PLACA LOGO-CONTROL

O LOGO é uma linguagem de programação bastante fácil de se aprender, pois é bastante intuitiva. Ela é aplicada atualmente em muitas escolas e com bastante sucesso. Para aqueles que iniciam agora seu aprendizado e/ou ainda para aqueles que estão em busca de um circuito que permita o controle de “cargas” através da porta-paralela, a placa que apresentarei neste artigo pode ser a resposta. E se usada com o SuperLogo, a mesma pode ser um complemento para aqueles que desejam ir além do "desenhar com a tartaruga".

A PROPOSTA

A proposta é bem simples. Sugiro a montagem de uma pequena placa que permitirá o controle através da porta paralela do PC de cargas de maior potência que a suportada pela porta. As aplicações são muitas, como:

A placa possui em sua entrada “opto-acopladores” para proteção da porta paralela contra qualquer problema, isolando assim o PC do resto da placa. Em suas saídas foram inseridos quatro relés, o que significa que é possível controlar quatro cargas independentes AC ou mesmo DC. Com a adição de mais uma placa é possível controlar até oito cargas. Para aqueles que estão atrás de uma placa simples que permita o controle de cargas através de um PC, está placa pode ser uma boa alternativa.

Você já deve ter notado que o uso desta placa, em conjunto com um PC e a Linguagem LOGO permitirá uma série de “automatismos”. Tudo será uma questão de criatividade e esta, tenho certeza, não faltará a você!

Claro que se você tiver conhecimento em outra Linguagem de Programação como C/C++, Delphi, VB, Java ou outra poderá desenvolver muitas aplicações com esta placa.

O CIRCUITO

Na figura abaixo você tem o circuito eletrônico da placa LOGO-CONTROL. O mesmo é bastante simples. O conector CN1 tem o mesmo formato de um conector para a porta paralela (LPT) de um PC (DB25). No circuito foram utilizados, para esta “porta” (LPT), apenas os quatro primeiros bits de dados, D0 a D3 (pinos 2 a 5) e os pinos de GND (18 a 25). Caso você deseje utilizar mais uma placa, poderá fazê-lo utilizando os últimos bits de dados, D4 a D7 (pinos 6 a 9) e interconectando os pinos de GND ao GND da nova placa.

CI1 a CI4 são opto-acopladores 4N25 com sua “entrada” ligada a porta paralela (pinos de dados) e sua “saída” ligada ao controle de um relé (transistor). Na figura abaixo, você pode ver o diagrama interno do 4N25.

Observando a figura acima, você vê que internamente ao opto-acoplador, existe um diodo emissor de raios “infra-vermelhos” (LED IR) e um foto-transistor. Quando o diodo é ligado de maneira adequada, sua condução faz com que o mesmo emita raios IR. Estes são então captados pelo foto-transistor que passa da condição de “corte” (não condução de corrente na junção coletor/emissor) para a “saturação” (condução de corrente na junção coletor/emissor).

Desta forma o sinal inserido na “entrada” (diodo IR) é transportado para a “saída” (foto-transistor) “opticamente”, sem qualquer conexão “elétrica”, pois o circuito de “entrada” (PC) fica isolado do circuito de saída (relés). Note que o GND da placa não está conectado ao GND da porta paralela também. Se, por exemplo, ocorrer um curto-circuito ou sobrecarga na placa (mais especificamente em suas saídas), o efeito não será “transportado” para porta paralela, sendo que a analise inversa também é valida (problemas na porta paralela do PC).

R1 a R4 são resistores limitadores de corrente para os diodos-emissores dos opto-acopladores. R5 a R8 são resistores de polarização de base para Q1 a Q4. D1 a D4 são diodos de proteção para os transistores (Q1 a Q4) contra correntes reversas que surgem quando do desligamento das bobinas dos relés. RL1 a RL4 são relés com tensão de bobina igual a 5 VDC com um contato reversível. Os LEDs 2 a 5 informam quando um relé (1 a 4, respectivamente) está ativo (LED aceso = relé ativo, LED apagado = relé não ativo). Os resistores R10 a R13 são limitadores de corrente para estes LEDs.

O circuito prevê ainda uma fonte de alimentação. A mesma é formada por um transformador 9VAC + 9VAC com corrente da ordem de 0,5 a 1 A, um regulador de tensão para 5 VDC (CI5), dois diodos retificadores (D5 e D6), além dos capacitores de filtro (C1 e C2). O LED1, juntamente com seu resistor limitador de corrente (R9), indica que o circuito está ligado (5VDC presente).

