Elektor-79627f03-d41b-40f5-ad02-909998096a03

24 12/2011-01/2012 elektor

Angelo La Spina (Itália)Gerado milhões de vezes todos os dias pelos teclados dos nos-sos telefones, as oito frequên-cias DTMF foram escolhidas de forma que as harmônicas e a intermodulação não gerasse sinais de interferência signifi-cativos nas faixas selecionadas. O sinal é codificado como um par de ondas senoidais, assegu-rando que nenhuma frequên-cia é múltipla uma da outra e a soma e diferença entre duas frequências não coincide com nenhum tom individual – é por isso que os sons gerados pelo DTMF são tão estranhos!

O circuito codificador DTMF apresentado neste ar tigo baseia-se no dispositivo gera-dor de tons HT9200B produ-zido pela Holtek, e distribuído pela Futurlec (www.futurlec.com), entre outros. O codifi-cador é complementado por um decodificador em algum lugar também nesta edição. O HT2900B é um dispositivo fornecido com um encapsu-lamento DIP de 14 pinos. Este pode ser ins-truído por um microcontrolador a gerar 16 tons duais e (só em modo série) 8 tons sim-ples no pino de saída DTMF. O seu irmão mais novo de 8 pinos (HT9200A) disponibi-liza apenas o modo série e o HT9200B pos-sui um modo de interface série/paralelo selecionável para várias aplicações como sistemas de segurança, automação domés-tica, controle remoto através de linhas de telefone, sistemas de comunicação, entre outros. Para converter a informação do teclado (S1 a S8) numa palavra de 3 bits para a seleção de tom que o HT9200B pre-

cisa ver na sua entrada utilizamos um codi-ficador 8 para 3 com prioridade 74HC148. O nono interruptor (S9) é ligado à entrada D3 no circuito integrado codificador. Ao pressionar um dos interruptores S1-S8 geramos uma palavra binária de 3 bits nas saídas A0, A1, A2 de IC1. Em seguida, o cir-cuito integrado IC2 gera os tons duais de acordo com esses códigos binários.Pressionando os botões S1-S8 geramos os tons duais para os dígitos DTMF C, B, A, #, *, 0, 9 e 8. Se carregarmos e mantivermos pressionado o botão S9 geramos os dígitos DTMF 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 e D.Para gerar as oito frequências simples com precisão, é utilizado um cristal de quartzo de

3,58 MHz ligado ao pino 2 e 3 de IC2. O pino 13 do HT9200B fornece um sinal DTMF com cerca de 150 mV para uma carga de 5 KΩ.A resistência de pull-up R2 pode ser omitida se substituir o 74HC148 por um 74LS148. Nesse caso, a resistência R1 deve estar pre-sente no circuito, podendo ser omitida no caso contrário.O circuito consome cerca de 2 mA a partir de uma fonte de alimentação regulada de 5 V. Deve ainda ser bem fácil de construir recorrendo a um pequeno pedaço de placa perfurada para protótipos.

(090964)Artigo original: 8-channel DTMF Link: Encoder

July/August 2010

Conexão DTMF de 8 canais: Codificador

Indicador para limitador dinâmico 013

Ton Giesberts (Elektor)

O indicador que aqui descrevemos foi especificamente projetado para ajustar o limitador dinâmico apresentado em algum artigo também nesta edição, e verificar se o nível máximo da tensão de referên-cia (P1) precisa ser modificado. Para isso usamos um circuito integrado decodifi-cador de 4 para 16 (4514) para monitorar

o estado dos quatro bits de contador do circuito limitador. Este circuito integrado pode ser alimentado a partir da tensão de alimentação de ±8 V do limitador. A placa do limitador tem um conector de 6 vias (K5) para acessar às quatro saídas do con-tador e tensões de alimentação. O conec-tor K1 do circuito indicador pode ser ligado a K5 na placa do limitador.Apenas uma das saídas do 4514 vai para

o nível lógico alto por cada combina-ção de quatro bits nas entradas do cir-cuito integrado, enquanto as outras saí-das permanecem no nível lógico baixo. Uma resistência limitadora de corrente é ligada em série com cada LED. Não é possível usar uma resistência comum no catodo porque a maioria dos LEDs tem uma tensão inversa máxima de 5 V, enquanto que a tensão de alimentação

R2

10

1

2 3 4 5 6 7 8 9

9x 22k

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

S9

HT9200B

IC2

DTMF

DATA

VSS

VDD

S/P

CLK

13D0

14

D1

D2

CE

12

X2 X1

D3

10

11

4

6

7

8

1

2 3

9

HPR1/BIN

74HC148N

0/Z10

1/Z11

2/Z12

3/Z13

4/Z14

5/Z15

6/Z16

7/Z17

IC1

EN A

V18

VCC

GND

10

11

12

13 15EO

14

1A

2A

3A

≥1

16

1

2

3

4

5

A

9

7

6

8

R1

22k

C4

100n

C3

100n

C1

22p

C2

22p

X1

3.579MHz

C5

10u 63V*

+5V

090964 - 11

DTMF

012

Personal Download for , Elio Silva | copyright Elektor

886718

25elektor 12/2011-01/2012

Conexão DTMF de 8 canais: DecodificadorAngelo La Spina (Itália)

No decodificador para o projeto da cone-xão DTMF usamos um circuito integrado HT9170B da Holtek para fazer o trabalho. A contraparte natural do HT9200B usado no projeto do codificador, o HT9170B é um receptor multi-frequência de dois tons (DTMF) com um decodificador digital inte-grado e um filtro com funções de divisor de frequência. O circuito integrado utiliza técnicas digitais de contagem através de um cristal de 3,58 MHz, para detectar e decodificar todos os 16 pares de tons DTMF em palavras de 4 bits. Para dividir os sinais DTMF em grupos de sinais altos e baixos, são usados filtros de capacitores comuta-dos de alta precisão. Um circuito de rejei-ção de tom integrado elimina a necessidade de pré-filtragem. O HT9170B é compatível pino a pino com o seu famoso equivalente MT8870 da Mitel. Ambos os circuitos deco-dificadores DTMF podem ser obtidos atra-vés da Futurlec (www.futurlec.com).

A tabela mostra a correspondência entre os pares de frequência e as palavras de 4 bits obtidas na saída do decodificador.

O CD4099 atua como um comutador endereçável de 8 bits. Os dados são colo-cados na entrada D, e o endereço no qual os dados deverão ser entregues é introdu-zido nas entradas A0, A1, e A2. Quando a entrada Enable é colocada no nível baixo, os dados são transferidos para a respec-

tiva saída. Os dados são armazenados quando a entrada Enable transita do nível lógico baixo para o nível alto. Todos os dados que não foram endereçados per-manecem inalterados. Com a entrada

Enable no nível lógico alto, o dispositivo é retirado de seleção, e todos os dados permanecem no seu estado anterior, não sendo afetados por eventuais altera-ções nos dados das entradas. Para evitar

014

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

D10

D11

D12

D13

D14

D15

D16

STB1

A2

B3

C21

D22

INH23

Y011

Y19

Y210

Y38

Y47

Y56

Y65

Y74

Y818

Y917

Y1020

Y1119

Y1214

Y1313

Y1416

Y1515

VDD

24GND

12

IC1

CD4514BCN

R12k7

R22k7

R32k7

R42k7

R52k7

R62k7

R72k7

R82k7

R92k7

R102k7

R112k7

R122k7

R132k7

R142k7

R152k7

R162k7

+8V

-8V

+8V

-8V

C1

100n

+8V

-8V

-8V

K1+8V

-8V

A0

A1

A2A3

100354 - 11

(16 V) é bem maior.Os 16 LEDs organizados em fila fornecem uma boa indicação do processo de controle. Pode-se melhorar a apresentação do circuito usando LEDs de cores diferentes para o primeiro e último LED, como por exemplo, vermelho para D1 (ganho máximo) e verde para D16 (ganho mínimo), e amarelo para o resto dos LEDs. Enquanto observar sinais de várias fontes (televisão, DVD, console de jogos, etc.), pode usar facilmente os 16 LEDs para monitorar o comportamento do limitador e ajustar a configuração do potenciômetro P1 no circuito limitador. Este deve ser ajustado de modo que D16 apenas acenda no nível máximo de sinal. Se isto não for possível, e D16 permane-cer aceso durante a maior parte do tempo independentemente da posição de P1, vai ser necessário aumentar o valor de P1. Claro que, também é possível ajustar P1 de modo que a fonte de sinal mais forte fique ligeiramente acima da faixa de controle do limitador.

