escola secundária afonso lopes...

Escola Secundária Afonso Lopes Vieira

Curso Profissional de Técnico de Instalações Elétricas

2010/2013

Tacómetro/Conta-rotações

Relatório da Prova de Aptidão Profissional

Leandro Ribeiro Norte, n.º 18667, 3.º IE

Leiria, junho de 2013

Escola Secundária Afonso Lopes Vieira

Curso Profissional de Técnico de Instalações Elétricas

2010/2013

Tacómetro/Conta-rotações

Relatório da Prova de Aptidão Profissional

Leandro Ribeiro Norte, n.º 18667, 3.º IE

Orientador – Paulo Manuel Martins dos Santos

Coorientadores – Carlos Jorge Camarinho e Susana de Jesus Teodoro

Leiria, junho de 2013

Relatório da Prova de Aptidão Profissional – Leandro Ribeiro Norte

Agradecimentos

Durante a elaboração da Prova de Aptidão Profissional qualquer ajuda é importante, portanto

a colaboração de todos aqueles que estão à nossa volta é preciosa.

Começo por agradecer ao Diretor da Escola Secundaria Afonso Lopes Vieira, Dr. Pedro

Biscaia, por ter aberto o Curso Profissional de Técnico de Instalações Elétricas.

Quero também agradecer ao Diretor de Curso, professor Carlos Camarinho, e ao professor

Paulo Santos por todo o apoio prestado na realização do projeto da Prova de Aptidão

Profissional, bem como à professora de Português, Susana Teodoro, por se disponibilizar a

corrigir este relatório.

Para a realização de todo o projeto não posso deixar de agradecer à minha família, amigos e a

todos os que de alguma forma estiveram envolvidos na realização deste projeto.

A todos o meu muito obrigado.

- iii -


Índice geral

Agradecimentos ........................................................................................................................iii

Índice geral.................................................................................................................................iv

Outros índices ou listas...............................................................................................................v

Índice de figuras.....................................................................................................................v

Índice de tabelas.....................................................................................................................v

Resumo......................................................................................................................................vi

Palavras-chave.......................................................................................................................vi

1.Introdução...............................................................................................................................1

1.1.Apresentação de ideias e linhas fundamentais................................................................1

1.2.Objetivos a alcançar........................................................................................................1

1.3.Estrutura do relatório.......................................................................................................2

2.Desenvolvimento....................................................................................................................3

2.1.Fundamentação do projeto..............................................................................................3

2.1.1.Motores de combustão interna.....................................................................................3

Motores de 4 tempos..........................................................................................................4

Motor diesel.......................................................................................................................6

Motores de 2 tempos..........................................................................................................7

2.1.2.Motores elétricos..........................................................................................................7

Motor de corrente contínua (DC)......................................................................................7

Motor de corrente alternada (AC)....................................................................................10

Motor de passo.................................................................................................................14

Servomotor......................................................................................................................16

2.2.Métodos e técnicas utilizadas........................................................................................18

2.3.Execução do projeto......................................................................................................19

3.Conclusão..............................................................................................................................46

Bibliografia...............................................................................................................................47

- iv -


Outros índices ou listas

Índice de figuras

Figura 1: Esquema de funcionamento do motor de 4 tempos (1 - Admissão; 2 - Compressão;

3 - Expansão; 4 - Escape)............................................................................................................4

Figura 2: Exemplo de um motor diesel.......................................................................................6

Figura 3: Esquema de funcionamento do motor de 2 tempos (1.º T - Admissão/compressão;

2.º-T - Expansão/escape).............................................................................................................7

Figura 4: Motor de corrente contínua em corte para visualização da estrutura interna..............8

Figura 5: Princípio de funcionamento do um motor de corrente contínua.................................9

Figura 6: Partes construtivas de um motor assíncrono, ou motor de indução...........................11

Figura 7: Motor de indução trifásico.........................................................................................12

Figura 8: Máquina síncrona......................................................................................................14

Figura 9: Motores de passo utilizados em equipamentos informáticos....................................15

Figura 10: Esquema simplificado da estrutura e comando de um motor de passo...................15

Figura 11: Estrutura de um servomotor utilizado em modelismo.............................................16

Figura 12: Exemplo de servomotores industriais......................................................................16

Figura 13: Exemplo do sinal de controlo de um servomotor....................................................18

Figura 14: Esquema elétrico do circuito do Tacómetro/Conta-rotações...................................20

Figura 15: Fotografia do projeto montado em placas de ensaio...............................................23

Figura 16: Visualização com osciloscópio do sinal captado no cabo da vela da mota.............24

Figura 17: Fluxograma simplificado do programa...................................................................25

Índice de tabelas

Tabela 1: Lista de material........................................................................................................20

- v -


Resumo

O tacómetro, ou conta-rotações, é um instrumento de medida muito importante para sabermos

o regime a que um motor está a funcionar. São utilizados não só em veículos terrestres,

marítimos e aéreos, mas também em maquinaria industrial. Ao sabermos a que rotação está o

veio do motor a girar podemos controlar o nível sonoro que ele está a produzir, controlar o

desgaste das partes mecânicas, a durabilidade do motor, o consumo de energia, etc. O regime

do motor é o mesmo que dizer o número de rotações por minuto (RPM) a que este está a

funcionar, e é esta a funcionalidade de um tacómetro ou conta-rotações.

Neste trabalho irá construir-se um tacómetro/conta-rotações que funcione com motores de

combustão interna de 2 ou de 4 tempos, com ventoinhas e com veios de motores elétricos. A

visualização poderá ser feita através de uma linha com 20 LEDs (Light-Emitting Diode), de

um mostrador de 7 segmentos com 4 dígitos ou ainda de um mostrador de cristal líquido

(LCD – Liquid-Crystal Display) alfanumérico de 2 linhas com 16 carateres cada. O sistema

será baseado no microcontrolador PICAXE-28X1. A programação será feita em linguagem

BASIC no software LinAXEpad em ambiente Linux Ubuntu, tudo software livre, gratuito e

compatível.

Palavras-chave

Microcontrolador; tacómetro; conta-rotações; motor

- vi -


1. Introdução

O tacómetro, ou conta-rotações, é um instrumento de medida que conta o número de rotações

do veio ou volante de um motor num determinado tempo, normalmente o valor expressa-se

em rotações por minuto, ou abreviadamente RPM. É utilizado não só em veículos terrestres,

marítimos e aéreos, mas também em maquinaria industrial. Ao sabermos a que rotação está o

veio do motor a girar podemos controlar o nível sonoro que ele produz, controlar o desgaste

das partes mecânicas, a durabilidade do motor, o consumo de energia, o rendimento, e outros.

1.1. Apresentação de ideias e linhas fundamentais

Escolhi realizar este projeto, porque queria aprofundar os meus conhecimentos sobre:

• Tacómetros/conta-rotações;

• Microcontroladores da família PICAXE;

• Mostradores de 7 segmentos;

• Mostradores de cristal líquido (LCD) alfanuméricos.

Assim, decidi conjugar todas estas minhas curiosidades e encetar o trabalho com vista à

minha Prova de Aptidão Profissional (PAP).

1.2. Objetivos a alcançar

Os objetivos que me propus atingir foram: estudar os vários tipos de motores e os seus

regimes de funcionamento; utilizar o software EAGLE (Easily Applicable Graphical Layout

Editor) para a elaboração de esquemáticos de circuitos elétricos/eletrónicos e desenho de

placas de circuito impresso; conhecer o funcionamento e utilização do microcontrolador

PICAXE-28X1 e a sua programação com a ferramenta LinAXEpad em ambiente

Linux/Ubuntu; e utilizar díodos emissores de luz (LEDs), mostradores de 7 segmentos e

- 1 -


mostradores de cristal líquido (LCD) alfanuméricos.

1.3. Estrutura do relatório

Este relatório começa com os agradecimentos a quem me apoiou nestes três anos do curso.

Depois vem o resumo onde faço uma breve apresentação do meu projeto. Para finalizar a

parte inicial do relatório incluem-se os índices – de conteúdo, de figuras e de tabelas.

Neste capítulo, apresento de uma forma sucinta as linhas fundamentais do projeto bem como

os objetivos a alcançar.

No capítulo do desenvolvimento abordo pormenorizadamente as várias partes do trabalho

envolvido no projeto da PAP. Na fundamentação faço um breve resumo dos vários tipos de

motores mais correntemente utilizados. De seguida mostro as técnicas e os métodos utilizados

na concretização deste projeto.

Por fim, no capítulo da conclusão faço um balanço do trabalho realizado e apresento as

maiores dificuldades sentidas, bem como a forma como foram superadas. Apresento ainda na

bibliografia as fontes de informação consultadas e nos anexos incluo algumas folhas de dados

dos principais componentes.

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2. Desenvolvimento

Iniciei-me neste projeto pelo gosto que tenho por motores. Devido à utilidade de medir o

regime dos motores, decidi fazer o tacómetro/conta-rotações.

Irei iniciar este capítulo apresentando os principais motores correntemente utilizados.

Seguidamente apresentarei o esquemático, a lista de material utilizado, algumas fotografias do

trabalho realizado em placa de ensaio (breadboard), o fluxograma e o código fonte do

programa utilizado na programação do microcontrolador PICAXE-28X1.

2.1. Fundamentação do projeto

2.1.1. Motores de combustão interna

Os motores de combustão interna são ainda aqueles que mais são utilizados nos veículos de

transportes, sejam eles: motociclos; automóveis; autocarros; camiões; embarcações (barcos e

navios); e aeronaves. São ainda muito utilizados noutro tipo de maquinaria, nomeadamente

naquela utilizada na atividade agrícola e florestal, ou noutra em que não seja possível ou

conveniente a utilização da eletricidade ou de motores elétricos.

Estes tipos de motores podem ser classificados segundo vários critérios: segundo o tipo de

movimento – alternativo ou rotativo; segundo o tipo de combustível utilizado – gasolina,

gasóleo (diesel) ou gás; segundo a forma como se realiza a combustão - ignição por faísca

(gasolina) ou ignição por compressão (gasóleo); segundo o ciclo termodinâmico – otto, diesel

e brayton; e outros.

Apesar de se tratar de um assunto bastante vasto, irei apenas abordar de uma forma sucinta o

funcionamento dos motores de 4 e de 2 tempos. Basicamente os motores de 4 tempos são

aqueles que encontramos nos automóveis, autocarros e camiões, enquanto os motores de 2

tempos são utilizados em motociclos monocilindro, barcos de recreio, corta-relvas,

motosserras, etc..

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Motores de 4 tempos

Considerando o uso de apenas duas válvulas que são comandadas pelos ressaltos da árvore de

cames, uma designada por válvula de admissão (à direita na animação), que permite a

introdução no cilindro de uma mistura gasosa composta por ar e combustível (gasolina,

gasóleo ou gás) e outra designada como válvula de escape (à esquerda na animação), que

permite a expulsão para a atmosfera dos gases queimados, o ciclo de funcionamento de um

motor de combustão de 4 tempos é o seguinte:

1. Com o êmbolo, também designado por pistão, no ponto morto superior (PMS) é aberta a

válvula de admissão, enquanto se mantém fechada a válvula de escape. A dosagem da

mistura gasosa (ar e combustível) é regulada pelo sistema de alimentação, que pode ser

um carburador, ou pela injeção eletrónica, em que se substitui o comando mecânico por

um eletrónico, conseguindo-se assim melhores prestações, principalmente quando

- 4 -

Figura 1: Esquema de funcionamento do motor de 4 tempos (1 - Admissão; 2 - Compressão;

3 - Expansão; 4 - Escape).


solicitadas respostas rápidas do motor. O êmbolo é impulsionado para baixo pelo veio de

manivelas, ou cambota, e move-se então até ao ponto morto inferior (PMI). Este passeio

do êmbolo é chamado o primeiro tempo do ciclo, ou tempo de admissão;

2. Fecha-se nesta altura a válvula de admissão, ficando o cilindro cheio com a mistura

gasosa, que é agora comprimida pelo pistão, impulsionado no seu sentido ascendente em

direção à cabeça do motor pela cambota até atingir de novo o PMS. Na animação

observa-se que durante este movimento as duas válvulas se encontram fechadas. A este

segundo passeio do êmbolo é chamado o segundo tempo do ciclo, ou tempo de

compressão;

3. Quando o êmbolo atinge o PMS, a mistura gasosa que se encontra comprimida na

cavidade existente entre a face superior do êmbolo e a cabeça do motor, denominado

câmara de combustão, é inflamada devido a uma faísca produzida pela vela e “explode”.

O aumento de pressão devido à temperatura gerada dá origem ao movimento de expansão

que empurra o êmbolo até ao PMI, impulsionando desta maneira a cambota e produzindo

a força rotativa necessária ao movimento do eixo do motor que será posteriormente

transmitido às rodas motrizes. A este terceiro passeio do êmbolo é chamado o terceiro

tempo do ciclo, tempo de explosão/expansão, tempo motor ou tempo útil, uma vez que é o

único que efetivamente produz trabalho, pois durante os outros tempos, apenas se usa a

energia de rotação acumulada no volante (momento de inércia), o que faz com que ele ao

rodar permita a continuidade do movimento por meio da cambota durante os outros três

tempos;

4. O cilindro encontra-se agora cheio de gases queimados. É nesta altura, em que o êmbolo

impulsionado pela cambota retoma o seu movimento ascendente, e que a válvula de

escape se abre, permitindo a expulsão para a atmosfera dos gases impelidos pelo êmbolo

no seu movimento até ao PMS, altura em que se fecha a válvula de escape. A este quarto

passeio do êmbolo é chamado o quarto tempo do ciclo, ou tempo de exaustão/escape.

Após a expulsão dos gases o motor fica nas condições iniciais permitindo que todo o ciclo se

repita.

