Muitas experiências interessantes, demonstrações ou mesmo diagnósticos podem ser feitos com uma interface que permita o acendimento programado de LEDs a partir das portas do PC. O circuito apresentado pode servir apenas para efeitos demonstrativos ou decorativos mas também pode ser aperfeiçoado facilmente com a utilização de dispositivos de potência na sua saída para o controle de cargas externas.

 

A idéia básica do computador pessoal quando foi lançado era a de se poder ter um equipamento capaz de controlar outros aparelhos. O computador poderia ser usado para controlar eletrodomésticos, gerenciar a instalação elétrica de uma residência e até mesmo monitorar sistemas de segurança.

Se bem que a maioria das aplicações atuais do computador não se baseia nisso, com o seu funcionamento independente, a simples existência de portas pode ser muito interessante para os leitores mais curiosos, principalmente os que tenham conhecimentos de eletrônica, e desejam realmente ligar o seu computador ao mundo ou a uma simples plaquinha com alguns LEDs e ver o que pode ser feito a partir daí.

O projeto que apresentamos é justamente isso: uma plaquinha que ligada à saída paralela de um computador pode ser controlada por ele, acendendo LEDs a partir de programas ou pela digitação de certos comandos no teclado, conforme sugere a figura 1.

 

Controlando o acendimento de LEDs a partir de um PC.
Controlando o acendimento de LEDs a partir de um PC.

 

Como se trata do mínimo que podemos fazer em termos de interface de um computador com alguma coisa externa, trata-se da montagem ideal de iniciação na informática para os que desejam entrar mais a fundo em hardware e precisam de um projeto simples.

Evidentemente, o próprio circuito básico pode ser facilmente adaptado com a troca dos LEDs por transistores com relés ou ainda acopladores ópticos, conforme mostra a figura 2.

 

Interfaceando cargas de maior potência.
Interfaceando cargas de maior potência.

 

Com esta adaptação será possível controlar cargas externas de potência como, por exemplo, um sistema de efeito de luzes num palco, o acionamento de dispositivos num processo de automação ou mesmo um sistema de efeitos de luzes para uma vitrine.

Numa feira de eletrônica o circuito pode ser usado para demonstrar o que se pode fazer com um computador, acionando-se lâmpadas, motores e outros dispositivos que sejam colocados numa disposição lógica.

 

COMO FUNCIONA

A idéia básica é aproveitar os sinais disponíveis na saída paralela para acionar um latch octal tri-state do tipo 74HC573. Cada um dos oito latches deste circuito integrado pode ser acessado independentemente e em sua saída podemos controlar diretamente um LED.

Os oito latches possuem um controle único de habilitação e saída. O controle de habilitação é mantido no nível alto (pino 11) enquanto que o controle de saída (pino 1) é mantido no nível baixo de modo que os sinais de controle possam passar imediatamente do PC para os LEDs.

Os resistores ligados em série com os LEDs limitam a corrente de acionamento aos valores que o circuito integrado pode operar.

Para a alimentação é preciso uma tensão de 5 volts que pode ser obtida facilmente de um circuito integrado regulador de tensão como o 7805 ou equivalente de menor corrente.

O uso deste circuito integrado regulador de tensão permite que sejam empregadas fontes de 7 a 20 volts de entrada. No nosso caso, sugerimos uma bateria de 9V para facilitar as demonstrações, mas para maior economia e se as experiências e demonstrações forem feitas numa bancada, pode ser utilizada uma fonte. Lembramos que neste circuito cada LED exige aproximadamente 10 mA de corrente, o que significa que se todos estiverem acesos em determinado momento, o consumo será da ordem de 80 mA.

O importante na fonte, para completa segurança do projeto e do próprio computador, é que ela faça uso de transformador que a isole da rede de energia.

O capacitor C1 de 100 nF na saída da fonte desacopla o circuito e facilita as comutações muito rápidas do circuito integrado 74HC573.