Este circuito pode ser facilmente montado num pequeno pedaço de placa para protótipos. O consumo de corrente é na ordem dos 4 mA.

(100354)Artigo original: Indicator for Dynamic Limiter – July/August 2010

K1

10

11 12

13 14

15 16

1 2

3 4

5 6

7 8

9

CD4099N

IC2

CLR

VDD

VSS

15

14

13

12

11

10Q0

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7

A0

A1

A2

16

E

5

6

3

2 1

9

7

4

D

8

R4

10k

T1

BC547

HT9170B

ST/GT

IC1

OSC1

OSC2

PWDN

VREF

VDD

TOE

VSS

EST

STD

INH

IN-

IN+

18

10

17

16Q1

11

Q212

Q313

Q414

15

GS

7

9

8

5

6

2

1

3

4 R5

10k

X1

3.579MHz

R2

100k

R3

330k

C5

100n

C4

100n

C3

100n

C1

100n

R1

100k

+5V

DTMF

C2

10u 63V

+5V

GND

100073 - 11

1209 Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz

697 Hz 0001 0010 0011 1101

770 Hz 0100 0101 0110 1110

852 Hz 0111 1000 1001 1111

941 Hz 1011 1010 1100 0000


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26 12/2011-01/2012 elektor

Teste e medida rápida

Controlador de luz exterior

Leo Szumylowycz (Alemanha)

As imagens valem por mil palavras, sendo que este será o menor artigo para uma revista de eletrônica. Recentemente, o meu fiel (e abastado) gato decidiu mergu-lhar como uma bomba para a minha ban-deja de LEDs cuidadosamente ordenada. O resultado foi cerca de mil ou mais LEDs de 40 variedades diferentes todos misturados! A imagem mostra o meu circuito de teste muito rápido, que pode ser usado com uma fonte de alimentação variável com mostra-

dores digitais de corrente e tensão.Os clipes para papel são do tamanho standard, de chapa de níquel (não podem ser de plástico!). Pode soldar uns conec-tores do tipo banana (ou outro tipo de conectores) aos terminais da pequena placa de teste. Um refinamento da mon-tagem consiste na colocação de uns pequenos pés de borracha para evitar problemas de curto-circuitos na superfí-cie da bancada de trabalho.

(090969)Artigo original: Rapid Test and Measurement

July/August 2010

Harald Schad (Alemanha)Quando você passa de uma zona bem ilu-minada de sua casa para uma zona na escu-ridão, os seus olhos demoram algum tempo até ajustarem a sua visão. Uma solução para esse problema é este controlador de luz exterior com controle automático para des-ligar. Como bônus, tem ainda a facilidade de ajudá-lo a encontrar o buraco da fecha-dura quando você chega tarde em casa.Normalmente não existe nenhuma ligação de rede elétrica disponível no ponto onde pretende instalar o temporizador, o que faz com que muitos circuitos não sejam práticos. Contudo, este circuito que aqui apresentamos foi projetado para funcio-nar nesta situação. Este projeto evita a uti-lização de componentes volumosos, como transformadores, e pode ser construído e montado no interior de uma caixa para um interruptor. O circuito caracteriza-se ainda por um baixo consumo de corrente em repouso.

O circuito inicia-se assim que se fecha o interruptor (ou botão de pressão) S1. A lâmpada recebe então imediatamente a ali-mentação através do retificador em ponte. A queda de tensão aos terminais dos diodos D5 a D10 é de 4,2 V, que fornece a tensão de alimentação para o circuito de tempo-rização, construído em torno do contador binário CD4060.Quando o interruptor é aberto a corrente da alimentação da iluminação continua a fluir através de Tri1. O acoplador óptico NPN no circuito de controle com triac detecta quando o triac é ativado, com o LED D1 ligado em anti-paralelo mantendo o controle simétrico. O fototransistor NPN dentro do acoplador óptico gera um pulso de reset através de T1, pino 12 do conta-dor. Isto significa que o período de tempo total vai decorrer mesmo que o circuito seja reiniciado.O CD4060 conta à velocidade da frequên-cia da rede elétrica. O pino 3 comuta para

o nível lógico alto depois de 213 ciclos de clock, o que corresponde aproximada-mente a 2,5 minutos. Se este tempo não for suficientemente longo, você poderá adicio-nar mais um contador CD4060 em cascata. O transistor T2 entra então em condução e curto-circuita o LED interno de acoplador óptico IC2; isto faz com que Tri1 seja pri-vado do seu sinal de disparo e a luz apaga-se. O circuito permanece sem alimentação até à próxima ativação.O circuito é adequado para funcionar ape-nas com cargas resistivas. Com os com-ponentes apresentados (em particular na ponte retificadora e D5 a D10) a potên-cia máxima total da lâmpada (ligada) é de 200 watts. Como é bem sabido, o filamento da lâmpada tem uma elevada probabilidade de falhar no momento em que se aplica a alimentação na lâmpada. Existe pouco risco neste momento para o Tri1 dado que é con-trolado pelo interruptor. A consequência mais provável de uma sobrecarga é que um

015

016

a possibilidade da introdução de dados não corretos, a entrada Enable deve ser mantida no nível lógico alto (isto é, ina-tiva) enquanto as linhas de endereço estão sendo alteradas. Quando o decodificador DTMF recebe um par de tons válido, a sua saída STD comuta para o nível lógico alto; caso contrário permanece no nível lógico baixo. Dado que a entrada Enable de IC2 precisa de um pulso negativo para ativar uma saída, a condição de lógica tem que ser invertida através de um transistor (T1).O estado individual das saídas Q0-Q7 (pre-sente nos pinos do conector K1) repre-senta o estado ativo/inativo dos botões de pressão S1-S9. Apenas uma das saídas Q0-Q7 comuta o seu estado lógico. Na verdade, a correspondência está na inver-

são, ou seja, se pressionar S1 no codifica-dor vai afetar a saída Q7, S2 afeta a saída Q6, S3 Q5, e assim por diante, até S8 que controla a saída Q0.Os sinais de saída no conector K1 res-peitam os níveis de variação CMOS e a corrente máxima de cada saída especi-ficada para o CD4099 deve ser conside-rada a especificação difere de fabricante para fabricante, sendo que deve consul-tar o datasheet em caso de dúvida. Como exemplo, que funciona seguramente na maioria dos casos, podem ser liga-dos LEDs de baixo consumo em K1 com uma resistência de catodo comum de 2,2 kΩ. Deve ser usado o mesmo valor para os LEDs de optoacopladores do tipo TIL199, enquanto que para o MOC3020M

deve ser usado um valor de 470 Ω. O que quer que seja que ligue em K1, garante que as saídas do CD4099 não vão estar sobrecarregadas.Tal como o codificador, o decodificador tam-bém pode ser construído numa placa para protótipos, mas fique à vontade para dese-nhar a sua própria placa de circuito impresso.A combinação codificador/decodificador pode comunicar por uma linha 2-wire (com um comprimento considerável), sem fios usando um transmissor e receptor de áudio adequado e aprovado, ou sobre a linha de alimentação da rede elétrica usando inter-faces adequadas.

