos terminais das entradas, vocêtem o recurso de bobinas virtuais, que só exis-tem na lógica de programação do CLP.

Chave aberta

Chave fechada

Bobina

3

4

1

2

A1

A2Lodder

Camadas elétricas



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São exemplos de funções lógicas:

Figura 48

S1 S2 Y0

S3 Y1

S5 Y2

S4

Função AND

Função OR

Função inversora

As chaves S1, S2, S3, S4 e S5 são terminais de entrada do CLP.Note que quando houver tensão nos terminais de entrada S1, S2,S3 e S4 o CLP entende que estas chaves se fecharam. Caso contrá-rio, o CLP entende que as chaves estão abertas.

A chave S5 é o inverso, veja o símbolo. Quando houver tensãono terminal de entrada S5, o CLP entende que a chave se abriu.

As saídas Y0, Y1 e Y2 representam saídas a relé outransistorizadas (lógica TTL).

Na primeira linha, a carga em Y0 só será ligada quando houvertensão nos terminais S1 e S2 simultaneamente, o que caracteriza afunção lógica AND. Na segunda linha, a carga em Y1 só será ligadaquando houver tensão no terminal S3 ou S4 caracterizando funçãológica OR. Na última linha a carga em Y2 inicia ligada e só desliga-rá quando houver tensão no terminal de entrada S5.

Você ainda pode contar com contadores numéricos e tempo-rizadores internos, cada um deles com quantos contatos virtuais oCLP permitir, o que pode ser visto no manual do CLP.



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1 - A seqüência correta é:( ) a) tempo sinal do timer aciona eletro-ímã

gira eixo de discos aciona chaves liga carga;( ) b) tempo aciona eletro-ímã gira eixo de discos

aciona chaves liga carga sinal do timer;( ) c) tempo aciona eletro-ímã sinal do timer

aciona chaves gira eixo de discos liga carga;( ) d) liga carga sinal do timer aciona eletro-ímã

gira eixo de discos aciona chaves tempo;( ) e) gira eixo de discos sinal do timer aciona eletro-ímã

tempo aciona chaves liga carga.

2 - Para um disco de controle completando um giro em 24 horas com 96 divisões,quantos pinos de programação são necessários para acionar e manter uma car-ga ligada por toda a madrugada das 0h0min até 6h30min?

( ) a) 7 pinos alternados.( ) b) 7 pinos consecutivos.( ) c) 26 pinos consecutivos.( ) d) 630 pinos consecutivos.( ) e) 24 pinos consecutivos.

3 - Marque na figura 49 a posição dos pinos para acionar uma carga por 1h45min apartir das 3h15min da madrugada.

Figura 49

23 0 12

34

5

6

7

89

1011

141213

1516

17

18

19

2021

22



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4 - Quando devemos utilizar um CLP ou um microcontrolador?( ) a) Não há regra.( ) b) Utilizamos microcontroladores em sistemas digitais.( ) c) Utilizamos CLP em sistemas analógicos.( ) d) As alternativas b e c estão corretas.( ) e) Nenhuma das alternativas anteriores.

5 - O que compõe um CLP?( ) a) Controlador, lógica e programação.( ) b) Microfone, alto-falante e sensores.( ) c) Sensores e atuadores.( ) d) Microprocessador, memória e relés.( ) e) Nenhuma das alternativas anteriores.

6 - Como se programa um CLP?( ) a) Através de software para PC fornecido pelo fabricante.( ) b) Com gravadores especiais.( ) c) Não são programáveis.( ) d) Já vem programado de fábrica.( ) e) Através de um hardware.

7 - No programa abaixo, a carga em Y0 será acionada quando houver sinal elé-trico em:

( ) a) S1, S3 e S5;( ) b) S2, S3 e S5;( ) c) S1, S4 e S5;( ) d) S4 e S5;( ) e) S1, S2 e S3.

Figura 50

S1 S2 Y0S3 S5

S4



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4lição

lição

Nesta lição abordaremos as características e o funcionamentoda fonte de alimentação para o projeto do alarme residencial.

Ao final desta lição você deverá saber sobre fontes de tensãocontínua, aplicação e princípio de funcionamento.

Uma fonte de alimentação contínua é na verdade um conver-sor de sinal alternado (AC) em sinal contínuo (dC). Para isto é do-tada de um circuito eletrônico constituído tipicamente por umtransformador, diodos, capacitores e reguladores de tensão como oLM 7805, LM 317, conforme apresentado na figura 51.

Fonte de Alimentação

Figura 51

LegendaT1: transformador de tensãoD1 e D2: diodos de junção retificadoresC1: capacitorR1 e R2: resistoresP1: potenciômetro7805: chip eletrônico regulador de tensão



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No esquema da figura 51 uma tensão ACé rebaixada pelo transformador T1, após, pormeio dos diodos D1 e D2 a tensão alternada éretificada para contínua. O capacitor C1 fil-tra o sinal proveniente dos diodos deixando-o próximo do valor ideal retificado. Umindicador luminoso de tensão formado por umled (diodo emissor de luz) indica se o proces-so de retificação está sendo realizado. Por fimum registrador de tensão - 7805 permite re-gistrar a tensão de saída da fonte dC.

A fonte de alimentação que iremos utili-zar é do tipo chaveada, apresentando as se-guintes características:

• leve;

• compacta;

• controle de tensão de saída otimizado;

• grande potência;

• baixo custo.

