Circuito para Acionamento Temporizado de Cargas.

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Como citar esse artigo: VERTULO, Rodrigo Cesar. Circuito para Acionamento Temporizado de Cargas.. Disponível em: <http://labdeeletronica.com.br/noticias/circuito-para-acionamento-temporizado-de-cargas/>. Acessado em: 02/12/2021.


Em muitas situações é preciso acionar uma determinada carga por um determinado tempo antes dela ser desativada e nesse artigo será apresentado um circuito capaz de realizar essa função. As aplicações desse tipo de circuito são inúmeras e entre elas pode-se citar o acionamento de duchas em praias, a iluminação de ambientes por meio de sensores de presença, a liberação de água em torneiras utilizando-se válvulas elétricas, entre outras.

O circuito que será detalhado utiliza o famoso CI 555 configurado no modo monoastável. Nessa configuração, após ser acionado ele apresenta em sua saída uma tensão positiva durante um determinado intervalo de tempo configurável, bastando para isso calcular os valores de um resistor e um capacitor de acordo com a quantidade de tempo que se deseja manter a saída do 555 ativada.

Na imagem a seguir é possível ver o circuito montado e a seguir a explicação de seu funcionamento.

 

Fig. 1 – Esquema elétrico do circuito para acionamento temporizado de cargas.

 

O tempo em que a saída do CI 555 (pino out) permanece ativada é determinado pelos valores do resistor de 13kOhms e do capacitor de 220uF por meio da equação a seguir.

T = 1.1 x R x C

Para o circuito apresentado temos:

T = 1.1 x 13000 x 0,000220 = 3,146 s

Ou seja, o circuito da Fig.1 está configurado para que a saída do CI 555 permaneça acionada por aproximadamente 3 segundos após o botão conectado ao resistor de 10kOhms ser pressionado.

Quando a saída do CI 555 é ativada a base do transistor é acionada por meio do resistor de 18kOhms. O transistor do circuito está configurado como uma chave eletrônica que é fechada assim que sua base é polarizada. O valor do resistor da base do transistor foi definido de acordo com a carga que será acionada. Nesse exemplo o objetivo é acionar o relê ligado ao coletor do transistor. O relê desse exemplo é especificado para que sua bobina seja energizada com uma corrente de 20mA. Desse modo é preciso que circule pelo coletor do transistor uma corrente nesse valor. Como o ganho desse transistor é de 100 vezes, é preciso que por sua base circule uma corrente de 0,200uA. Para obter esse valor de corrente na base do transistor é preciso calcular o valor do resistor conectado à ela e isso foi feito conforme é mostrado a seguir.

Rb = Vbe / Ib

Rb = (6 – 0,7) / 0,0002 = 26500 ou 26.5kOhms

Na equação acima Rb é o valor do resistor de base a ser calculado, Vbe é o valor da tensão entre a base e o emissor do transistor e Ib é a corrente de base desejada. Como a tensão de alimentação do circuito é de 6V e a queda de tensão entre a base e o emissor do transistor é de 0,7V, o valor de Vbc é determinado por (6 – 0,7). Dado que o valor da corrente de base desejado (Ib) é de no mínimo 0,200uA chega-se ao valor do resistor Rb de 26.5kOhms. O valor do resistor utilizado no circuito da Fig. 1 foi de 18kOhms e essa medida foi tomada por que apesar do circuito estar sendo alimentado por uma bateria de 6V, a saída do CI 555 ao ser acionada apresenta um valor real menor que esse devido às diversas perdas que ocorrem nele. Nesse caso, a saída do CI 555 apresenta uma tensão aproximada de 4,3V e com esse valor, utilizando-se um resistor de 18kOhms, teremos na base do transistor a corrente Ib de 200uA desejada.

Ib = (4,3 – 0,7) / 18000 = 200uA

Nesse circuito será acionado um led vermelho que está conectado ao relê. O resistor ligado em série com o led é de 300Ohms para limitar a corrente que passará por ele para um valor 12mA. Na imagem a seguir é possível ver o comportamento do circuito após ele ser acionado por meio do botão.

 

Fig. 2 – Circuito para acionamento temporizado de cargas após acionado.

 

Observe que a corrente passando pela base do transistor é de 202uA (aproximadamente os 200uA desejados). Veja também que o relê encontra-se com sua bobina energizada e que a corrente passando pelo led é de 12mA. O circuito se mantém ativo por aproximadamente 3 segundos e em seguida volta para seu estado inicial.

Para que se obtenha outros tempos de acionamento basta realizar os cálculos apresentados nesse artigo utilizando-se o tempo desejado para sua aplicação.





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