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Conheca o LM3914 Um circuito integrado que oferece infinitas possibilidades de aplicacoes praticas e o LM 3914 da National Semiconductor. Nao se trata de um componente novo, mas pela sua enorme gama de utilidades esta em pleno uso, e os projetistas que estao em busca de um indicador de barra ou ponto movel extremamente versatil podem contar com ele. O LM3914 excita ate 10 LEDs com grande precisao necessitando de um minimo de componentes externos. Neste artigo explicamos como usa-lo e damos alguns circuitos praticos.O circuito integrado LM3914 da National Semiconductor e um indicador de barra ou ponto movel que aciona 10 LEDs comuns a partir de uma tensao de entrada. O circuito integrado "sente" o nivel dessa tensao de entrada e em funcao disso aciona um de 10 LEDs na saida, se configurado como ponto movel, ou um numero de LEDs proporcional, se configurado como barra movel, conforme mostra a figura 1.Figura 1 - Efeitos possiveis com o LM3914O modo de operacao do CI, barra ou ponto movel, e configurado externamente atraves de um pino existente para essa finalidade. Nao existe a necessidade de nenhum componente externo para alterar o modo de funcionamento. Cada LM3914 pode acionar 10 LEDs comuns, mas existe a possibilidade de se interligar dois ou mais desses CIs de modo a termos indicadores de 20, 30 ou 40 LEDs. Outra caracteristica importante deste circuito integrado esta no fato do acionamento dos LEDs nao ser matricial, mas independente. Isso significa que podemos usar suas saidas para acionar outros tipos de cargas como transistores para excitar lampadas de maior potencia e ate mesmo SCRs e Triacs para cargas de potencias muito altas, alimentadas pela rede de energia.A alimentacao deste circuito integrado pode ser feita com tensoes a partir de 3 V o que o habilita a ser utilizado em aplicacoes alimentadas por pilhas ou baterias. Sao as seguintes as principais caracteristicas que o fabricante destaca neste componente:* Possibilidade de excitar LEDs, lampadas, LCDs e outros dispositivos indicadores.* Operacao tanto no modo ponto como barra movel selecionada externamente.* Expansivel ate mais de 100 saidas.* Referencia de tensao interna de 1,2 a 12 V* Opera com tensoes a partir de 3 V* Admite sinais negativos de entrada* Corrente de saida programavel entre 2 mA e 30 mA* Nao ha multiplexacao das saidas.* Pode interfacear diretamente circuitos TTL e CMOS.O Circuito Integrado LM3914Na figura 2 temos a pinagem do LM3914 que e apresentado em involucro DIL de 18 pinos.Figura 2 - Involucro DIL de 18 pinos, o mais comum para o circuito integrado LM3914.O LM3914 contem uma referencia interna de tensao e um divisor preciso de 10 etapas. Um "buffer" excita o circuito mesmo a partir de tensoes negativas numa faixa de -35 V a + 35 V. A precisao do divisor e da ordem de 0,5 % numa ampla faixa de temperaturas de operacao.Na figura 3 temos o diagrama de blocos correspondente as funcoes internas do LM3914.Figura 3 - Diagrama de blocos do LM3914A versatilidade desse CI permite que recursos externos sejam adicionados a um projeto como, por exemplo, alarme sonoro,
indicador piscante de final de escala, alem de outros. Como cada saida tem regulagem de corrente, LEDs de cores diferentes (caracteristicas eletricas diferentes) podem ser usados sem problemas. Alem disso, as duas extremidades de referencia de tensao interna sao acessiveis externamente. Uma possibilidade interessante que aproveita esse recurso e a mostrada na figura 4 em que tres LM3914 sao cascateados de modo a se obter um indicador de 30 LEDs com 0 no centro da escala.Figura 4 - Cascateando 3 circuitos integrados LM3914 para acionar 30 LEDs.Para um indicador simples com fim de escala