Relé operado por temporizador com display digital

17 de junho de 2024 Roberto Magalhães

O circuito apresentado aqui opera um relé para intervalo fixo de temporizador. Assim, o dispositivo ou máquina conectado ao relé opera ao mesmo tempo. Uma vez ligado, o dispositivo desliga automaticamente após um intervalo de tempo fixo (definido) quando o relé é desligado. O intervalo de tempo pode ser variado e é exibido no display de 7 segmentos. Este tipo de circuito pode ser utilizado em diversas aplicações onde é necessário operar qualquer dispositivo ou máquina em intervalo de tempo fixo. Como

· O sinal de alarme (ou campainha), uma vez acionado, permanece ligado por um intervalo de tempo fixo e depois desliga automaticamente

· Nas indústrias de manufatura, os motores devem ser girados por um intervalo de tempo fixo assim que o botão Iniciar for pressionado. Ele para automaticamente quando o período de tempo termina

O circuito de relé operado por tempo é construído usando IC555. Para exibir o período de tempo em segundos, o contador de décadas de 2 dígitos é construído usando o chip CD4026. Outro IC555 é usado para fornecer pulso de 1 Hz para atualizar o período de tempo a cada 1 segundo.

O circuito apresentado aqui opera um relé para intervalo fixo de temporizador. Assim, o dispositivo ou máquina conectado ao relé opera ao mesmo tempo. Uma vez ligado, o dispositivo desliga automaticamente após um intervalo de tempo fixo (definido) quando o relé é desligado. O intervalo de tempo pode ser variado e é exibido no display de 7 segmentos. Este tipo de circuito pode ser usado em muitas aplicações onde é necessário operar qualquer dispositivo ou máquina em intervalo de tempo fixo. Como

· O sinal de alarme (ou campainha), uma vez acionado, permanece ligado por um intervalo de tempo fixo e depois desliga automaticamente

· Nas indústrias de manufatura, os motores devem ser girados por um intervalo de tempo fixo assim que o botão Iniciar for pressionado. Ele para automaticamente quando o período de tempo termina

Fig. 1: Protótipos de temporizador e contador digital baseado em 555 IC

Descrição do Circuito

O circuito é dividido em 2 seções

1. Circuito Temporizador

2. Circuito Contador

Circuito Temporizador

Este é o circuito (consulte a guia do diagrama de circuito) que liga o relé por um período de tempo definido. É construído usando IC555. IC555 está configurado em modo monoestável. Seu período de tempo é determinado pelos componentes RC R2 e C3. R2 é uma resistência variável de 100 K, então podemos variar o período de tempo. O período de tempo mínimo e máximo pode ser calculado como

T_máx. = 1,1 × R2_máx. × C3

= 1,1 × 101 × 10³ × 100 × 10^-6

= 11 segundos

E T_min = 1,1 × R2_min × C3

= 1,1 × 1000 × 100 × 10^-6

= 0,11 seg.

Observação

Para o experimento, os valores RC são mantidos menores para obter o intervalo de tempo em segundos. Mas escolhendo valores maiores de R e C o intervalo de tempo pode ser definido em 10s de segundo ou também em minutos.

A saída do IC555 aciona três componentes

· Primeiro, ele aciona o LED2 através do resistor limitador de corrente. LED2 é usado para indicar que o relé está LIGADO

· Em segundo lugar, ele aciona 1 relé C/O (comutação) através do transistor NPN. Qualquer carga ou máquina ou dispositivo está conectado aos terminais C (comum) e NO (normalmente aberto) do relé

· Terceiro aciona o pino de reset de outro IC555

Outro IC555 está conectado em modo astável. Sua frequência de saída é determinada pelo pote R5 de 100 K e pelo capacitor C1 de 10 uF. Sua frequência é ajustada em 1 Hz variando o potenciômetro R5. Portanto, o LED1 pisca a cada 1 segundo. A saída deste IC555 é fornecida como pulso de clock para o circuito contador.

Circuito contador e operação de circuito

Circuito Contador

O circuito de contador de 2 dígitos é construído usando chips CD4026 de driver de display e contador de duas décadas. A saída de pulso de 1 Hz do IC555 é fornecida diretamente como entrada de pulso de clock (pino 1) para 1^st CD4026. (Consulte a 2ª guia do diagrama de circuito)

Ele incrementa sua contagem em 1 em cada entrada de pulso. Também converte a contagem em código de exibição equivalente de 7 segmentos (cátodo comum) para que a contagem possa ser exibida. Ele conta de 0 a 9 e reinicia novamente para 0. Quando vai de 9 a 0, ele gera um pulso de saída (execução) que pode ser dado ao chip contador da próxima década. Então, como mostrado na figura, o desempenho (pino 5) de 1^st o contador de décadas é fornecido como entrada de clock (pino 1) a 2^e chip contador de década. As saídas de ambos os chips contadores de décadas (CD4026) são a, b, c, d, e, f e g que podem ser fornecidas diretamente às respectivas entradas para displays de segmento de cátodo comum tipo 7. As saídas do chip CD4026 são conectadas às entradas abcdefg de ambos os monitores de 7 segmentos, conforme mostrado. À medida que a contagem aumenta, ela é exibida nesses displays de 00 a 99 e novamente 00. Por serem displays do tipo cátodo comum, seus terminais comuns são aterrados. Para redefinir ambos os chips para 0, é necessário dar um pulso alto no pino de reinicialização (nº 15). Portanto, um botão é conectado aos pinos de reinicialização de ambos os chips, conforme mostrado, para redefinir o contador para 00, normalmente ambos os pinos de reinicialização são conectados ao terra por meio de um resistor de 10 K.

Operação do Circuito

· Quando a alimentação é fornecida, o relé e o LED1 (amarelo) estão desligados. O IC do mustivibrador astável também está desligado, portanto não gera pulsos de 1 Hz. O contador exibe 00 em sete segmentos. Caso contrário, pressionando o botão de reinicialização do contador, ele poderá ser redefinido para 00

· Defina o tempo desejado entre 0,1 a 11 segundos, configurando o potenciômetro no valor adequado

· O gatilho é aplicado ao temporizador IC555 pressionando o botão Iniciar

· A saída do IC555 fica alta. Então o relé está ligado, o que é indicado pelo LED amarelo

· Ao mesmo tempo, o pino de reinicialização do segundo IC555 também fica alto

· Então ele começa a gerar pulsos de 1 Hz que são dados ao contador

· Portanto, o contador começa a aumentar a cada segundo como 0, 1, 2, ……

· Após o período de tempo definido (digamos 6 segundos) do temporizador IC555, sua saída fica baixa

· Então o relé está desligado, o LED1 também está desligado e reseta o pino 2^e IC555 fica baixo

· Então ele para de gerar pulsos que fazem o contador parar de contar

· A última contagem é exibida em 7 segmentos

· Assim podemos observar por quanto tempo o relé ficou LIGADO

· Novamente defina qualquer intervalo de tempo diferente alterando o valor do pote e pressione o botão Iniciar