Contadores eletrônicos no laboratório didático: parte I. Montagem e aplicações

Abstract

Mostramos, inicialmente, como montar um contador eletrônico digital de 4 dígitos, utilizando componentes de baixo custo e facilmente encontrados no comércio especializado. Em seguida, mostramos, também, como um contador em associação com um cristal oscilador de 1 MHz pode ser utilizado para medir com precisão intervalos de tempo na faixa de microssegundos, décimos de milissegundos e milissegundos. Exemplos de aplicações envolvendo, particularmente, medida de freqüência, velocidade e aceleração, assim como técnicas eletrônicas para iniciar/interromper automaticamente uma contagem são também discutidos. Os circuitos descritos são simples e podem ser reproduzidos sem grande dificuldade até mesmo por alunos de graduação. Palavras-chave: contador eletrônico, contador de década, osciladorà cristal, medidor de tempo, medida de intervalo de tempo.We show how to set up a 4-digit electronic counter, using inexpensive and easy-to-find components. We show, also, how a counter in conjunction with a crystal oscillator of 1 MHz can be used to measure time intervals accurately in the microsecond, 0.1 of millisecond, and millisecond range. Examples of applications involving, particularly, frequency, speed, and acceleration measurement, as well as electronic techniques for start/stop automatically a counting is also discussed. The described circuits are simple and they can be reproduced without great difficulty, even for undergraduate students. Keywords: electronic counter, decade counter, crystal oscillator, digital timer, measurement of time interval. IntroduçãoUm contador eletrônicoé provavelmente um dos maiś uteis e versáteis subsistemas num sistema digital [1]. Graçasàs diversas versões disponíveis podem ser utilizados, por exemplo, para contagens diversas, divisão de freqüência, medição de intervalo de tempo e freqüência, geração de formas de onda, e, até mesmo, para converter informações analógicas em digitais.Contadores eletrônicos operando em associação com uma fonte de freqüência precisa e estável são particularmenteúteis num Laboratório de Física Básica quando se deseja medir pequenos intervalos de tempo [2][3][4][5]. Medidas desse tipo podem ser feitas automaticamente e com facilidade utilizando equipamentos comerciais, entretanto seu custo relativamente alto [6] acaba, em muitos casos, desestimulando ou até mesmo inviabilizando sua utilização. Felizmente, o problema do custo pode ser contornado porque existe no comércio uma grande variedade de componentes eletrônicos de baixo custo, a partir dos quais podemos montar kits muito similaresàqueles disponíveis no mercado mas a um custo no mínimo dez vezes menor. Neste primeiro artigo, vamos mostrar como isso pode ser feito, e descrever alguns dos experimentos realizados com o kit que montamos para medir, de maneira precisa e automática, pequenos intervalos de tempo. No segundo artigo apresentaremos uma alternativa para os cronômetros digitais com memória. Montagem de um contadorA indústria eletrônica fabrica uma variedade enorme de contadores [7]. Dentre esses, os mais in...

A Física de um Desinfector com Radiação UV–C

“…O sistema de controle de tempo inteligente implementadoé baseado na configuração monoestável do circuíto integrado 555, que possui 8 pinos [38]. Estes temporizadores são amplamente usados em várias aplicações, e podem ser substituídos por temporizadores mais sofisticados [39]. No circuito monoestável, o 555 funciona como um contador de tempo, que ao ser acionado por um botão de acionamento, leva a saída ao nível lógico alto, portanto a 5 VCC, permanecendo ligado por um tempo determinado pela relação de resistência (r) e capacitância (C), com desligamento automático após o ciclo.…”

Um sistema automático de baixo custo para medidas de intervalos de tempo

“…Para evitar esse problema todos cronômetros possuem na entrada de seu circuito lógico um dispositivo que detecta a primeira transição positiva da chave, dando partida no contador de tempos, e desabilitando essa entrada enquanto o botão estiver sendo pressionado. Quando a placa controladora contiver um circuito de controle, um dispositivo antirrepique deverá ser introduzido na entrada de modo a evitar repetidos acionamentos dessa, nos moldes dos circuitos apresentados nas Refs [2,3], e referências aí citadas, pois os componentes eletrônicos são muito rápidos e respondem a todos os repiques.…”

“…Uma delas envolve o uso de computação, seja via interface serial [1] ou através de micro controladores (µC) do tipo PIC [2]. Um segundo tipo de solução envolve a construção de contadores eletrônicos [3] para determinar o tempo entre eventos. Recentemente, um terceiro tipo de sistema de detecção de movimento vem sendo também utilizado: a fotografia estroboscópica com o uso de câmeras fotográficas digitais, onde a base de tempó e o número de fotogramas que a câmera pode obter por segundo [4].…”

Contadores eletrônicos no laboratório didático: parte II. Medida de intervalos de tempo sucessivos

“…No artigo anterior [1], descrevemos um contador eletrônico de 4 dígitos e mostramos, através de exemplos, como poderia ser utilizado para medir intervalos de tempo. Nessa ocasião, nos limitamos, basicamente, a medida de umúnico intervalo de tempo.…”