Eletrônica Para Todos (003)

7/29/2019 Eletrnica Para Todos (003)

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ANALG ICA

A (O r r f n t f n o sa i p f l o s f i o sD a m esm a f o r m a q ue su (ed e cem u m a (analila~o d e C J u ab em sel ad a,

u m d r


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ANALG IC A

R , s i s t i n c i a s em s i r i ,D u as o u m a i s nJ sist~ncias em siri~ s o atravesssdas p~la mesma corrente. O s seus valeres s o so m a d o s

o que que sucede se duas resistncias estoligadas em srie, isto , uma depois da outra? Comoa corrente no pode "escapar", deve atravessar asduas.Como os eltrons que entram por um lado devem sairobrigatoriamente pelo outro, ambas resistncias soatravessadas pela mesma corrente e oferecem umobstculo.

As lmpadas que se utilizam nas decoraesdo Natal esto geralmente ligadas em srie,uma depois da outra no mesmo fio.

AS TENSES SO SOMADASQuando passa corrente nos extremos de cada resis-tncia aparece uma tenso que depende do seu va-lor. Recordemos a lei de Ohm.

3AR1 } 12 v0.

18 vR2 } 6 V0.

v = RITambm se diz que a passagem da corrente numaresistncia origina uma diferena de potencial (umatenso eltrica) nos seus extremos.Observando a figura, se uma corrente de 3 amperesatravessa uma resistncia de 4 Q (R1) e uma de 2 Q(R2), nos seus extremos encontram-se respectiva-mente as duas tenses V1 e V2:V1 =R1 xl=4Qx3A=12VV2 = R2 x I = 2Q x3 A =6 VComo as tenses (da mesma forma que as altitudes)so somadas, no total existem 18 V. Para que circuleesta corrente de 3 A so necessrios 18 V.

60.( R 1 +R 2 )

A tenso nosextremos de cadaresistor depende dacorrente que oatravessa (igual nosdois) eda suaresistncia.

R1 40.

Duasresistnciasem srieeqivalem a

umaresistncia devalor igual sua soma.

R2 20.

Vamos observar de momento o circuito por dentro,ignorando o fato que est formado por duas resis-tncias em srie.Nos seus extremos, existem 18 V e a corrente que cir-cula de 3 A. Portanto podemos aplicar a lei de Ohmpara conhecer a resistncia global:R =V/I = 18 V / 3 A =6 Q.Estes 6 no so mais do que a soma dos valores dasresistncias em srie: 2 Q +4 Q. Duas ou mais resis-, tncias em srie so somadas.

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R r si stn ci a s r m p a r al r loN o u so d a s resistncias em p a r al el o, a t en s o a q u e se m a n tm i g u al : a co r r en te d iv i d e- seen tr e a s d u as bifurca~es

A outra possibilidade de ligao em paralelo: ambasresistncias ligam-se aos mesmos pontos. Uma liga-o em paralelo igual a dos aparelhos eletrodoms-ticos ligados a uma tomada com trs entradas ("la-dro"): a cada uma delas chega a mesma tenso de127 V. sada destas tomadas triplas os dispositivos esto emparalelo: a tenso igual para todas.

1= 10A

R12Q

11 =6 A 12 =4 AR23Q

+12 V+

Ligao em paralelo: a corrente que atravessa cadaresistncia pode ser calculada separadamente.

Se consideramos as duas resistncias em paralelocomo uma "caixa preta" e fingimos que apenasuma resistncia, qual o seu valor?Dado que j conhecemos a tenso (12 V) e a cor-rente total (10 A), aplicamos de novo a lei de Ohm,que basicamente a regra universal da eletrnica:R = V / I = 12 V / 10A = 1,2 QExiste uma frmula, que est na figura (e que sepode obter a partir da lei de Ohm), para conhecerrapidamente o valor do paralelo das duas resis-tncias R1 e R2:No nosso caso podemos verific-Ia com facilidade:R = (2 x 3) / (2+3) = 6 / 5 = 1,2Q

UMA TENSO, VARIAS CORRENTESNuma ligao em paralelo, a tenso igual paratodos, mas a corrente no. Na prtica, cada dis-positivo independente dos outros.Observando o esquema vemos que a mesmatenso de 12 V aplica-se s duas resistncias R1e R2 respectivamente de 2 Q e 3 Q. Com a jconhecida lei de Ohm averiguamos as duascorrentes:11= V/ R1 = 12 V/ 2 Q = 6 A12= V / R2 = 12 V / 3 Q = 4 ADesta forma, a corrente total que deve propor-cionar a bateria de 6 +4 =10 A

Nota prtica: nestes exemplos utilizamos, para sim-plificar, o ohm (Q) e o arnpere (A), mas nos circuitosreais de baixa potncia mais provvel encontrarkilohms (KQ) e miliamperes (mA).

