Interface de Potência para PC (MEC043)

Há muitas maneiras de se acoplar um PC pela sua saída paralela a dispositivos externos que podem ser controlados. Já descrevemos diversos projetos deste tipo, mas as variações são sempre importantes de modo que o leitor possa escolher a configuração que melhor se adapte à aplicação que tem em mente. A interface que descrevemos desta vez permite o acionamento de 4 relés a partir de programas rodados no PC e usa apenas dois circuitos integrados.

Grande parte dos projetos eletrônicos publicados atualmente têm algo a ver com o PC. A possibilidade de se usar um computador para programar, controlar ou processar dados de circuitos eletrônicos é algo muito interessante com possibilidades ilimitadas.

 

Assim, nas revistas técnicas encontramos cada vez mais os projetos que envolvam PICs, microcontroladores, placas de aquisição de dados e interfaces.

 

As interfaces admitem uma infinidade de configurações e podem ser até muito simples usando componentes discretos. No entanto, existem componentes dedicados como o ULN2803 ou ULN2804 que usamos neste projeto e que facilitam bastante os projetos.

 

Estes dois circuitos integrados consistem em buffers de potência que podem acionar relés de 5 V diretamente a partir dos níveis lógicos obtidos nas saídas paralelas de um PC.

 

Assim, o que fazemos neste artigo é usar um destes circuitos integrados e acionar 4 relés a partir da saída do PC obtida pela tomada CENTRONICS DB-36.

 

O circuito poderá ser usado em inúmeras aplicações práticas que envolvam robótica, automação e controle como:

 

a) Controle de braços e partes de robôs em projetos didáticos ou experimentais.

b) Controle de automatismos como abertura de portas, acionamento de máquinas ou ainda bombas de água a partir do sensoriamento feito por uma placa de aquisição de dados.

 

O circuito é alimentado por uma fonte externa de modo a não sobrecarregar a fonte interna do computador e a potência máxima da carga a ser controlada depende apenas dos relés usados.

 

COMO FUNCIONA

Cada ULN2803 ou ULN2804 contém 4 buffers inversores de potência que podem ser excitados diretamente pelos níveis lógicos obtidos na saída do PC. Na figura 1 temos o diagrama de blocos interno de um desses circuitos integrados.

 

Diagrama de blocos dos Cis ULN2803 e ULN2804
Diagrama de blocos dos Cis ULN2803 e ULN2804

 

Assim, basta alimentar o circuito integrado com uma fonte externa e ligá-lo na saída do PC que ele pode controlar diretamente relés de 5 volts com corrente de até 100 mA.

 

A fonte que usamos usa um circuito integrado 7805 e pode receber diretamente a entrada de uma fonte simples com transformador sem regulagem de 7 a 25 volts.

 

Os relés usados na saída vão controlar as cargas externas.

O programa de controla fica a carga do leitor havendo uma infinidade de possibilidades usando linguagens de programação como o Qbasic, C, Pascal, C++, Visual Basic, etc.

 

Na verdade, até sugerimos que os leitores desenvolvam seus próprios aplicativos para este circuito e nos escrevam enviando seus programas que poderão ser aproveitados por outros leitores que não dominem da mesma forma as linguagens de programação.

 

Dentre os aplicativos que podem ser sugeridos temos:

* Acionamento dos relés pelo teclado

* Acionamento a partir de entradas de uma placa de aquisição de dados

* Acionamentos temporizados (elaboração de um timer sequencial inteligente, etc.)

* Acionamento por meio de uma interface gráfica usando o mouse, por exemplo.

 

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo da nossa interface.

 

Diagrama da interface. Os relés podem ser alterados.
Diagrama da interface. Os relés podem ser alterados.

 

Na figura 3 temos a placa de circuito impresso.

 

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

 

Se o projeto tiver finalidades experimentais ele pode ser montado numa matriz de contactos. O circuito integrado 7805 deve ser dotado de um radiador de calor.

 

O layout da placa foi projetado para usar relés do tipo MC de 5 volts no entanto, se forem usados relés diferentes, pode ser necessário fazer uma alteração neste desenho. Será interessante ter antes em mãos os relés para somente depois fazer o desenho da placa de circuito impresso.

 

Para maior segurança de trabalho também pode ser interessante usar um soquete para o circuito integrado CI-1.

 

O cabo paralelo para a tomada Centronics DB-26 usa apenas 5 fios que devem ser ligados como mostra o diagrama. Este cabo não deve ter mais de 2 metros de comprimento para que não ocorram problemas de funcionamento.

 

A pequena placa de circuito impresso pode ser instalada numa caixa plástica de modo a proteger melhor seus componentes, a não ser que o projeto tenha finalidades didáticas.

 

Outra possibilidade é instalar a placa no interior do próprio equipamento que deva ser controlado.

 

PROVA E USO

Para provar o aparelho basta rodar no PC um programa que faça o acionamento das saídas. Os relés devem fechar seus contactos em respostas a ação do PC.

 

Para usar basta ligar nos contactos dos relés as cargas que devem ser controladas, respeitando-se suas limitações de corrente.

 

É importante lembrar que os sinais enviados aos relés devem ter duração de acordo com o tempo em que o relé deve ser mantido fechado. O circuito não é nem monoestável e nem biestável o que deve ser previsto ao se programar seu uso.

 

 

Semicondutores:

CI-1 - ULN2803 ou ULN2804 - Circuito integrado

CI-2 - 7805 - circuito integrado regulador de tensão

 

Capacitores:

C1 - 100 uF/6V - eletrolítico

C2 - 1 000 uF/25V - eletrolítico

C3 - 100 nF - cerâmico

 

Diversos:

K1 à K4 - 5V - relés sensíveis de 5V com corrente de bobina de até 100 mA

Placa de circuito impresso, conector CENTRONICS DB-36, radiador de calor para o circuito integrado, fios, solda, etc.

 

 

Se bem que os computadores atuais já não tenham mais a porta paralela, nada impede que este projeto seja elaborado com um velho computador com finalidades didáticas.

 

Artigo publicado originalmente em 1997

 


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