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Motor diesel

O motor diesel, ou motor de ignição por compressão, é um motor de combustão interna

inventado pelo engenheiro alemão Rudolf Diesel (1858–1913), em que a combustão do

combustível se faz pelo aumento da temperatura provocado pela compressão do ar.

A 23 de fevereiro de 1893, o engenheiro alemão Rudolf Diesel recebe a patente para o seu

motor de autoignição. O motor diesel destaca-se ainda hoje pela economia de combustível.

As principais diferenças entre o motor a gasolina e o motor diesel são as seguintes:

• Enquanto a taxa de compressão no motor a gasolina varia de 8:1 a 12:1 (lê-se de doze

para um), no motor diesel esta varia de 15:1 a 25:1;

• Enquanto o motor a gasolina admite (admissão – 1.º tempo) a mistura ar/combustível

para o cilindro, o motor diesel aspira (aspiração – 1.º tempo) apenas ar;

• A ignição no motor a gasolina dá-se a partir de uma faísca elétrica fornecida pela vela

de ignição antes da máxima compressão na câmara de explosão. Já no motor diesel a

combustão ocorre quando o combustível é injetado e imediatamente inflamado pelas

elevadas temperaturas (> 600ºC) devido ao ar fortemente comprimido na câmara de

combustão.

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Figura 2: Exemplo de um motor diesel.


Motores de 2 tempos

O motor de 2 tempos é um tipo de motor de combustão interna de mecanismo simples, ou

seja, ocorre um ciclo de admissão, compressão, expansão e exaustão de gases a cada volta do

eixo. Diferente do motor de 4 tempos, em que as etapas de funcionamento não ocorrem de

forma bem demarcada, havendo admissão e exaustão de gases simultaneamente, por exemplo.

Um tempo de funcionamento do motor é o percurso do ponto morto inferior ao ponto morto

superior da trajetória do pistão. Assim, um tempo equivale a meia volta do eixo de manivelas

ou cambota. Chama-se o primeiro tempo ao de admissão e compressão, e o segundo tempo,

ao de expansão (transferência de energia motora ou útil) e escape dos gases, ver figura 3.

2.1.2. Motores elétricos

Motor de corrente contínua (DC)

A máquina de corrente contínua é uma máquina capaz de converter energia mecânica em

energia elétrica (gerador) ou energia elétrica em mecânica (motor).

A energia elétrica utilizada hoje em dia na distribuição e transporte da mesma é a corrente

- 7 -

Figura 3: Esquema de funcionamento do motor de 2 tempos

(1.º T - Admissão/compressão; 2.º-T - Expansão/escape).


alternada, porém os motores de corrente contínua têm tradicionalmente grandes aplicações na

indústria sendo que, são eles que permitem variação de velocidade nas esteiras ou outros

mecanismos das linhas de produção fabris, nos veículos elétricos (elétricos, comboios,

automóveis, ciclomotores, etc.) e outros. Atualmente a redução dos preços dos controladores

eletrónicos para tensão/corrente alternada, que permitem controlar facilmente a velocidade

dos motores assíncronos, tem levado a que os motores de corrente contínua estejam a ser

substituídos na maior parte das aplicações tradicionais.

As partes constituintes da máquina de corrente contínua são:

Rotor ( A rmadura) – Parte girante, montada sobre o eixo da máquina, construído por

material ferromagnético envolto num enrolamento, designado por enrolamento de armadura, e

o anel comutador. Este enrolamento suporta uma corrente elevada e em comparação com o

enrolamento de campo é o circuito responsável por transportar a energia proveniente da fonte;

Anel comutador – Responsável por realizar a inversão adequada do sentido das correntes que

circulam no enrolamento de armadura, constituído por um anel de material condutor,

segmentado por um material isolante de forma a fechar o circuito entre cada uma das bobinas

do enrolamento de armadura e as escovas no momento adequado. O anel é montado no eixo

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Figura 4: Motor de corrente contínua em corte para visualização da

estrutura interna.


da máquina e gira conjuntamente com o mesmo. O movimento de rotação do eixo produz a

comutação entre os circuitos dos enrolamentos;

Estator (Campo ou excitação) – Parte estática da máquina, montada em volta do rotor, de

forma que este possa girar internamente. Também é constituído de material ferromagnético,

envolto num enrolamento de baixa potência chamado de enrolamento de campo que tem a

função apenas de produzir um campo magnético fixo para interagir com o campo da

armadura. Em algumas máquinas comercializadas no mercado é possível encontrar

enrolamentos de compensação que tem como função compensar o efeito desmagnetizante da

reação de armadura e enrolamentos de comutação que tem como função diminuir o

faiscamento no anel comutador;

Escovas – Peças de carvão responsáveis por conduzir a energia para o circuito do rotor.

Quanto ao princípio de funcionamento do motor de corrente contínua, a energia elétrica é

fornecida aos condutores do enrolamento da armadura pela aplicação de uma tensão elétrica

contínua aos seus terminais através do anel comutador (coletor), fazendo com que circule uma

corrente elétrica nesse enrolamento, criando assim um campo magnético que se espalha em

toda a extensão da armadura solidária com rotor.

Como o corpo do estator é constituído de materiais ferromagnéticos, ao aplicarmos tensão nos

terminais do enrolamento de campo do motor temos uma intensificação do campo magnético

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Figura 5: Princípio de funcionamento do um motor de corrente contínua.


no mesmo e, portanto, a produção de polos magnéticos (norte e sul) espalhados por toda a

extensão do estator.

Pela atuação do anel comutador que tem como função alternar o sentido de circulação da

corrente no enrolamento da armadura, quando aplicamos uma tensão no comutador, com a

máquina parada, a tensão é transferida ao enrolamento da armadura fazendo com que circule

uma corrente pelo mesmo o que produz um campo magnético e outros pares de polos no

enrolamento da armadura.

A orientação desse campo, ou seja, a posição do polo norte e sul permanece fixa,

simultaneamente temos uma tensão elétrica aplicada no enrolamento de campo no estator,

assim, ao termos a interação entre os campos magnéticos da armadura no rotor e do campo no

estator, os mesmos tentarão se alinhar, ou seja, o polo norte de um dos campos tentará

aproximar-se do polo sul do outro.

Como o eixo da máquina pode girar, caso os campos da armadura e do estator não estejam

alinhados, surgirá um binário de forças que produzirá um torque no eixo, fazendo o mesmo

girar. O eixo ao girar faz com que o anel comutador mude o sentido de aplicação da tensão, o

que faz com que a corrente circule no sentido contrário, mudando o sentido do campo

magnético produzido.

Assim, ao girar o anel comutador muda a posição dos polos magnéticos norte e sul do campo

da armadura e como o campo produzido pelo enrolamento de campo no estator fica fixo,

temos novamente a produção de um binário de forças que mantém a mudança dos polos e

consequentemente o movimento do eixo da máquina.

Motor de corrente alternada (AC)

Os motores elétricos de corrente alternada podem ser divididos em assíncronos e síncronos,

sendo que, os primeiros sofrem escorregamento conforme a intensidade de carga (isto é, a

velocidade angular do rotor é inferior à do campo girante criado pelo estator), contudo são a

esmagadora maioria.

Uma outra grande divisão entre os motores de corrente alternada, são os monofásicos e os

trifásicos. A diferença entre estes dois tipos de alimentação alteram profundamente a

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versatilidade e desempenho do motor, sendo os monofásicos muito mais limitados e

necessitam de condensadores de arranque/partida, caso contrário, não conseguem vencer a

inércia inicial.

A figura ilustra as várias partes construtivas de um motor de corrente alternada assíncrono

trifásico.

Motor de indução monofásico

Os motores de indução monofásicos são assim chamados porque os seus enrolamentos de

campo são ligados diretamente a uma fonte de energia elétrica monofásica. Os motores de

indução monofásicos são a alternativa natural aos motores de indução polifásicos, nos locais

onde não se dispõe de alimentação trifásica, como residências, escritórios, oficinas e em zonas

rurais. Apenas se justifica a sua utilização para baixas potências (1 a 2KW). Entre os vários

tipos de motores elétricos monofásicos, os motores com rotor tipo gaiola destacam-se pela

simplicidade de fabricação e, principalmente, pela robustez, fiabilidade e manutenção

- 11 -

Figura 6: Partes construtivas de um motor assíncrono, ou motor de indução.


reduzida. Por terem somente uma fase de alimentação, não possuem um campo girante como

os motores polifásicos, mas sim um campo magnético pulsante. Isto impede que tenham

binário de arranque, tendo em conta que no rotor se induzem campos magnéticos alinhados

com o campo do estator. Para solucionar o problema de arranque utilizam-se enrolamentos

auxiliares, que são dimensionados e posicionados de forma a criar uma segunda fase fictícia,

permitindo a formação do campo girante necessário para o arranque.

Motor de indução trifásico

O motor de indução trifásico é o tipo mais utilizado, tanto na indústria como em ambiente

doméstico, devido à maioria dos sistemas atuais de distribuição de energia elétrica serem de

corrente alternada trifásica. A utilização de motores de indução trifásicos é aconselhável a

partir dos 2KW, para potências inferiores justifica-se o monofásico. O motor de indução

trifásico apresenta vantagens relativamente ao monofásico, nomeadamente um arranque mais

fácil, o ruído é menor e são mais baratos para potências superiores a 2KW.

Motor síncrono

O motor síncrono é um motor elétrico cuja velocidade de rotação é proporcional à frequência

da sua alimentação.

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Figura 7: Motor de indução trifásico.


O rotor deste tipo de motores pode ser constituído por um eletroíman, e ser alimentado por

corrente contínua, ou constituído por ímanes permanentes. Como o campo magnético do rotor

é independente do campo magnético do estator, quando o campo magnético do rotor tenta

alinhar-se com o campo magnético girante do estator, o rotor adquire velocidade proporcional

a frequência da alimentação do estator e acompanha o campo magnético girante estabelecido

no mesmo, sendo por este motivo denominado motor síncrono. O aumento ou diminuição da

carga não afeta sua velocidade. Se a carga ultrapassar os limites nominais do motor, este para

definitivamente.

As instalações elétricas industriais possuem geralmente predominância de cargas reativas

indutivas tais como motores de indução de pequeno porte ou de baixa velocidade de rotação

as quais requerem quantidades consideráveis de potência reativa consumida como corrente de

magnetização. Embora seja possível usarem-se condensador para corrigir a potência reativa,

havendo a possibilidade, é frequentemente preferível a utilização de motores síncronos como

fonte de potência reativa.

No caso de motores síncronos em que o rotor é constituído por um eletroíman, é possível

controlar a potência reativa fornecida ou consumida pelo motor controlando o circuito que

alimenta o rotor. Este circuito é chamado de circuito de excitação da máquina.

Sendo assim, os motores síncronos podem tanto atuar como um dispositivo que absorve

potência reativa (motor subexcitado), e no caso operar como uma carga reativa, como também

atuar como fonte de potência reativa fornecendo dentro de seus limites reativos para a rede

elétrica (motor sobreexcitado).

O controlo da potência ativa que é consumida ou fornecida pelo motor ou gerador síncrono é

feito pelo controlo da potência mecânica entregue ou consumida pelo eixo do motor.

Alguns motores síncronos não são autossuficientes no arranque, necessitando ser levados

próximos a sua rotação nominal, através de um outro motor. Quando este alcança a velocidade

próxima a rotação de trabalho, o seu rotor é então alimentado e ele rapidamente alcança a

velocidade de sincronismo.

A velocidade do motor síncrono é determinada pela equação,

- 13 -


n=60⋅fP

=120⋅ fp

onde:

f – Frequência da rede à qual o motor está ligado (Hz);

P – Número de pares de polos do motor;

p – Número de polos do motor;

n – Velocidade de sincronismo do motor (rotações por minuto).

Motor de passo

Um motor de passo é um tipo de motor elétrico usado quando algo necessita de ser rodado ou

posicionado com precisão.

- 14 -

Figura 8: Máquina síncrona.


Neste tipo de motor a rotação do veio é controlada por uma série de campos eletromagnéticos

que são ativados e desativados eletronicamente, ver figura 10.

Os motores de passo não utilizam escovas ou comutadores e possuem um número fixo de

polos magnéticos que determinam o número de passos por volta. Os motores de passo mais

comuns possuem de 16 a 200 passos por volta, a que corresponde uma resolução de 22,5 a

1,8º por passo. Os controladores avançados de motores de passo podem utilizar modulação

por largura de pulso para realizarem micropassos, obtendo-se uma maior resolução de posição

e operação mais suave, em detrimento de outras características.

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Figura 10: Esquema simplificado da estrutura e comando de um motor de passo.

Figura 9: Motores de passo utilizados em equipamentos informáticos.


Os motores de passo são classificados pelo torque que produzem. Para atingir todo o seu

torque, as suas bobinas devem receber toda a corrente nominal durante cada passo, existindo

para este fim circuitos reguladores de corrente nos seus controladores, não havendo

necessidade de se fazer um controlo rigoroso da tensão.

O motor de passo foi inventado em 1936 pelo engenheiro francês Marius Lavet (1894–1980).

Os motores de passo são classificados em relação ao seu tipo de construção, e podem ser de

três tipos: relutância variável, imã permanente e híbridos.

Servomotor

Servomotor é uma máquina, mecânica ou eletromecânica, que apresenta movimento

proporcional a um comando, em vez de girar ou se mover livremente sem um controlo mais

efetivo de posição como a maioria dos motores, os servomotores são dispositivos de malha

fechada, ou seja, recebem um sinal de controlo, verificam a posição atual e atuam no sistema

indo para a posição desejada.

Em contraste com os motores que giram indefinidamente, o eixo dos servomotores possui a

liberdade de apenas cerca de 180º mas são precisos quanto a posição. Para isso possuem três

componentes básicos:

- 16 -

Figura 11: Estrutura de um servomotor

utilizado em modelismo.