em 1,2 V e preciso agregar apenas um resistor externo. Para os LEDs nao sao necessarios resistores limitadores de corrente dada a regulagem interna das saidas. Um "overlap" de aproximadamente 1 mV entre as saidas na operacao em barra movel, impede que haja uma indicacao ambigua na transicao de um LED para outro.Maximos Absolutos* Dissipacao maxima: 1 365 mW* Tensao de alimentacao maxima: 25 V* Faixa de tensoes de entrada: -35 a + 35 V* Tensao no divisor: - 100 mV a + Vcc* Corrente de referencia na carga: 10 mACaracteristicas eletricas: Parametro Condicoes Minimo Tipico Maximo Unidade Ganho do comparador IL(ref) = 10 mA 3 8 - mA/mV Corrente de polarizacao de entrada do comparador - 25 100 nA Resistencia do divisor Pino 6 ao 4 8 12 17 k Ohms Precisao - 0,5 2 % Regulagem de linha da referencia de tensao 3 < V < 18 V - 0,01 0,03 %/V Corrente de saida para os LEDs Vled = 5 V 7 10 13 mA Corrente de alimentacao em repouso V = 5 V - 2,4 4,2 mA Corrente de alimentacao em repouso V = 20 V - 6,2 9,2 mA Como FuncionaPelo diagrama de blocos da figura 3, podemos fazer uma analise do funcionamento do LM3914. Um buffer de entrada de alta impedancia pode operar com sinais numa ampla faixa de tensoes, inclusive com valores negativos. O sinal obtido na saida do buffer e aplicado, atraves de um divisor escalonado de tensao, a 10 comparadores de tensao. Isso significa que cada comparador comuta com um nivel de tensao ligeiramente maior do que o anterior. Se a rede de referencia for conectada a tensao de 1,25 V da referencia interna do proprio CI,m cada comparador comuta num passo de 125 mV. A cada passo um LED acende no sistema de barra movel, mantendo o anterior aceso. No sistema de ponto movel, ao acender um LED o anterior apaga.O divisor de referencia, entretanto, tem suas extremidades livres o que permite que ele seja ligado a fontes de tensao negativa. Os passos serao entao determinados por essa tensao externa dividida por 10. E importante observar que o divisor so pode ser ligado a fontes externas que estejam, no maximo, a 1,5 V da tensao usada na alimentacao e ate o valor da tensao negativa. Outra caracteristica importante e que ele pode operar com tensoes muito baixas em seus extremos, da ordem de 200 mV.A Referencia de TensaoConforme mostra a figura 5, a referencia interna de tensao fornece
uma tensao de 1,25 V entre os pinos 7 e 6.Figura 5 - Um divisor resistivo forma a referencia de tensao.Esta tensao e aplicada num resistor de programa (R1) e como a tensao neste componente e constante, uma corrente constante I1 circula pelo resistor R2 que fixa a tensao de referencia, possibilitando assim a programacao de saida Vs segundo a formula:Vs = Vref (1 + R2/R1) + Iadj x R2A corrente maxima que deve ser programada por este circuito e 120 uA.Corrente nos LEDsA programacao da corrente nos LEDs e feita pelo pino 7. Esta corrente e constante, dependendo muito pouco da tensao de alimentacao e de variacoes de temperatura. Isso significa que, ao calcular a tensao no divisor de programa pode-se prever tambem a corrente que se deseja nos LEDs, ja que o pino 7 e comum aos dois circuitos. Como este pino tem um resistor de programa pode-se somar ou diminuir sua corrente atraves de dispositivos externos, modulando-se assim o brilho dos LEDs.Selecao de Modo de FuncionamentoO pino 9 tem por funcao acessar o modo de programacao do CI, se em ponto movel ou barra movel. Se o pino 9 for conectado ao pino 3 (alimentacao positiva) o circuito funciona como barra movel, ou seja, a cada LED que acende na escala o anterior se mantem aceso. Se o pino 9 for deixado aberto (desligado), o circuito funciona como escala de ponto movel. Isso significa que a cada LED que acende, o anterior apaga. Para uma escala de ponto