Este tipo de fonte, utilizada muito em te-lecomunicação, é caracterizada por possuircircuitos eletrônicos que realizam as seguin-tes funções1:

• Interface com a rede AC

• Circuito de controle (PWM)

• Chaveamento

• Transformador de potência e retificador

• Limitador de corrente

• Comutação, flutuação e descarga de bate-ria

• Indicador visual

• Filtro de RF

A seguir descrevemos as funções dos itensacima tendo como base o circuito apresenta-do na figura 52.

Este circuito faz basicamente filtrageme retificação podendo ser dividido em duaspartes:

• Filtro de entrada e proteção: Constitui-sede um filtro duplo pi formado pelos com-ponentes C5, R17, T2, R18 e C6. Tem comoobjetivo atenuar transientes gerados pelochaveamento na rede ou vice-versa.

O componente TER1 limita a corrente departida da fonte, F1 protege a rede e o con-versor, limitando a corrente de entrada em 3Ampères, VR1 protege o conversor limitan-do a tensão de entrada até 250Vac, C16, C17e C24 constitui um filtro evitando ruídos emalta frequência.

• Retificador principal: A tensão alternadaproveniente da rede AC (127/220) éretificada em onda completa pela configu-ração em ponte formado pelos componen-tes D1 a D4 e filtrado por C1 e C2 que sedescarregam quando necessário em cimade R1 e R2.

Quando a chave CHI está em 220V, o cir-cuito se encontra na configuração direta, es-tando CHI em 127V o circuito se encontra naconfiguração de dobrador de tensão, em qual-quer condição será fornecido 300Vdc.

Formado por CI1, e componentes associ-ados, gera os sinais necessários ao funciona-mento básico da fonte, descrito a seguir.

Os transistores de potência Q1 e Q2 sãousados para chavear tensão DC do retifica-dor principal, gerando uma forma de ondaalternada (aproximadamente 28 kHz).

1. Dados obtidos da fonte MTAC1212F da MontelSistemas de Comunicação LTDA.



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Este sinal é modificado e aplicado ao pri-mário do transformador T3, com adequadarelação de espiras, é induzido no secundáriouma tensão que passará por retificação parase obter a desejada tensão DC na saída. Estatensão é proporcional à largura de pulso dechaveamento. Portanto, variando-se a largu-ra desses pulsos, é possível controlar a ten-são DC na saída.

A largura dos pulsos de chaveamento émonitorada dinamicamente pelo circuito decontrole formado por R31, TP1, R32. Fazen-do com que a tensão de saída permaneçaconstante, mesmo quando ocorram variaçõesna tensão de entrada AC. Para tornar possí-vel este controle, toma-se uma amostra detensão DC na saída através do elo de reali-mentação que atua no pino 1 do CI1, onde seajusta esta tensão em TP1. Independente dacorrente de saída é necessário circular umacorrente de manutenção que é imposta porR27 a R30.

O circuito de chaveamento é formadopelos transistores Q1 a Q4, T1 e demais com-ponentes associados. Os pulsos gerados porCI1 excitam os transistores Q3 e Q4 que, con-duzindo alternadamente, permite um fluxoalternado de corrente no enrolamento primá-rio de T1. A configuração do secundário fazcom que Q1 e Q2 conduzam alternadamente,chaveando potência DC sobre o enrolamentoprimário de T3.

Os diodos D5 e D6 protegem os transis-tores Q1 e Q2 no sentido de eliminar a cor-rente reversa gerada pelo transformador Tl

A tensão é induzida no primário do trans-formador de potência T3 através dos transis-tores de chaveamento, que operam

alternadamente apenas nas regiões de corteou saturação. O circuito integrado PWM ecomposto basicamente de um oscilador e ummodulador por largura de pulso, este oscila-dor fornece duas saídas de controle (Pinos 8e 11) que estão defasadas entre si 180° e ex-citam o circuito de potência.

O secundário de T3 sofre dois tipos de retifi-cação:

• é formado por PD1 ePD2. É filtrado por T4, C21 e C22 de ondese origina a tensão de saída.

• é formado por D12, D13e C20 de onde se origina a tensão de +B quealimenta os circuitos lógicos.

O circuito limitador de corrente é forma-do por SH1, R25, TP2, R24, C12, CI1 e com-ponentes associados. A configuração docircuito é feita de tal forma que, quando acorrente de saída supera 18 Ampères é gera-da uma queda de tensão em SH1, que atuasobre CI1 diminuindo a largura dos pulsos, econseqüentemente, a tensão de saída.

O circuito de comutação auto-mática de bateria garante o fornecimentoininterrupto de energia à saída da fonte.

A intensidade da corrente deflutuação é no máximo de 2 Ampères, ajus-tando-se proporcionalmente à quantidadede carga perdida e diminui à medida que abateria se recarrega, estabilizando em 100mA com bateria em plena carga. A opera-ção de flutuação se inicia quando tem ener-gia na rede Ac através de R19 a R22.

Incondicionalmente se houver ba-teria e faltar energia na rede AC, o relê RL1



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conecta a bateria na saída fornecendo carga até descarregar to-talmente a bateria, ou voltar a energia na rede AC.

O LD1 exibe luz verde para indicar que a fonte está ligada, eestá em operação normal.

Tem o objetivo de eliminar ruídos em alta frequência geradopelo conversor; é formado por C23,C25 e C26.