(100073)Artigo original: 8-channel DTMF Link:

Decoder – July/August 2010


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27elektor 12/2011-01/2012

Painéis frontais 017Kai Riedel (Alemanha)

Criar painéis frontais com legendas ade-quadas e com aspecto profissional é um problema para a maior parte dos aficio-nados da eletrônica. Os filmes de plás-tico transparentes funcionam bem mas a superfície de elevado brilho da maio-ria dos tipos de transparências disponí-veis é inadequada para os nossos obje-tivos. Idealmente, queríamos alguma coisa com uma ligeira textura na super-fície (parte da frente) para evitar refle-xões indesejáveis. Nos círculos profissio-nais existe uma escolha popular com a designação “Autotex InkJet” produzido pela Mac-Dermid [1] e se clicar no link “Where to Buy” obtém um contato que o colocará em contato com um distri-buidor. Se estiver pensando em adquirir apenas poucas quantidades vai achar o preço bastante elevado.Uma boa alternativa é filme do tapete de mouse, tal como o que é usado no “Folex Mat Kit” [2]. Usando este filme especial

(ligeiramente texturado num dos lados, formato A4) pode imprimir o seu pro-jeto com uma impressora a jato de tinta obtendo uma boa qualidade com bastante rapidez. Para produzir o resultado final o autor utiliza o seguinte processo:• Desenhe o esquema do painel frontal num programa gráfico (por exemplo, o CorelDraw).• Imprima a imagem espelhada deste desenho na parte de trás do filme especial.• Deixe a tinta secar durante 24 horas e borrife a parte de trás com uma base cin-zenta clara.

• Quando a tinta estiver completamente seca aplique uma fita adesiva dos dois lados na parte de trás do filme; a referên-cia 529478-62 da Conrad Electronics [3] é o ideal.• Crie os cortes e furos para os botões, inter-ruptores e controles operacionais com um bisturi.• Fixe o filme ao painel frontal.

Este método pode também ser usado para criar painéis frontais de aspecto profissio-nal para protótipos industriais.

(090426)Artigo original: Front Panels the Mouse Mat

Way – July/August 2010

[1] www.macdermidautotype.com/autotype.nsf/webfamilieseurope/AUTOTEX

[2] www.amazon.co.uk/ e introduza “Folex mouse mat ki”

[3] www.conrad-uk.com

TRI1

A2

A1

BTB16-600B

G

R1

100R

MOC3041M

IC2 6

4

1

2

CQY80N

IC15

4 1

26

D12

S1

D10

D9

D8

D7

D6

D5

D11

1N5908G

R2

1k

C1

470u10V

D1 D2

D3 D4

C2

2n2

R3 RESET

4M7

R4

4M7

R10

270R

T2

BC547

R6

4k7

LA1

< 200W

C3

100n

R9

8k2

R8

10k

T1

BC337R5

680k

C4

10u6V3

R7

100k

CTR14

4060

IC3

CT=0

RCX

10

11

12

15

13

14

11

13

12

CTCX

RX!G

16

1

6

4

5

7

9

3

4

5

6

7

8

9

3

2

+

8

L

N

090633 - 11

D1...D10 = 1N5408

4V2

LA1 ON: 50Hz 2min7360Hz 2min18

6V2

dos diodos D1 a D6 se danifique. No protó-tipo não foi usado nenhum fusível, dado que em todo caso este não seria muito fácil de substituir. Contudo, essa não é uma prática recomendada!

Os circuitos ligados à rede elétrica AC apenas devem ser construídos por pessoas com experiência adequada devendo ser consideradas todas as pre-cauções de segurança relevantes e nor-

mas aplicáveis, durante a construção e instalação do circuito.

(090633)Artigo original: Outdoor Lighting Controller

July/August 2010


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28 12/2011-01/2012 elektor

Testador PIC para cabos RJ-45 018

Pascal Coulbeaux (França)Este testador de cabos RJ-45 verifica de modo automático a continuidade do cabo e efetua um teste à configuração da cone-xão. Cada uma das oito conexões é verifi-cada independentemente para detectar curto-circuitos.O circuito pode ser construído usando um microcontrolador PIC16C62B ou PIC16F72. Este microcontrolador foi escolhido devido aos seus 22 pinos de entrada/saída. Cada interface RJ-45 utiliza oito pinos de entrada/saída, ou seja, 16 pinos no total, mais dois pinos E/S para ligar dois LEDs.O testador apresentado usa o microcontro-lador PIC16C62B, que pode funcionar com uma tensão de alimentação de 3 V, justifi-cando o uso de uma unidade de alimenta-ção com duas baterias. Infelizmente, este microcontrolador pode apenas ser progra-

mado uma única vez. É possível utilizar o microcontrolador PIC16F72, que pode ser reprogramado e é compatível pino a pino, mas vai precisar utilizar uma unidade de ali-mentação com três baterias de modo a obter uma tensão de 4,5 V.O circuito de clock é formado por R1/C1, uma solução muito barata, dado que não precisamos de uma frequência de clock muito precisa.O circuito é iniciado usando o botão de pressão, a alimentação é mantida e contro-lada pelos transistores T3 e T2. Este para automaticamente, depois de um atraso gerado através do temporizador Timer0. Quando o temporizador Timer0 entra em overflow, é gerado um sinal de interrup-ção que faz com que o pino RA0 comute para o nível lógico baixo, e desta forma o transistor TQ2 entra ao corte, seguido por

T3. A barra de LEDs permite-nos seguir o teste de cada conexão. O primeiro LED (pino 1), controlado por RA2, acende se o cabo estiver ok. O segundo LED (pino 2), controlado por RA3, acende se o cabo tiver algum problema elétrico ou falha de conti-nuidade. Ambos os LEDs acendem-se se o cabo tiver um curto-circuito. Os outros oito LEDs mostram como o cabo está ligado. Se o cabo estiver ligado, vemos os LEDs acen-derem da esquerda para a direita; mas se o cabo estiver cruzado vemos as luzes a andarem de um lado para o outro, como na serie televisiva Kitt - O Justiceiro.O software está disponível no site da Elektor [1].

(090643-1)Artigo original: PIC RJ-45 Cable Tester

July/August 2010

www.elektorbrasil.com.br/090643

C2

100n

1

23456789

R15

8x 10kD1

DC-10EWA

BT1

3V

R5560R

S1

R8

2k2

R1356k

R110

k

C1

20p

R2 330R

VSS

8

VDD

20

VSS

19

MCLR1

RA02

RA13

RA35

RB021

RB122

RB223

RB324

RB425

RB627

RB728

RB526

RC011

RC112

RC213

RC314

RC415

RC617

RC718

RC516

RA24

RA46

RA57

CLKIN9

CLKOUT10

IC1

PIC16F72

VCC

T2

BC337

T1

BC327

12345678

K212345678

K1

R3 330RR4 330RR6 330RR7 330RR9 330R

R10 330RR11 330RR12 330RR14 330R

090643 - 11


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29elektor 12/2011-01/2012

Pirâmide LED 3D 019Lothar Goede (Alemanha)

O autor queria apenas fazer um pouco de programação num microcontrolador. Contudo, o projeto rapidamente cresceu e transformou-se nesta impressionante e atraente pirâmide. O circuito consiste essencialmente numa placa de circuito impresso especial, 23 LEDs e um micro-controlador. Apesar do fato de que o microcontrolador ser um modesto Atmel ATtiny2313, o autor conseguiu encontrar

espaço suficiente nos 2 kB de memória flash para 16 sequências de iluminação diferentes.Os 23 LEDs estão divididos em três gru-pos. As seções de baixo e do meio con-sistem em oito LEDs, enquanto que a seção superior tem apenas sete. O microcontrolador tem apenas 20 pinos, sendo que não é possível utilizar um pino para controlar cada LED individu-almente. A abordagem de multiplexa-

gem adotada utiliza apenas 11 pinos de saída. São usados transistores para aumentar a corrente de saída admissí-vel para cada saída.O software foi escrito em assembly e pode, como habitualmente, ser baixado do site da Elektor [1] como código fonte ou arquivo hexadecimal. O desenho da placa de circuito impresso também pode ser obtido no mesmo site, podendo tam-bém ser obtida através do Serviço Elektor.