movel com 20 ou mais LEDs o pino 9 e ligado ao primeiro drive da serie, ao pino 1 do seguinte e assim por diante. O ultimo pino 9 da serie sera ligado ao pino 11 do mesmo CI. Na figura 6 mostramos o diagrama de blocos deste setor.Figura 6 - Diagrama de blocos do setor de comparadores.Na figura 7 temos um exemplo de cascateamento (ligacao em serie) de dois LM3914 para uma escala de 20 LEDs.Figura 7 - Cascateando dois circuitos integrados LM3914.A tensao de alimentacao pode ficar entre 3 e 15 V. Nas aplicacoes praticas veremos como usar as entradas deste circuito.Outras CaracteristicasA corrente extremamente baixa, assim como a alimentacao a partir de 3 V tornam o LM3914 ideal para a alimentacao de displays. A corrente de repouso desse CI e de apenas 2,5 mA o que e muito interessante para uma alimentacao a partir de pilhas. O circuito tem ainda uma caracteristica de histerese nao incorporada, o que significa que um LED nao salta para outro na transicao. Assim, com variacoes rapidas do sinal de entrada, nao ha perigo de ocorrerem variacoes causadas por picos.AplicacoesNa figura 8 mostramos um circuito basico para excitacao de 20 LEDs, com tensoes positivas e negativas de entrada, ou seja, com zero no centro da escala.Figura 8 - Circuito para 20 LEDs.Observe o regulador de tensao negativa e o ajuste feito para o centro da escala com a ajuda de um trimpot de 1 k ohms. A alimentacao deste circuito e feita com uma fonte simetrica de 5 + 5 V. Dentre as
aplicacoes para este circuito esta o monitoramento de uma fonte simetrica ou de 5 V que alimenta um circuito TTL., ou ainda de uma linha de alimentacao que deva ser mantida em 0 V e que pode sofrer variacoes tanto positivas como negativas. Para monitorar de forma precisa uma fonte TTL sugerimos o circuito mostrado na figura 9.Figura 9 - Monitoramento de uma fonte TTL de 5 V.Este circuito tem uma escala expandida de modo que o primeiro LED acende com 4,46 V e o ultimo com 5,54 V, ficando o valor de 5 V no centro da escala. Para este circuito a National Semiconductor sugere os seguintes tipos de LEDs:* LED10 - 5,54 V - vermelho* LED 9 - 5,43 V - vermelho* LED8 - 5,30 V - amarelo* LED7 - 5,18 V - verde* LED6 - 5,06 V - verde* LED5 - 4,94 V - verde* LED4 - 4,82 V - verde* LED3 - 4,70 V - amarelo* LED2 - 4,58 V - vermelho* LED1 - 4,46 V - vermelhoA calibracao e feita ajustando-se o trimpot R1 de modo a se obter uma tensao Vd de 1,20 V. Depois, aplica-se uma tensao de 4,94 V ao pino 5 e ajusta-se R4 para que o LED 5 acenda. Os dois ajustes nao interagem. Veja que este circuito praticamente nao necessita de filtragem. Na figura 10 temos um interessante circuito tipo "ponto de exclamacao". A excitacao deste circuito consiste num sinal retangular de 1 kHz com 10% de ciclo ativo.Figura 10 - Circuito que gera um ponto de exclamacao com o nivel alto (!).O circuito e alimentado por fonte de 5 V e o transistor admite equivalentes. Outra aplicacao interessante para o LM3914 e dada na figura 11 onde temos um alarme para o final de escala.Figura 11 - Alarme de final de escala.Trata-se de um circuito configurado no modo ponto movel, operando desta forma ate o momento em que o ultimo LED e acionado. Neste instante o circuito de transforma num display de barra movel (completo) e todos o LEDs acendem. Na figura 12 temos circuito de barra movel.Figura 12 - No final da escala os LEDs oscilam. Neste circuito, quando se chega ao final da escala, que e do tipo de barra movel, temos a producao de uma oscilacao que faz com que todos os LEDs pisquem numa frequencia de aproximadamente uma vez por segundo. Essa frequencia e dada por C1 que pode ter seu valor alterado. Para se obter histerese no circuito basico, temos a configuracao mostrada na figura 13.Figura 13 - Este circuito agrega histerese ao comportamento do LM3914.O LM337 e um regulador de tensao da National. O circuito proporciona uma histerese de 0,5 mV a 1 mV. Para operacao com alta tensao de alimentacao temos o circuito da figura 14.Figura 14 - Operacao com alta tensao (48 V).A corrente nos LEDs e de 10 mA aproximadamente, e as saidas do LM3914 operam de modo saturado. O transistor 2N2905 pode ser substituido pelo equivalente BC557, PNP de uso geral. A figura 15 mostra um circuito de display de