Tensão de entrada 127 ou 220 Vac (+/-15%) selecionávelexternamente

Tensão de saída 13,8 Vcc +/-1 % Ajustável de 10 a 15 Vcc

Corrente nominal 12 Ampères em regime contínuo

Corrente máxima (pico) 16 Ampères (regime 30/70 - máx. 3 minutosc/ carga)

Ondulação (ripple) 0,13 Vpp máximo0,04 Vpp típicoMelhor que 2 mVrms psofométricos

Tensão de carga da bateria 13,8Volts

Corrente de carga de bateria 2 Ampères máximo

Corrente de flutuação Maior que 0,1 Ampères

Eficiência 85% típico

Peso aproximado 1,5 Kg

Dimensões mecânicas de caixa L = 185mm A = 65mm C = 158mm

Anotações e Dicas

Na figura 52 mostramos um diagrama completo de uma fontechaveada.



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Existem vários modelos e processos de chaveamento destasfontes, mas o princípio básico não muda em nenhuma delas.

Atualmente, a maioria dos aparelhos eletroeletrônicos utilizaeste tipo de fonte.

A redução do peso final e do volume total da fonte permitefabricar aparelhos mais finos e leves. Televisores, FAX, microcom-putadores, scanners, monitores de vídeo, etc., são exemplos atuais.

Na figura 53 mostramos um outro exemplo de circuito de fontechaveada, no qual você pode notar:

• Entrada CA retificada e filtrada pelo capacitor eletrolítico C1,cuja tensão de isolação é da ordem de 300 V a 600 V.

• CI controle PWM ligado aos transistores de potência.

• Secundário com dois enrolamentos, produzindo tensões de +5 Ve +12 V.

• Retorno de informação da saída para a entrada por meio deum pequeno transformador de isolação galvânica.

Figura 53

Veja na figura 54 a etiqueta de uma fonte chaveada para umantigo IBM-PC compatível 386 SX – 33 MHz.



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Destacamos, nesta figura, os valores de tensão, corrente e po-tência:

• +5 V - 20 ampères de corrente; potência de 100 watts;

• +12 V - 8 ampères de corrente; potência de 96 watts;

• - 12 V - 0,5 ampère de corrente; potência de 6 watts;

• - 5 V - 0,5 ampère de corrente; potência de 2,5 watts.

Somando todas as potências incluidas teremos 204,5 watts dis-poníveis.

Assim esta fonte tem as tensões básicas e necessárias ao pro-jeto proposto, além de saídas estabilizadas, proteção contra curto-circuito, proteção contra aquecimento, etc.

Todos os circuitos do projeto do alerme residêncial não possu-em um consumo total abaixo de 10 W.

Cada câmera de vídeo possui caracteristicamente 2 W de po-tência e tensão de alimentação de 12 volts. Logo as quatro câmerasdemandarão 8 watts de potência e o receptor de rádio-freqüência,demandará uma potência da ordem de 1 W. O receptor de radiofre-qüência deve ficar um pouco abaixo de 1 W.

Concluindo, uma fonte chaveada comercial, como a mostrada, de200 W, é suficiente para alimentar todos os circuitos e dispositivos.

O motor do portão e a tranca elétrica da porta devem ser ali-mentados pela rede elétrica AC.

Figura 54



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1 - Por que as fontes de alimentação são chamadas de chaveadas?( ) a) Porque um transistor funciona como chave controlando a corrente num

transformador.( ) b) Porque ela tem tranca.( ) c) Porque ela só funciona se ligar a chave.( ) d) Porque PWM significa fonte de tensão chaveada.( ) e) Nenhuma das alternativas anteriores.

2 - Quais são as vantagens da fonte chaveada?( ) a) É pequena, leve e potente.( ) b) É grande, pesada e potente.( ) c) É média, normal e impotente.( ) d) Não usa transformador, sem diodos e sem filtros.( ) e) Alto custo, complexa e várias tensões.

3 - Qual é o princípio para manter a tensão estável na saída independentementedo valor da carga?

( ) a) Um sinal de tensão da saída avisa o PWM que a tensão está caindo, comisso o PWM aumenta a largura do pulso.

( ) b) Um sinal de corrente da saída avisa o transistor que a tensão está caindo,com isso ele oscila mais rápido para corrigir.

( ) c) Um sinal de resistência da carga é enviado para a entrada e é ignorado.( ) d) Um sinal de tensão da entrada é enviado para a saída para manter a

tensão fixa.( ) e) Um sinal de potência avisa que a tensão está caindo e o transformador

eleva a tensão.



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Esta lição abordará a montagem do con-trole remoto do alarme, onde detalharemos osesquemas do transmissor e receptor de RF,codificador digital, decodificador e driver depotência.

Este circuito se baseia no CI MC 145026Pda Motorola, um codificador digital e seu com-plementar, o CI 145028P, um decodificador di-gital. A figura 55 mostra o esquema elétricodo transmissor de RF codificado.

Controle Remotopor Radiofreqüência

Na saída do pino 15 teremos um sinal co-dificado de acordo com o botão pressionado,vermelho ou azul. Este sinal é enviado a ummodulador que opera na faixa permitida pelaANATEL para telecomandos de uso geral.

O circuito tanque LC gera a freqüência,que é mantida pelo transistor BF199 por meiode uma realimentação pela base.

O sinal modulador sai do pino 15 e vai até abase do transistor, aumentando e diminuindoa amplitude do sinal modulado conforme o có-digo ajustado nos jumpers de 1 a 9.

O ajuste da freqüência é feito no trimmer.A antena transmissora está na própria PCI(placa de circuito impresso) desenhada comotrilha.

Por ser portátil, este circuito pode ser co-locado como chaveiro e alimentado por umabateria de 12 volts para controle remoto.

