Mais uma vez, é um prazer estar aqui no Ibytes para compartilhar conhecimento e, desta vez, responder a uma pergunta muito pertinente de um de nossos leitores.
A interação com vocês é o que move nosso canal, e este novo formato de vídeo-resposta é uma tentativa de tornar nossa comunicação ainda mais direta e valiosa.
Espero que gostem!
A questão que nos foi enviada é sobre um tema que gera bastante curiosidade: a geração de frequências específicas, como os 60 Hz, utilizando o popular circuito integrado 4060.
O questionamento foi direto: como conseguimos 60 Hz com este circuito, já que a frequência de 32.768 Hz, comum em osciladores a cristal, não é um múltiplo direto?
Para começar, quero destacar o componente principal do nosso projeto: o CI 4060.
Este é um contador/divisor binário com um oscilador embutido, uma verdadeira “caixa de ferramentas” para projetos de temporização e divisão de frequência.
Mas, como todo grande componente, ele exige um entendimento profundo de sua operação para que possamos extrair o máximo de seu potencial.
E é exatamente isso que vamos explorar hoje.
A magia por trás da geração de frequência com o 4060 reside na fórmula que governa o seu oscilador.
Para cada configuração de circuito, existe uma equação específica que determina a frequência de saída.
No nosso caso, a fórmula para a frequência no pino 11 é a seguinte:
Frequência (Hz) = 1 / (2.3 * C1 * R1)
Onde:
2.3 é uma constante do circuito.
C1 é o valor do capacitor em Farads.
R1 é o valor do resistor em Ohms.
No nosso exemplo, para obtermos uma frequência de 62 Hz no pino 11, usamos um capacitor C1 de 0.00000007 Farads (equivalente a 7 microfarads) e um resistor R1 de 100.000 Ohms.
Ao aplicar a fórmula, chegamos a um valor aproximado de 62 Hz.
É importante notar que estamos no pino 11, que faz parte do circuito oscilador.
Tentar extrair a frequência diretamente deste pino não é o ideal, pois pode desestabilizar o circuito.
E é aqui que entra o grande segredo.
A frequência que realmente queremos, os 60 Hz, não será obtida diretamente no pino 11.
CI 4060 é um divisor de frequência, e a frequência de saída é, na verdade, uma fração da frequência de oscilação.
Nos pinos de saída, como o pino 4, a frequência é dividida por um fator específico.
Na nossa configuração, a frequência no pino 4 é aproximadamente 1/3 da frequência do pino 11.
Isso significa que, para obter 60 Hz no pino 4, precisamos gerar uma frequência maior no pino 11.
Para ser mais exato, uma frequência de aproximadamente 180 Hz!
Se usarmos um capacitor de 5 microfarads no lugar do C1, teremos cerca de 180 Hz no pino 11, o que, ao ser dividido, nos dará os tão desejados 60 Hz no pino 4.
Uma dica de ouro para os nossos leitores: para um ajuste fino e preciso, a alteração do resistor R1 com um trimpot ou potenciômetro é a melhor solução.
Pequenos ajustes permitem alcançar a frequência exata de 60 Hz, compensando as pequenas variações dos componentes.
Lembrando que o vídeo que serviu de base para este artigo será incorporado ao final do texto.
Para quem prefere a explicação visual, o vídeo é um excelente complemento para este guia.