Um contador digital é um dispositivo que pode ser usado nas mais diversas aplicações em eletrônica e sistemas digitais, com a função de realizar a contagem de eventos recebidos e transmitir essa informação da forma adequada dependendo da sua aplicação.
Alguns exemplos de aplicações são:
Associado a um display de 7 segmentos para mostrar a contagem dos eventos;
Controle e operação de processos, gerando sinais de controle, criando lógicas de operação ou ainda contando a quantidade de produtos de uma linha de produção;
Em circuitos de temporização para medir ou controlar intervalos de tempo em sistemas de controle, temporizadores, cronômetros, etc;
Em equipamentos de teste, como multímetros digitais, osciloscópios, contadores de frequência, entre outros.
Em sistemas de criptografia, contadores de eventos de segurança, geradores de sequências aleatórias, etc.
Neste projeto, foi desenvolvido um contador digital ativado por fotoresistor com as duas saídas ligadas a displays de 7 segmentos, realizando uma contagem incrementada. Para isso, foram utilizados um contador BCD up-counter (CD4518B) e dois decodificadores BCD para 7 segmentos (CD4511B), associados a displays do tipo catodo comum. Para fornecer os pulsos ao contador, foi utilizado um circuito integrado 555 (LM358N) realizando a função de clock.
Objetivos
Desenvolver um circuito digital que conte de 0 a 99 ativado por fotoresistor com CI 555, up-counter e decodificador para display de 7 segmentos.
Metodologia
LM358N (555)
CD4511B (decodificador BCD para 7 segmentos)
CD4518B (contador BCD)
Display BCD de 7 segmentos do tipo catodo comum
Resistor de 4,7 kΩ
Potenciômetro de 10 kΩ
Capacitores de 100uF e 10nF
Protoboard
Jumpers
Push button
Fonte de tensão
Montagem do circuito
A fonte de tensão foi ligada em 5V, alimentando o CI 555 e o contador CD4518B. Antes da alimentação do 555 foi colocado um fotoresistor, fazendo com que quando não houvesse luz sobre ele (por exemplo, ao cobrir o sensor com algum objeto), a contagem fosse paralisada. O sinal de clock gerado pelo 555 é então transmitido para o contador, que realiza a contagem de 0 a 99 em código BCD a partir das duas saídas utilizadas em conjunto. A primeira saída do contador alimenta o primeiro decodificador e, em seguida, o display, que conta de 0 a 9. A segunda saída do contador alimenta o segundo decodificador e o display, que vai contar 1 para cada vez que o primeiro decodificador contar 9 bits. Dessa forma, é possível chegar à contagem de 0 a 99. Além disso, um push button foi implementado nas saídas de RESET do contador, fazendo com que a contagem fosse iniciada do zero quando acionado.
A montagem do CI 555 inclui um potenciômetro que permite regular o intervalo de tempo do sinal do clock ao aumentar ou reduzir a resistência.
O circuito foi montado em duas protoboards como mostrado na figura 1. O circuito de referência para montagem do contador e decodificadores está ilustrado na figura 2 e o circuito para montagem do clock com o 555 está ilustrado na figura 3.
Resultados
O funcionamento do circuito é mostrado no vídeo abaixo.
Conclusão
A partir do projeto realizado, conclui-se que a utilização de contadores é indispensável em diversas aplicações. A utilização de diferentes sensores para acionamento do contador como sensor de presença, ultra som, sensores de luz, etc, permite sua aplicação em várias tecnologias. Além disso, foi possível entender como cada componente funciona e qual seu papel dentro do circuito, permitindo um aprendizado geral sobre eletrônica digital.
Referências
BRAGA, N. C. Projetando Contadores CMOS (ART1857). Disponível em: <https://www.newtoncbraga.com.br/projetos/9355-projetando-contadores-cmos-art1857.html
>.
ELECTRONICS TUTORIALS. 7-segment Display and Driving a 7-segment Display. Disponível em: <https://www.electronics-tutorials.ws/blog/7-segment-display-tutorial.html>.
TOCCI, R. J.; WIDMER, N. S.; MOSS, G. L. Sistemas digitais princípios e aplicações. [s.l.] São Paulo Pearson Prentice Hall, 2007.
TexasInstruments.CD4511B BCD to 7-Segment Latch/Decoder/Driver
Datasheet.Dallas,TX:TexasInstruments,2003. Disponível em: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd4511b.pdf
TexasInstruments.CD4518B Presettable BCD Up/Down Counter Datasheet.Dallas,TX:TexasInstruments,2004. Disponível em:https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd4518b.pdf
TexasInstruments.LM555 Timer Datasheet.Dallas,TX:TexasInstruments,2015. Disponível em: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm555.pdf