Os jumpers de 1 a 9 formam o código trans-mitido. Cortando-os ou deixando-os ligados,você tem até 512 códigos diferentes. Além dis-to, é preciso saber a freqüência exata do re-ceptor, senão não funciona. Com estas duascombinações, este tipo de transmissor e códi-go são considerados seguros para aplicações.

Na figura 56 temos uma sugestão de placade circuito impresso.

Figura 55



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A figura 57 mostra a pinagem deste CI.

A figura 58 mostra a parte lógica interna do MC 145026P. Comovocê pode ver, é só ligar e usar, tamanha a simplicidade.

Figura 56

Figura 57

Figura 58

Seleção deDados e

Buffer

+4Divisor

Contador de Anel e Decodificador

DetectorTriplo

3-PINOscilador eHabilitador

L1



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Ao apertar o botão no pino 14, o código sai pelo pino 15. Note oque já comentamos: o botão leva o pino 14 a nível lógico zero. Mon-tado, o circuito ficaria como mostrado na figura 59.

A figura 60 mostra a primeira etapa do receptor.

O circuito sintonizado LC receberá somente a RF de sua sin-tonia, por isso o transmissor tem que estar ajustado para a mesmafreqüência e exata. O sinal recebido passa pelo detector formadopor R9 e C2, enviando um sinal de envoltória para o LM358, que éum amplificador operacional na configuração ganho de tensão. Estaaumenta, e muito, o nível do sinal. Basta calcular a relação entreR10 e R12, que é maior que 1.000 vezes (L1 - no impresso).

Figura 59

Figura 60



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Na figura 61 mostramos o aspecto e a pinagem do LM358.

A saída do amplificador pelo pino 1 vai para o decodificadorMC 145028P (figura 62).

Este circuito está dividido em três partes, que passaremos aanalisar.

O decodificador MC 145028P recebe o sinal pelo pino 9 e, se ocódigo coincidir com o ajuste de seus jumpers, é ativada a saídapelo pino 11, significando que o código é válido. Por isso podemoster vários transmissores e receptores trabalhando no mesmo espa-ço, bastando utilizar códigos e/ou freqüências diferentes para cadaum. Na figura 63 mostramos o diagrama de blocos do decodificadorMC145028.

Figura 61

Saída A

Entradas A

VEE/Gnd

VCC

Saída B

Entradas B

-+

-+

Figura 62



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A saída válida ativa o clock do flip-flop-1 doCI 4013. Enquanto a saída do flip-flop-2 for lógicoZERO, o MC145028P reconhece um código;quando esta saída for lógico UM, o MC145028Psó reconhecerá outro código. Isto é feito paraque você tenha um código que LIGA e outro queDESLIGA. A figura 64 ilustra o diagrama deconexões e sua tabela verdade.

Na figura 65 temos uma sugestão de pla-ca de circuito impresso para o receptor.

Figura 63

Figura 64

Na figura 66 ilustramos a placa de cir-cuito impresso montada.

Todo circuito encarregado de aumentara oferta de corrente para uma carga é cha-mado de driver de potência.

É sabido que os CIs têm baixa capacida-de de oferta de corrente elétrica em suas saí-das, acendendo no máximo um LED. Ostransistores são os componentes ideais parafazer esse “meio campo” ou interface, e nocircuito notamos dois: um deles satura quan-do a saída do flip-flop, pino 13, está em lógicoUM e o outro quando está em lógico ZERO.

Como carga destes transistores temosrelés com contatos reversíveis NA-NF, quepodem acionar cargas CA ou CC no limite decorrente de seus contatos. Pronto! Agora játemos um transmissor e um receptor de có-digos por radiofreqüência. A saída dos relésmandará sinais ao controlador 89C2051.

Estes circuitos são bastante flexíveis. Casovocê não queira um controle com alcance de40 metros como o circuito dado oferece, masalgo mais próximo, poderá fazer as seguintesadaptações:

Figura 65

Figura 66



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• No transmissor basta substituir o transmis-sor de RF, saída do pino 15 do MC145028Ppor um transistor e um LED emissor deinfravermelho. A figura 67 mostra o dia-grama esquemático do transmissor altera-do para emitir infravermelho.

• No receptor basta retirar o radiorreceptore ligar um receptor de infravermelho. A fi-gura 68 mostra o diagrama esquemático doreceptor alterado para receber infraver-melho.

Figura 67

Figura 68

Aponte o transmissor para o receptor. Oalcance máximo é de 10 metros em campoaberto. Retire o sinal pelo cátodo do LED.Agora somente o código é a segurança do pro-jeto, pois o infravermelho é único. Só altera-mos o modo de enviar o código do controleremoto, ao invés de RF utilizamos infraver-melho. A figura 69 ilustra o receptor ampli-ficador de infravermelho.

Figura 69



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Este circuito é independente e controla sozinho a seqüênciade câmeras que serão mostradas no monitor, caso deseje no proje-to de alarme o monitoramento via câmeras de vídeo. É o que vere-mos nesta lição.

A base de tempo é ajustável pois o CLOCK do circuito é feitocom um CI 555, e a seqüência pode ser alterada por jumpers.

A interrupção da seqüência de modo a sempre mostrar a câmerada portaria da casa, é feita por um sinal do microprocessador.

Vamos ao circuito, apresentado na figura 70, que é bastantesimples e reúne os conhecimentos adquiridos.

Confira as ligações clássicas do 555 como gerador de onda qua-drada ajustável por trimpot.