R= R1R2R1+R2R 2 --+

Frmula para calcular a resistncia globaldos resistores em paralelo.

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ANALGICA----_._._------,D i v i s o r f S

o co m p or t a m f n to d a s r f si st i n ci a s em si r ie p er m ite su b d iv i d ir u m a t en s o co m o se d esf j eAo colocar um mvel de gavetas com 60 cm de altu-ra em cima de outro mvel de 120 cm, a altura totalpartindo do cho (ponto de referncia) de 180 cm.o mesmo acontece com as ten-ses: 6V em srie com 12 V do umtotal de 18 V, como j verificamos nocaso das resistncias em srie.

ou outra fonte de alimentao (energia que fazfuncionar o circuito).---------,:---_.__ .._ - - . .. .

1 6V- - - - - - - - - - - - -1 " 2 V

18vNormalmente, em eletrnica, toma-se como referncia a massa, quecom bastante freqncia coincidecom o terminal negativo da bateria

A altura e a tenso so valores relativos,embora norma/mente se tome comoreferncia um "ponto zero".

SUBDIV IDIR UMA TENSODuas resistncias em srie podem ser utilizadas parase obter uma trao da tenso total: suficiente olharpara o esquema.

+12V

180 em

Observando a figura, dividimos a tenso de alimen-tao (12 V) pela resistncia total (4 Q +2 Q =6):I=V/R=12V/6Q=2AA corrente que atravessa as duas resistncias ,portanto, de 2 A. Nos extremos da resistncia de baixo(R2) h:V = R 2 x I = 2 Q x 2 A = 4 VComo um extremo da resistncia est ligado massa(O V, por definio), o outro extremo ter que estarligado ao 4 V: um tero da tenso total. Conseguimosassim ter um divisor de tenso.Observemos que o valor de R2 tambm um tero daresistncia total: um tero da resistncia de um teroda tenso.

Um potencimetro uma resistnciacom uma tomada intermediriamve/:comporta-se comoduas resistncias em srie,que formamum divisor.

Rl40

"'--+4VR220

Um divisorrealizadocom duasresistncias,para conseguir entrada,um tero datenso.

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OVMassa-_e_-- Ov

~O princpio do divisar utiliza-se, por exemplo, nospotencimetros usados para regular o volume dosamplificadores. Trata-se de resistncias com uma to-mada intermediria dirigida mecanicamente, comopor exemplo, quando se utiliza uma manivela girat-ria, de modo que se obtenha um divisor varivel.


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----_. _ ._--_.__ ._ . DIG ITALA I C j i ( a d o s r ,l i sO s i nterrupteres el etr o m a gn t i (o s, o u rels, p o d e m considerar-se

d i s p o s i t i v o s l gi (o s elem en ta r esOs primeiros processadores (computadores)modernos no se podiam definir como eletrnicos,porm mais propriamente como eletromecnicos.No utilizavam nem vlvulas (tubos de vcuo) nemtransistores, mas simplesmente interruptores sim-ples eletromagnticos: os rels.Os rels tm sido muito utilizados em circuitoslgicos para automatizao, at a chegada doscircuitos integrados durante os anos 70.A bobina converte-se num im se atravessada pela corrente.Os contatos fecham-se se so atrados pela bobina.

C OM O FU NC IO NA U M R EL Um rel formado por um eletroim, ou bobina (umfio enrolado num ncleo metlico) e um contatomvel de molas.

