Contador

Revista Brasileira de Ensino de F´ ısica, v. 30, n. 1, 1501 (2008) www.sbfisica.org.br

Produtos e Materiais Did´ticos a

Contadores eletrˆnicos no laborat´rio did´tico. o o a Parte I. Montagem e aplica¸˜es co
(Electronic counter in undergraduate laboratories. Part I. Assembly and applications)

R. Hessel1 , C.S. de Oliveira, G.A. Santarine e D.R. Vollet
Departamento de F´ ısica, Institutode Geociˆncias e Ciˆncias Exatas, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro, SP, Brasil e e Recebido em 14/6/2007; Revisado em 29/8/2007; Aceito em 18/12/2007 Mostramos, inicialmente, como montar um contador eletrˆnico digital de 4 d´ o ıgitos, utilizando componentes de baixo custo e facilmente encontrados no com´rcio especializado. Em seguida, mostramos, tamb´m, como um e e contador emassocia¸ao com um cristal oscilador de 1 MHz pode ser utilizado para medir com precis˜o intervalos c˜ a de tempo na faixa de microssegundos, d´cimos de milissegundos e milissegundos. Exemplos de aplica¸oes ene c˜ volvendo, particularmente, medida de freq¨ˆncia, velocidade e acelera¸ao, assim como t´cnicas eletrˆnicas para ue c˜ e o iniciar/interromper automaticamente uma contagem s˜o tamb´m discutidos. Oscircuitos descritos s˜o simples a e a e podem ser reproduzidos sem grande dificuldade at´ mesmo por alunos de gradua¸ao. e c˜ Palavras-chave: contador eletrˆnico, contador de d´cada, oscilador ` cristal, medidor de tempo, medida de o e a intervalo de tempo. We show how to set up a 4-digit electronic counter, using inexpensive and easy-to-find components. We show, also, how a counter in conjunctionwith a crystal oscillator of 1 MHz can be used to measure time intervals accurately in the microsecond, 0.1 of millisecond, and millisecond range. Examples of applications involving, particularly, frequency, speed, and acceleration measurement, as well as electronic techniques for start/stop automatically a counting is also discussed. The described circuits are simple and they can be reproducedwithout great difficulty, even for undergraduate students. Keywords: electronic counter, decade counter, crystal oscillator, digital timer, measurement of time interval.

1. Introdu¸˜o ca
Um contador eletrˆnico ´ provavelmente um dos mais o e uteis e vers´teis subsistemas num sistema digital [1]. ´ a Gra¸as `s diversas vers˜es dispon´ c a o ıveis podem ser utilizados, por exemplo, para contagensdiversas, divis˜o de freq¨ˆncia, medi¸˜o de intervalo de tempo e a ue ca freq¨ˆncia, gera¸˜o de formas de onda, e, at´ mesmo, ue ca e para converter informa¸˜es anal´gicas em digitais. co o Contadores eletrˆnicos operando em associa¸˜o com o ca uma fonte de freq¨ˆncia precisa e est´vel s˜o particularue a a mente uteis num Laborat´rio de F´ ´ o ısica B´sica quando a se deseja medir pequenos intervalosde tempo [2-5]. Medidas desse tipo podem ser feitas automaticamente e com facilidade utilizando equipamentos comerciais, entretanto seu custo relativamente alto [6] acaba, em muitos casos, desestimulando ou at´ mesmo inviabilizando e sua utiliza¸˜o. Felizmente, o problema do custo pode ca ser contornado porque existe no com´rcio uma grande e variedade de componentes eletrˆnicos de baixo custo, o apartir dos quais podemos montar kits muito simila1 E-mail:

res `queles dispon´ a ıveis no mercado mas a um custo no m´ ınimo dez vezes menor. Neste primeiro artigo, vamos mostrar como isso pode ser feito, e descrever alguns dos experimentos realizados com o kit que montamos para medir, de maneira precisa e autom´tica, pequenos a intervalos de tempo. No segundo artigo apresentaremos umaalternativa para os cronˆmetros digitais com o mem´ria. o

2.

Montagem de um contador

A ind´stria eletrˆnica fabrica uma variedade enorme u o de contadores [7]. Dentre esses, os mais indicados para quem deseja montar um simples contador de eventos ou pulsos s˜o os contadores de d´cadas, isto ´, aqueles que a e e permitem contar de 0 a 9. Ligando-se em cascata v´rios a desses contadores,...