Seqüencial de Vídeo

Figura 70



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Pino 1 - Terra (0v).Pino 2 - Ligado ao pino 6.Pino 3 - Saída do sinal onda quadrada.Pino 4 - Ligado ao Pino 8.Pino 5 - Um capacitor de 10nf para o terra.Pino 6 - Um capacitor C para o terra.Pino 7 - Trimpot R para o pino 6.Pino 8 - Resistor de >= 1 kohm para o pino 7, além de

receber o +Vcc.

Obs.: o +Vcc pode ser qualquer valor entre 3V e 15V. Escolha atensão do circuito ao qual ele será ligado.

Variando o trimpot, variamos a constante de tempo RC, fazen-do o circuito aumentar ou diminuir sua freqüência.

A base do seqüencial é o CI 4017. Veja seu diagrama de temposao receber pulsos de CLOCK estando habilitado na figura 71.

CLOCKENABLE

0

“0”

“1”

“2”

“3”

“4”

“5”

“6”

“8”

“9”

CARRY-OUT

0

1 1

2 2

3

4

5

6

7

8

9

CLOCK

RESET

Figura 71



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Note que:

• somente uma saída se ativa em nívellógico “UM” a cada pulso de CLOCK;

• quando a entrada ENABLE fica em nível“UM” a seqüência PÁRA;

• o RESET sempre ativa a saída 0, pino 3.

A cada saída se encontra um LED sinali-zador e um terminal para programação da se-qüência. A figura 72 mostra uma PCI sugerida.

As dimensões da placa são 80mm × 55mm.O layout foi feito para a transferência por fo-tocópia. Inverta a imagem para obter o ladocobreado.

A base deste circuito é o CI 4066, figura73, com quatro chaves analógicas de controledigital.

KOUT

555

RSTJ2

J6

J5

J1

J0

J4

LED

CNJ3

4017

+-

Placa 80 mm x 55 mm

SW A

SW D

SW B

SW C

1

2

3

4

5

6

7

14

13

12

11

10

9

8

IN/OUT

OUT/IN

OUT/IN

IN/OUT

CONTROL B

CONTROL C

VSS

VDD

CONTROL A

CONTROL D

IN/OUT

OUT/IN

OUT/IN

IN/OUT

Figura 73 - Estrutura interna do 4066e ligações elétricas.

10 kΩ

1 kΩ1 kΩ1 kΩ1 kΩ

9 8

61 Fµ

V1

11 10

121 F

V2

1 2

13 1 F

V3

3 4

5 1 F

V4

C1C2C3C4

Figura 72



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Placa sugerida:

Ao receber nível lógico “UM” nas entradas C1, C2, C3 ou C4 osinal analógico passa da entrada de sinal para a saída de sinal.

Anotações e Dicas

Figura 74



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Recorde que os sinais de vídeo composto apresentam tensão de1 Vpp e são ligados aos aparelhos monitores de vídeo ou televisorescom a função monitor via cabos RCA macho e fêmea blindados.

O CI 4066 funciona bem com sinais de vídeo e áudio, portanto,o mesmo circuito pode comutar diferentes fontes de áudio para umamplificador.

Figura 76

Figura 75



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As quatro primeiras saídas foram ligadas a cada uma das en-tradas de controle do 4066.

O pino 10 do 4017 foi ligado ao RESET, desta forma a seqüên-cia fica somente entre as quatro primeiras saídas ressetando logoem seguida e fechando o ciclo.

Com algumas portas lógicas, você pode alterar o circuito vari-ando a seqüência de quatro câmeras.

Formado por portas AND, este circuito agregado ao conjuntopermite que um microcontrolador ou outro circuito digital inter-rompa a seqüência e mostre as imagens de uma câmera específica.

Quando o sinal externo estiver em nível lógico “ZERO”, o in-versor habilita as quatro portas AND e teremos nas saídas delas osmesmos níveis da entrada.

Quando o sinal externo enviar sinal lógico “UM”, o inversorbloqueia todas as portas AND e o sinal segue via diodo para ativara imagem de uma só câmera.

Note que os dois diodos fazem o papel de uma porta OR. Lem-bre que existe, na entrada do 4066, um resistor para o terra queserá a carga dos diodos para conduzir.

Figura 77

Sinais do 4017 Sinais para4066

Sinal domicroprocessador



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O circuito completo está mostrado na figura 78.

Você pode colocar mais algumas portas lógicas e criar inter-rupções para todas as câmeras através de botões, assim o vigilantenão precisa esperar até que chegue a imagem de uma determinadacâmera. Ele também pode parar na câmera que estiver detectandoalgo suspeito.

Não foi criada uma sugestão de layout completa. Espera-se queo aluno junte todos os circuitos interligando através de trilhas, ca-bos ou jumpers, caso resolva montar este alarme. De qualquer for-ma ilustramos aqui algumas possibilidades.

Deixamos claro que o projeto de um determinado aparelho écomposto de vários circuitos separados, trabalhando juntos e emharmonia elétrica.

Figura 78



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Os alarmes se dividem em duas categorias:

• os que simplesmente tocam uma sirene ousinal sonoro bem ruidoso;

• os que tocam a sirene, trancam portas,acendem as luzes, chamam a polícia portelefone, etc.

Sugerimos um alarme simples para quevocê comece a desenvolver o raciocínio lógicoquanto a sistemas de proteção contra invasão.

Suponhamos uma casa com:

• um portão externo;

• duas janelas;

• uma porta dos fundos;

• uma porta de entrada principal;

• um jardim grande.

Desenvolveremos um circuito eletrônicode alarme que soará uma sirene quando hou-ver invasão da casa.

Utilizaremos um controle remoto por rá-dio freqüência, codificado para abrir e fecharo portão e a porta de entrada principal.

