Outubro 22, 2021

Dado eletrônico com circuitos integrados

Nesse projeto iremos desenvolver um dado eletrônico que não precisará nem de microcontroladores e nem de programação para ser projetado. Iremos contar apenas com dois circuitos integrados de fácil acesso no mercado de componentes eletrônicos que são os CIs 555 e 4017. Se você não conhece nenhum desses circuitos não se preocupe, nesse artigo traremos as informações básicas de cada um deles para que você possa saber exatamente o que está projetando.

Para esse artigo falaremos apenas dos dois usados no projeto que são os dois tipos de circuitos integrados específicos 555 e o 4017.

555

O circuito integrado 555 é famoso devido a sua funcionalidade e preço, ele pode ser considerado “universal”. Sua função mais básica é proporcionar um temporizador de precisão e/ou oscilador.  

Terminais

Os 555 possuem 8 terminais, cada um com uma função determinada. Estando eles no formato duol in line (dil) , ou seja, duas fileiras contendo 4 terminais em cada fileira.  Para saber localizar onde começam e terminam os terminais, os circuitos integrados vêm com uma marca (chanfrado, ponto em relevo ou não, ou até mesmo um ponto com uma cor). Essa parte fica para cima e então você vai começar a contar da esquerda de cima para baixo e depois continuar na parte direita de baixo para cima (no sentido anti-horário).

Função de cada pino

Pino 1 (gnd): é o que será conectado com o negativo da alimentação, podendo ser chamado de terra.

Pino 2 (tringger): entrada de disparo ou gatilho. Usado para fazer o temporizador funcionar, e para que isso aconteça, o pino 2 precisa estar temporariamente no estado desenergizado, ou seja, estado 0.

Pino 3 (output): saída, onde a corrente irá passar gerando o timer, no nosso projeto esse será o pino que irá ligar ao outro circuito integrado que vai gerar a contagem das LEDs.

Pino 4 (reset): reset, ele é o responsável em reiniciar nosso circuito, como não precisaremos que o circuito seja resetado enquanto ligado, conectamos ele diretamente no pino positivo de nossa fonte de energia.

Pino 5 (control Voltage): tensão de controle, ele é usado em uma função mais específica do 555, sendo utilizado em alguns projetos bem específicos, que não é o caso do nosso, logo, ele não será conectado a nenhum terminal.

Pino 6 (threshold): limiar ou sensor de nível (ele vai detectar o nível de corrente do capacitor responsável por gerar o timer).

Pino 7 (discharge): é o pino que fará a descarga do capacitor gerando a contagem do temporizador.

Pino 8 (positivo): onde o circuito integrado 555 será alimentado. Embora eles funcionem em uma margem de 3 a 18 Vcc. Os comerciantes desse dispositivo recomendam o uso entre 5 a 15 Vcc.

Antes de mostrarmos como serão conectados os pinos do 555, vamos falar do outro CI que iremos usar nesse projeto o 4017.

4017

O 4017 é conhecido como um contador jhonson, sua função é acionar 10 saídas por vez, como uma contagem. tem um formato similar ao do 555, mas diferente do 555 ele possui mais terminais, para ser preciso 16 terminais, ficando 8 em cada fileira. Apesar de ter mais pinagem seus pinos são mais simples. Embora se tenha uma contagem até 10 seus pinos não são sequenciais. Lembrando que para a identificação dos pinos basta fazer como fizemos com o CI 555 no sentido anti-horário conforme a marcação. 

Função de cada pino

Pino 1: saída na sequência 5

Pino 2: saída na sequência 1

Pino 3: saída na sequência 0

Pino 4: saída na sequência 2

Pino 5: saída na sequência 6

Pino 6: saída na sequência 7

Pino 7: saída na sequência 3

Pino 8 (GND):  pino que ficará ligado no polo negativo da fonte de energia.

Pino 9:  saída na sequência 8

Pino 10: saída na sequência 4

Pino 11: saída na sequência 9

Pino 12 (carry out): ela também é uma saída, porém ela é diferente das demais, serve para conectar outro 4017 ou outro circuito ou dispositivo, sua contagem será diferente das demais, ela só enviará sinal eletrônico depois que o ciclo de contagem 10 for feito. Uma espécie de contagem em decimal. O que não iremos precisar para o nosso projeto).

Pino 13 (clock enable): é uma espécie de autorização da passagem de energia do clock, a palavra enable quer dizer que para que o clock recebido passe pelo circuito e gere a contagem ele precisa estar aterrado (conectado no negativo), caso contrário, os pulsos de clock não são aceitos e a sequência não é realizada.

Pino 14 (clock): esse pino é de entrada e vai receber os pulsos elétricos que irá gerar tanto a sequência das saídas, como o tempo que elas ficaram acionadas. Ele pode receber uma voltagem de 0 a 9 volts.

Pino 15 (reset): ele possui a mesma função do reset do CI 555, porém com uma particularidade, no 555 para que o sistema não fosse resetado era preciso mantê-lo no positivo, no 4017 o reset precisa ficar no negativo e quando energizado ele volta para a posição inicial de sequência (número de sequência 0). Ele também é usado quando você quer fazer uma contagem menor que 10. Que é o nosso caso, que precisamos de apenas 6 saídas, sendo assim o pino seguinte da sequência é conectado ao reset, que quando acionado fará com que a contagem volte a 0.  

Pino 16 (vcc): pino que irá receber o positivo da alimentação. Tendo uma voltagem igual ao do 555.

A montagem

Agora que já aprendemos sobre cada um dos circuitos integrados e dos pinos vamos fazer a montagem deles. Segue a foto do esquema eletrônico.

O nosso botão vai acionar o 555, então ele será conectado entre o positivo da pilha e o pino 8 do 555 (pino de alimentação). No mesmo pino 8 teremos um capacitor de 470 µf e seu terminal negativo conectado ao negativo do circuito. Entre os pinos 8 e 7 iremos colocar um resistor de 10kΩ, entre os pinos 7 e 6 colocaremos outro resistor, mas esse de 1kΩ, ainda no pino 6 iremos acrescentar um capacitor de 10µf que também terá o terminal negativo no negativo do circuito. O pino 5 como falado anteriormente, não será conectado. O pino 4 que é o reset ficará no positivo, e o pino 1 no negativo. O pino 2 que é o gatilho será conectado diretamente no pino 6. E por último conectamos o pino 3 no pino 14 (clock) do nosso 4017.

No CI 4017 não iremos utilizar todos os pinos, então iremos usar o pino 16 para conectar ao positivo da pilha, e o pino 8 no negativo. Vamos colocar um resistor de 2,2kΩ entre os pinos 15 e 13.  Os pinos 3, 2, 4,7, 10 e 5 irão conectar a um LED, que estará ligado a um resistor de 220Ω entre seu anodo e o terra.  Já o pino 6 irá conectar ao pino 15 para proporcionar o reset.

Feitas as conexões, é so aproveitar seu dado eletrônico. Caso o leitor já tenha um conhecimento maior de eletrônica ou goste de um desafio, recomendo tentar fazer ligações entre os LEDs de forma que ao invés de apenas um LED ser acionado por vez seja acionado a quantidade de LED que represente o valor, assim como em um dado convencional.

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