Circuitos Temporizadores: Fundamentos e Aplicações

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO 
CENTRO DE ENGENHARIAS - CE 
DEPARTAMENTO DE RENGENHARIA E TECNOLOGIA – DET 
DISCIPLINA DE LABORATÓRIO DE CIRCUITOS ELETRÔNICOS 
PROFª ROMÊNIA GURGEL VIEIRA 
ALUNOS: MÉCIA MURIELLE DOS SANTOS LUCENA 
PAULO HENRIQUE GALDINO RÉGIS 
VINICIOS DOS SANTOS BARBOSA 
 
 
 
 
 
 
Projeto final de laboratório de circuitos eletrônicos 
Temporizador 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MOSSORÓ/ RN 
2023 
1. INTRODUÇÃO 
 
Os circuitos temporizadores desempenham um papel fundamental na 
automação, controle de processos e eletrônica em geral. Eles são projetados para gerar 
atrasos ou intervalos de tempo específicos, o que é essencial em muitas aplicações do 
dia a dia. Este relatório tem como objetivo apresentar e descrever um protótipo de 
circuito temporizador que foi desenvolvido e testado. 
Os circuitos temporizadores têm uma ampla gama de aplicações em diversos 
setores, incluindo automação residencial, eletrônica industrial, automobilística e muitos 
outros. Eles desempenham um papel crucial no acionamento de dispositivos, controle de 
iluminação, sistemas de segurança, sistemas de irrigação e muito mais. A capacidade de 
criar atrasos ou intervalos de tempo precisos é essencial para o funcionamento eficaz 
dessas aplicações. 
Este relatório apresentará o protótipo de um circuito temporizador, descrevendo 
sua arquitetura, funcionamento e os componentes eletrônicos envolvidos. Além disso, 
será abordada a metodologia de construção do protótipo e os testes realizados para 
avaliar o desempenho do circuito temporizador em termos de precisão e confiabilidade. 
A compreensão e o domínio da tecnologia de circuitos temporizadores são 
fundamentais para engenheiros, técnicos e entusiastas da eletrônica que desejam 
projetar sistemas automatizados e controlados por tempo. Este relatório oferecerá uma 
visão detalhada do protótipo desenvolvido, fornecendo insights valiosos para aqueles 
interessados em explorar e aplicar essa tecnologia em suas próprias criações. 
 A seguir, detalharemos o projeto, a construção e os resultados dos testes do 
protótipo de circuito temporizador, demonstrando seu funcionamento prático e sua 
relevância no campo da eletrônica e automação. 
 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
Um transistor é um componente eletrônico amplamente utilizado para controlar 
o fluxo de corrente elétrica em um circuito. No contexto de um circuito temporizador, o 
transistor é empregado como um interruptor eletrônico para acionar ou desativar uma 
carga, como uma lâmpada, um motor, ou qualquer outro dispositivo elétrico. As 
configurações mais comuns de transistores em circuitos temporizadores são os 
transistores bipolares NPN ou PNP, e os transistores de efeito de campo (MOSFET). 
O transistor é controlado através da aplicação de um sinal de entrada em sua 
base (para transistores bipolares). Quando o sinal de entrada é aplicado, o transistor 
pode conduzir a corrente da fonte de alimentação para a carga, permitindo o 
acionamento da carga. Quando o sinal de entrada é retirado, o transistor deixa de 
conduzir, desativando a carga. Isso é crucial para a implementação de temporizadores, 
onde o transistor é ativado ou desativado após um determinado período de tempo. 
 
2.1. Carregamento e Descarregamento de Capacitor 
 
Capacitores são dispositivos de armazenamento de carga que desempenham 
um papel fundamental na temporização de circuitos. Quando um capacitor é carregado, 
ele acumula carga elétrica, armazenando-a em seu material dielétrico. O carregamento 
ocorre quando uma tensão é aplicada aos terminais do capacitor. A taxa de carregamento 
depende da capacitância do capacitor e da resistência do circuito que o carrega, de 
acordo com a lei de carga do capacitor, conforme pode ser observado na Figura 1. 
O processo de descarregamento de um capacitor ocorre quando ele é conectado a 
uma carga ou a um resistor, permitindo que a energia armazenada no capacitor seja 
liberada gradualmente. A taxa de descarregamento segue a lei de descarga do capacitor, 
observado na Figura 1. 
 