Quando a casa for adentrada pelo portãocom o controle remoto, a sirene não deverátocar.

Com o carro já na garagem e não se pas-sando pelo jardim, só se pode entrar na casapela porta principal utilizando o controle re-moto para abrir a fechadura elétrica.

Qualquer movimento no jardim seráidentificado pelo sensor de presença, regu-lado para pessoas e não para pequenos ani-mais.

Qualquer tentativa de arrombamento daporta dos fundos ou das janelas ativará asirene pelo alarme.

Colocamos também um monitoramento porcâmeras de vídeo seqüenciadas (figura 79).

+ 5V

Figura 79 - Esquema do alarme proposto

Câmera 4

+ 5V

Chave 2

Chave 3

Câmera 1

Câmera 2Câmera 3Chave 1

Sensor dePresença

+ 12V

+ 12VRX-1

+ 12VRX-2

RELÉMANUAL /

AUTOMÁTICO

RELÉCONTADOR

RELÉ

110 Vac

FechaduraElétrica

110 Vac

+ 12V

+ 12V

CHAVEADORDE VÍDEO

+ 5V

+ 12V

Motor doPortão

74LS150MUX

ABCD

110 Vac+ 12V

TV

M

S1 S2

Portas Internas e Janelas Sensores Tipo Chave NA



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O dispositivo de controle é um CI multiplexador, cuja saída,quando em nível lógico UM, acionará a sirene do alarme.

Para que haja nível lógico UM na saída do CI é preciso que osensor ligado ao terminal A se feche, ou que o sensor ligado aoterminal B se feche, ou que o sensor preso ao terminal C se fecheou, ainda, que o sensor de presença detecte algo à sua frente e en-vie nível lógico UM ao terminal D.

Note que S1 e S2 compartilham contato NF com os relés doportão e da fechadura, respectivamente.

Quando o portão se abrir pelo acionamento do controle remoto,o contato S1 se abre inibindo o alarme. O mesmo ocorre com a fecha-dura da porta principal que, quando aberta pelo controle remoto, oalarme é inibido.

Anotações e Dicas



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Exercício Proposto

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A partir do circuito da página a seguir descreva o funcionamneto de cada uma dasetapas.........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................



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7lição

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Conheceremos nesta lição alguns circui-tos utilizados na indústria, e faremos uma aná-lise de seu funcionamento.

Alto-falantes são dispositivos transduto-res, que convertem sinais elétricos em sinaissonoros auditivos.

Resumidamente os alto-falantes são com-postos por uma bobina móvel imersa em umcampo magnético forte e presa a um cone, coma fonte apresentada na figura 80.

Módulos deAmplificação

Um sinal de áudio causa a variação de umsinal elétrico no tempo.

A passagem de corrente pela bobina doalto-falante cria um campo magnético que va-ria de acordo com a variação da corrente. Oscampos magnéticos interagem provocando omovimento da bobina do alto-falante, parafrente e para trás conforme a polaridade dosinal elétrico e o sentido da corrente elétrica(figura 81).

Se desejarmos potência sonora de um alto-falante, temos que aumentar o fluxo de cor-rente na bobina do mesmo. Os módulos ampli-ficadores ou estágios de potência fazem exa-tamente isto.

Compressãodo ar

Compressãodo ar

Rarefaçãodo ar

Rarefaçãodo ar

RarefaçãoCompressão Normal

1 ciclo

Figura 81

Cone

Aranha

Chassi

Bobina

Ímã Magneto

Cone

Figura 80

Bobina



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Como aumentar o fluxo de corrente poruma carga de impedância 8, 4 ou 2 ohms? Au-mentando a amplitude do sinal de saída e es-colhendo os dispositivos de saída que supor-tem tal tensão e fluxo de corrente.

Não importa o processo utilizado, pois emse tratando de automóveis a alimentação é de12VDC. Assim, 120W consumidos puxam 10Ada bateria.

As baterias de automóveis fornecem, apóstotalmente carregadas, 36 AH (ampéres-hora),56 AH, 62 AH, etc., quanto mais ampéres-hora,maior será o volume da bateria.

A opção é manter o motor do veículo liga-do. Assim, toda a potência virá do alternadordo veículo.

Quantos ampéres são necessários paraum equipamento que consuma 4.000 Watts a12 VDC?

Existem praticamente duas abordagenscom relação a esses amplificadores:

• módulo de amplificação de acoplamentodireto à saída de potencia do auto-rádio;

• módulo de amplificação com entrada desinal de áudio em níveis padronizados.

Observe na figura 82 o método de ligaçãodo AMP ao aparelho.

Este tipo de módulo foi muito utilizado.Seu circuito exigia dois transformadores etrabalhava em classe AB com transistoresTBJ. O transformador de entrada servia paracasar a impedância do módulo com a saídado aparelho.

Como o módulo trabalhava com o sinal jáamplificado, o transformador servia paraajustar os níveis de tensão e corrente com seuestágio amplificador de potência classe AB.

Note que o circuito é muito simples e todoo controle de graves, agudos, volume, efeitos,etc., fica a cargo do aparelho de áudio. A fun-ção do módulo é apenas amplificar (em po-tência) ainda mais o sinal. Como conseguir istocom apenas 12 V e a mesma carga de 8, 4 ou 2ohms?

