UNIVERSIDADE CATLICA DE PETRPOLIS CENTRO DE ENGENHARIA E COMPUTAO

TERMMETRO DIGITAL

Bruna Gonzaga da Silva Ferreira 072000151

Petrpolis 2013

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UNIVERSIDADE CATLICA DE PETRPOLIS CENTRO DE ENGENHARIA E COMPUTAO

TERMMETRO DIGITAL

Trabalho acadmico apresentado UCP como requisito parcial para

obteno da aprovao na disciplina Tcnicas Digitais.

Bruna Gonzaga da Silva Ferreira

Imbrsio Professor

Petrpolis

2013

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SUMRIO

1. Introduo.......................................................................................................... 3

2. Projeto ............................................................................................................... 3

2.1. O Circuito Integrado ICL7107 ....................................................................... 3

2.2. Caractersticas .............................................................................................. 4

2.3. Configurao dos Pinos ................................................................................ 4

2.4. Configurao Analgica ................................................................................ 4

2.5. Configurao Digital ...................................................................................... 5

2.6. Teste do circuito integrado ICL7107 ............................................................. 5

2.7. Componentes utilizados no projeto ............................................................... 6

2.8. Esquema Eltrico .......................................................................................... 6

2.9. O Transistor 2N222 funo de Sensor .......................................................... 7

2.10. O Display 7 Segmentos ................................................................................ 7

2.11. Circuito Final ................................................................................................. 8

2.12. Conexes externas ....................................................................................... 9

2.13. Calibrao .................................................................................................... 9

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TERMMETRO DIGITAL

1. Introduo

Temos como objetivo construir um termmetro digital, o que nos permite medir temperaturas moderadas, a escala ajustada em Grau Celsius podendo ir de 199 C a +199C. Sabemos que a variao de temperatura, em componentes eltricos, causa um acrscimo ou decrscimo de tenso. Usando esse artifcio foi possvel construir, no devemos descartar a no linearidade dos componentes neste projeto includos, j que todos possuem componentes resistivas, indutivas, capacitivas e perdas por dissipao ente outras.

2. Projeto O corao do circuito, o integrado ICL 7107 basicamente criado como

conversor analgico digital direto, na funo de voltmetro, capaz de excitar, tambm diretamente um display baseado em dgitos numricos a leds. Temos tambm capacitores / resistores para dimensionar o clock interno e parmetros de referncia de tenses a serem "comparadas" e medidas. Tendo um sensor, ou seja, conversor inicial de temperatura / tenso. O transistor 2N 2222 estabelecido em divisor de tenso com o resistor 10K, ligado ao seu coletor / base (via resistor de 47R), de forma que, a tenso na juno de transistor com resistor "companheiro" torna-se inversamente proporcional a temperatura "sentida" pelo prprio 2N 2222. A alimentao do circuito simtrica de 5V, que foi obtida atravs de uma tenso de 10 Vcc e depois dividido em duas fatias de 5V cada pelo integrado 7805 e o diodo zener de 5V 0.5W , ainda ressaltando que o circuito tem uma corrente baixssima sendo assim, um pequeno consumo.

2.1. O Circuito Integrado ICL7107

Temos o circuito integrado ICL7107 como nosso principal componente,

logo importante dizermos sobre suas caractersticas principais. O integrado ICL7107 tem uma alta performance, necessita de uma baixa potncia e possui 3 dgitos um conversor analgico \ digital, esto includo decodificadores de sete segmentos, drivers de display, uma referncia, e um clock. O ICL7107 rene uma combinao de alta preciso, versatilidade, e economicamente vivel.

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2.2. Caractersticas

- Possui uma alta preciso, quanto leitura na entrada. - 1pA de corrente na entrada. - Possui um Drive de Display direto. - Baixo Rudo, menos de 15Vp-p. - Possui um clock interno e uma referncia. - Baixa potncia dissipada, menos que 10mW. - No requer nenhum circuito adicional ativo. - Temperatura que garante seu funcionamento entre 0C e 70C. - Possui 40 pinos.