C4

100n

1

JP1

1

JP2

S1

RESET

R10

1k

R9

1k

D24

LL4148

C3

22u16V

C1

220u16V

C2

100n

+5V

1

2

3

4

5

6

K5

ISP

+5V

ATTiny2313

RESET

IC1

PB7

PB6

PD5

PD4

PD3

PB1

PB0

PD0

PD1

PD2

PB3

PB4

PB5

PB2

PD6

10

XIXO

20

19

18

13

12

14

15

16

17

11

9

8

7

1

54

2

3

6

VCC

GND

D+

DÐ

K1

K2

K3

K4

R8

4k7

T8

R1

4k7

T1

R2

4k7

T2

R3

4k7

T3

R4

4k7

T4

R5

4k7

T5

R6

4k7

T6

R7

4k7

T7

R13

4k7

T11

R12

4k7

T10

R11

4k7

T9

D1

R14

56R

D2

R15

56R

D3

R16

56R

D4

R17

56R

D5

R18

56R

D6

R19

56R

D7

R20

56R

D8

R21

56R

D9

R22

56R

D10

R23

56R

D11

R24

56R

D12

R25

56R

D13

R26

56R

D14

R27

56R

D15

R28

56R

D16

R29

56R

D17

R30

56R

D18

R31

56R

D19

R3256

R

D20

R33

56R

D21

R34

56R

D22

R35

56R

D23

R36

56R

8x BC817-40

3x BC817-40

090940 - 11


886718

30 12/2011-01/2012 elektor

Alarme de bicicleta barato 020Gerad Seuren (Holanda)O autor queria um alarme muito barato e simples para alguns dos seus pertences, como a sua bicicleta.Este alarme baseia -se num alarme de janela bastante barato, que tem um interruptor temporizado com um minuto. O pulso de saída do 555 subs-titui o interruptor reed no alarme de janela. O 555 é disparado por um sen-sor montado próximo da roda dianteira, em combinação com um imã que está montado nos raios. Este sensor e imã foram retirados de um computador de bicicleta barato.A roda dianteira da bicicleta está des-trancada, de forma que o interruptor reed feche momentaneamente quando a roda gira. Isto faz disparar o 555, que por sua vez ativa o alarme de janela. O circuito em torno do 555 consome muito pouca corrente e pode ser alimentado pelas baterias do alarme de janela. Existe

espaço suficiente no interior da caixa do alarme para montar o interruptor tempo-rizado dentro dela.O resultado é um dispositivo compacto muito barato, com apenas um único cabo que vai desde o interruptor reed até à roda dianteira.E o ruído que isto produz é simplesmente incrível! Depois de aproximadamente um minuto o ruído para e o alarme volta para o modo de standby. O alarme de bicicleta deve ser montado num local imperceptí-vel, por exemplo debaixo do selim, den-tro de uma (grande) luz dianteira, ou no compartimento da bateria.Com sorte, o alarme vai espantar qualquer potencial ladrão, ou pelo menos fazer ver aos outros elementos mais atentos da sociedade de que algo não está bem.

(100251)Artigo original: Cheap Bicycle Alarm

July/August 2010Atenção: A instalação e utilização deste circuito podem estar sujeitas a restrições legais.

IC1

7555CNDIS

THR

OUT

TR

CV

2

7

6

4

R

3

5

8

1

R1

10k

R2

100k

R3

1M

C2

47u16V

C3

10n

C4

100n

S1

C1

1n

SENSOR

+4V5

100251 - 11

A montagem da placa de circuito impresso é bastante simples e direta: existem alguns componentes SMD para soldar, mas existe bastante espaço. Para melhores resultados, é preferível esco-lher LEDs com um ângulo de visão o mais elevado possível, de forma que a pirâ-mide tenha um efeito melhor quando vista de fora. O autor utilizou LEDs cor de laranja do tipo LO L296 da Osram, que têm um ângulo de visão de 160°. Existe um conector de seis vias para permitir programar o microcontrolador no cir-cuito (ISP). Os fusíveis de configuração são definidos para permitir usar o clock interno de 4 MHz, que é dividido por um divisor interno até se obter 0,5 MHz. Se os fusíveis não forem programados cor-retamente as sequências de iluminação vão variar muito depressa, muito lenta-mente, ou não de forma alguma!Q uando tudo est i ver f uncionando pegue num fio de cobre com 11 cm de comprimento e outro com 5,5 cm de comprimento com uma secção de 1,5 mm2 e solde a extremidade do menor ao centro do mais longo de forma a fazer um T. Levante a espiral da placa de circuito impresso de modo que o fio em forma de T fique por baixo, e depois solde-o aos dois terminais apresenta-dos na fotografia. Pode-se também usar um tubo de metal fino em vez do fio de cobre sólido.

Além do conector ISP é ainda disponibi-lizado uma interface USB, cuja função é apenas fornecer a tensão de alimentação de 5 V. Podemos também usar um adap-tador de rede para 5 V sem qualquer pro-blema. Existem dois jumpers que afetam o comportamento da pirâmide de luz: o JP1 determina se as dezesseis sequências de luz são todas apresentadas em seguida ou por uma ordem aleatória; e JP2 deter-

mina se os padrões de luz são exibidos ou se todos os LEDs ficam iluminados conti-nuamente. S1 é um botão de reset que pode ser bastante útil se quiser experi-mentar alterar o software.

(090940)Artigo original: 3D LED Pyramid

July/August 2010

www.elektorbrasil.com.br/090940


886718

Comunicação

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Acoplador de fase para PLC ou rede X10 021Christian Tavernier (França)

Desde que a rede elétrica AC não tenha níveis de interferência muito elevados, as comunicações sobre a linha de alimenta-ção elétrica PLC (Power Line Communi-cation) funcionam muito bem numa casa com fase simples. Infelizmente, este não é o caso quando estamos na presença de uma instalação com três fases. Se o trans-missor e o receptor estiverem em fases diferentes, não podem comunicar. O único acoplamento entre as diferentes fases reside nos transformadores da companhia da companhia de eletricidade, e como os sinais de alta-frequência usados para a por-tadora do sistema de comunicações atra-vés da linha de alimentação da rede elé-trica não conseguem viajar além do medi-dor de eletricidade, estes nunca chegam ao ponto de acoplamento sendo que assim não existe nenhuma tipo de acoplamento. Neste caso, é necessário usar um acoplador antes do medidor de eletricidade *.Este tipo de acoplador é muito simples de construir; o circuito envolve apenas qua-tro capacitores que formam uma ponte de alta-frequência entre as várias fases.