MONTAGEM

Na figura abaixo está o lay-out que utilizei para a confecção da placa de circuito impresso. Você notará que a mesma tem duas faces. Mais abaixo em downloads você encontrará os desenhos para, caso deseje, fazer a sua.

Se você nunca confeccionou uma placa com duas faces, confeccionar esta pode ser uma excelente oportunidade para ampliar seus conhecimentos. O lado dos componentes recebeu apenas duas trilhas e isso facilitou bastante a sua confecção.

A metodologia a ser aplicada na confecção desta placa é a mesma usada na confecção de uma placa com apenas uma face. A diferença é que serão necessários aplicar dois desenhos de forma “casada”, ou seja, a furação das ilhas no lado superior (componentes) deve bater com a furação da parte inferior, se existir ligação como o mesmo componente (pino) em cima e em baixo da placa. Isto deve ser feito na fase do desenho da placa.

Em resumo: primeiro você deverá realizar a transferência do desenho da parte inferior, utilizando o método usual. Em seguida, orientando-se pela furação, deverá aplicar o desenho no lado superior (lembrando que a placa deve ter cobre dos dois lados). Você também tem a opção de fazer apenas a confecção das trilhas do lado inferior na placa e fazer as ligações do lado superior com fios encapados. A escolha é sua!

Após a confecção da placa, inicie a montagem. Utilize suportes para todos os CIs opto-acopladores. Tenha muito cuidado ao soldar os capacitores eletrolíticos, diodos, o regulador de tensão, transistores e LEDs. São componentes polarizados e requerem cuidado neste quesito.

Se você optou pela confecção do circuito impresso com dupla face, não deve se esquecer que é necessário soldar cada ponto onde exista ligação com ambos os lados da placa (ilhas). Sem isso não haverá conexão entre estes pontos e o circuito não funcionará!

Os resistores não são componentes polarizados. O único cuidado é montá-los na posição indicada na placa. Use a lista de materiais para se orientar com relação ao seu código de cores. Os capacitores C1 e C2 são capacitores do tipo eletrolíticos e, portanto, polarizados. Cuidado para não invertê-los na sua montagem.

Os diodos D5 e D6 são diodos retificadores, enquanto os diodos D1, D2, D3 e D4 são diodos de sinal. Cuidado para não se confundir durante a montagem. Os LEDs 1 a 5 são do tipo comum, redondo de 5 mm (qualquer cor serve).

Os transistores utilizados nesta montagem são do tipo NPN (BC337). A montagem de um transistor requer cuidados para evitar a sua inversão, além do seu sobre aquecimento durante a solda. Os relés utilizados em meu protótipo foram do fabricante Metaltex modelo AT1RC-5V, mas um outro qualquer, desde que equivalente, poderá ser utilizado.

O uso de um pequeno radiador de calor para CI5 (o regulador de tensão) é recomendado. Assim, o circuito poderá ficar ligado durante longos períodos sem que CI5 “sofra” com um possível sobre-aquecimento.

O transformador utilizado na montagem deve ter tensão de entrada de acordo com a rede elétrica e tensão de saída com 9VAC + 9VAC (transformador com tomada central no secundário) e 0,5 a 1 A de corrente. 

Em meu protótipo utilizei conectores tipo KRE com três segmentos cada para a ligação do transformador (TRAFO) e dos relés (RL1 a RL4). Mas você poderá soldar os fios do transformador diretamente na placa sem maiores problemas.

Para ligar as cargas aos relés você poderá utilizar os contatos "NA" e "C" ou "NF" e "C". Se uma carga necessitar ficar ligada por um longo período, sugiro o uso dos contados “NF” e “C”, pois não haverá necessidade de se manter o relé ligado durante este (longo) período. Porém se a carga necessita permanecer ligada durante curtos intervalos de tempo, o ideal é utilizar os contatos “NA” e “C”. 

Para conectar a placa a um PC é preciso um cabo para viabilizar a comunicação entre o PC e a placa. Veja o mesmo na figura abaixo.

Para melhorar ainda mais o acabamento final, a inserção da placa em uma caixa pode ser uma boa pedida. Esta caixa pode ser construída com plástico, alumínio, ferro ou ainda madeira. A instalação da placa em caixas metálicas requer certos cuidados com a isolação da placa em relação à caixa para evitar um curto-circuito. Já as caixas de plástico ou madeira dispensam tais cuidados. A escolha do tipo e material com que a caixa será construída é livre.