Figura 12: Exemplo de servomotores

industriais.


Sistema atuador - o sistema atuador é constituído por um motor elétrico, embora também

possamos encontrar servos com motores de corrente alternada, a maioria utiliza motores de

corrente contínua. Também está presente um conjunto de engrenagens que forma uma caixa

de redução com uma relação de transmissão alta o que ajuda a aumentar o torque;

Sensor - o sensor normalmente é um potenciómetro acoplado mecanicamente ao eixo de saída

do servo. O valor da sua resistência elétrica indica a posição angular em que se encontra o

eixo. A qualidade deste vai influenciar a precisão, estabilidade e vida útil do servomotor;

Circuito de control o - o circuito de controlo é formado por componentes eletrónicos

discretos ou circuitos integrados e geralmente é composto por um oscilador e um controlador

PID (controlo proporcional, integral e derivativo) que recebe o sinal do sensor (posição do

eixo) e o sinal de controlo e aciona o motor no sentido necessário para posicionar o eixo na

posição pretendida.

Os servos possuem três fios de interface, dois para alimentação e um para o sinal de controlo.

O sinal de controlo utiliza o protocolo PWM (modulação por largura de pulso, do inglês

Pulse-Width Modulation) que possui três características básicas: largura mínima, largura

máxima e taxa de repetição (frequência).

A largura do pulso de controlo determinará a posição do eixo:

‒ largura máxima equivale ao deslocamento do eixo em +90º relativamente à posição

central;

‒ largura mínima equivale ao deslocamento do eixo em –90º relativamente à posição

central;

‒ restantes larguras intermédias determinam a posição proporcionalmente.

Um exemplo de um sinal de controlo pode ser visto na figura 13. Em geral, a taxa ou

frequência de repetição é 50Hz e a largura do pulso do sinal de controlo varia de 1 a 2ms

(milissegundos). Porém um servomotor pode funcionar também a 60Hz.

- 17 -


2.2. Métodos e técnicas utilizadas

Na realização do meu projeto comecei por utilizar o EAGLE, uma ferramenta CAD

(Computer-Aided Design) multisistema, que existe para vários tipos de sistemas operativos

(Microsoft Windows, Mac OS X, Linux, etc.), mas tem algumas limitações na sua versão

gratuita (freeware) relativamente à versão comercial paga. Utilizei-o essencialmente para

desenhar o meu esquemático.

De seguida montei o meu circuito em placa de ensaio (breadboard), depois de concluído

utilizei o programa LinAXEpad para programar o microcontrolador PICAXE-28X1. O

LinAXEpad é um software livre e existem versões para os sistemas operativos Microsoft

Windows (WinAXEpad) e Mac OS X (MacAXEpad).

Utilizei também os softwares livres Dia, para fazer o diagrama funcional do meu projeto e o

LibreOffice Writer para elaborar este relatório.

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Figura 13: Exemplo do sinal de controlo de um servomotor.


2.3. Execução do projeto

Resolvi desenvolver este tema no meu projeto porque gostava de aprofundar os meus

conhecimentos sobre motores.

Escolhi o PICAXE-28X1 porque me pareceu o microcontrolador que mais se adequava ao

meu projeto, que é fácil de programar e que se encontrava disponível na escola.

Escolhi também seis registos de deslocamento de 8 bits (74HC595) com entrada série e saída

paralela, pois iria precisar deles para fazerem a desmultiplexagem dos dados enviados pelo

microcontrolador aos quatro mostradores de 7 segmentos, para visualização numérica da

rotação (0000..9999), e aos 20 LEDs, para a visualização da rotação numa barra luminosa

(0..100%). O circuito integrado 74HC595 possui ainda um trinco de saída que evita a

cintilação dos LEDs.

Para a deteção da velocidade utilizei uma bobine de 6 espiras enroladas ao cabo da vela da

mota o do carro e um par emissor e recetor de infravermelhos (barreira luminosa). A

velocidade é calculada pelo PICAXE-28X1 a partir do número de impulsos aplicados às

entradas onde se encontram ligados os sensores durante intervalos de meio segundo (500ms).

Incluí ainda quatro botões de pressão destinados a selecionar o modo de operação pretendido

(motor de 2 tempos, motor de 4 tempos, ventoinha de N pás e veio de um motor) e outras

opções mostradas no LCD. De referir a existência de uma fotoresistência para deteção da luz

ambiente, possibilitando assim a ativação da retroiluminação do LCD para uma correta

visualização noturna.

Contemplei também a alimentação com uma tensão de 6V, para o caso de algumas motas, e

12V, para os automóveis.

O esquemático do circuito do tacómetro/conta-rotações encontra-se representado na figura 14.

- 19 -


Na tabela 1 apresento a lista de material de que necessitei para desenvolver o meu projeto.

Tabela 1: Lista de material

Item n.º Nome Quantidade Descrição/Valor

1 R1..6,

R8, R13,

12 Resistência de 10kΩ ¼W

- 20 -

Figura 14: Esquema elétrico do circuito do Tacómetro/Conta-rotações


R35,

R44,

R47, R48

2 R7 1 Resistência de 22kΩ ¼W

3

R9..12,

R14..34,

R36..42

32 Resistência de 330Ω ¼W

4 R43 1 Resistência de 100Ω ½W

5 R45 1 Resistência de 220Ω ¼W

6 R46 1 Resistência de 68kΩ ¼W

7RN1,

RN22 Pente de 8 resistências de 330Ω

8 C1, C2 2 Condensador cerâmico de 22pF

9 C13 1 Condensador cerâmico de 1nF

10C3..10,

C1411 Condensador cerâmico de 100nF

11 C11 1 Condensador eletrolítico de 220μF 25V

12 C12 1 Condensador eletrolítico de 10μF 16V

13 D1, D2 2 Díodo retificador 1N4004

14 D3, D4 2 Díodo de sinal 1N4148

15 LED25 1 Díodo emissor de luz infravermelha (IR LED) LD271

16LED21..2

44

Mostrador de 7 segmentos de ânodo comum

SA56-11EWA

17 LED1..5 5 Díodo emissor de luz (LED) amarelo retangular 7x2mm

18 LED6..15 10 Díodo emissor de luz (LED) verde retangular 7x2mm

19LED16..2

05

Díodo emissor de luz (LED) vermelho retangular

7x2mm

- 21 -


20 T1 1 Fototransístor NPN de silício BP103

21 T2 1 Transístor NPN de silício BC327

22 T3 1 Transístor NPN de silício BC547B

23 IC8 1 Circuito integrado regulador de tensão 78L05

24 IC1..6 6 Circuito integrado 74HC595N

25 IC7 1 Microcontrolador PICAXE-28X1

26 Q1 1 Cristal de quarto de 4MHz

27 OPH1 1 Fotoresistência de 100kΩ (VT90N4)

28 DIS1 1Mostrador de cristal líquido (LCD) de 2 linhas × 16

carateres

29 F1 1 Fusível rápido de 2A com suporte

30CON1,

CON82

Barra de 2 ligadores para circuito impresso com

intervalo de 5mm

31 CON5 1Barra de 3 ligadores para circuito impresso com

intervalo de 5mm

32CON4,

CON75 Ponteiras para condutor multifilar Ø0,75mm2

33 L1 15cm Condutor multifilar Ø0,75mm2

34 CON2 1 Jack estéreo fêmea Ø3,5mm

35 SW1..4 4 Tecla/Pulsador de 2 pinos para circuito impresso

39 JP2 1Régua de 3 terminais macho para circuito impresso

(jumper)

A figura 15 mostra o meu projeto montado em placas de ensaio (breadboard). Ao fundo pode

observar-se a ventoinha utilizada para testes, bem como o par emissor e recetor de

infravermelho.

- 22 -


Foram também realizados testes para caracterizar o sinal captado pelas espiras enroladas em

torno do cabo da vela da minha motorizada, como ilustra a figura 16.

- 23 -

Figura 15: Fotografia do projeto montado em placas de ensaio.


No fluxograma da figura 17, está representado o esquema de funcionamento simplificado do

tacómetro/conta-rotações.

Após os procedimentos de inicialização do sistema, o programa entra no seu ciclo principal

que se vai se repetido enquanto o sistema se mantiver alimentado.

Inicialmente o sistema lê a luz ambiente, se esta estiver baixa, liga a retroiluminação do

mostrador de cristal líquido, caso contrário, desliga-a ou mantém-na desligada.

Se a tecla UP ou DOWN for premida, muda o modo de operação, de acordo com as

indicações exibidas no mostrador de cristal líquido.

Se a tecla ESC ou ENTER for premida, é alterado o número de pás da ventoinha, permitindo

ao sistema efetuar corretamente o cálculo do número de rotação por minuto a exibir.

Se todas as teclas estiverem soltas, o sistema conta o número de pulsos do sinal de entrada,

proveniente do cabo da vela ou da barreira luminosa, durante meio segundo (500ms). De

seguida calcula o valor RPM e mostra-o nos visores.

Por fim todo o ciclo principal do programa se repete.

- 24 -

Figura 16: Visualização com osciloscópio do sinal captado no cabo da vela da mota.


- 25 -

Figura 17: Fluxograma simplificado do programa.


A listagem do código desenvolvido apresenta-se de seguida:

;########################################################################

;

;

; Nome do programa: Tacómetro/Conta-rotações com PICAXE

;

; Descrição: Tacómetro/conta-rotações que funciona com motores de

; explosão (gasolina) a 2 e 4 tempos, com ventoinhas de

; múltiplas pás e com veios de motores elétricos. A

; visualização faz-se através de uma linha com 20 LEDs,

; de um mostrador de 7 segmentos de 4 dígitos e ainda de

; um mostrador alfanumérico de cristal líquido (LCD) de

; 2 linhas com 16 carateres cada. O sistema é baseado no

; microcontrolador PICAXE-28X1.

;

;

; Autor: 9 - Leandro Norte

;

; Orientador: Prof. Paulo Santos

;

; Turma: 3.º IE

;

; Disciplina: Eletricidade e Eletrónica;

; Prova de Aptidão Profissional (PAP)

;

; Curso: C P de Técnico de Instalações Elétricas

;

; Escola: Escola Secundária Afonso Lopes Vieira

;

; Data: 30 de janeiro de 2013

;

;

;########################################################################

;

- 26 -


setfreq m4 ; define a frequência de relógio para 4MHz

; guarda dados na memória EEPROM (não volátil) do microcontrolador

; correspondentes às matrizes dos dígitos numéricos a visualizar nos

; mostradores de 7 segmentos

eeprom 0, (%11000000) ; dígito 0 (zero)

eeprom 1, (%11111001) ; dígito 1 (um)

eeprom 2, (%10100100) ; dígito 2 (dois)

eeprom 3, (%10110000) ; dígito 3 (três)

eeprom 4, (%10011001) ; dígito 4 (quatro)

eeprom 5, (%10010010) ; dígito 5 (cinco)

eeprom 6, (%10000010) ; dígito 6 (seis)

eeprom 7, (%11111000) ; dígito 7 (sete)

eeprom 8, (%10000000) ; dígito 8 (oito)

eeprom 9, (%10010000) ; dígito 9 (nove)

eeprom 10, (%10001000) ; letra A

eeprom 11, (%10000011) ; letra b

eeprom 12, (%11000110) ; letra C

eeprom 13, (%10100001) ; letra d

eeprom 14, (%10000110) ; letra E

eeprom 15, (%10001110) ; letra F

; guarda mensagem inicial para o LCD na memória EEPROM

eeprom 16,("Tacometro Leandro Norte ")

; guarda outras mensagens para o LCD na memória EEPROM

eeprom 48,("Motor 2 tempos ")

eeprom 64,("Motor 4 tempos ")

eeprom 80,("Veio de motor ")

eeprom 96,("Ventoinha N pas ")

eeprom 112,("N: ")

eeprom 118,("RPM: ")

eeprom 134,("Carateres(0..6):")

; variáveis utilizadas no programa

symbol lcdchar = b3

symbol lcdtmp = b4

symbol counter = b5

- 27 -


symbol mode = b6

symbol nrblades = b7

symbol startpos = b8

symbol stoppos = b9

symbol thousands = b10

symbol hundreds = b11

symbol tenths = b12

symbol ones = b13

symbol rpm_value = w8

symbol aux = w9

let dirsC = %11000000 ; define os pinos 6 (C.6) e 7 (C.7) como saídas

inicio: ; início do programa

mode = 0 ; define o modo de operação (0 - Motor 2 tempos)

nrblades = 4 ; define por defeito o número de pás da ventoinha

gosub lcdinit ; inicializa o módulo do mostrador alfanumérico (LCD)

gosub userchars ; define e mostra os carateres de utilizador (0..6)