 
Figura 1 – Relações de carga e descarga do capacitor. 
 
A combinação de carregamento e descarregamento de um capacitor é 
frequentemente utilizada em circuitos temporizadores para criar intervalos de tempo 
específicos. Controlando a taxa de carga e descarga do capacitor, é possível determinar 
o tempo necessário para atingir um nível de tensão desejado, que é então utilizado para 
acionar ou desativar um dispositivo, como mencionado anteriormente. 
Este conhecimento teórico é crucial para o entendimento do funcionamento do 
protótipo do circuito temporizador, que faz uso desses princípios para criar atrasos 
controlados. A próxima seção do relatório discutirá a implementação prática desses 
conceitos no protótipo, descrevendo sua arquitetura e funcionamento em detalhes. 
 
3. MATERIAIS 
 
• RELÉ HF115FK 
 
Figura 1 - Relé 6 pinos 
O relé HF115FK é um relé eletromagnético com 6 pinos que possui uma 
configuração de pinos padrão. A função exata desse relé pode variar dependendo de 
como ele é conectado em um circuito. Ele pode ser utilizado para ligar e desligar cargas 
elétricas, controlar motores, ativar ou desativar dispositivos, entre outras aplicações, 
dependendo da necessidade do projeto. 
 
• POTENCIÔMETRO 
 
O potenciômetro é um componente essencial para prototipagem, com terminais 
que podem ser encaixados facilmente em uma protoboard. O Potenciômetro Linear 50K 
é um componente muito utilizado em circuitos eletrônicos, seja para regular a tensão de 
uma fonte, o contraste de um display LCD ou como um simples divisor de tensão. 
 
 
Figura 2 - B50K 
 
• TRANSISTOR BC548B 
 
O BC548 trata-se de um pequeno componente eletrônico utilizado comumente 
como amplificador e interruptor de sinais elétricos. Ele amplifica um sinal elétrico de 
menor amplitude para um sinal de maior amplitude. Seu funcionamento é bastante 
simples, a corrente elétrica que é aplicada no terminal base habilita o fluxo de corrente 
entre os terminais coletor e emissor o que ocasiona o processo de amplificação de sinal. 
 
 
 
Figura 3- BC548B 
 
 
 
• DIODO RETIFICADOR 1N4007 
 
O diodo retificador 1N4007 possui uma tensão de pico inversa máxima de 
1000V e uma corrente média direta de 1A. Ele é capaz de lidar com correntes de pico de 
curto prazo de até 30A, o que o torna adequado para uma ampla gama de aplicações de 
retificação de corrente. O 1N4007 tem uma construção de junção p-n, composta por 
uma junção entre um material tipo p (positivo) e um material tipo n (negativo). Quando 
uma tensão é aplicada na direção direta (ponta positiva para o terminal anodo e ponta 
negativa para o terminal catodo), o diodo permite que a corrente flua livremente. O 
Diodo Retificador 1N4007 é um componente eletrônico amplamente utilizado para 
retificar corrente alternada em corrente contínua. Ele faz parte da família de diodos 
retificadores de silício, conhecidos por sua 
Figura 04- 1N4007 
 
Figura 04- 1N4007 
 
• CAPACITOR ELETROLÍTICO 
 
O Capacitor Eletrolítico é um componente de circuito elétrico que tem como 
função armazenar cargas elétricas e consequente energia eletrostática ou elétrica. Ao 
contrário de outros tipos de capacitores, o capacitor eletrolítico é polarizado, possuindo 
polos positivo (+) e negativo (-) que não devem ser invertidos. Internamente ele é 
composto por duas folhas de alumínio, separadas por uma camada de óxido de 
alumínio, que são enroladas e embebidas em um eletrólito líquido composto 
predominantemente de ácido bórico ou borato de sódio. São muito utilizados para 
filtragem de ruído em fontes de alimentação e armazenamento de energia. 
 
Figura 5- capacitor 
 
• RESISTOR DE 1KOHMS 
 
O Resistor 1k ohms 1/4W é um componente eletrônico capaz de limitar a corrente 
elétrica em um determinado fluxo de energia. Pelo fato de possuiruma resistência maior 
do que a dos cabos e das trilhas de um circuito elétrico, o resistor força a redução da 
corrente elétrica que passa por ele, provocando assim, uma queda de tensão. 
Figura 06- Resistor de 1kohms 
 
Figura 06- Resistor de 1kohms 
 
• INTERRUPTOR 4 PINOS TÁTIL 
 
Apresenta contato momentâneo, 4 pinos, botão de pressão, formato quadrado, 
montagem DIP através de orifício. Usado nas áreas de produtos eletrônicos, 
eletrodomésticos ou de escritório, equipamentos de som, produtos digitais e muito mais. 
O projeto do mecanismo de alta precisão oferece operação aguda e longa vida útil. 
 