Uma excelente alternativa é o uso de caixas comerciais para finalizar o projeto. A Patola, fabricante de caixas plásticas, oferece uma série de modelos para diversos fins. Uma consulta ao site da fabricante poderá ajudá-lo a escolher uma caixa apropriada a sua montagem.

O PROGRAMA

Na figura abaixo apresento o fluxograma do programa. Detalharei a seguir o seu funcionamento, que é bem simples. O mesmo inicia a porta paralela com o valor “0” em todos os seus pinos de dados. Em seguida a tela de controle é montada e os botões descritos no fluxograma podem ser vistos.

Ao ser pressionado um botão, um valor é inserido na porta paralela, sem que um outro valor já inserido seja alterado. Na tabela abaixo você tem os valores inseridos, de acordo com o botão pressionado.

Tabela – Valores inseridos na porta paralela

Observando atentamente a tabela, na coluna que demonstra o valor inserido, convertido para notação “binária”, é possível perceber que para ligar um determinado relé, inseri o nível lógico “1” (Vcc) e para desligá-lo inseri o nível lógico “0” (GND) no bit de dado que controla tal relé. Estes bits são D0, D1, D2 e D3 para RL1, RL2, RL3 e RL4, respectivamente. O valor do bit correspondente é inserido sem alterar os outros bits. Isso é conseguido com o uso da lógica “OR” (OU) para ligar os bits e “AND” (E) para desligá-los.

Estudar o programa poderá ajudar ainda mais na sua compreensão. O Super LOGO possui um belíssimo “help” (ajuda), muito bem documentado e em nossa língua. Use-o para compreender cada comando.

TESTE E USO

Após a montagem, é conveniente realizar uma verificação na placa. Reveja todas as ligações, as soldas, posições dos componentes, etc. Gaste alguns minutos nesta verificação. Não tenha pressa em ligar o circuito. Alguns minutos gastos em uma boa verificação pode representar a diferença entre o sucesso e o fracasso nesta montagem.

Agora que tudo foi verificado, vamos ao teste. Conecte o cabo de comunicação à porta paralela (LPT1) do seu PC. Ligue o circuito, execute o programa Super LOGO, abra o arquivo oferecido em downloads (logo abaixo) e execute-o (basta digitar logo_control na linha de comandos e clicar no botão “Executar”). Todos o relés devem permanecer desligados neste momento. Veja a tela do programa na figura abaixo.

Clique em um botão de controle para um dos relés e verifique se o mesmo ligou. Você poderá ouvir um estalo emitido pelo fechar dos seus contatos e o LED correspondente acenderá. Teste todos os outros relés.

Para ligar uma carga qualquer à placa, basta seguir as orientações dadas anteriormente. Tome bastante cuidado, principalmente se você estiver utilizando a rede elétrica para alimentar tais cargas. Há perigo de choque nos conectores dos relés e em alguns pontos da placa por onde a tensão CA circula, além de curto-circuito na rede caso você faça algo errado.

O circuito é funcional e não apresentou qualquer problema durante os testes no meu laboratório. Caso a sua placa não funcione adequadamente, você deverá verificar sua montagem novamente. Reveja todas as etapas, quantas vezes forem necessárias. Verifique se não existem erros na confecção da placa, se não há soldas frias ou pequenos curtos provocados por pontos muito próximos, etc. Verifique também a montagem do seu cabo. E caso você não o tenha montado, verifique mesmo assim! Lembre-se que toda verificação deve ser feita com muita calma, e preferencialmente com a ajuda de um amigo mais experiente ou até mesmo um professor. Geralmente um “terceiro” tem mais chance de encontrar um erro que nos passou despercebido.

CONCLUSÃO

Com poucos componentes foi possível desenvolver esta pequena placa. E suas aplicações são muitas. Tudo depende da criatividade de cada um. Eu já a usei em muitas soluções, até mesmo para terceiros. Espero que está montagem o ajude também de alguma forma, caso você venha a experimentá-la. Boa sorte e sucesso!!!!

DOWNLOADS:

- Circuito da placa Logo Control
- Desenho do Lay-out da placa (lado inferior invertido)
- Desenho do Lay-out da placa (lado superior não invertido)
- Programa desenvolvido na Linguagem Super Logo
- Lista de materiais

Este projeto foi publicado, com minha autorização, na revista Mecatrônica Fácil nº 27 de Março/Abril de 2006.