A construção é muito simples, mas por razões de segurança é vital utilizar capa-citores de Classe X1 projetados para utili-zação em redes elétricas de 440 VAC (por exemplo, os Farnel #1166428). Teorica-mente, os fusíveis não são estritamente essenciais, mas oferecem uma proteção adicional no caso de um capacitor falhar.A placa de circuito impresso [1] encaixa numa caixa desenhada para usar num sis-tema de distribuição elétrico moderno. A

caixa utilizada consiste num módulo de duas unidades do tipo Boss BE350/605T (Farnell #1171699).Quando ligar o circuito à rede de distribui-ção elétrica leve em consideração todas as precauções habituais – depois de se certi-ficar que o interruptor principal está des-ligado, claro! O circuito funciona pronta-mente. O único problema que pode sur-gir é quando o transmissor é ligado à fase 3 no circuito. Nesse caso, o capacitor C3 tem um efeito adverso nos sinais de alta-frequência gerados pelo transmissor, na medida que vai ter uma contribuição para diminuir a sua amplitude. Nesta situação, a solução mais simples é desligar a cone-xão do terminal neutro do acoplador, o que retira este capacitor do circuito.

(081170-1)Artigo original: Phase Coupler for PLC or X10

Network – July/August 2010

* A instalação deste circuito deve ser restringida a técnicos competentes e qualificados. O circuito pode não funcionar em todos os países e zonas.

[1] www.elektorbrasil.com.br/081170

100mA T

F1

100mA T

F2

Ph1

100mA T

F3

Ph2

Ph3

N

C1

22n440V

X1

C2

22n440V

C3

22n440V

C4

22n440V

X1

081170 - 11


886718

32 12/2011-01/2012 elektor

Per Stegelmann (Dinamarca)

Os interruptores miniatura são bem caros e difíceis de encontrar. Aqui, apresenta-mos um equivalente digital barato com a capacidade de relembrar o valor que foi fixado. Pode ser programado para dife-rentes modos como saídas em código BCD invertido e não invertido, e a pos-sibilidade de escolher uma contagem hexadecimal ou decimal BCD.Os elementos principais no circuito são o microcontrolador ATtiny2313 com o seu oscilador RC integrado, um display de LEDs de 7-segmentos (pode escolher o tamanho e cor) e dois pequenos botões de pressão. Toda a funcionalidade do circuito está den-tro do firmware do microcontrolador. Os arquivos com código fonte referentes ao projeto estão disponíveis gratuitamente no site da Elektor [1]. Se examinar o código vai detectar a seguinte funcionalidade base-ada nas configurações dos jumpers.JP1 = ON: entrada READ (PD4) responde ao nível lógico ativo Alto. JP1 = LOW: entrada READ (PD4) responde ao nível lógico ativo baixo. Quando o valor do interruptor for lido,

os botões UP/DOWN estão efetivamente desativados.JP2 = ON: código BCD invertido. JP2 = OFF: código BCD normal.JP3 = ON: contagem hexadecimal (0-F). JP3 = OFF: contagem decimal (0-9).JP4 = ON: ponto decimal ativado. JP4 = OFF: ponto decimal desligado.

Quando o valor do interruptor não mudar durante aproximadamente 10 segundos, o valor atual é armazenado na EEPROM interna do microcontrolador para ser recuperado quando o circuito é reiniciado. Os pinos de saída BCD são então alterados para entradas e com três estados quando a entrada READ (PD4) não está ativa. Isto permite que sejam ligadas múltiplas saí-das de vários destes circuitos ao mesmo

barramento de quatro bits. Ao ser multi-plexado (usando um multiplexador de 1 para 16) é possível selecionar um interrup-tor de cada vez para ler o seu valor. Desta forma é possível ler até 16 circuitos inter-ruptores através do mesmo barramento de 8 bits do microcontrolador, para mini-mizar o número de E/S usadas.Quando o valor da EEPROM é mais alto do que o valor máximo do contador este é colocado a zero. Isto é para evitar proble-mas quando está armazenado um valor de 15 na EEPROM e o máximo do contador corresponde ao valor 9 (modo decimal).

(090538)Artigo original: Digital Thubwheel Switch

July/August 2010


Jürgen Stannieder (Alemanha)

Para correntes de carga até 4 A o autor uti-liza um relé biestável para desligar a carga numa bateria de 12 V de modo a evitar que esta descarregue muito. Como podemos disponibilizar o mesmo tipo de proteção para cargas mais elevadas?A solução que aqui usamos consiste num MOSFET de potência HEXFET de canal P como relé semicondutor para desligar a carga. A baixa resistência RDS(ON) destes

dispositivos não é muito maior do que a resistência de contato de um relé. O dis-positivo usado é o IRF4905 da Internatio-nal Rectifier [1]. O IRF4905 têm uma resis-tência RDS(ON) de 0,02 Ω e pode suportar correntes de drena máximas ID(MAX) de até 74 A. É usado no circuito para permi-tir passar uma corrente de até 20 A e des-ligar a carga quando a tesão da bateria desce abaixo de um determinado limiar. Como chamada de atenção, verifique que

todos os cabos de conexão entre a bateria e a carga têm uma seção suficiente para suportar a corrente de carga esperada. O transistor deve ser montado num dissipa-dor de calor adequado para poder dissi-par toda a potência (aproximadamente 4,5 W para 15 A) desenvolvido no próprio transistor.A corrente consumida pelo próprio cir-cuito situa-se na ordem dos 0,5 mA o que é realmente insignificante quando

Interruptor digital022

Proteção contra descarga total para baterias de 12 V 023

ATTINY2313

PA2(RESET)

PB6(MISO)

PD3(INT1)

PB1(AIN1)

PB0(AIN0)

PD2(INT0)

PB5(MOSI)

PB7(USCK)

PB3(OC1A)

PB4(OC1B)

PB2(OC0A)

PD0(RXD)

PD1(TXD)

PD6(ICP)

PD5(T1)

PD4(T0)

IC1PA0

VCC

GND

PA1

10

20

19

18

13

12

14

15

16

17

11

9

8

7

1

5

2

3

6

4

K1

1

2

3

4

5

6

7

1

JP1

1

JP2S1

UP

C2

100n

S2

DWN

C3

100n

C1

100n

1

JP3

SA52-11EWA

LD1

10

CA CA

dp

7 a6

b4

c2

d1

e9

f

g

3 8

5

R1270R

R2270R

R3270R

R4270R

R5270R

R6270R

R7270R

1

JP4

R8

270R

READ BCD OUTPUT MODE

MAX VALUE

DOT ENABLE

090538 - 11


886718

33elektor 12/2011-01/2012

Jogo de memória024

Christian Tavernier (França)Este jogo eletrônico de memó-ria consiste numa forma de uma grande roda com quatro botões vermelho, verde, azul e amarelo iluminados. Estes botões ilumi-nam-se por uma ordem alea-tória com sequências cada vez mais longas, acompanhadas por notas musicais. O objetivo do jogo é reproduzir essas sequên-cias precisamente pelo pres-sionar dos botões pela mesma ordem e pelo mesmo número de vezes à medida que estas se iluminam. Assim, tirando a parte do entretenimento, este jogo também estimula a memória visual e auditiva.Para construir este jogo você pode usar um “velho” Basic Stamp I. Este tem entradas/saídas suficientes para alimen-tar todos os LEDs e botões de pressão necessários ao jogo. Para simplificar a construção, os botões iluminados são reprodu-zidos, neste caso, associando um botão e um LED da mesma cor ligados ao mesmo porta.O circuito é muito simples; gra-ças ao Basic Stamp I, e acima de tudo ao fato de que os suas portas (P0-P3) neste caso poderem funcionar como entradas, onde são usados para ler os botões, e como saídas onde são usados para controlar os LEDs. A linha P4 é usada apenas como saída para controlar o alto-falante que reproduz as notas musicais que acompanham a ilu-minação dos LEDs.