; mostra mensagem inicial com título do projeto e nome do autor

gosub title

rpm_value = 0 ; inicializa a variável que guarda o valor da rotação

main: ; rotina principal do programa

; trata da retroiluminação do mostrador alfanumérico (LCD)

readadc 0,b2 ; lê a entrada analógica 0, onde se encontra ligada

; a LDR, e guarda o valor da leitura na memória b2

if b2 < 300 then ; se a luminosidade ambiente é fraca

low portc 6 ; liga a retroiluminação do mostrador alfanumérico

- 28 -


else ; caso contrário

; desliga a retroiluminação do mostrador alfanumérico (LCD)

high portc 6

end if

; decrementa o modo de funcionamento

if pin3 = 1 then ; verifica se a tecla Up está premida

pause 25

if mode = 0 then ; se for o primeiro modo

mode = 3 ; vai para o último

else

mode = mode - 1 ; decrementa o modo

end if

end if

; incrementa o modo de funcionamento

if pin4 = 1 then ; verifica se a tecla Down está premida

pause 25

if mode = 3 then ; se for o último modo

mode = 0 ; volta ao primeiro

else

mode = mode + 1 ; incrementa o modo

end if

end if

; decrementa o número de pás da ventoinha

if pin2 = 1 then ; verifica se a tecla Esc está premida

pause 25

if nrblades = 2 then ; se for o mínimo

nrblades = 9 ; vai para o máximo

else

nrblades = nrblades - 1 ; decrementa o número

end if

end if

; incrementa o número de pás da ventoinha

if pin5 = 1 then ; verifica se a tecla Enter está premida

pause 25

if nrblades = 9 then ; se for o máximo

- 29 -


nrblades = 2 ; volta ao mínimo

else

nrblades = nrblades + 1 ; incrementa o número

end if

end if

; aguarda até que as teclas de mudança de modo sejam libertadas

do

loop while pin2 = 1 or pin3 = 1 or pin4 = 1 or pin5 = 1

; lê sensor e guarda o valor lido na memória w7

if mode < 2 then

count 0,500,w7 ; conta durante meio segundo os número de impulsos

; provenientes do sensor do cabo da vela do motor

; (entrada 0)

else

count 1,500,w7 ; conta durante meio segundo os número de impulsos

; provenientes do sensor do sensor ótico (entrada 0)

end if

; calcula o valor das rotações por minuto (RPM)

branch mode,(md0,md1,md2,md3) ; salta de acordo com o modo escolhido

md0: ; etiqueta correspondente ao modo 0

rpm_value = w7 * 120

goto cont ; salta para a frente








w7 = w7 * 120

rpm_value = w7 / nrblades

cont:

; limita o valor a visualizar às 300 rotações por minuto (RPM)

; caso este seja inferior mostra 0000

if rpm_value < 300 then

- 30 -


rpm_value = 0

end if

; limita o valor a visualizar às 9999 rotações por minuto (RPM)

; caso este seja superior mostra 9999

if rpm_value > 9999 then

rpm_value = 9999

end if

; coloca o cursor de escrita no início da primeira linha (topo)

lcdchar = 128

; envia o comando para o módulo do mostrador alfanumérico (LCD)

gosub wrinst

; calcula a posição inicial e final da mensagem a mostrar armazenada na

; memória EEPROM

startpos = mode * 16

startpos = 48 + startpos

stoppos = startpos + 15

; ciclo para leitura da memória EEPROM

for counter = startpos to stoppos ; percorre todas as posições da

; memória

if mode = 3 and counter = 109 then ; se for o quarto caráter do

; título envia o caráter de

; utilizador correspondente

lcdchar = 3

else ; senão, lê o código do caráter a mostrar previamente

; guardado na memória EEPROM

read counter, lcdchar

end if

gosub wrchar ; vai para a subrotina de envio para o módulo

; do mostrador alfanumérico (LCD)

next counter ; repete o ciclo até à última posição pretendida

gosub showvalue ; mostra os valores nos mostradores

; pause 666 ; aguarda algum tempo para tornar a visualização suave

goto main ; volta ao início da rotina principal do programa

- 31 -


; =====================================================================

; S U B R O T I N A S

; =====================================================================

; ===== Inicialização do módulo do mostrador alfanumérico (LCD) ========

lcdinit:

pins = %00000000 ; coloca todas as saídas no nível lógico baixo (0 -

; decimal, $00 - hexadecimal, %00000000 - binário)

pause 200 ; aguarda 200 milissegundos para que a tensão de

; alimentação estabilize

pins = %00110000 ; envia sequência de inicialização para o módulo do

; mostrador alfanumérico (LCD)

gosub pulsing ; envia três vezes 48 - decimal, $30 – hexadecimal,

; %00110000 - binário

gosub pulsing

gosub pulsing

pins = %00100000 ; envia 32 - decimal, $20 -hexadecimal, %00100000 -

; binário para modo de comunicação de 4 bits

gosub pulsing

gosub pulsing ; envia novamente %0010 (os restantes bits são

; ignorados no modo de 4 bits)

pins = %10000000 ; envia %1000 para modo de 2 linhas com matriz de

; carateres de 5x7 pontos

gosub pulsing

lcdchar = %00000110 ; define movimento do cursor da esquerda para a

; direita, incrementando a posição

gosub wrinst ; envia o comando para o módulo do mostrador

; alfanumérico (LCD)

lcdchar = %00001100 ; ativa o visor mas com o cursor invisível



- 32 -


return ; retorna da subrotina

pulsing:

pulsout 0,3 ; envia pulso para a entrada Enable (pino 6) do

; módulo do mostrador alfanumérico (LCD)

pause 10 ; aguarda 10 milissegundos


; == Envio de um caráter para o módulo do mostrador alfanumérico (LCD) =

wrchar:

pins = lcdchar & %11110000 ; mascara os dados a enviar (só

; interessam os 4 bits mais

; significativos)

high 1 ; leva a entrada RS do módulo do

; mostrador alfanumérico ao nível lógico alto


; módulo do mostrador

alfanumérico

(escrita de dados na RAM do módulo LCD)

lcdtmp = lcdchar * 16 ; desloca 4 bits para esquerda, ou seja, os 4

; bits menos significativos passam para

; os 4 bits mais significativos para envio

pins = lcdtmp & %11110000 ; mascara os dados a enviar (só interessam

; os 4 bits mais significativos)

high 1 ; leva a entrada RS do módulo do mostrador

; alfanumérico ao nível lógico alto

pulsout 0,1 ; envia pulso para a entrada Enable

; (pino 6) do módulo do mostrador

; alfanumérico (escrita de dados na RAM

; do módulo LCD)


; == Envio de um comando para o módulo do mostrador alfanumérico (LCD) =

wrinst:

pins = lcdchar & %11110000 ; mascara os dados a enviar (só interessam

- 33 -


; os 4 bits mais significativos)

low 1 ; baixa a entrada RS do módulo do mostrador

; alfanumérico para o nível lógico baixo

pulsout 0,1 ; envia pulso para a entrada Enable (pino 6)

; do módulo do mostrador alfanumérico

; (escrita de dados na RAM do módulo LCD)

lcdtmp = lcdchar * 16 ; desloca 4 bits para esquerda, ou seja, os

; 4 bits menos significativos passam para

; os 4 bits mais significativos para envio

pins = lcdtmp & %11110000 ; mascara os dados a enviar (só

; interessam os 4 bits mais

; significativos)


; módulo do mostrador alfanumérico

; (escrita de dados na RAM do módulo LCD)

high 1 ; leva a entrada RS do módulo do mostrador

; alfanumérico ao nível lógico alto


; == Escreve mensagem inicial no visor do mostrador alfanumérico (LCD) =

title:

lcdchar = 1 ; limpa o visor do mostrador alfanumérico (LCD)




lcdchar = 128


gosub wrinst

; percorre os endereços da memória EEPROM e envia os carateres para

; o módulo LCD

for counter = 16 to 31

if counter = 19 then ; se for o quarto caráter do título envia o

; caráter de utilizador correspondente

lcdchar = 0

else ; senão, lê e envia os carateres guardados na memória EEPROM

- 34 -



end if

gosub wrchar

next counter

; coloca o cursor de escrita no início da segunda linha (baixo)

lcdchar = 192


gosub wrinst


for counter = 32 to 47 ; percorre todas as posições da memória

; onde se encontra a mensagem a mostrar

read counter, lcdchar ; lê o código do caráter a mostrar

; previamente guardado na memória EEPROM

gosub wrchar ; vai para a subrotina de envio para o



pause 3000 ; aguarda que a mensagem seja lida pelo utilizador



gosub wrinst


; == Define e mostra os carateres de utilizador (0..6) do LCD =========

userchars:

; programa o primeiro caráter definido pelo utilizador

lcdchar = 0 * 8 | $40


gosub wrinst

lcdchar = %00010 : GOSUB wrchar ; #


lcdchar = %01110 : GOSUB wrchar ; ###

lcdchar = %10001 : GOSUB wrchar ; # #

- 35 -





lcdchar = %00000 : GOSUB wrchar ;

; programa o segundo caráter definido pelo utilizador

lcdchar = 1 * 8 | $40


gosub wrinst







lcdchar = %01100 : GOSUB wrchar ; ##


; programa o terceiro caráter definido pelo utilizador

lcdchar = 2 * 8 | $40


gosub wrinst


lcdchar = %10110 : GOSUB wrchar ; # ##







; programa o quarto caráter definido pelo utilizador

lcdchar = 3 * 8 | $40


gosub wrinst


- 36 -





lcdchar = %01111 : GOSUB wrchar ; ####




; programa o quinto caráter definido pelo utilizador

lcdchar = 4 * 8 | $40


gosub wrinst


lcdchar = %10110 : GOSUB wrchar ; # ##







; programa o sexto caráter definido pelo utilizador

lcdchar = 5 * 8 | $40


gosub wrinst



lcdchar = %10101 : GOSUB wrchar ; # # #






; programa o sétimo caráter definido pelo utilizador

lcdchar = 6 * 8 | $40


- 37 -


gosub wrinst





lcdchar = %10101 : GOSUB wrchar ; # # #






gosub wrinst


lcdchar = 128


gosub wrinst

; percorre os endereços da memória EEPROM e envia os carateres para

; o módulo LCD

for counter = 134 to 149


gosub wrchar

next counter


lcdchar = 192


gosub wrinst

lcdchar = 0 ; mostra o primeiro caráter definido pelo utilizador

gosub wrchar ; vai para a subrotina de envio para o módulo

; do mostrador alfanumérico (LCD)

lcdchar = 1 ; mostra o segundo caráter definido pelo utilizador

gosub wrchar ; vai para a subrotina de envio para o módulo do


- 38 -


lcdchar = 2 ; mostra o terceiro caráter definido pelo utilizador



lcdchar = 3 ; mostra o quarto caráter definido pelo utilizador



lcdchar = 4 ; mostra o quinto caráter definido pelo utilizador



lcdchar = 5 ; mostra o sexto caráter definido pelo utilizador



lcdchar = 6 ; mostra o sétimo caráter definido pelo utilizador



pause 3000 ; aguarda 3 segundos para permitir a visualização


; == Mostra valor da rotação nos visores (barra de LEDs, mostradores

; de 7 segmentos e mostrador alfanumérico (LCD) =

showvalue:


lcdchar = 192


gosub wrinst

if mode = 3 then



- 39 -








lcdchar = 195 ; coloca o cursor de escrita na quarta posição da

; segunda linha (baixo)



; calcula código ASCII do dígito a mostrar

lcdchar = nrblades + 48

gosub wrchar ; vai para a subrotina de envio do caráter para o


lcdchar = 198 ; coloca o cursor de escrita na sétima posição da




end if









if mode = 3 then

lcdchar = 203 ; coloca o cursor de escrita na décima segunda

; posição da segunda linha (baixo)

else

lcdchar = 197 ; coloca o cursor de escrita na sexta posição da


end if

- 40 -




aux = rpm_value

thousands = 0 ; inicializa o dígito dos milhares para zero (0)

hundreds = 0 ; inicializa o dígito das centenas para zero (0)

tenths = 0 ; inicializa o dígito das dezenas para zero (0)

ones = 0 ; inicializa o dígito das unidades para zero (0)

if aux >= 1000 then ; se valor for superior a 1000

thousands = aux / 1000 ; determina o dígito dos milhares

aux = aux // 1000 ; calcula o resto da divisão por mil e segue

end if

if aux >= 100 then ; se valor residual for superior a 100

hundreds = aux / 100 ; determina o dígito das centenas

aux = aux // 100 ; calcula o resto da divisão por cem e segue

end if

if aux >= 10 then ; se valor residual for superior a 10

tenths = aux / 10 ; determina o dígito das dezenas

aux = aux // 10 ; calcula o resto da divisão por dez e segue

end if

ones = aux ; determina o dígito das unidades

lcdchar = thousands + 48 ; calcula código ASCII do dígito dos

; milhares a mostrar no LCD



lcdchar = hundreds + 48 ; calcula código ASCII do dígito das

; centenas a mostrar no LCD



lcdchar = tenths + 48 ; calcula código ASCII do dígito das

; dezenas a mostrar no LCD

- 41 -




lcdchar = ones + 48 ; calcula código ASCII do dígito das

; unidades a mostrar no LCD



; se rotação acima de 9500 acende LED 100% manipulando o bit

; correspondente (8.º bit do último registo de deslocamento)

read ones, b0 ; lê na memória EEPROM a matriz do dígito a enviar

; ao mostrador de 7 segmentos das unidades

if rpm_value >= 9500 then

b0 = b0 & %01111111

end if

gosub shftout164 ; envia dados para o registo de deslocamento 74LS164

;gosub shftout595 ; envia dados para o registo de deslocamento 74HC595


; correspondente (8.º bit do penúltimo registo de deslocamento)

read tenths, b0 ; lê na memória EEPROM a matriz do dígito a enviar

; ao mostrador de 7 segmentos das dezenas


b0 = b0 & %01111111

end if




; correspondente (8.º bit do antepenúltimo registo de deslocamento)

read hundreds, b0 ; lê na memória EEPROM a matriz do dígito a enviar

; ao mostrador de 7 segmentos das centenas


b0 = b0 & %01111111

end if




- 42 -


; correspondente (8.º bit do terceiro registo de deslocamento)

read thousands, b0 ; lê na memória EEPROM a matriz do dígito a

; enviar ao mostrador de 7 segmentos dos milhares


b0 = b0 & %01111111

end if



; trata dos LEDs de 45 a 80% da barra luminosa (4000 a 7999rpm)



aux = 3999

else

aux = rpm_value - 4000

end if

aux = aux / 500

; todos os bits a um (1), correspondente a todos os LEDs apagados

b0 = $FF

for b1 = 0 to aux

; acerta o estado do bit correspondente ao LED a acender

togglebit b0, b1

next b1

aux = 3999

else

aux = rpm_value


b0 = $FF

end if



; trata dos LEDs de 0 a 40% da barra luminosa (0 a 3999rpm)

aux = aux / 500


b0 = $FF

for b1 = 0 to aux

; acerta o estado do bit correspondente ao LED a acender

togglebit b0, b1

- 43 -


next b1




; ===== Envio dos dados para os registos de deslocamento 74LS164 =====

shftout164:

for b1 = 0 to 7 ; ciclo para envio dos 8 bits com os estados dos

; LEDs para o registo de deslocamento

low 3 ; linha de relógio do registo de deslocamento

; (SCLK) no nível lógico baixo

low 2 ; linha de entrada do registo de deslocamento

; (SDAT) no nível lógico baixo

if bit7 = 0 then Skiphigh164 ; se o bit 7 estiver a 0 (zero) salta

high 2 ; leva a linha de entrada do registo de

; deslocamento (SDAT) ao nível lógico alto

Skiphigh164: ; etiqueta utilizada para o salto do programa

high 3 ; linha de relógio do registo de deslocamento

; (SCLK) no nível lógico alto

b0 = b0 * 2 ; desloca os bits um aposição para a esquerda no

; byte da memória b0

next b1 ; repete o ciclo


; ===== Envio dos dados para os registos de deslocamento 74HC595 =====

shftout595:

low portc 7 ; linha de relógio do buffer de saída do registo de

; deslocamento (RCLK) no nível lógico baixo

for b1 = 0 to 7 ; ciclo para envio dos 8 bits com os estados dos

; LEDs para o registo de deslocamento

low 3 ; linha de relógio do registo de deslocamento

; (SRCLK) no nível lógico baixo

low 2 ; linha de entrada do registo de deslocamento (SER)

