Indicador de Níveis Lógicos (INS302)

Este é um instrumento indispensável na bancada de todos que trabalham com eletrônica digital. Acoplado à própria fonte de alimentação do equipamento em teste, este indicador de níveis lógicos pode acusar se na entrada ou saída de qualquer integrado temos nível lógico alto, baixo ou uma saída pulsante. A detecção de falhas fica extremamente facilitada pela simples indicação visual que obtemos.

Apenas dois circuitos integrados TTL LS formam este útil circuito de prova para equipamentos TTL.

Ligado à própria fonte de 5 V do equipamento em teste, ele possui três LEDs para indicação do tipo de saída que encontramos nos pontos analisados.

Os poucos elementos usados tornam a montagem muito econômica e compacta, podendo ser instalada num tubo de fácil transporte, uso e conexão ao equipamento em prova, conforme mostra a figura 1.

Figura 1 – Aspecto da montagem

O LED de indicação de pulsos permite a detecção de pulsos de duração muito curta.

Este LED acenderá por aproximadamente 1 segundo independentemente da duração do pulso de entrada e será acionado pela transição de nível Iógico e não pela sua tensão.

A alimentação de 5 V pode vir do próprio equipamento em prova e, como o consumo de corrente é muito baixo, não existe perigo de sobrecarga para a fonte

Se o nível do sinal aplicado à ponta de prova for alto (Hl), o transistor Q1 e a porta lógica formada por CI-1A entram em ação, fazendo com que o Ied1 acenda.

Veja então que, ao mesmo tempo em que Q1 é levado à saturação, tornando o anodo do LED positivo, o integrado Cl-1a, que funciona como inversor, tem sua saída levada ao nível baixo, aplicando assim um potencial nulo ao catodo do LED.

A corrente que fui por este LED fará com que ele acenda com máximo brilho.

Ao mesmo tempo, o nível baixo da saída de CI-1a é aplicado à entrada de CI-1b, que também funciona como inversor, aplicando assim uma tensão positiva no catodo do LED2.

Como esta tensão é da mesma ordem que a existente no seu anodo, este LED permanece apagado.

Se o nível do sinal aplicado à ponta de prova for baixo (LO), o transistor permanece em corte e, ao mesmo tempo, o catodo do LED, ligado à saída de Cl-1a, que funciona como inversor, permanece no nível alto.

Sendo assim, não pode fluir corrente pelo LED, e ele permanece apagado.

Já com a existência do nível alto na saída de CI-1a, que é aplicado à entrada de CI-1b, temos na saída desta segunda porta, que funciona como inversora, um nível baixo.

A tensão de catodo do Ied2 estará então próxima de 0 V, em relação aos 5 V de anodo, o que é suficiente para fazer com que ele acenda a todo brilho.

Veja então que estas duas portas fazem com que tenhamos uma condição importante de funcionamento para os LEDs: quando um está aceso o outro deve estar obrigatoriamente apagado.

As portas do quádruplo Exclusive-Or 74L886 e as duas portas do quádruplo Schmitt-trigger 74LS132 que não foram usadas formam um monoestável, acionado por pulso alto na entrada.

Este pulso faz com que o flip-flop formado por CI-1c e CI-1d mude de estado, passando a saída ligada ao pino 11 a apresentar nível baixo por um intervalo de tempo que depende da constante RC do resistor R3, de 1 k, e do capacitor C1, de 47p.F.

Esta constante de tempo é da ordem de 1 segundo, o que faz com que, na presença de pulsos, o LED brilhe por este intervalo, independentemente da duração do pulso.

Veja que, se os dois LEDs (LED1 e LED2) piscarem muito rapidamente na presença de oscilação, a relação de brilho entre os dois permite até que se faça uma avaliação da relação marca-espaço do sinal analisado (figura 2).

Figura 2 – Relação marca-espaço

O uso de integrados LS permite que tenhamos uma boa velocidade de operação e um consumo de corrente bastante baixo.

MONTAGEM

Na figura 3 temos o circuito completo do indicador de níveis lógicos.

Figura 3 – Diagrama completo do aparelho

A placa de Circuito impresso é mostrada na figura 4.

Figura 4 – Placa para a montagem

Os LEDs podem ser todos vermelhos, ou, se você desejar, para uma diferenciação dos níveis lógicos podem ser de cores diferentes.

Os resistores são de 1/8 ou ¼ W com 5 ou 10% de tolerância. Em princípio, o transistor pode ser de qualquer tipo de uso geral, mas para a detecção de pulsos de muito curta duração é interessante usar um transistor de comutação rápida, como o 2N2222.

Para a conexão ao circuito em prova sugerimos a utilização de cabos de pelo menos 5 cm com garras jacaré nas pontas.

Estas garras devem ser preta e vermelha para diferenciação de polaridade.

Sugerimos a instalação do conjunto num tubo plástico, que tanto pode ser de algum remédio (pílulas), como fabricado a partir de pedaços de cabo de PVC de 1,5 polegada, por exemplo.

A ponta de prova pode ser do tipo comercial ou até mesmo improvisada, dependendo da habilidade de cada montador.

Os integrados devem ser os “LS“ e, na sua instalação, é preciso tomar cuidado com a polaridade.

Sugerimos até o emprego de soquetes “Molex” para facilitar sua troca em caso de necessidade.

O uso de soquetes tem ainda a vantagem adicional de evitar a aplicação de calor ao componente no momento da soldagem.