A fonte de alimentação utiliza uma tensão entre 7 e 15 V, que pode ser obtida a partir de uma bateria de 9 V, desde que o circuito entre automaticamente no modo de standby quando não é usado.Para o alto-falante, certifique-se que esco-lheu um dispositivo miniatura de 50 Ω. E para os botões (S1-S5), se quiser usar o desenho da nossa placa de circuito

impresso, vai precisar usar um do tipo quadrado D6 da ITT. Estes botões têm também umas lentes coloridas que são particularmente úteis neste caso. No que diz respeito à placa de circuito impresso, tenha em atenção que os LEDs e botões podem ser igualmente montados na face dos componentes sem qualquer problema, se isso facilitar a monta-gem do circuito numa caixa.Pode organizar a disposição dos LEDs e botões como quiser. Con-tudo, é importante emparelhar a mesma saída (P0-P3) a um LED e botão da mesma cor, para respei-tar a lógica do jogo.O programa para carregar no Basic Stamp está disponível gratuita-mente no site da Elektor [1], assim como do site do próprio autor [2].O circuito tem uma malha de reset que funciona assim que se liga o mesmo, podendo também o lei-tor forçar um reset a qualquer hora pressionado o botão S1. Depois de um reset, os LEDs iluminam-se em sequência para o encorajar a jogar. Se não pressionar nenhum botão, tirando S1, é claro, passados alguns segundos o jogo entra no modo de

standby; todos os LEDs se apagam e o con-sumo de corrente do circuito desce para apenas algumas dezenas de µA.Para voltar a iniciar novamente o jogo, tudo o que tem a fazer é efetuar um reset usando o botão S1, ou pressionar qual-quer outro botão durante pelo menos dois segundos. O jogo ilumina o primeiro LED e toca a nota musical correspondente. Tem

comparada com a taxa de auto-descarga da bateria.O potenciômetro P1 ajusta o nível de queda do valor de tensão que define o ponto de disparo para o circuito desligar a carga. A carga permanece desligada mesmo quando a tensão na bateria sobe novamente depois de recarregada. O botão de pressão S1 é usado para ligar T1 novamente e assim alimentar a carga.Assegure-se que qualquer entrada do cir-cuito integrado 40106 não usada é ligada à massa do circuito.

(090632)Artigo original: Deep Discharge Protection for

12 V Bateries – July/August 2010

[1] www.irf.com/product-info/datasheets/data/

irf4905.pdf

1 21

IC1.A

C1

100n

C2

100n

R3

680k

R2

270k

R1

100k

P1

250k

C5

2u225V

D1

5V6

S1

RESET

T1

IRF4905

IC114

7

C3

100n

C4

2u2 IC1 = 40106

RL1

3CARGA

090632 - 11

5 9 1311

BASIC STAMP BS1IC1

PW

R

GN

D

PC

O

PC

I

+5V

RE

S

P0

P1

P2

P3

10

P4

11

P5

12

P6

13

P7

141 2 3 4 5 6 7 8 9

D1

R1

220R

S2

D2

R2

220R

S3

D3

R3

220R

S4

D4

R4

220R

S5

50R

LS1

C3

10u25V

D5

1N4004C1

470u15V

C2

10n

+9V

GND

PCO

PCI

VSS S1

091073 - 11

RESET


886718

34 12/2011-01/2012 elektor

então de pressionar, dentro de mais ou menos um segundo, o botão da mesma cor. O jogo ilumina então dois LEDs em sequência e gera as duas notas musicais correspondentes. Por sua vez, o leitor tem agora que pressionar os dois botões corres-

pondentes pela mesma ordem. O jogo con-tinua então com uma sequência que é sem-pre mais longa de cada vez que se avança, até ao ponto em que o jogador comete um erro na reprodução da sequência. O jogo emite então um ruído estrondoso para

indicar o erro, terminando a jogada atual e iniciando outra. Esperamos que se divirta!

(091073-1)Artigo original: Play ‘Simon’ – July/August 2010

[1] www.elektorbrasil.com.br/091073[2] www.tavernier-c.com

IC2

2

3

6

8

4

7

TLC271

LM334Z

IC1

adj.

V+

V-

R1

1k

R2

10k

22k

P1

T1

BC337-40

C1

100u25V

+3V5...+16V

0V...+1V5

LM334Z

adj

V+ V-

090421 - 11

0V

LEVELR1

10

0k

R2

12

0k

R3

100R

R5

*

D1

1N4148

D2

C1

100n

R4

22k

T1

BC847

2

3

1IC1.A

2x

R6

10

0k

R7

12

0k

R8

100R

R10

*

D3

1N4148

D4

R9

22k

T2

BC847

6

5

7IC1.B

2x

R

*

100335 - 11

+6V

8

4

IC1

IC1 = LM358

SENSOR

GND

Fonte de alimentação de baixo nível ajustável025

Sensor de nível para gasolina/diesel026

Vladimir Mitrovic (Croácia)

Se você quiser verificar o comporta-mento de um circuito eletrônico a bai-xas tensões, uma fonte de alimentação ajustável como a que aqui apresenta-mos pode ser muito útil. Alimentada a partir de uma fonte de 3 a 16 volts (DC), consegue produzir uma tensão de saída estável na gama de 0 a 1,5 V.

O potenciômetro multi-volta P1 permite ajustar a tensão de saída com bastante precisão. O transistor de saída BC337-400 eleva a corrente de saída para cerca de 200 mA, tendo em consideração que a tensão de alimentação mínima é de 3,5

V. A dissipação de calor no transistor deve ser levada em consideração, e se for necessário deve usar um dispositivo com mais potência. O transistor T1 pode ser omitido e a resistência R2 substituí- da por um fio se estiver contente com uma saída de 3 mA para 3 volts, 10 mA para 6 V ou 20-30 mA para 10-16 V.

Estes valores representam a corrente máxima de saída do ampop TLC271. Sem o transistor T1, a tensão de alimen-tação mínima é de 3,0 V.

(090421)Artigo original: Adjustable Low-voltage Power

Supply – July/August 2010

Paul de Ruijter (Holanda)

Este sensor é particularmente ade-quado para usar em espaços peque-nos, como o de um tanque de gaso-lina de uma moto. Tem a vantagem de não ter nenhuma parte móvel, contra-riamente aos sensores convencionais com um dispositivo de flutuação que dificultam a sua instalação no interior de um tanque.O circuito do sensor é construído com base em componentes padrão feito de padrão de baixo custo, e pode ser reu-nido por uma quantia reduzida.

O princípio de funcionamento baseia-se na medição das tensões de condução diretas de dois diodos idênticos (primeiro, verifique esta caracte-rística medindo os dois diodos). A tensão de condução direta de um diodo diminui à medida que a temperatura da junção cresce. Se for colocada uma resistência pró-ximo de um dos dois diodos, este vai aque-cer ligeiramente se ficar acima da superfí-cie do combustível. Para se obter melhores resultados, o outro diodo (usado para refe-rência) deve ser colocado ao mesmo nível. Se os diodos estiverem cobertos pelo com-bustível no tanque, a resistência de aque-

cimento não terá efeito porque vai ser arrefecida pelo combustível. Um ampop compara a tensão aos terminais dos dois diodos, com uma corrente ligeiramente inferior através do diodo de referência. Quando o nível do combustível desce, a saída do ampop vai para um nível mais alto e o transistor de saída entra em condução. Isto faz com que seja ligada uma resistência sensora em paralelo com a saída do sensor. Podem ser usados vários circuitos sensores em conjunto, cada um com a sua própria

resistência sensora ligada em paralelo com a saída, e o sinal de saída resultante pode ser usado para controlar um medidor.Usando esta abordagem, o autor construiu uma fita de sensores para o tanque de com-bustível consistindo em cinco placas de cir-cuito impresso, cada uma com dois circuitos sensores. Com esta fita de sensores insta-lada num determinado ângulo no tanque, é possível obter uma resolução de aproxima-damente 1,5 litros por cada sensor. Muitos tanques têm um dispositivo elétrico pró-


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35elektor 12/2011-01/2012

ximo do fundo para conexão a uma lâm-pada indicadora no painel de instrumentos para indicar quando o combustível entra no nível de reserva. A fita de sensores pode ser usada neste lugar.

