No projeto de relógios, frequencímetros, tacômetros, cronômetros e outros equipamentos digitais semelhantes é preciso dispor de uma boa base de tempo. Uma solução simples, que faz uso da própria frequência da rede de alimentação, é dada neste artigo, empregando integrados CMOS de fácil obtenção e baixo custo. Se você pretende ter uma base de tempo para provas de bancada ou para fazer parte de um projeto mais elaborado, aqui está a sugestão.
A estabilidade da frequência da rede de alimentação a torna ideal para ser usada como base de tempo.
No entanto, seu valor de 60 Hz (50 Hz em outros países) não é próprio para muitas aplicações que exigem valores múltiplos de 10 que levem a pulsos na razão de 1 por segundo ou 10 por segundo.
Um modo simples de se obter a frequência de 10 Hz e de 1 Hz com períodos de 0,1 e 1 segundo respectivamente é através de divisores integrados da série TTL ou CMOS.
O Circuito apresentado neste artigo faz uso de integrados CMOS e já fornece em sua saída os pulsos retangulares necessários à alimentação dos estágios de um equipamento digital.
São usados dois integrados 4017 que fazem a divisão por 6, obtendo-se assim 10 Hz (0,1s) e por 10, obtendo-se assim 1 Hz (1s), tudo isso incluindo ainda uma fonte de alimentação de 6 V que pode ser usada para alimentar um equipamento externo que exija até 1 A de corrente.
Características
Tensão de entrada: 110/220 V
Frequência da rede: 60 Hz
Tensão de saída: 6 V
Frequências de saída: 1 e 10 Hz
O CIRCUITO
O sinal senoidal de 60 Hz da rede de alimentação é levado a duas portas de um 4001 que funcionam como um formatador, ou trigger, possibilitando a obtenção de um sinal retangular na saída.
Este sinal é aplicado à entrada de um integrado 4017 (CI-2), ligado como divisor por 6.
Para isso, o pino 1 (saída 5 de 0 a 5) é ligado ao reset (RST).
Para á rede de 50 Hz também podemos fazer o circuito funcionar, bastando ligar o pino 15 (RST) ao pino 10 (saída 4 de 0 a 4).
Temos, então, no pino 2 a saída dividida na frequência desejada, que pode ser obtida numa saída e que também é aplicada à entrada do integrado 4017 seguinte (CI-3).
Neste integrado temos a ressetagem no 10º pulso, o que o faz funcionar como divisor por 10.
A saída feita no pino 12 é levada ao circuito externo.
A fonte de alimentação tem por base um transformador de 6 + 6 V e um integrado regulador de tensão 7806.
Este integrado fornece uma corrente de até 1 A que pode ser usada para alimentar outros circuitos externos, já que os três integrados usados na base de tempo não exigem mais do que alguns miliampères de corrente no total.
MONTAGEM
Na figura 1 temos o diagrama completo da base de tempo.
A montagem numa placa de circuito impresso universal é mostrada na figura 2.
O transformador deve ter enrolamento primário de acordo com a rede local e secundário de 6 + 6 ou 9 + 9 V com corrente na faixa de 500 mA a 1A, dependendo da corrente máxima desejada na saída.
Os diodos retificadores são 1N4002 e o eletrolítico de filtragem (C1) deve ter uma tensão de trabalho que seja pelo menos o dobro da tensão RMS do secundário do transformador escolhido.
Já C2 pode ser um capacitor de 6 V ou mais e CS tanto pode ser de poliéster como de cerâmica.
O integrado CI-1 deve ser dotado de radiador de calor se for usado para alimentar circuitos externos.
Para os demais integrados sugerimos a utilização de soquetes DIL e para a saída, caso o aparelho seja usado como instrumento, bornes isolados.
Os resistores são todos de 1/8 ou 1/4W, com tolerância normal, e o fusível de proteção de entrada é de 500 mA.
PROVA E USO
Para provar o aparelho, basta ligar em sua saída um frequencímetro ou então um contador, verificando o número de pulsos produzidos.
Uma forma simples de fazer a prova sem instrumentos é com a ligação de um LED em série com um resistor de1 k.
O LED deve piscar uma vez por segundo, o que pode ser facilmente verificado pela contagem comparada com um minuto de um relógio comum: devem ocorrer 60 piscadas.
Para usar, lembre-se que o sinal de saída é retangular, porém não possui ciclo ativo de 50%, o que deve ser levado em conta em determinados casos.
CI-1 - 7806 - circuito integrado regulador de tensão
CI-2, CI-3 - 4017 - circuitos integrados - contadores
CI-4 - 4001 - circuito integrado - 4 portas NOR
D1, D2 - 1N4002 - diodos retificadores de silício
T1 – 6 + 6 ou 9 + 9 V x 500 mA ou mais - transformador com primário de acordo com a rede local
S1 - interruptor simples
F1 – 500 mA - fusível
R1 – 10 k ohms- resistor (marrom, preto, laranja)
R2 - 5k6 - resistor (verde, azul, vermelho)
R3 - 47k - resistor (amarelo, violeta, laranja)
C1 – 1 000 uF x 12 V ou mais - capacitor eletrolítico
C2 – 1 00 uF x 6 V - capacitor eletrolítico
C3 – 100 nF - capacitor cerâmico ou de poliéster
Diversos: cabo de alimentação placa de circuito impresso, suporte para fusível, suporte para os integrados, caixa para montagem, fios, solda etc.