10 LEDs com chave para selecao do modo de operacao, ponto ou barra movel.Figura 15 - Ligando uma chave de selecao barra/ponto movel.Numa posicao temos a operacao como ponto movel e na outro como barra movel.Circuitos de EntradaConforme indicado em cada circuito, os LEDs do LM3914 sao acionados quando a tensao varia dentro de uma faixa de valores.Se a fonte de sinal e um sensor, um amplificador operacional que forneca a tensao continua na faixa indicada nao existem maiores problemas para a implementacao da escala. Assim, na figura 16 mostramos como usar um amplificador operacional para excitar os circuitos indicados, ajustando-se o ganho pelo resistor de realimentacao R1 conforme, a faixa de tensoes da entrada e a de saida.Figura 16 - Usando um amplificador operacional na entrada.Para operar com sinais alternados como som, por exemplo, precisamos retificar e filtrar esse sinal, conforme mostra a figura 17 em que temos um tipico VU-meter.Figura 17 - Trabalhando com sinais de audio.O capacitor que faz a filtragem e muito importante neste circuito pois ele determina a "inercia" do display. Um capacitor muito grande faz com que as variacoes da escala sejam lentas em relacao as variacoes do som e ele tenda a responder mais aos sons agudos. De qualquer forma, a escala deve ser programada de acordo com a faixa de tensoes que vai ser aplicada a entrada. Uma forma mais simples de se fazer isso, quando a tensao de entrada atinge valores muito altos e usando um divisor com resistores.Cuidados no UsoNao basta conhecer as caracteristicas do LM3914 para que ele possa ser usado sem problemas. Alguns cuidados com o lay-out da placa conexao dos LEDs devem ser tomados, ja que se trata de um circuito comutador bastante sensivel e de alta impedancia de entrada. Os principais problemas que podem ocorrer se uma montagem nao funcionar conforme o previsto sao:a) Instabilidade no momento da comutacao. A passagem rapida de zero para o valor maximo num LED pode causar problemas na fonte. Para essa finalidade a fonte deve ser desacoplada com capacitores de valores elevados ou ainda capacitores de 47 nF a 1 uF entre o anodo dos LEDs e o pino 2 pode resolver. Trilhas finas de conexao tambem causam este problema.b) Se o acendimento dos LEDs for muito lento na versao de barra movel, ou ainda se diversos LEDs acenderem ao mesmo tempo na versao de ponto movel, isso pode ser devido a instabilidades ou oscilacoes ou ainda captacao de ruidos. Deve ser prevista a blindagem dos fios de sinal, ou ainda o desacoplamento da fonte com capacitor de valores elevados. Uma tensao no pino 3 abaixo dos limites sugeridos tambem pode causar este tipo de problema.c) Nas aplicacoes com escalas expandidas, um ou os dois terminais do divisor devem ser ligados a referencia atraves de resistores de valores elevados para que nao ocorram instabilidades. Os extremos de alta impedancia devem ser desacoplados por capacitores de 1 nF a 100 nF.d) A dissipacao de calor, principalmente com alimentacao de baixa tensao, deve ser levada em conta. Com 5 V de alimentacao e todos