; no nível lógico baixo

- 44 -


if bit7 = 0 then Skiphigh595 ; se o bit 7 estiver a 0 (zero) salta

high 2 ; leva a linha de entrada do registo de

; deslocamento (SER) ao nível lógico alto

Skiphigh595: ; etiqueta utilizada para o salto do programa

high 3 ; linha de relógio do registo de deslocamento

; (SRCLK) no nível lógico alto

b0 = b0 * 2 ; desloca os bits um aposição para a esquerda no

; byte da memória b0

next b1 ; repete o ciclo

high portc 7 ; linha de relógio do buffer de saída do registo de

; deslocamento (RCLK) no nível lógico alto


- 45 -


3. Conclusão

A Prova de Aptidão Profissional é o projeto mais marcante de todo o curso, pois permite-nos

demonstrar as variadíssimas capacidades e conhecimentos teóricos e técnicos adquiridos na

aprendizagem dos três anos, ou seja, é um reflexo de todas as aprendizagens adquiridas ao

longo do curso.

O meu projeto consistiu na execução de trabalho real. Para conseguir concluir este projeto foi

preciso ter uma grande capacidade de autonomia e persistência, aspetos esses que se foram

desenvolvendo à medida que concebia, planeava e executava os desafios que me foram

colocados.

A execução da Prova de Aptidão Profissional envolveu um grande esforço e dedicação. Para

além das competências técnicas e diversas capacidades que o projeto exigiu, penso que foi

benéfico para mim a nível profissional, social e pessoal, uma vez que no futuro irei enfrentar

outros projetos tão ou mais importantes do que este.

Naturalmente que, no decorrer da realização do projeto da Prova de Aptidão Profissional senti

diversas dificuldades, tais como a dificuldade em programar o microcontrolador

PICAXE-28X1, a escassez de tempo e muitas outras, as quais só puderam ser ultrapassadas

com a capacidade de trabalho que foi desenvolvido em mim e com o apoio do professor Paulo

Santos.

- 46 -


Bibliografia

[1] Motor de combustão interna, acedida a 05 de março de 2013, em

http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combustão_interna.

[2] PIC microprocessor drives 20-LED dot- or bar-graph display, acedido a 05 de março

de 2013, em http://www.edn.com/design/power-management/4319193/PIC-

microprocessor-drives-20-LED-dot-or-bar-graph-display.

[3] PICAXE LCD Thermometer, acedido a 05 de março de 2013, em

http://goran.wordpress.com/2010/02/02/picaxe-lcd-thermometer/.

[4] How to connect a LCD to the bottom half of a Port?, acedido a 05 de março de 2013,

em http://technologytutor.co.nz/picaxe-circuits/02-how-to-connect-a-lcd-to-the-

bottom-half-of-a-port.

[5] Minuterie compteuse décompteuse LCD 2X16c et picaxe 14M2, acedido a 05 de

março de 2013, em http://electromag1.over-

blog.com/pages/Minuterie_compteuse_decompteuse_LCD_2X16c_et_picaxe_14M2-

5596269.html.

[6] Picaxe Programmbeispiele, acedido a 05 de março de 2013, em http://www.kinder-

technik.de/elektronik/mikrocontroller-picaxe/picaxe-programmbeispiele.html.

[7] PICAXE LCD Interfacing , acedido a 05 de março de 2013, em

http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/microcontroladores/PICAXE/PICAXE_LCD_INTE

RFACING.HTM.

[8] Tachometer for Bikes (circuit), acedido a 05 de março de 2013, em

http://www.josepino.com/microcontroller/tachometerx.

[9] Tachometer/RPM II, acedido a 05 de março de 2013, em

http://www.josepino.com/microcontroller/tachometer2.

[10] PIC18 Pulse Width Modulation (PWM) DC Motor Speed Controller with the RPM

Counter Project, acedido a 05 de março de 2013, em http://www.ermicro.com/blog/?

- 47 -

http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combust%C3%A3o_interna

http://www.ermicro.com/blog/?p=1461

http://www.josepino.com/microcontroller/tachometer2

http://www.josepino.com/microcontroller/tachometerx

http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/microcontroladores/PICAXE/PICAXE_LCD_INTERFACING.HTM

http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/microcontroladores/PICAXE/PICAXE_LCD_INTERFACING.HTM

http://www.kinder-technik.de/elektronik/mikrocontroller-picaxe/picaxe-programmbeispiele.html

http://www.kinder-technik.de/elektronik/mikrocontroller-picaxe/picaxe-programmbeispiele.html

http://electromag1.over-blog.com/pages/Minuterie_compteuse_decompteuse_LCD_2X16c_et_picaxe_14M2-5596269.html



http://technologytutor.co.nz/picaxe-circuits/02-how-to-connect-a-lcd-to-the-bottom-half-of-a-port

http://technologytutor.co.nz/picaxe-circuits/02-how-to-connect-a-lcd-to-the-bottom-half-of-a-port

http://goran.wordpress.com/2010/02/02/picaxe-lcd-thermometer/

http://www.edn.com/design/power-management/4319193/PIC-microprocessor-drives-20-LED-dot-or-bar-graph-display

http://www.edn.com/design/power-management/4319193/PIC-microprocessor-drives-20-LED-dot-or-bar-graph-display


p=1461.

[11] Using Multiplexed 7 Segment Displays – PIC Microcontroller Tutorial, acedido a 05

de março de 2013, em http://extremeelectronics.co.in/microchip-pic-tutorials/using-

multiplexed-7-segment-displays-%E2%80%93-pic-microcontroller-tutorial/.

[12] Arrange LEDs as seven-segment displays, acedido a 05 de março de 2013, em

http://www.edn.com/design/led/4368071/Arrange-LEDs-as-seven-segment-displays.

[13] Capacitive RPM sensing circuit, acedido a 05 de março de 2013, em

http://www.sportdevices.com/rpm_readings/index.htm.

[14] 7 Segment Display – Lettering (PICAXE Community), acedido a 05 de março de

2013, em http://www.picaxeforum.co.uk/showthread.php?7847-7-Segment-Display-

Lettering/page2&highlight=seven%20segment%20led%20display.

- 48 -

http://www.picaxeforum.co.uk/showthread.php?7847-7-Segment-Display-Lettering/page2&highlight=seven%20segment%20led%20display

http://www.picaxeforum.co.uk/showthread.php?7847-7-Segment-Display-Lettering/page2&highlight=seven%20segment%20led%20display

http://www.sportdevices.com/rpm_readings/index.htm

http://www.edn.com/design/led/4368071/Arrange-LEDs-as-seven-segment-displays

http://extremeelectronics.co.in/microchip-pic-tutorials/using-multiplexed-7-segment-displays-%E2%80%93-pic-microcontroller-tutorial/

http://extremeelectronics.co.in/microchip-pic-tutorials/using-multiplexed-7-segment-displays-%E2%80%93-pic-microcontroller-tutorial/




Anexos

- 49 -


Anexo 1 – Folhas de dados dos principais componentes

1N4004 – Díodo retificador, VRMM=400V, IO=1A, VF=1,1V

LD271 – Díodo emissor de infravermelho, λpeak=950nm, VF=1,3V, IF=100mA

BC327 – Transístor bipolar PNP de silício, VCEO=-45V, IC=-800mA

BPW77N – Fototransístor NPN de silício, λSmax=850nm, VCE=70V, IC=50mA

MC7805 – Regulador de tensão positiva, VI=35V, VO=5V, IO=1A

SA52-11 – Mostrador de 7 segmentos de ânodo comum de 14,2mm vermelho,

λpeak=627nm, VF=2V, IF=30mA

74LS164 – Registo de deslocamento de 8-bit com entrada série e saída paralela

74HC595 – Registo de deslocamento de 8-bit com entrada série e saída paralela e

trinco de saída

PICAXE-28X1 – Microcontrolador de 8 bits (especificações, circuito de comunicação

série com o computador e pinagem)

Mostrador alfanumérico de cristal líquido (LCD) de 2 linhas × 16

carateres

LDR – Fotoresistência

- 50 -

© Semiconductor Components Industries, LLC, 2012

October, 2012 − Rev. 131 Publication Order Number:

1N4001/D

1N4001, 1N4002, 1N4003,1N4004, 1N4005, 1N4006,1N4007

Axial Lead StandardRecovery Rectifiers

This data sheet provides information on subminiature size, axiallead mounted rectifiers for general−purpose low−power applications.

Features• Shipped in Plastic Bags, 1000 per bag

• Available Tape and Reeled, 5000 per reel, by adding a “RL” suffix tothe part number

• Available in Fan−Fold Packaging, 3000 per box, by adding a “FF”suffix to the part number

• Pb−Free Packages are Available

Mechanical Characteristics• Case: Epoxy, Molded

• Weight: 0.4 gram (approximately)

• Finish: All External Surfaces Corrosion Resistant and TerminalLeads are Readily Solderable

• Lead and Mounting Surface Temperature for Soldering Purposes:260°C Max. for 10 Seconds, 1/16 in. from case

• Polarity: Cathode Indicated by Polarity Band

*For additional information on our Pb−Free strategy and soldering details, pleasedownload the ON Semiconductor Soldering and Mounting TechniquesReference Manual, SOLDERRM/D.

CASE 59−10AXIAL LEAD

PLASTIC

LEAD MOUNTED RECTIFIERS50−1000 VOLTS

DIFFUSED JUNCTION

MARKING DIAGRAM

See detailed ordering and shipping information on page 5 ofthis data sheet.

ORDERING INFORMATION

A = Assembly Location1N400x = Device Numberx = 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7YY = YearWW = Work Week = Pb−Free Package(Note: Microdot may be in either location)

http://onsemi.com

A1N400xYYWW

1N4001, 1N4002, 1N4003, 1N4004, 1N4005, 1N4006, 1N4007

http://onsemi.com2

MAXIMUM RATINGS

Rating Symbol 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007 Unit

†Peak Repetitive Reverse VoltageWorking Peak Reverse VoltageDC Blocking Voltage

VRRMVRWM

VR

50 100 200 400 600 800 1000 V

†Non−Repetitive Peak Reverse Voltage(halfwave, single phase, 60 Hz)

VRSM 60 120 240 480 720 1000 1200 V

†RMS Reverse Voltage VR(RMS) 35 70 140 280 420 560 700 V

†Average Rectified Forward Current(single phase, resistive load,60 Hz, TA = 75°C)

IO 1.0 A

†Non−Repetitive Peak Surge Current(surge applied at rated load conditions)

IFSM 30 (for 1 cycle) A

Operating and Storage JunctionTemperature Range

TJTstg

−65 to +175 °C

Stresses exceeding Maximum Ratings may damage the device. Maximum Ratings are stress ratings only. Functional operation above theRecommended Operating Conditions is not implied. Extended exposure to stresses above the Recommended Operating Conditions may affectdevice reliability.†Indicates JEDEC Registered Data

THERMAL CHARACTERISTICS

Rating Symbol Max Unit

Maximum Thermal Resistance, Junction−to−Ambient RJA Note 1 °C/W

ELECTRICAL CHARACTERISTICS†

Rating Symbol Typ Max Unit

Maximum Instantaneous Forward Voltage Drop, (iF = 1.0 Amp, TJ = 25°C) vF 0.93 1.1 V

Maximum Full−Cycle Average Forward Voltage Drop, (IO = 1.0 Amp, TL = 75°C, 1 inch leads) VF(AV) − 0.8 V

Maximum Reverse Current (rated DC voltage)(TJ = 25°C)(TJ = 100°C)

IR0.051.0

1050

A

Maximum Full−Cycle Average Reverse Current, (IO = 1.0 Amp, TL = 75°C, 1 inch leads) IR(AV) − 30 A

†Indicates JEDEC Registered Data

©2002 Fairchild Semiconductor Corporation Rev. B1, August 2002

BC

327/328

PNP Epitaxial Silicon TransistorAbsolute Maximum Ratings Ta=25°C unless otherwise noted