 
 
Figura 7 - Interruptor 4 pinos tátil. 
 
 
4. METODOLOGIA 
 
A metodologia empregada para o desenvolvimento e teste do protótipo de 
circuito temporizador baseou-se em uma abordagem passo a passo que engloba tanto a 
montagem prática quanto a simulação computacional. Essa abordagem permitiu a 
verificação do funcionamento teórico do circuito e a validação prática do projeto. 
Abaixo, descrevemos os principais passos envolvidos no processo metodológico. 
 
4.1. Projeto do Circuito: 
 
O primeiro passo envolveu o projeto detalhado do circuito temporizador. Isso 
incluiu a seleção dos componentes apropriados, como resistores, capacitores, 
transistores e outros elementos essenciais. A escolha dos valores dos componentes foi 
baseada nas especificações desejadas de tempo de atraso e na capacidade de carga 
requerida. 
 
4.2. Simulação por Software: 
 
Para verificar o funcionamento teórico do circuito antes da montagem prática, 
recorremos à simulação por software. Utilizamos ferramentas de simulação de circuitos 
da Autodesk (tinkercad) e o falstad Circuit para modelar o comportamento do circuito. 
Isso nos permitiu analisar as formas de onda, as tensões, as correntes e os atrasos 
temporais esperados, bem como identificar possíveis problemas ou ajustes necessários 
no projeto. A simulação do mesmo pode ser observada na Figura 8. 
 
Figura 8 – Simulação do Circuito temporizador. 
 
3.3. Montagem do Protótipo: 
 
Com o projeto validado por meio da simulação, procedemos à montagem do 
protótipo do circuito temporizador. Fomos cuidadosos na seleção e posicionamento dos 
componentes, observando as conexões elétricas, a disposição dos fios e garantindo que 
o circuito estivesse de acordo com as especificações teóricas. Esta etapa pode ser 
observada na Figura 2. 
 
 
Figura 8 – Montagem do Circuito Temporizador. 
 
3.4. Testes e Medidas: 
 
Após a montagem, realizamos testes práticos do protótipo. Medimos os tempos 
de atraso efetivos do circuito para garantir que correspondessem às especificações 
pretendidas. Durante esses testes, monitoramos as tensões, as correntes e o 
comportamento geral do circuito. 
 
3.5. Comparação com a Simulação: 
 
Comparamos os resultados obtidos na simulação com os dados reais coletados 
durante os testes do protótipo. Qualquer discrepância ou desvio em relação às 
expectativas teóricas foi analisado, e eventuais ajustes no circuito foram realizados. 
 
 
5. RESULTADOS 
 
Os resultados dos testes realizados no protótipo do circuito temporizador 
demonstraram sua eficácia na geração de atrasos temporais precisos, validando a 
metodologia de projeto e montagem. 
O circuito foi projetado para curtos períodos de funcionamento para que, os 
projetistas conseguissem acompanhar seu comportamento, de modo que os valores 
projetados, definem um tempo de carga instantâneo, e descarga variável entre 3s e 10s. 
 
 
 
6. CONCLUSÃO 
 
O projeto do protótipo temporizador produzido no laboratório nas últimas 
semanas, foi funcional e muito eficaz. Como observado, ao apertar o botão a led acende, 
com um tempo (X) após o acionamento do botão o led apaga. A led utilizada no circuito 
simboliza um equipamento eletrônico utilizado em nossas residências, mostrando a 
funcionalidade do projeto. Além disso, o desenvolvimento desse projeto mostrou os 
nossos conhecimentos obtidos em laboratórios de circuitos eletrônicos. 
 
7. REFERÊNCIAS 
 
[1] Cipelli, A.M., Markus, O. e Sandrini, W. (2008). Teoria e Desenvolvimento de 
Projetos de Circuitos Eletrônicos. 23rd edição. [Digite o Local da Editora]: Editora 
Saraiva.