2.3. Configurao dos Pinos

2.4. Configurao Analgica

A figura a seguir demonstra o interior do ICL7107 em seu esquema

eltrico, somente a parte analgica em pontilhado.

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2.5. Configurao Digital

A figura abaixo demonstra os decodificadores de sete segmentos internos para os displays e tambm o circuito de clock interno,arranjado nos pinos 40, 39 e 38.

2.6. Teste do circuito integrado ICL7107

Montando o circuito a seguir possvel verificar se o mesmo est em

condies de uso.

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2.7. Componentes utilizados no projeto

- Conversor Analgico / Digital ICL 7107 - 4 x Display anodo comum - Transistor (Sensor) 2N2222. - Capacitores (2 x 220 nF, 2 x 10 nF, 100 nF, 100 pF) - 2 Trim - pot (22 K) - Resistores (2 x 100 K, 68 K, 47R, 47 K, 10 K) Para a fonte: - Transformador 12 V - Capacitor 470 F - 2 Diodos 1N4007 - CI 7805 - Diodo Zener 5 V 0,5W

2.8. Esquema Eltrico

O esquema eltrico abaixo, apresenta do lado direito a fonte de 300mA e 5V, logo toda parte esquerda o circuito capaz de medir variaes de temperatura, ou termmetro.

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2.9. Transistor 2N222 - Funo de Sensor

Sabemos que os transistores, como outros componentes, variam suas grandezas eltricas com a temperatura. Aproveitando desta possvel fazer do transistor 2N2222 com encapsulamento metlico um sensor de temperatura, veja figura abaixo, isso se torna possvel com o auxilio de um conversor analgico digital. bom lembrar que o coletor e a base esto curto-circuitados e ligados ao divisor de tenso do circuito, e o emissor conectado ao pino 32. Veja a tabela alguns dados sobre o componente.

Temperatura Operando na juno -65C at +300C Tenso Base-emissor 6V Potncia Dissipada 3.33mW/C

2.10. Display 7 Segmentos

Um display de

sete segmentos, como seu nome indica, composto de sete elementos, os quais podem ser ligados ou desligados individual- mente. Eles podem ser combinados para pro-duzir representaes simplificadas de alga- rismos arbicos. Freqentemente, os sete segmentos so dispostos de forma oblqua ou itlica, o que melhora a legibilidade. Um display de sete segmentos, um tipo de display (mostrador) barato usado como alternativa a displays de matriz de pontos mais complexos e dispendiosos. Displays de sete segmentos so comumente usados em eletrnica como forma de exibir uma informao alfanumrica (binrio, octadeci-mal, decimal ou hexadecimal) que possa ser prontamente compreendida pelo usurio sobre as operaes internas de um dispositivo. Seu uso corriqueiro por se tratar de uma opo barata, funcional e de fcil configurao.

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2.11. Circuito Final

Montado em project Board o circuito no apresentou maiores problemas, no seu canto inferior esquerdo temos a fonte (sem o transformador), no canto inferior direito os displays conectados, por fios azul, laranjada e verde, ao ICL7107 localizado no canto superior direito. Por ltimo temos o circuito desenvolvido para o funcionamento do transistor 2N2222 (encapsulamento metlico), situado no meio ao lado do capacitor (35V 470F). Observando o projeto vemos os trim-pot que devem ser variados para ajustar a temperatura.

Figura 1: Ligao dos Displays

Figura 2: Aplicao de solda no sensor de temperatura (transistor 2N222) e em dois Trim-pot (usados para calibrar a temperatura)

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Figura 3: Montagem do Circuito Final

2.12. Conexes externas

Poucas e simples so as ligaes externas ao impresso quanto ao sensor ao ponto BC da placa e o emissor ao ponto E. Essa conexo depende da aplicao pode ser razoavelmente longa, tendo at 10 m de comprimento.

2.13. Calibrao

Esta feita mergulhando o sensor em um recipiente em gua e gelo em cubos. Aps 10 minutos o trim-pot B deve ser ajustado de modo que o display indique O. Em seguida coloca-se o sensor em gua fervente durante 10 minutos, e com o trim-pot A ajusta-se a temperatura em 100.