Calculando:

P = Vef2 [Watt RMS]R

Auto-rádioMódulo

AmplificadorAlto-falante

Ligação do módulo ao auto-rádio

Auto-rádio Alto-falante

Ligação do auto-rádio

Figura 82

+ 12V

Laranja

Lilás

Transformadorde Saída

Controle

Branco

Marrom

TransformadorDriver

TIP

TIP

105

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Entrada

Figura 83



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Supondo um sinal senoidal com freqüên-cia fixa, teríamos 12 Volts pico-a-pico resul-tando em 8,5 Vef ou VRMS. Deste modo, na ta-bela 1, para cargas de 8Ω, 4Ω e 2Ω, a potên-cia resusltante é de 9W, 18W e 36 W eficazes.

magnéticos de alta-intensidade, condutoresde baixíssima resistência e elementos móveisde baixo atrito consegue um rendimento me-lhor na conversão de energias. Ou seja, ape-sar de ambos terem as mesmas especificações,um tocará mais alto que o outro com a mesmapotência elétrica dissipada.

Estes módulos são modernos e de carac-terísticas diferentes. Não trabalham com osinal de saída dos auto-rádios, mas sim com asaída de áudio do estágio de pré-amplifica-ção, logo após os controles de volume, gra-ves, agudos e balanço.

Observe, (figura 84) que a saída de po-tência do aparelho pode continuar a ser uti-lizada diretamente em alto-falantes.

O módulo amplificador, (figura 85a e85b) utiliza o sinal do terminal AUDIO-OUT, que é uma saída de áudio em níveispadronizados.

Alguns módulos têm internamente umconversor CC-CC para elevar o nível da ten-são DC para 24 Volts ou até 40 volts e, com

Figura 84

Auto-rádio Alto-falante

Saída de áudio(audio-out)

Saída de potência

MóduloAmplificador

Alto-falante

8.5 VRms comcarga de

Produz

9 WRMS

18 WRMS

36 WRMS

8Ω

4Ω

2Ω

Tabela 1

Atualmente as cargas estão com 4 ohms.Desta forma cada canal pode produzir até 18Watts RMS.

Somando as potências em um amplifica-dor estéreo, teríamos 36 WRMS.

Utilizando amplificador classe AB comsaída a transformador, é possível fazer comque cada semi-ciclo tenha a tensão máximade 12 Volts, resultando em 24 Volts pico-a-pico ou 17 VRMS.

Considere isso sobre uma carga de 4 ohms,cada canal poderia dissipar no máximo 72WRMS por canal ou 144 WRMS no modo estéreo.

Chamamos a atenção de que estes valo-res de potência não tem nada a ver com in-tensidade sonora. São valores de energia elé-trica dissipada pelo circuito ou consumo deenergia elétrica. A unidade de medida quemede intensidade sonora é o deciBel.

Um sinal sonoro de 120 dB é muito alto eprovoca no ser humano a sensação de dor noouvido.

O dispositivo responsável por transfor-mar a dissipação de energia elétrica em sinalacústico é o alto-falante. Dois alto-falantesde mesma potência, tamanho e impedânciapodem gerar intensidades sonoras diferen-tes. O alto-falante fabricado com elementos



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isso, conseguir uma dissipação de energia maior na mesma cargade impedância de 4 ohms.

Lembramos que uma bateria pequena para automóvel com 36AH pode fornecer em torno de 400 Watts em uma hora. Existemainda baterias de 54AH, 60AH, etc.

Cabo para acionamento remoto

REMOTE +12V GND

Auto-rádio

REM OUT

Fusível de50A

Bateria decarro

Aterramento nacarroceria do

automóvel

+12V

+ -

-

Figura 85a - Módulo: lado da alimentação

Anotações e Dicas



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Auto-rádio

SPEAKER OUT SPEAKER OUT

INPUT

Line OUT (Audio)

Canal esquerdo Canal direito

Alto-falante de 8 a 10 ohm Alto-falante de 8 a 10 ohm

+ +

- -

Figura 85b - Módulo: lado da saída

Na figura 86 é apresentado um desenho esquemático no modovista explodida com detalhes internos do módulo.

Anotações e Dicas



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Figura 86

Terminal dealimentação

+12VDC

Fusível

Tampa

Dissipador dealumínio

Terminais desaída paraalto-falante

Fundo

Fusível

TransistoresPower FET

Placa deCircuito Impresso

TransistoresPower FET



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Para conseguir uma potência maior, estes módulos utilizam orecurso de aumentar a tensão para alimentar os estágios de saída.Observe o diagrama de blocos deste amplificador na figura 87.

Os novos módulos utilizam saídas diretas pelos transistores semo auxílio de transformadores de saída. Com isso reduz-se o tama-nho e o peso do amplificador, em contra-partida é preciso acres-centar circuitos de proteção contra curto-circuito.

Nesses novos módulos são utilizados os POWER FET, que su-portam altas correntes, são rápidos no chaveamento e não apre-sentam os ruídos característicos dos transistores de junção, con-forme mostra a figura 88.

Figura 87

PRÉ-AMP POWER FET AMP

INVERSOR CC-CC

PRÉ-AMP POWER FET AMP

+15V +34V

+15V +34V

+12V

Sinal de entradacanal direito

Sinal de entradacanal esquerdo

Sinal de saídacanal direito

Sinal de saídacanal esquerdo

Figura 88

TO-3P1. Gate2. Drain (Flame)3. Source

TO-3P1. Gate2. Drain (Flame)3. Source

D

G

S

D

G

S

2SJ217 2SK13041 2 3 1 2 3



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Utilizam-se, também, amplificadores operacionais híbridoscom FET nas entradas para casar a impedância, balancear os ní-veis de entrada, filtrar ou realçar freqüências.

Na figura 89 são apresentados esquemáticos característicos doamplificador operacional - Ao, modelo NJM4580L.