Electrical Characteristics Ta=25°C unless otherwise noted

hFE Classification

Symbol Parameter Value UnitsVCES Collector-Emitter Voltage

: BC327 : BC328

-50-30

VV

VCEO Collector-Emitter Voltage: BC327 : BC328

-45-25

VV

VEBO Emitter-Base Voltage -5 VIC Collector Current (DC) -800 mAPC Collector Power Dissipation 625 mWTJ Junction Temperature 150 °CTSTG Storage Temperature -55 ~ 150 °C

Symbol Parameter Test Condition Min. Typ. Max. UnitsBVCEO Collector-Emitter Breakdown Voltage

: BC327 : BC328

IC= -10mA, IB=0-45-25

VV

BVCES Collector-Emitter Breakdown Voltage: BC327 : BC328

IC= -0.1mA, VBE=0-50-30

VV

BVEBO Emitter-Base Breakdown Voltage IE= -10µA, IC=0 -5 VICES Collector Cut-off Current

: BC327: BC328

VCE= -45V, VBE=0VCE= -25V, VBE=0

-2-2

-100-100

nAnA

hFE1hFE2

DC Current Gain

VCE= -1V, IC= -100mAVCE= -1V, IC= -300mA

100 40

630

VCE (sat) Collector-Emitter Saturation Voltage IC= -500mA, IB= -50mA -0.7 VVBE (on) Base-Emitter On Voltage VCE= -1V, IC= -300mA -1.2 VfT Current Gain Bandwidth Product VCE= -5V, IC= -10mA, f=20MHz 100 MHzCob Output Capacitance VCB= -10V, IE=0, f=1MHz 12 pF

Classification 16 25 40hFE1 100 ~ 250 160 ~ 400 250 ~ 630hFE2 60- 100- 170-

BC327/328

Switching and Amplifier Applications• Suitable for AF-Driver stages and low power output stages• Complement to BC337/BC338

1. Collector 2. Base 3. Emitter

TO-921

Silicon NPN Phototransistor, RoHS Compliant

www.vishay.com For technical questions, contact: [email protected] Document Number: 81527402 Rev. 1.5, 08-Sep-08

BPW77NA, BPW77NBVishay Semiconductors

DESCRIPTIONBPW77 is a silicon NPN phototransistor with high radiantsensitivity in hermetically sealed TO-18 package with baseterminal and glass lens. It is sensitive to visible and nearinfrared radiation.

FEATURES• Package type: leaded

• Package form: TO-18

• Dimensions (in mm): Ø 4.7

• High photo sensitivity

• High radiant sensitivity

• Suitable for visible and near infrared radiation

• Fast response times

• Angle of half sensitivity: ϕ = ± 10°

• Base terminal connected

• Hermetically sealed package

• Lead (Pb)-free component in accordance withRoHS 2002/95/EC and WEEE 2002/96/EC

APPLICATIONS• Detector in electronic control and drive circuits

NoteTest condition see table “Basic Characteristics”

NoteMOQ: minimum order quantity

NoteTamb = 25 °C, unless otherwise specified

94 8401

PRODUCT SUMMARYCOMPONENT Ica (mA) ϕ (deg) λ0.1 (nm)

BPW77NA 7.5 to 15 ± 10 450 to 1080

BPW77NB > 10 ± 10 450 to 1080

ORDERING INFORMATIONORDERING CODE PACKAGING REMARKS PACKAGE FORM

BPW77NA Bulk MOQ: 1000 pcs, 1000 pcs/bulk TO-18

BPW77NB Bulk MOQ: 1000 pcs, 1000 pcs/bulk TO-18

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGSPARAMETER TEST CONDITION SYMBOL VALUE UNIT

Collector base voltage VCBO 80 V

Collector emitter voltage VCEO 70 V

Emitter base voltage VEBO 5 V

Collector current IC 50 mA

Collector peak current tp/T = 0.5, tp ≤ 10 ms ICM 100 mA

Total power dissipation Tamb ≤ 25 °C PV 250 mW

Junction temperature Tj 125 °C

Operating temperature range Tamb - 40 to + 125 °C

Storage temperature range Tstg - 40 to + 125 °C

Soldering temperature t ≤ 5 s Tsd 260 °C

Thermal resistance junction/ambient Connected with Cu wire, 0.14 mm2 RthJA 400 K/W

Thermal resistance junction/gase RthJC 150 K/W

Document Number: 81527 For technical questions, contact: [email protected] www.vishay.comRev. 1.5, 08-Sep-08 403

BPW77NA, BPW77NBSilicon NPN Phototransistor, RoHS Compliant Vishay Semiconductors

Fig. 1 - Power Dissipation Limit vs. Ambient Temperature

NoteTamb = 25 °C, unless otherwise specified

BASIC CHARACTERISTICSTamb = 25 °C, unless otherwise specified

Fig. 2 - Collector Dark Current vs. Ambient Temperature Fig. 3 - Relative Collector Current vs. Ambient Temperature

0 25 50 75 1000

200

400

800

150

94 8342

600

125

RthJC

RthJA

Tamb - Ambient Temperature (°C)

P-

Tot

al P

ower

Dis

sipa

tion

(mW

)to

t

BASIC CHARACTERISTICSPARAMETER TEST CONDITION SYMBOL MIN. TYP. MAX. UNIT

Collector emitter breakdown voltage IC = 1 mA V(BR)CEO 70 V

Collector emitter dark current VCE = 20 V, E = 0 ICEO 1 100 nA

Collector emitter capacitance VCE = 5 V, f = 1 MHz, E = 0 CCEO 6 pF

Angle of half sensitivity ϕ ± 10 deg

Wavelength of peak sensitivity λp 850 nm

Range of spectral bandwidth λ0.1 450 to 1080 nm

Collector emitter saturation voltage Ee = 1 mW/cm2, λ = 950 nm,IC = 1 mA VCEsat 0.15 0.3 V

Turn-on time VS = 5 V, IC = 5 mA, RL = 100 Ω ton 6 µs

Turn-off time VS = 5 V, IC = 5 mA, RL = 100 Ω toff 5 µs

Cut-off frequency VS = 5 V, IC = 5 mA, RL = 100 Ω fc 110 kHz

TYPE DEDICATED CHARACTERISTICSPARAMETER TEST CONDITION PART SYMBOL MIN. TYP. MAX. UNIT

Collector light current Ee = 1 mW/cm2, λ = 950 nm,VCE = 5 V

BPW77NA Ica 7.5 15 mA

BPW77NB Ica 10 mA

94 8343

20100

101

102

103

104

106

105

15050 100

VCE = 20 VE = 0

I-

Col

lect

or D

ark

Cur

rent

(nA

)C

EO


0

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

2.25

2.50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

94 8344

V = 5V

λ = 950 nm

CE

E e = 1 mW/cm2

I-

Rel

ativ

e C

olle

ctor

Cur

rent

care

l


www.vishay.com For technical questions, contact: [email protected] Document Number: 81527404 Rev. 1.5, 08-Sep-08

BPW77NA, BPW77NBVishay Semiconductors Silicon NPN Phototransistor, RoHS Compliant

Fig. 4 - Collector Light Current vs. Irradiance

Fig. 5 - Collector Light Current vs. Collector Emitter Voltage

Fig. 6 - Collector Emitter Capacitance vs. Collector Emitter Voltage

Fig. 7 - Turn-on/Turn-off Time vs. Collector Current

Fig. 8 - Relative Spectral Sensitivity vs. Wavelength

Fig. 9 - Relative Radiant Sensitivity vs. Angular Displacement

0.01 0.1 10.01

0.1

1

10

100

10

94 8349

VCE = 5 V= 950 nm

BPW77NB

BPW77NA

λ

Ee - Irradiance (mW/cm2)

I-

Col

lect

or L

ight

Cur

rent

(m

A)

ca

0.1 1 100.1

1

10

100

94 8350

= 950 nm Ee = 1 mW/cm2

0.5 mW/cm2

0.2 mW/cm2

0.1 mW/cm2

0.05 mW/cm2

0.02 mW/cm2

λ

I-

Col

lect

or L

ight

Cur

rent

(m

A)

ca

VCE - Collector Emitter Voltage (V)

0.1 1 100

4

8

12

16

20

CC

EO -

Col

lect

or E

rmitt

er C

apac

itanc

e (p

F)

VCE - Collector Ermitter Voltage (V)

100

94 8247

f = 1 MHz

1612840

94 8253

0

2

4

6

8

12

t on/t of

f - T

urn-

on/T

urn-

off T

ime

(µs)

IC - Collector Current (mA)

10 VCE = 5 VRL = 100 Ωλ = 950 nm

toff

ton

400 600 10000

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

S (

λ)re

l - R

elat

ive

Spe

ctra

l Sen

sitiv

ity

λ - Wavelength (nm)94 8348

800

0.4 0.2 0 0.2 0.4

Sre

l - R

elat

ive

Sen

sitiv

ity

0.6

94 8351

0.6

0.9

0.8

0°30°

10° 20°

40°

50°

60°

70°

80°0.7

1.0

Document Number: 81527 For technical questions, contact: [email protected] www.vishay.comRev. 1.5, 08-Sep-08 405

BPW77NA, BPW77NBSilicon NPN Phototransistor, RoHS Compliant Vishay Semiconductors

PACKAGE DIMENSIONS in millimeters

B

E

0.45

Lens

4±

0.1

5

± 0

.25

± 0

.7±

0.0

5

Ø 4.69 - 0.07+ 0.02

- 0.05+ 0.02

C

Chip position

Drawing-No.: 6.503-5023.01-4

specifications

according to DIN

technical drawings

Issue:1; 01.07.96

(2.5

)

13.2

6.15

5.

5

2.54 nom.

96 12180

© Semiconductor Components Industries, LLC, 2011

October, 2011 − Rev. 241 Publication Order Number:

MC7800/D

MC7800, MC7800A,MC7800AE, NCV7800

1.0 A Positive VoltageRegulators

These voltage regulators are monolithic integrated circuits designedas fixed−voltage regulators for a wide variety of applicationsincluding local, on−card regulation. These regulators employ internalcurrent limiting, thermal shutdown, and safe−area compensation. Withadequate heatsinking they can deliver output currents in excess of1.0 A. Although designed primarily as a fixed voltage regulator, thesedevices can be used with external components to obtain adjustablevoltages and currents.

Features• Output Current in Excess of 1.0 A

• No External Components Required

• Internal Thermal Overload Protection

• Internal Short Circuit Current Limiting

• Output Transistor Safe−Area Compensation

• Output Voltage Offered in 1.5%, 2% and 4% Tolerance

• Available in Surface Mount D2PAK−3, DPAK−3 and Standard3−Lead Transistor Packages

• NCV Prefix for Automotive and Other Applications Requiring Siteand Control Changes

• Pb−Free Packages are Available

MAXIMUM RATINGS (TA = 25°C, unless otherwise noted)

Rating Symbol

Value Unit

369C 221A 936

Input Voltage (5.0 − 18 V)(24 V)

VI 3540

Vdc

Power Dissipation PD Internally Limited W

Thermal Resistance,Junction−to−Ambient

RJA 92 65 Figure 15

°C/W

Thermal Resistance,Junction−to−Case

RJC 5.0 5.0 5.0 °C/W

Storage Junction TemperatureRange

Tstg −65 to +150 °C

Operating Junction Temperature TJ +150 °C

Stresses exceeding Maximum Ratings may damage the device. MaximumRatings are stress ratings only. Functional operation above the RecommendedOperating Conditions is not implied. Extended exposure to stresses above theRecommended Operating Conditions may affect device reliability.

*This device series contains ESD protection and exceeds the following tests:Human Body Model 2000 V per MIL_STD_883, Method 3015.Machine Model Method 200 V.

TO−220T SUFFIX

CASE 221AB

1

D2PAK−3D2T SUFFIXCASE 936

2

3

See detailed ordering and shipping information in the packagedimensions section on page 23 of this data sheet.

ORDERING INFORMATION

Heatsink surfaceconnected to Pin 2.

Pin 1. Input2. Ground3. Output

Heatsink surface (shown as terminal 4 incase outline drawing) is connected to Pin 2.

1

3

STANDARD APPLICATION

A common ground is required between theinput and the output voltages. The input voltagemust remain typically 2.0 V above the outputvoltage even during the low point on the inputripple voltage.

XX,

MC78XXInput

Cin*0.33 F

CO**

Output

These two digits of the type number indicate nominal voltage.

Cin is required if regulator is located anappreciable distance from power supplyfilter.

CO is not needed for stability; however,it does improve transient response. Values of less than 0.1 F could cause instability.

*

**

See general marking information in the device markingsection on page 31 of this data sheet.

DEVICE MARKING INFORMATION

DPAK−3DT SUFFIXCASE 369C

http://onsemi.com

1 23

4

MC7800, MC7800A, MC7800AE, NCV7800

http://onsemi.com2

R15680R18

100 k

D1Zener

R110.66 k

R21.56 k

R179.0 k

Q7QNPN

LATQ17

Q9QNPN 2

Q8QNPN

Q14QNPN

Q6QNPN

Q5QNPN 2

LAT 3 AQ18

R54.5 k

R61.0 k

Q13QNPN

Q2QNPN 4

SUBQ11 2

R1115 k

QNPN 6

Q1

R714 k

R31.8 k

R85.0 k

Diode

Q16

Q4QNPN

N+C130 PC2

3.0 P

R93.0 k

R16600

R2017500

Q15QNPN

Q10QNPN

R22100

Q12QNPN

R2450

1.0 P

R21600

R230.2

R1927.5 k

D2Zener

Q19QNPN

R141.0 k

Q20QNPN

R289.0 k

R279.0 k

R299.0 k

R256.0 k

R263.0 k

R123.0 k

R103340-(3316ACT)

R3018 k

Sense

Vout5.01

Vin

R1311660

Q3QNPN

MC7800

C3

Figure 1. Representative Schematic Diagram

This device contains 22 active transistors.