os LEDs programados para 20 mA, o circuito dissipara perto de 600 mW. Se um resistor de 7,5 ohms for ligado em serie com a linha de alimentacao de anodo dos LEDs, a dissipacao sera reduzida a metade e com isso o aquecimento do LM3914. Um capacitor de 2,2 uF deve ser ligado entre os anodos da linha e o terra do circuito (depois do resistor) para efeito de desacoplamento. A figura 18 mostra como isso pode ser feito.Figura 18 - Desacoplamento da alimentacao.Aplicativos AdicionaisExiste uma grande quantidade de circuitos praticos disponiveis para o LM3914 na literatura tecnica especializada. Na Internet, em documentacao da propria National Semiconductor (http://www.national.com/) o leitor podera encontrar applications notes com circuitos praticos usando o LM3914. Outra possibilidade e digitar o nome LM3914 no nosso buscador de datasheet nesta pagina.Escrito por Newton C. Braga
Este e um momento especial, pois finalizamos mais um semestre da faculdade.Agora so faltam 3 semestres para concluir o curso de Engenharia em Mecatronica.Foi um semestre cheio de surpresas, materias muito interessante.Gracas a Deus por mais esta etapa. Na proxima semana iniciaremos um novo semestre, 8 semestre de mecatronica.Aguarde novidades. Pessoal, consegui um curso bem legal sobre PIC da microship.Se alguem tiver interessado, deixe seu email que eu envio um uploader. Materias que vamos estudar. Neste Bimestre fizemos um trabalho de Eletronica Analogica.Simulamos um VU em uma torre de acrilico.Veja algumas fotos do projeto. Depois de ter postado sobre as diferencas entre debaixo / de baixo / embaixo, lembrei essa expressao tao corriqueira no repertorio das pessoas: O que vem de baixo nao me atinge. Como a ideia do Linguageiro e abordar coisas do dia a dia (agora, sem hifen), achei que seria legal explicar por que, nessa expressao, o correto e "de baixo".Para quem prestou atencao a postagem anterior, nao deve ser dificil entender, mas a ideia e simples: o verbo "vir" indica a ideia de movimento. Logo, ha o movimento de um ponto a outro e, no caso, de baixo para cima. :)No entanto, pensei se haveria alguma outra possibilidade e, de fato, ha! :) Mas atencao! Dizer O que vem debaixo nao me atinge implica dizer o local onde vem esse tal "objeto que atinge". Nao ha, aqui, ideia de movimento, mas de estaticidade. Nao e o lugar de onde vem, mas, simplesmente, onde vem.Ok?! :)Pensando nisso, lembrei-me de quando eu era pequena: sempre que alguem dizia essa frase, a resposta era automatica: "Va sentar em cima de um formigueiro pra ver!" :)Coisas de crianca! :P Desde os meus primeiros dias como moradora de Belo Horizonte, percebi que muuuuitos mineiros tem o habito de nao empregar corretamente o presente do subjuntivo. De inicio, como nao conhecia ainda muitas pessoas com alto nivel de escolaridade, fiquei pensando que se tratava apenas do acougueiro que me atendia no mercado.Quando pedia 1kg de carne, ele perguntava: "Quer que corta, senhora?" Quando queria bife, dizia que sim.Noutras vezes, outro acougueiro me perguntava: "Quer que corto, senhora?" E minhas respostas dependiam sempre do que eu queria com as carnes.Quando conheci outras pessoas, algumas com altissississississimo grau de escolaridade, entendi que esse nao e um habito so do pessoal de baixa escolaridade. :) O mineiro, de uma maneira geral, faz essa confusao na oralidade.Entao isso me lembrou uma outra questao bem comum, desta vez a vaaaaaaaaaarios brasileiros: a construcao inadequada do modo imperativo.Sempre pensei na construcao do modo imperativo como uma equacao matematica. Lembram a ordem na resolucao de uma equacao?{(32 + 45 - 12) - [3 (6 : 2)] + 16} + 4 = ???Primeiro, resolvemos o que esta entre (parenteses):{(65) - [3 (3)] + 16} + 4 = ???Depois, o que esta entre os [colchetes]:{(65) - [9] + 16} + 4 = ???Depois, o que estiver entre as {chaves}:{72} + 4 = ???No final, para sorrirmos aliviados, e so resolver o que sobrou: 72 + 4 = 76 E foi assim que eu