Você irá ter que fazer algumas experiên-cias com os valores das resistências senso-ras, mas não utilize valores abaixo de 100 Ω. É também importante montar os dois diodos e a resistência de aquecimento num pequeno tubo com uma abertura no fundo, de forma que algum combustível

que seja espirrado não arrefeça a resistên-cia de aquecimento, uma vez que isto iria resultar em leituras incorrectas.O circuito deve ser alimentado por uma fonte de tensão regulada de 5 a 6 V, de modo a prevenir que as resistências de aquecimento não fiquem quentes. Depois de testar tudo para garantir que está tra-balhando corretamente, é uma boa ideia cobrir a placa de circuito impresso com cola epoxy para obter uma melhor prote-ção contra o combustível.Dica: pode usar o conhecido circuito inte-

grado LM3914 para construir um mos-trador com 10 LEDs, que pode ser usado como um indicador de nível. Em edições mais antigas da Elektor podem ser encon-trados outros exemplos de circuitos tam-bém adequados a este propósito.

Nota: este circuito sensor não é adequado para utilizar com líquidos condutivos.

(100335-1)Artigo original: Petrol/Diesel Level Sensor

July/August 2010

+5V

C5

100n

C4

68p

X1

12MHz

ATTINY25

RESET

XTAL1

XTAL2

OC1A

ADC1

IC1

VCC

GND

PB0

8

4

71

62

3 5

C339p

0.05x fXTAL

C71n

D1

1N5819

R1

10k

R2100k

C6

100n

10k

P1

091052 - 12

VCC

C5

100n

C4

68p

X1

12MHz

ATTINY25

RESET

XTAL1

XTAL2

OC1A

ADC1

IC1

VCC

GND

PB0

8

4

71

62

3 5

C1

68p

C322p

C21p8...30p

0.1x fXTAL

091052 - 11

Circuito para ajuste de frequência de cristal 027

Rainer Reusch (Alemanha)Para os circuitos com microcontroladores os cristais de quartzo garantem a melhor precisão para manter uma determinada frequência. Para medições de tempo e frequência um ajuste fino de um oscilador a cristal pode ser necessário, sendo que vamos analisar em detalhe como é que as frequências podem ser ajustadas. Embora tenhamos selecionado um microcontro-lador ATtiny25 da Atmel para o nosso exemplo, os métodos usados podem ser aplicados a quase todos os tipos de microcontroladores.Um oscilador num microcontrolador con-siste basicamente num inversor tempo-rizado externamente por um cristal de quartzo e dois capacitores (oscilador de Pierce). O valor da capacidade deve ser adaptada com precisão para o cristal sele-cionado, de modo que qualquer divergên-cia da frequência nominal esteja contida a um mínimo possível (consulte o datasheet do microcontrolador). Os cristais apre-sentam uma pequena tolerância, porém,

e para compensar este efeito temos que aumentar significativamente as duas capacidades em paralelo para baixar a fre-quência. Para tornar este ajuste possível é montado um capacitor ajustável em série com o cristal. Selecionamos dois capacito-res em paralelo (C1 e C4) para termos um valor grande o suficiente de modo que o oscilador possa funcionar abaixo da sua fre-quência nominal, para a capacidade série máxima (C2 e C3). Ajustando o capacitor ajustável C2 podemos aumentar um pouco a frequência de trabalho.Na prática, para efetuar este ajuste é neces-sário dispor de um frequencímetro. Neste caso a sua ponta de prova não deve estar ligada à entrada inversora do oscilador (XTAL1). A capacidade da ponta de prova alteraria a frequência, e na verdade este efeito poderia mesmo ser detectado na saída do oscilador (XTAL2), mesmo que não fosse muito pronunciado.A melhor solução é carregar no microcon-trolador um programa que produza um sinal de onda quadrada numa porta.

O pequeno programa seguinte escrito em C precisa de apenas cinco passos no ciclo principal. Em seguida aparece um sinal na porta PB0 com uma frequência que cor-responde a um décimo da frequência do cristal.

#include <avr/io.h>int main(void){ DDRB|=(1<<PB0); for(;;) PORTB^=(1<<PB0); return 0;}

Mas porquê ajustar a frequência manual-mente quando o microcontrolador pode fazer isso igualmente bem? Os parâmetros de ajuste mais relevantes podem ser arma-zenados no interior da EEPROM, por exem-plo. Para simplificar o circuito fazemos isso variando a capacidade paralela na entrada do oscilador (embora isto seja menos efi-ciente do que alterar a capacidade série). O capacitor C1 é substituído por um diodo

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36 12/2011-01/2012 elektor

varicap, o que significa que agora precisa-mos de uma tensão de controle para este diodo para ajustar a capacidade, e em con-sequência a frequência do cristal. O contro-lador é programado de forma que na sua saída PWM tenhamos um sinal de onda quadrada com uma largura de pulso ajus-tável (o microcontrolador AVR consegue fazer isto sem ter que executar qualquer linha do programa). Um elemento RC (R2 e C6) filtra os pulsos de modo a obter uma tensão DC que é enviada para o diodo atra-vés da resistência R1. No nosso circuito o diodo varicap usado é um diodo Schottky retificador 1N5819 que funciona impeca-velmente! Isso significa que a tensão de alimentação tem que permanecer a 5 volts para assegurar uma faixa de ajuste ade-quada. Se ficar contente por confiar apenas em ajustes manuais o circuito também vai funcionar perfeitamente a 3,3 volts.No segundo circuito o capacitor em série

fixo (C3) eleva a frequência do cristal. O capacitor programável D1 faz descer a frequência, em conjunto com o segundo capacitor C4 em paralelo. A única tarefa do capacitor C7 consiste em isolar a ten-são de controle DC da entrada do oscilador. Por esta razão o nível de tensão de controle deve ser significativamente mais alto que a tensão de alimentação!No nosso circuito experimental precisamos de algumas entradas do usuário para infor-mar o controlador qual a tensão de controle que deve produzir (tal como anteriormente a calibração manual é efetuada). Para isso simplesmente ligamos um potenciômetro à entrada de um conversor A/D. O ajuste do potenciômetro depois de digitalizado é transferido diretamente para o registro que determina a largura do pulso do sinal PWM.Uma vez mais medimos a frequência do cristal na porta PB0, embora desta vez o firmware já não produza um sinal com um

décimo da frequência do cristal. Usando um par de comandos NOP a relação da fre-quência é ajustada para um vigésimo. No exemplo ilustrado esperamos ver então uma saída de 600 kHz.Os valores para os capacitores que rodeiam o oscilador dependem principalmente do cristal selecionado (os valores nas figu-ras devem ser considerados apenas como valores genéricos standard). Na seleção do diodo varicap pode também esperar algu-mas dificuldades.O código fonte e arquivos hexadecimal estão disponíveis gratuitamente no site da Elektor [1], ou na página do autor dedicada a este projeto [2].