MC7800, MC7800A, MC7800AE, NCV7800

http://onsemi.com3

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 10 V, IO = 500 mA, TJ = Tlow to 125°C (Note 1), unless otherwise noted)

Characteristic Symbol

MC7805B, NCV7805B MC7805C

UnitMin Typ Max Min Typ Max

Output Voltage (TJ = 25°C) VO 4.8 5.0 5.2 4.8 5.0 5.2 Vdc

Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W)7.0 Vdc ≤ Vin ≤ 20 Vdc8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 20 Vdc

VO−

4.75−

5.0−

5.254.75−

5.0−

5.25−

Vdc

Line Regulation (Note 4)7.5 Vdc ≤ Vin ≤ 20 Vdc, 1.0 A8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 12 Vdc

Regline−−

5.01.3

10050

−−

0.50.8

2010

mV

Load Regulation (Note 4)5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A (TA = 25°C)

Regload−−

1.30.15

10050

−−

1.31.3

2525

mV

Quiescent Current IB − 3.2 8.0 − 3.2 6.5 mA

Quiescent Current Change7.0 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A (TA = 25°C)

IB−−

−−

−0.5

−−

0.30.08

1.00.8

mA

Ripple Rejection8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 18 Vdc, f = 120 Hz

RR − 68 − 62 83 − dB

Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C) VI − VO − 2.0 − − 2.0 − Vdc

Output Noise Voltage (TA = 25°C)10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz

Vn − 10 − − 10 − V/VO

Output Resistance f = 1.0 kHz rO − 0.9 − − 0.9 − m

Short Circuit Current Limit (TA = 25°C)Vin = 35 Vdc

ISC − 0.2 − − 0.6 − A

Peak Output Current (TJ = 25°C) Imax − 2.2 − − 2.2 − A

Average Temperature Coefficient of Output Voltage TCVO − −0.3 − − −0.3 − mV/°C

1. Tlow = 0°C for MC78XXC, MC78XXAC,= 40°C for NCV78XX, MC78XXB, MC78XXAB, and MC78XXAEB

2. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken into accountseparately. Pulse testing with low duty cycle is used.

MC7800, MC7800A, MC7800AE, NCV7800

http://onsemi.com4

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 10 V, IO = 1.0 A, TJ = Tlow to 125°C (Note 3), unless otherwise noted)

MC7805AB/MC7805AC/NCV7805AB

Characteristic Symbol Min Typ Max Unit

Output Voltage (TJ = 25°C) VO 4.9 5.0 5.1 Vdc

Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W)7.5 Vdc ≤ Vin ≤ 20 Vdc

VO 4.8 5.0 5.2 Vdc

Line Regulation (Note 4) Regline mV

7.5 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc, IO = 500 mA − 0.5 10

8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 12 Vdc, IO = 1.0 A − 0.8 12

8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 12 Vdc, IO = 1.0 A, TJ = 25°C − 1.3 4.0

7.3 Vdc ≤ Vin ≤ 20 Vdc, IO = 1.0 A, TJ = 25°C − 4.5 10

Load Regulation (Note 4) Regload mV

5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A, TJ = 25°C − 1.3 25

5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A − 0.8 25

250 mA ≤ IO ≤ 750 mA − 0.53 15

Quiescent Current IB − 3.2 6.0 mA

Quiescent Current Change IB mA

8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc, IO = 500 mA − 0.3 0.8

7.5 Vdc ≤ Vin ≤ 20 Vdc, TJ = 25°C − − 0.8

5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A − 0.08 0.5

Ripple Rejection8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 18 Vdc, f = 120 Hz, IO = 500 mA

RR 68 83 − dB

Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C) VI − VO − 2.0 − Vdc

Output Noise Voltage (TA = 25°C)10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz

Vn − 10 − V/VO

Output Resistance (f = 1.0 kHz) rO − 0.9 − m

Short Circuit Current Limit (TA = 25°C)Vin = 35 Vdc

ISC − 0.2 − A

Peak Output Current (TJ = 25°C) Imax − 2.2 − A

Average Temperature Coefficient of Output Voltage TCVO − −0.3 − mV/°C

3. Tlow = 0°C for MC78XXC, MC78XXAC,= 40°C for NCV78XX, MC78XXB, MC78XXAB, and MC78XXAEB

4. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken into accountseparately. Pulse testing with low duty cycle is used.

SPEC NO: DSAC0104 REV NO: V.8 DATE: NOV/02/2006 PAGE: 1 OF 4 APPROVED: J. Lu CHECKED: Joe Lee DRAWN: H.Q.YUAN ERP: 1301000498

Package Dimensions & Internal Circuit Diagram

Notes: 1. All dimensions are in millimeters (inches), Tolerance is ±0.25(0.01")unless otherwise noted. 2. Specifications are subject to change without notice.

13.2mm(0.52INCH) SINGLE DIGIT NU-MERIC DISPLAY

Features 0.52 INCH DIGIT HEIGHT.

EXCELLENT CHARACTER APPEARANCE.

EASY MOUNTING ON P.C. BOARDS OR SOCKETS.

I.C. COMPATIBLE.

MECHANICALLY RUGGED.

STANDARD : GRAY FACE, WHITE SEGMENT.

RoHS COMPLIANT.

Description The High Efficiency Red source color devices are

made with Gall ium Arsenide Phosphide on Gall ium

Phosphide Orange Light Emitt ing Diode.

Part Number: SA52-11EWA HIGH EFFICIENCY RED


Selection Guide

Part No. Dice Lens Type Iv (ucd) [1]

@ 10mA

Min. Typ.

SA52-11EWA HIGH EFFICIENCY RED(GaAsP/GaP) WHITE DIFFUSED 1200 6400 Common Anode,Rt. Hand Decimal.

Description

Electrical / Optical Characteristics at TA=25°C

Absolute Maximum Ratings at TA=25°C

Notes: 1. 1/10 Duty Cycle, 0.1ms Pulse Width. 2. 2mm below package base.

Symbol Parameter Device Typ. Max. Test Conditions Units

λpeak Peak Wavelength High Efficiency Red 627 nm IF=20mA

λD [1] Dominant Wavelength High Efficiency Red 625 nm IF=20mA

Δλ1/2 Spectral Line Half-width High Efficiency Red 45 nm IF=20mA

C Capacitance High Efficiency Red 15 pF VF=0V;f=1MHz

VF [2] Forward Voltage High Efficiency Red 2.0 2.5 V IF=20mA

IR Reverse Current High Efficiency Red 10 uA VR = 5V

Parameter High Efficiency Red Units

Power dissipation 105 mW

DC Forward Current 30 mA

Peak Forward Current [1] 160 mA

Reverse Voltage 5 V

Operating/Storage Temperature -40°C To +85°C

Lead Solder Temperature [2] 260°C For 3 Seconds

Note: 1. Luminous Intensity / Luminous Flux: +/-15%.

Notes: 1. Wavelength: +/-1nm. 2. Forward Voltage: +/-0.1V.


High Efficiency Red SA52-11EWA

SN54HC595...J OR W PACKAGE

SN74HC595...D, DB, DW, N, NS, OR PW PACKAGE

(TOP VIEW)

SN54HC595...FK PACKAGE

(TOP VIEW)

NC – No internal connection

1

2

3

4

5

6

7

8

16

15

14

13

12

11

10

9

B

C

D

E

F

G

H

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

GND

VCC

Q

SER

A

OE

RCLK

SRCLK

SRCLR

QH′

3 2 1 2 0 1 9

9 10 11 12 1 3

4

5

6

7

8

18

17

16

15

14

SER

OE

NC

RCLK

SRCLK

Q

Q

NC

D

E

Q

Q

F

G

Q NC

SR

CLRH

GN

D

NC

C

QB

VC

C

QA

Q

H'

Q

SN54HC595SN74HC595

www.ti.com SCLS041H –DECEMBER 1982–REVISED NOVEMBER 2009

8-BIT SHIFT REGISTERS WITH 3-STATE OUTPUT REGISTERSCheck for Samples: SN54HC595 SN74HC595

1FEATURES• 8-Bit Serial-In, Parallel-Out Shift• Wide Operating Voltage Range of 2 V to 6 V• High-Current 3-State Outputs Can Drive Up To

15 LSTTL Loads• Low Power Consumption: 80-μA (Max) ICC

• tpd = 13 ns (Typ)• ±6-mA Output Drive at 5 V• Low Input Current: 1 μA (Max)• Shift Register Has Direct Clear

DESCRIPTIONThe 'HC595 devices contain an 8-bit serial-in,parallel-out shift register that feeds an 8-bit D-typestorage register. The storage register has parallel3-state outputs. Separate clocks are provided for boththe shift and storage register. The shift register has adirect overriding clear (SRCLR) input, serial (SER)input, and serial outputs for cascading. When theoutput-enable (OE) input is high, the outputs are inthe high-impedance state.

Both the shift register clock (SRCLK) and storageregister clock (RCLK) are positive-edge triggered. Ifboth clocks are connected together, the shift registeralways is one clock pulse ahead of the storageregister.

1

Please be aware that an important notice concerning availability, standard warranty, and use in critical applications of TexasInstruments semiconductor products and disclaimers thereto appears at the end of this data sheet.

PRODUCTION DATA information is current as of publication date. Copyright © 1982–2009, Texas Instruments IncorporatedProducts conform to specifications per the terms of the TexasInstruments standard warranty. Production processing does notnecessarily include testing of all parameters.

http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/sn54hc595.html


https://commerce.ti.com/stores/servlet/SCSAMPLogon?storeId=10001&langId=-1&catalogId=10001&reLogonURL=SCSAMPLogon&URL=SCSAMPSBDResultDisplay&GPN1=sn54hc595

https://commerce.ti.com/stores/servlet/SCSAMPLogon?storeId=10001&langId=-1&catalogId=10001&reLogonURL=SCSAMPLogon&URL=SCSAMPSBDResultDisplay&GPN1=sn74hc595

SN54HC595SN74HC595

SCLS041H –DECEMBER 1982–REVISED NOVEMBER 2009 www.ti.com

ORDERING INFORMATION (1)

TA PACKAGE (2) ORDERABLE PART NUMBER TOP-SIDE MARKING

PDIP − N Tube of 25 SN74HC595N SN74HC595N

Tube of 40 SN74HC595D

SOIC − D Reel of 2500 SN74HC595DR HC595

Reel of 250 SN74HC595DT

Tube of 40 SN74HC595DW–40°C to 85°C SOIC − DW HC595

Reel of 2000 SN74HC595DWR

SOP − NS Reel of 2000 SN74HC595NSR HC595

SSOP − DB Reel of 2000 SN74HC595DBR HC595

Tube of 90 SN74HC595PWTSSOP – PW HC595

Reel of 2000 SN74HC595PWR

CDIP − J Tube of 25 SNJ54HC595J SNJ54HC595J

–55°C to 125°C CFP − W Tube of 150 SNJ54HC595W SNJ54HC595W

LCCC − FK Tube of 55 SNJ54HC595FK SNJ54HC595FK

(1) For the most current package and ordering information, see the Package Option Addendum at the end of this document, or see the TIweb site at www.ti.com.

(2) Package drawings, thermal data, and symbolization are available at www.ti.com/packaging.

Table 1. FUNCTION TABLE

INPUTSFUNCTION

SER SRCLK SRCLR RCLK OE

X X X X H Outputs QA−QH are disabled.

X X X X L Outputs QA−QH are enabled.

X X L X X Shift register is cleared.

First stage of the shift register goes low.L ↑ H X X Other stages store the data of previous stage, respectively.

First stage of the shift register goes high.H ↑ H X X Other stages store the data of previous stage, respectively.

X X X ↑ X Shift-register data is stored in the storage register.

2 Submit Documentation Feedback Copyright © 1982–2009, Texas Instruments Incorporated

Product Folder Link(s): SN54HC595 SN74HC595



http://www.ti.com

http://www.ti.com/packaging

http://www.go-dsp.com/forms/techdoc/doc_feedback.htm?litnum=SCLS041HH&partnum=SN54HC595



3R

C3

3S

1D

C1

R

3R

C3

3S

2R

C2

R

2S

3R

C3

3S

2R

C2

R

2S

3R

C3

3S

2R

C2

R

2S

3R

C3

3S

2R

C2

R

2S

3R

C3

3S

2R

C2

R

2S

3R

C3

3S

2R

C2

R

2S

3R

C3

3S

2R

C2

R

2S

13

12

10

11

14

15

1

2

3

4

5

6

7

9

QA

QB

QC

QD

QE

QF

QG

QH

QH′

OE

SRCLR

RCLK

SRCLK

SER

Pin numbers shown are for the D, DB, DW, J, N, NS, PW, and W packages.

SN54HC595SN74HC595


LOGIC DIAGRAM (POSITIVE LOGIC)

Copyright © 1982–2009, Texas Instruments Incorporated Submit Documentation Feedback 3







SRCLK

SER

RCLK

SRCLR

OE

QA

QB

QC

QD

QE

QF

QG

QH

QH’

implies that the output is in 3-State mode.NOTE:

SN54HC595SN74HC595


TIMING DIAGRAM








SN54HC595SN74HC595


ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (1)

over operating free-air temperature range (unless otherwise noted)VCC Supply voltage range −0.5 V to 7 V

IIK Input clamp current (2) VI < 0 or VI > VCC ±20 mA

IOK Output clamp current (2) VO < 0 or VO > VCC ±20 mA

IO Continuous output current VO = 0 to VCC ±35 mA

Continuous current through VCC or GND ±70 mA

D package 73°C/W

DB package 82°C/W

DW package 57°C/WθJA Package thermal impedance (3)

N package 67°C/W

NS package 64°C/W

PW package 108°C/W

Tstg Storage temperature range −65°C to 150°C

(1) Stresses beyond those listed under absolute maximum ratings may cause permanent damage to the device. These are stress ratingsonly, and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated under recommended operatingconditions is not implied. Exposure to absolute-maximum-rated conditions for extended periods may affect device reliability.