Um circuito integrado fica responsável pela conversão CC-CC,mantendo os níveis de tensão estáveis e sem ruídos.

Figura 89 - Características do A.O. NJM4580L

0

1

2

3

4

8

7

6

5

A- +

B+ -

B+ -

A- +

1 2 3 4 5 6 7 8

NJM4580D, NJM4580ENJM4580M, NJM4580V

NJM4580L

NJM4580L - Amplificador Operacional Duplo

CIRCUITO INTERNO EQUIVALENTE

V +

- ENTRADA

+ ENTRADA

V +

SAÍDA

PINAGEM



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Oscilador6

5

4

1

2

16

153

7

14

12

10

11

9

813

D Q

CK Q

5V

Band GapReference

Comp input

0,7MA

PWMComp

1,2V

Rr

Cr

Controladorde tempo

EA (+)

EA (-)

EA (+)

EA (-)

+

-1

+

-2

Controle de saída

TL494 - Controlador de PWM

Figura 90

O circuito integrado TL494, controlador do conversor CC-CCpor PWM, apresentado na figura 90, utiliza uma tensão de referên-cia de 5 Volts para controlar seu oscilador interno, o qual coman-dará o chaveamento de transistores em PWM para um transforma-dor elevador de tensão.

Neste ponto, os + 12V da bateria serão chaveados nas bobinasdo transformador, circulando correntes pelas bobinas em dezenasde ampéres. A potência extraída da bateria será dissipada na saídado amplificador, atingindo assim potências acima dos 100 Watts.

No secundário do transformador teremos diferentes tensões ecapacidades de corrente. Vale lembrar que a freqüência dechaveamento do primário não é 60 Hz como na rede elétrica e simalgo em torno de 40 kHz a 300 kHz.

Para essas freqüências, guardadas as relações VOLT-ESPIRA,o núcleo deve ser de material permeável magnético, como o ferrite.São necessárias poucas espiras e a bitola do condutor deve ser talque suporte correntes entre 40 e 50 ampéres.

Nestas condições, o usuário do automóvel deve providenciar atroca da bateria do veículo pela maior possível ou formar um bancode baterias em paralelo, além de substituir o alternador do veículopor um de capacidade maior.

C1

E1

C2

E2

Vcc

VREF

GND



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1 - O que indica a potência elétrica do amplificador?( ) a) A altura que será tocada a música nos alto-falantes.( ) b) O consumo de energia da fonte DC.( ) c) Quanto deve custar o aparelho.( ) d) Quanto maior, melhor o som.( ) e) O tamanho do amplificador.

2 - Qual é o recurso utilizado para conseguir mais potência das bateriasautomotivas de + 12V em uma carga de 4 ohms?

( ) a) Utilizar um transformador de saída no amplificador.( ) b) Aumentar a impedância.( ) c) Aumentar as baterias.( ) d) Colocar um divisor de freqüências.( ) e) Eliminar os ruídos.

3 - Os modernos amplificadores de potência utilizam qual recurso para conse-guir maior potência de saída?

( ) a) Utilizam um conversor CC-CC para gerar uma tensão maior e maiscorrente.

( ) b) Aumentar a impedância.( ) c) Aumentar as baterias.( ) d) Colocar um divisor de freqüências.( ) e) Eliminar os ruídos.

4 - Como podemos dividir os amplificadores em relação ao estágio de saída?( ) a) Classe AB - PWM - híbridos.( ) b) Saída a transformador - saída direta a transistores FET.( ) c) Saída a indutor - entrada direta a transistor.( ) d) Entrada a transistor - saída a transistor.( ) e) Nenhuma das alternativas anteriores.



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Respostas dos Exercícios Propostos

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Saída

+ VCC

GND

555

1 kΩ

10 µF1 nF

10 kΩ

C*

R*

10

10 µF

11

4,7kΩ

16VDD

8

Reset

Inputpulses

12 StageRiplle

Counter

CD 4040

1151412134235679

Q9Q8Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1


Lição 11 - Sensores analógicos retornam com um valor de tensão, corrente,

resistência, capacitância ou indutância proporcional a cada varia-ção da grandeza física.

2 - C

3 - E

4 - D

Lição 2

1 - B

2 - E

3 - B

4 - Tempo desejado 5,3 segundos, cada pulso de CLOCK é de 0,01 segundo. Logo 5,3/0,01 = 530 pulsos de CLOCK gastam 5,3 segundos, Convertendo 530 em binário 0010000100102 onde cada zero corresponde a um INVERSOR.

5 - B



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6 - A

7 - A

Lição 31 - A

2 - C

3 -

4 - A

5 - D

6 - A

7 - E

Lição 41 - A

2 - A

3 - A

Lição 51 - B

2 - A

3 - A

4 - B

23 0 12

3

4

5

6

7

8

910

1114

1213

15

16

17

18

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20

2122



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Bibliografia

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Patente Americana do Timer Eletro-Mecânico e Controle de Semáforo.

Data sheet de diversos componentes MOTOROLA, INTEL, ATMEL, TEXAS INSTRUMENTS, FAIRCHILD, SIEMENS, NEC.

Catálogo de fabricantes diversos de dispositivos sensores.

Apostilas de microprocessadores e microcontroladores do Prof. Wilson Ruiz – CEFET-SP.

Apostilas de Rádio – Prof. Wilson Araújo – CEETEPS-SP.

Service Manual XM-2100G da Sony.

Site de eletrônica

Prof. Edgar Zuim - CEETEPS-SP.

www.ezuim.com.



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Documents

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