(091052)Artigo original: Crystal Pulling

July/August 2010

[1] www.elektorbrasil.com.br/091052[2] http://elektor.reworld.eu

Noël Demissy (França)

Este dispositivo permite gerar apitos em intervalos de tempo regulares, para tempo-rização dos treinos de corrida, por exemplo. Cada intervalo de tempo é indicado por um apito, e o final de um teste de desempenho é indicado por um apito duplo. São permitidos dois tipos de teste:

Testes 1-4 oferecem um certo número de ciclos, cada um incluindo dois períodos, um período de corrida seguido por um período de descanso. Por exemplo, o teste 1 oferece seis ciclos que compreendem um período de 15 segundos de corrida seguidos por um período de 15 segun-dos de descanso. Os primeiros três testes

têm valores pré-definidos, enquanto que o teste 4 é completamente ajustável.O teste 5 permite-lhe determinar a velo-cidade MAS (Maximum Aerobic Speed) fazendo com que o atleta corra em blocos de 2 minutos em velocidades crescentes. As distâncias de corrida entre marcas estão separadas de 20 a 25 metros, de acordo com a sua escolha. Pode selecionar a velo-

cidade inicial e os valores máximos de velo-cidade para o teste. Passados 2 minutos, a velocidade aumenta de 1 km/h. Num perí-odo constante de dois minutos, a distân-cia de corrida aumenta. O valor MAS repre-senta a velocidade máxima que o atleta alcança sem diminuição.O circuito é muito simples e consiste apenas num microcontrolador, cinco botões, um

RA4/T0CKI

RB7/T1OSI

RB1/RX/DT

PIC16F88

RA5/MCLR

RB3/CCP1

RB6/T1CK

RB2/TXCK

RA1/AN1 RA0/AN0

RA2/AN2

RA3/AN3

RB0/INT

OSC2

IC2

OSC1

RB4

RB5

VDD

VSS

18 17

13

12

11

10

1615

14

1

3 9

8

7

6

2

4

5

X1

4MHz

C2

33p

C1

33p

R8

330R

D1S5

RUN/PAUSE

C3

33n

R4

4k7

S4

ENTER

R3

4k7

S3

DWN

R2

4k7

S2

UP

R1

4k7

S1

ESC

LCD1

VS

S

VDD

R/W

VO

RS

D0

D1

D2

10

D3

11

D4

12

D5

13

D6

14

D7

1 2 3 4 5 6

E

7 8 9

LC DISPLAY 2x16

R5

270R

T1

BC547

BZ1

VDD

10k

P1

VDD

100203 - 11

Apito eletrônico028

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37elektor 12/2011-01/2012

mostrador LCD de 2 linhas de 16 caracteres, um LED, e uma sirene. É necessário usar um cristal de quartzo para obter uma base de tempo suficientemente precisa.Quando se liga o circuito, o sistema para. Se pressionar o botão Run/Pause o sistema liga-se e o LED ilumina-se. Se pressionar o mesmo botão outra vez o sistema entra no

modo de pausa. É possível reiniciar uma ses-são de treino sem ter que perder os valores atuais. Por outro lado, uma parada definitiva (pressionando o botão Escape) é efetuado um reset aos valores correspondentes ao treino atual.O software (código fonte em BASIC e arqui-vos hexadecimal), o microcontrolador já

programado, e um manual detalhado (dis-ponível apenas em francês), estão dispo-níveis através do site da Elektor, na página dedicada a este artigo [1].

(100203-1)Artigo original: Whistler: Electronic Trainer/

Coach – July/August 2010


R3

1k

R2

22k

T1

R522

k

R147

kR4

47k

T2

R6

1k

C1

10u

R747k

D1

D2

R8

47k

R12

22k

S1

T3

RE1D3

1N4007

R9

22k

R10

47k

T4

R11

1k

C2

10u

40V

40V

K1

VCC

VCC

TRIGGER

T1...T4 = BC547

091045 - 11

Parada de emergência 029

Jacob Gestman Geradts (França)O maior receio de qualquer projetista de sistemas controlados por microcontrola-dores ou computadores é que o disposi-tivo controlador (computador ou micro-controlador) possa bloquear no meio de um processo de controle qualquer e que o sinal de saída fique bloqueado. Neste cenário um motor pode continuar a girar cada vez mais rápido ou um elemento de aquecimento pode ficar vermelho de tão quente, sem que seja possível o sistema tomar qualquer ação corretiva. Na reali-dade, qualquer sistema de controle pre-cisa de algum tipo de botão para parada de emergência, que seja capaz de desligar tudo caso aconteça algo de errado.

Os microcontroladores ou computadores têm normalmente uma saída TTL livre, que pode ser usada para este fim. Ao adicionar algumas linhas de código ao programa, esta saída adicional pode comutar periodi-camente entre o nível lógico alto e o nível lógico baixo. Isto pode poupar alguns incô-modos e danos. Se o computador ou con-trolador bloquearem, então este sinal de saída vai também parar fixo num determi-nado nível lógico. O circuito verifica então se este sinal está comutando entre os dois níveis lógicos (TTL). O computador ou con-trolador são desligados assim que detec-tam que este sinal de controle parou.O coração do circuito é constituído pelos transistores T2 e T4, que seguem o sinal de controle. Os capacitores C1 e C2 são car-regados através das resistências R6 e R11. Durante um sinal de nível lógico Alto, o transistor T4 entra em condução e descar-rega o capacitor C2. Como o transistor T2 é precedido de um circuito inversor cons-truído em torno de T1, T2 descarrega o seu capacitor quando o sinal de controle está no nível lógico baixo.

Contanto que o sinal de controle muda frequentemente entre o nível lógico alto e baixo, ambos os capacitores vão perma-necer quase completamente descarrega-dos e nada mais acontece. Se agora o sinal

de controle parar de variar e ficar no nível alto, então o capacitor ligado ao transistor T2 já não vai ser descarregado e a tensão no capacitor aumenta depressa. Por outro lado, a tensão no capacitor ligado ao tran-sistor T4 aumenta depressa se o sinal de controle ficar preso no nível lógico baixo. Através do circuito de dois diodos o qual funciona como uma porta lógica OR, o transistor T3 entra em condução assim que a tensão nos terminais de um dos capaci-tores subir o suficiente. O relé que é con-trolado por T3, tem que ter o contato nor-malmente fechado. No momento em que o sinal de controle deixa de mudar, o sis-tema de controle fica permanentemente desligado através do contato normalmente fechado. Para voltar a ligar novamente o sistema, tem que pressionar o botão S1 até que o sinal de controle volte a funcionar.O circuito funciona numa grande faixa de tensões de alimentação, incluindo 5, 9 e 12

Volts. Os valores dos componentes não são críticos e o valor dos capacitores depende da frequência do sinal de controle. A cons-tante de tempo para um valor de 10 µF situa-se em 10 ms, sendo que o capacitor tem que ser descarregado cerca de pelo menos cem vezes por segundo para impe-dir que a parada de emergência seja ati-vada. Com valores mais elevados de capa-cidade o capacitor pode ser descarregado a uma velocidade proporcionalmente mais baixa. Pode usar um 1N4007 como diodo para proteção do relé. Os dois diodos que formam a porta lógica OR podem ser pra-ticamente de qualquer tipo de diodo de sinal. O circuito também funciona com outros tipos de transistores que tenham características semelhantes e comparáveis.

(091045-1)Artigo original: Emergency Stop

July/August 2010


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Documents

Elektor-79627f03-d41b-40f5-ad02-909998096a03