(2) The input and output voltage ratings may be exceeded if the input and output current ratings are observed.(3) The package thermal impedance is calculated in accordance with JESD 51-7.

RECOMMENDED OPERATING CONDITIONS (1)

SN54HC595 SN74HC595UNIT

MIN NOM MAX MIN NOM MAX

VCC Supply voltage 2 5 6 2 5 6 V

VCC = 2 V 1.5 1.5

VIH High-level input voltage VCC = 4.5 V 3.15 3.15 V

VCC = 6 V 4.2 4.2

VCC = 2 V 0.5 0.5

VIL Low-level input voltage VCC = 4.5 V 1.35 1.35 V

VCC = 6 V 1.8 1.8

VI Input voltage 0 VCC 0 VCC V

VO Output voltage 0 VCC 0 VCC V

VCC = 2 V 1000 1000

Δt/Δv Input transition rise/fall time (2) VCC = 4.5 V 500 500 ns

VCC = 6 V 400 400

TA Operating free-air temperature –55 125 –40 85 °C

(1) All unused inputs of the device must be held at VCC or GND to ensure proper device operation. See the TI application report,Implications of Slow or Floating CMOS Inputs, literature number SCBA004.

(2) If this device is used in the threshold region (from VILmax = 0.5 V to VIHmin = 1.5 V), there is a potential to go into the wrong state frominduced grounding, causing double clocking. Operating with the inputs at tt = 1000 ns and VCC = 2 V does not damage the device;however, functionally, the CLK inputs are not ensured while in the shift, count, or toggle operating modes.





http://www.ti.com/lit/SCBA004




SN54HC595SN74HC595


ELECTRICAL CHARACTERISTICSover recommended operating free-air temperature range (unless otherwise noted)

TA = 25°C SN54HC595 SN74HC595PARAMETER TEST CONDITIONS VCC UNIT

MIN TYP MAX MIN MAX MIN MAX

2 V 1.9 1.998 1.9 1.9

IOH = −20 μA 4.5 V 4.4 4.499 4.4 4.4

6 V 5.9 5.999 5.9 5.9

VOH VI = VIH or VIL QH′, IOH = −4 mA 3.98 4.3 3.7 3.84 V4.5 V

QA−QH, IOH = −6 mA 3.98 4.3 3.7 3.84

QH′, IOH = −5.2 mA 5.48 5.8 5.2 5.346 V

QA−QH, IOH = −7.8 mA 5.48 5.8 5.2 5.34

2 V 0.002 0.1 0.1 0.1

IOL = 20 μA 4.5 V 0.001 0.1 0.1 0.1

6 V 0.001 0.1 0.1 0.1

VOL VI = VIH or VIL QH′, IOL = 4 mA 0.17 0.26 0.4 0.33 V4.5 V

QA−QH, IOL = 6 mA 0.17 0.26 0.4 0.33

QH′, IOL = 5.2 mA 0.15 0.26 0.4 0.336 V

QA−QH, IOL = 7.8 mA 0.15 0.26 0.4 0.33

II VI = VCC or 0 6 V ±0.1 ±100 ±1000 ±1000 nA

IOZ VO = VCC or 0, QA−QH 6 V ±0.01 ±0.5 ±10 ±5 µA

ICC VI = VCC or 0, IO = 0 6 V 8 160 80 µA

2 VCi 3 10 10 10 pFto 6 V








SN54HC595SN74HC595


TIMING REQUIREMENTSover operating free-air temperature range (unless otherwise noted)

TA = 25°C SN54HC595 SN74HC595VCC UNIT

MIN MAX MIN MAX MIN MAX

2 V 6 4.2 5

fclock Clock frequency 4.5 V 31 21 25 MHz

6 V 36 25 29

2 V 80 120 100

SRCLK or RCLK high or low 4.5 V 16 24 20

6 V 14 20 17tw Pulse duration ns

2 V 80 120 100

SRCLR low 4.5 V 16 24 20

6 V 14 20 17

2 V 100 150 125

SER before SRCLK↑ 4.5 V 20 30 25

6 V 17 25 21

2 V 75 113 94

SRCLK↑ before RCLK↑ (1) 4.5 V 15 23 19

6 V 13 19 16tsu Setup time ns

2 V 50 75 65

SRCLR low before RCLK↑ 4.5 V 10 15 13

6 V 9 13 11

2 V 50 75 60

SRCLR high (inactive) before SRCLK↑ 4.5 V 10 15 12

6 V 9 13 11

2 V 0 0 0

th Hold time, SER after SRCLK↑ 4.5 V 0 0 0 ns

6 V 0 0 0

(1) This setup time allows the storage register to receive stable data from the shift register. The clocks can be tied together, in which casethe shift register is one clock pulse ahead of the storage register.








SN54HC595SN74HC595


SWITCHING CHARACTERISTICSover recommended operating free-air temperature range, CL = 50 pF (unless otherwise noted)

TA = 25°C SN54HC595 SN74HC595FROM TOPARAMETER VCC UNIT(INPUT) (OUTPUT) MIN TYP MAX MIN MAX MIN MAX

2 V 6 26 4.2 5

fmax 4.5 V 31 38 21 25 MHz

6 V 36 42 25 29

2 V 50 160 240 200

SRCLK QH′ 4.5 V 17 32 48 40

6 V 14 27 41 34tpd ns

2 V 50 150 225 187

RCLK QA−QH 4.5 V 17 30 45 37

6 V 14 26 38 32

2 V 51 175 261 219

tPHL SRCLR QH′ 4.5 V 18 35 52 44 ns

6 V 15 30 44 37

2 V 40 150 255 187

ten OE QA−QH 4.5 V 15 30 45 37 ns

6 V 13 26 38 32

2 V 42 200 300 250

tdis OE QA−QH 4.5 V 23 40 60 50 ns

6 V 20 34 51 43

2 V 28 60 90 75

QA−QH 4.5 V 8 12 18 15

6 V 6 10 15 13tt ns

2 V 28 75 110 95

QH′ 4.5 V 8 15 22 19

6 V 6 13 19 16

SWITCHING CHARACTERISTICSover recommended operating free-air temperature range, CL = 150 pF (unless otherwise noted)

TA = 25°C SN54HC595 SN74HC595FROM TOPARAMETER VCC UNIT(INPUT) (OUTPUT) MIN TYP MAX MIN MAX MIN MAX

2 V 60 200 300 250

tpd RCLK QA−QH 4.5 V 22 40 60 50 ns

6 V 19 34 51 43

2 V 70 200 298 250

ten OE QA−QH 4.5 V 23 40 60 50 ns

6 V 19 34 51 43

2 V 45 210 315 265

tt QA−QH 4.5 V 17 42 63 53 ns

6 V 13 36 53 45

OPERATING CHARACTERISTICSTA = 25°C

PARAMETER TEST CONDITIONS TYP UNIT

Cpd Power dissipation capacitance No load 400 pF








VOLTAGE WAVEFORMS

SETUP AND HOLD AND INPUT RISE AND FALL TIMESVOLTAGE WAVEFORMS

PULSE DURATIONS

thtsu

50%

50%50%10%10%

90% 90%

VCC

VCC

0 V

0 V

tr tf

Reference

Input

Data

Input

50%High-Level

Pulse50%

VCC

0 V

50% 50%

VCC

0 V

tw

Low-Level

Pulse

VOLTAGE WAVEFORMS

PROPAGATION DELAY AND OUTPUT TRANSITION TIMES

50%

50%50%10%10%

90% 90%

VCC

VOH

VOL

0 V

tr tf

Input

In-Phase

Output

50%

tPLH tPHL

50% 50%10% 10%

90%90%VOH

VOLtrtf

tPHL tPLH

Out-of-

Phase

Output

50%

10%

90%

VCC

≈VCC

VOL

0 V

Output

Control

(Low-Level

Enabling)

Output

Waveform 1

(See Note B)

50%

tPZL tPLZ

VOLTAGE WAVEFORMS

ENABLE AND DISABLE TIMES FOR 3-STATE OUTPUTS

VOH

≈0 V

50%

50%

tPZH tPHZ

Output

Waveform 2

(See Note B)

≈VCC

Test

PointFrom Output

Under Test

RL

VCC

S1

S2

LOAD CIRCUIT

PARAMETER CL

tPZH

tpd or tt

tdis

tentPZL

tPHZ

tPLZ

1 kΩ

1 kΩ

50 pF

or

150 pF

50 pF

Open Closed

RL S1

Closed Open

S2

Open Closed

Closed Open

50 pF

or

150 pF

Open Open

NOTES: A. CL includes probe and test-fixture capacitance.

B. Waveform 1 is for an output with internal conditions such that the output is low, except when disabled by the output control.

Waveform 2 is for an output with internal conditions such that the output is high, except when disabled by the output control.

C. Phase relationships between waveforms were chosen arbitrarily. All input pulses are supplied by generators having the following

characteristics: PRR ≤ 1 MHz, ZO = 50 Ω, tr = 6 ns, tf = 6 ns.

D. For clock inputs, fmax is measured when the input duty cycle is 50%.

E. The outputs are measured one at a time, with one input transition per measurement.

F. tPLZ and tPHZ are the same as tdis.

G. tPZL and tPZH are the same as ten.

H. tPLH and tPHL are the same as tpd.

CL(see Note A)

SN54HC595SN74HC595


PARAMETER MEASUREMENT INFORMATION

Figure 1. Load Circuit and Voltage Waveforms








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AAAAALPLPLPLPLPHANUMERICHANUMERICHANUMERICHANUMERICHANUMERIC L L L L LCD DCD DCD DCD DCD DISPLISPLISPLISPLISPLAAAAAYYYYY (16 (16 (16 (16 (16 XXXXX 2) 2) 2) 2) 2)

revolution Revolution Education Ltd. Email: [email protected] Web: www.rev-ed.co.ukLED008.PMD

Order CodeLED008 16 x 2 Alphanumeric Display

FRM010 Serial LCD Firmware (optional)

Contents1 x 16x2 Alphanumeric Display

1 x data booklet

IntroductionAlphanumeric displays are used in a wide range of applications, including palmtop

computers, word processors, photocopiers, point of sale terminals, medical

instruments, cellular phones, etc. The 16 x 2 intelligent alphanumeric dot matrix

display is capable of displaying 224 different characters and symbols. A full list of

the characters and symbols is printed on pages 7/8 (note these symbols can vary

between brand of LCD used). This booklet provides all the technical specifications

for connecting the unit, which requires a single power supply (+5V).

Further InformationAvailable as an optional extra is the Serial LCD Firmware, which allows serial

control of the display. This option provides much easier connection and use of the

LCD module. The firmware enables microcontrollers (and microcontroller based

systems such as the PICAXE) to visually output user instructions or readings onto

an LCD module. All LCD commands are transmitted serially via a single

microcontroller pin. The firmware can also be connected to the serial

port of a computer.

An example PICAXE instruction to print the text

‘Hello’ using the serout command is as follows:

serout 7,T2400,(“Hello”)

2


LCD DISPLAY

Outline Dimension and Block Diagram

3


LCD DISPLAY

Electrical Characteristics

Timing Characteristics

Timing Chart

4


LCD DISPLAY

Interface with MPU

5


LCD DISPLAY

Example of Power Supply

Instructions

6


LCD DISPLAY

Power Supply Reset

7


LCD DISPLAY

Standard Character Pattern (Powertip Module)

8


LCD DISPLAY

Standard Character Pattern (Elec & Eltek Module)

14

Photoconductive Cell VT900 Series

PACKAGE DIMENSIONS inch (mm)

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

Parameter Symbol Rating Units

Continuous Power Dissipation Derate Above 25°C

PD∆PD / ∆T

801.6

mWmW/°C

Temperature Range Operating and Storage TA –40 to +75 °C

2

5

ELECTRO-OPTICAL CHARACTERICTICS @ 25°C (16 hrs. light adapt, min.)

See page 13 for notes.

Part Number

Resistance (Ohms)

Material Type

Sensitivity (γ, typ.)

Maximum Voltage (V, pk)

Response Time @ 1 fc (ms, typ.)10 lux

2850 K2 fc

2850 KDark

Min. Typ. Max. Typ. Min. sec. Rise (1-1/e) Fall (1/e)

VT9ØN1 6 k 12 k 18 k 6 k 200 k 5 Ø 0.80 100 78 8

VT9ØN2 12 k 24 k 36 k 12 k 500 k 5 Ø 0.80 100 78 8

VT9ØN3 25 k 50 k 75 k 25 k 1 M 5 Ø 0.85 100 78 8

VT9ØN4 50 k 100 k 150 k 50 k 2 M 5 Ø 0.90 100 78 8

VT93N1 12 k 24 k 36 k 12 k 300 k 5 3 0.90 100 35 5

VT93N2 24 k 48 k 72 k 24 k 500 k 5 3 0.90 100 35 5

VT93N3 50 k 100 k 150 k 50 k 500 k 5 3 0.90 100 35 5

VT93N4 100 k 200 k 300 k 100 k 500 k 5 3 0.90 100 35 5

VT935G

Group A 10 k 18.5 k 27 k 9.3 k 1 M 5 3 0.90 100 35 5

Group B 20 k 29 k 38 k 15 k 1 M 5 3 0.90 100 35 5

Group C 31 k 40.5 k 50 k 20 k 1 M 5 3 0.90 100 35 5

4

3 6

LOG (R10/R100)LOG (100/10)

-------------------------------------

1

PerkinElmer Optoelectronics, 10900 Page Ave., St. Louis, MO 63132 USA Phone: 314-423-4900 Fax: 314-423-3956 Web: www.perkinelmer.com/opto

escola secundária afonso lopes...

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