 

 

MONTAGEM

Na figura 3 temos o diagrama completo do aparelho.

 

Diagrama da Interface.
Diagrama da Interface.

 

Na figura 4 temos a disposição dos componentes numa pequena placa de circuito impresso.

 

Placa de circuito impresso da interface de LEDs.
Placa de circuito impresso da interface de LEDs.

 

Observe que usamos um conector DB25 fêmea que permite a conexão do aparelho ao PC por meio de um cabo DB25 (mas duas extremidades) com macho e fêmea.

O circuito integrado não precisa de radiador de calor dada a corrente máxima de acionamento que é de 80 mA e os resistores são todos de 1/8W ou maiores.

O capacitor C2 é um eletrolítico para 6V enquanto que C3 deve ter uma tensão de trabalho um pouco maior que a tensão usada na alimentação de entrada. No nosso caso, pode ser usado um capacitor de 12V.

Para maior segurança na montagem os leitores menos habituados a trabalhar com circuitos integrados devem usar um soquete DIL de 20 pinos CI-1. Observe a posição correta de montagem deste componente.

Os LEDs são vermelhos comuns, ou de outra cor, ficando montados em linha na própria placa de circuito impresso. Na montagem, é importante observar a polaridade destes componentes, pois, se forem invertidos, eles não acenderão.

A placa pode ficar solta, se for usada em demonstração, mas pode também ser montada numa pequena caixa plástica.

 

PROVA E USO

Para os testes e mesmo para se usar o circuito como um sequencial simples, escrevemos um pequeno programa em QUICKBASIC.

O leitor deve então entrar no QUICKBASIC e programar a porta 378H do PC utilizando, por exemplo, a instrução &H378,X onde o X é o valor binário que é enviado à porta.

Estes valores vão determinar os LEDs que vão acender em sequência. Como as saídas são em binário, a sequência é dada em potências de 2.

Por exemplo, para acender os LEDs em sequência progressiva escrevemos:

1,2,4,8,16,32,64,128,-1 (8 LEDS)

Para ter um acionamento em sequência regressiva (ordem inversa) escrevemos:

128,64,32,16,8,4,2,1,-1 (8 LEDS)

Para acender de 2 em 2 na sequência progressiva e regressiva escrevemos:

1,4,16,64,2,8,32,128,64,16,4,1,128,32,,8,2,-1

O "-1" no final da linha serve para avisar o programa que ele deve recomeçar a sequência.

 

O programa:

 

REM Programa de Teste da Interface

DECLARE SUB teste

CLS

PRINT Testando Interface

LOCATE 20, 25

PRINT ("Aperte ESC para sair");

DO:

READ a

IF a = -1 THEN

RESTORE: READ a

END IF

OUT &H378, a

PRINT a

teste

ESC

C$ = INKEY$

IF c$ = "+" THEN teste = teste * 2

IF c$ = "-" THEN teste = INT(teste/2)

IF teste < 1 THEN teste = 1

LOOP UNTIL C$ = CHR$(27)

DATA 1,2,4,16,32,64,128,-1

SUB teste

FOR k = 1 TO teste

NEXT k

END SUB

 


LISTA DE MATERIAL


Semicondutores:

CI-1 - 74HC573 - circuito integrado

CI-2 - 7805 - circuito integrado

LED1 à LED8 - LEDs vermelhos ou de outra cor comuns


Resistores:

R1 à R8 - 470 ? x 1/8 W


Capacitores:

C1 - 100 nF - cerâmico

C2 - 47 uF/6V - eletrolítico

C3 - 100 uF/12V - eletrolítico


Diversos:

S1 - Interruptor simples

B1 - 9V - bateria ou fonte de alimentação (ver texto)

Placa de circuito impresso, conector DB-25 fêmea para montagem em placa, cabo com duas tomadas DB-25 macho e fêmea, soquete de 20 pinos DIL, conector de bateria de 9V, fios, solda, etc.