No fim das contas, a menina escolheu 12 finalistas, entre as quais estavam umas 9 participacoes com "um moi de frase"! O_o Ate gosto de polemica, mas resolvi nao questionar o resultado, porque soaria meio arrogante da minha parte dizer que, por exemplo, "Novo vicio cria uma legiao de dependentes. Numa mistura de amor, necessidade, prazer e bem-estar, viciofeminino torna-se um habito repetitivo entre as mulheres. Sua consequencia e arrasadora: elas arrasam na maquiagem e transbordam em autoestima! A OMS adverte: viciofeminino, uma vez instalado e disseminado, impossivel combate-lo", nao e UMA frase. :P
O Brasil e um pais de dimensoes continentais. Isso todo mundo ja sabe. Muitos ja sabem, tambem, que a lingua portuguesa falada no nosso pais e bastante diferente da falada em Portugal e, tambem por isso, o ultimo Acordo Ortografico veio para tentar reduzir as divergencias.Alguns defendem que o nosso portugues deveria se chamar "brasileiro"; outros dizem que ha uma unica lingua portuguesa falada no Brasil, porem com quase 200 milhoes de variantes; outros dizem que ha quase 200 milhoes de linguas portuguesas faladas no Brasil.Para o tema de hoje, pouco importa se a lingua e uma ou se sao varias. O que vale e que existem, sim, variacoes e variedades linguisticas que, por muitas vezes, costumam confundir algumas pessoas.Ontem e hoje, duas amigas me questionaram sobre a pronuncia correta de algumas palavras. Para uma, a resposta foi um "tanto faz"; para a outra, um "mais atencao a ortoepia (ou ortoepia)".Antes de seguir, adianto: ortoepia ou ortoepia e o estudo tradicional e normativo que determina os caracteres fonicos, considerados cultos e relevantes, e a boa pronuncia (Houaiss).Assim sendo, vamos as duvidas! :)Duvida 1Por que falam sempre "Roraima" em vez de "Roraima" na TV, hein? Onde e que esse som esta anasalado, por favor? (Joana Braga)A duvida de Joana nao e so dela. Varias vezes ouco pessoas se queixarem da pronuncia de algumas palavras. No caso de "Roraima", a questao e de variacao fonetica e ja expliquei essa assimilacao do traco nasal da consoante subsequente nesta postagem. Assim como "Roraima" (ou "Roraima"), ha quem fale "Jaime" ou "Jaime". Pode parecer estranho para muita gente, mas e mais ou menos o que acontece com a palavra "muito". Aqui, tanto o U quanto o I sofrem o processo de assimilacao do traco nasal da consoante. Por curiosidade, a palavra muito e a unica palavra da lingua portuguesa em que a vogal (e a semivogal tambem) assimila a nasalidade de uma consoante posicionada anteriormente a ela. :)Por sinal, as pessoas estranham "Roraima", mas ninguem anda falando "andaime" por ai, ne?! ;)Duvida 2Estou enfurecida. Subsidio se fala com S, ne nao? O povo tem uma mania de falar subZidio. Mandei falarem subZolo tambem. To certa ou errada? (Samara Almeida)Notem que essa minha segunda amiga e um pouco menos tolerante! :) Mas e isso mesmo: subsidio, subsidiar, subsidiado, subsistencia, subsidencia, etc., pronunciam-se com o som de /s/, ao contrario do que muitos pensam. Ha quem pronuncie [subzidio], mas essa pronuncia esta equivocada. Se, futuramente, essas palavras ganharao o direito das duas possibilidades, nao tenho como prever. Mas, por ora, aquele dito popular de que "a voz do povo e a voz de Deus" nao funciona 100% para as questoes da gramatica normativa, ok? :)Aproveito a deixa e alerto:Na palavra gratuito, nao ha hiato! Em gratuito, temos um ditongo e, por isso, nada de voces darem ouvidos aos reporteres e pronunciarem gratuito. Se a palavra fosse gratuito, o "i" precisaria receber um acento grafico para indicar a silaba tonica, visto que o "i" deixaria de ser a semivogal e ganharia o status de vogal, dando origem a uma nova