- n.f.Comum --~..-:--- .~_.._-- n. a.]R EL C OM O D IS PO SIT IV O L GIC OO esquema da figura mostra uma identidade lgi-ca realizada com um rel. Aplicando tenso entra-da (1 l~co, verdadeiro), o rel salta e envia tenso sada'(1 lgico).O +12 do esquema indica uma tenso constanterespeitante massa, procedente por exemplo, dabateria. Observe a utilizao do smbolo da massapara no desenhar o fio de volta (O V).Este circuito no serve do ponto de vista lgico,embora na prtica se utilize para controlar umacorrente forte com uma menor. No entanto, a baseI'para construir circuitos mais complexos. Se

i1

Contatos. C I ========


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DIGITAL

M O I co m u m r f l iUm a inv frso l gica rf al i za- sf sim pl fsm fntf u ti li zando um contato na abf rt u ra fm V fI d f n o f f ch am f nto

Por "normalmente" subentende-se a ausncia detenso na bobina, ou seja, o estado no qual o rel Rel comutador: NFo contato normalmente fechado, NA, ose encontra na condio de repouso. normalmente aberto.

Muitos rels de uso comum so comutadores:quando saltam, ligam um ponto central a um contatoe desligam-no do outro.Fala-se respectivamente do contato normalmenteaberto (NA ou NO em ingls) e normalmentefechado (NF ou NC em ingls).

A tabela que se v na figura representa o compor-tamento dos dois contatos do ponto de vista lgico,referente tenso aplicada na bobina.O contato (sada) NA, como j vimos, o menosinteressante: corresponde sempre ao valor lgicoda entrada.Entrada B Sada C Sada C(bobina) (contato N.A.) (contato N.F.)

O O 11 1 O_'':''''''"''''''' "',co;:,' ", 'W

>--- n. f.Comum -----i.--r.~--- n. a.]O contato (sada) NF, no entanto, a negao lgi-ca do valor da entrada. Portanto comporta-se comoum dispositivo NOT.A barra situada sobre o smbolo C indica que setrata do complemento lgico da sada C. tambmnormal indicar com outros smbolos, como pode ver-se na lio 1.

A tabela verdade de um rel comutador:As duas sadas so complementares.Uma oposta da outra.

A PL IC A O: U MA LMP A DA DE E ME RG NC IAO comportamento do NOT permite-nos utilizar umrel para realizar uma simples lmpada de emer-gncia, que se acende se no h tenso.Como se pode ver no esquema, a ausncia detenso na entrada (que pensamos ser um indicativoda ausncia de corrente) faz saltar o rel, queregressa posio de repouso.

Lmpada de emergncia do rel:do ponto de vista lgico,se a entrada zero (no h tenso),a sada 1o seu complemento).

Deste modo, fecha-se o contato NF, que propor-ciona na sada (a lmpada) a tenso procedente dabateria de emergncia (+12 V).

+12 V :.Entrada __ --- +,

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+12V

A N D , O R com os r ,l is( omb in ando v ri os rel is p od em - se real iz ar as f u n~ es l g icas f un damen tai s

importante insistirque, nestes circuitos do rel, se adotouuma conveno no que se refere aos nveis lgicos:o significa ausncia de tenso1 significa tenso de alimentao (por exemplo, dabateria), referente massa.Por exemplo, se o circuito est alimentado por12volts, 1significa aplicar 1 "V" a uma entrada ou ento encontram-se 12 "V" numa sada.Assim, O (O volts) significa "no h tenso aplicada entrada", ou ento "no h tenso sada".UM ANO C OM DOIS RE LS EM SR IE

A figura seguinte mostra como se pode realizar umANO com dois rels, colocando os contatos em srie.Na prtica, trata-se do mesmo circuito de interrupto-res que se detalha na lio 2.

Valor lgico 112V. . . .. .Entrada Circuito Sada. . . .. . . .VtValor lgico OValor lgico OV

tValor lgico 1Os valores lgicos O e 1 so convenes; neste quadro, por exemplo,indicam ausncia ou presena de tenso na entrada ou na sada.

No entanto, existe uma diferena importante. Os in-terruptores so de controle mecnico, enquanto queos rels so de controle eltrico. Neste circuito temosuma tenso eltrica controlada pela combinao deoutras duas tenses eltricas.~ C

Um ANO com dois rels: necessr io aplicar tenso sduas bobinas para ter tenso na sada.

UM OR C OM DOIS R EL S E M P AR ALE LO

Tambm neste caso, o comportamento do circuito idntico ao do aR de interruptores j abordado nalio passada.

Um OR com dois rels: basta aplicara tenso pelo menos a uma das bobinaspara ter tenso na sada.

Equivale a:A sada deste ANO pode serligada entrada de outrosdispositivos lgicos, pos-sibilitando assim que sepossam realizar circuitosmais complexos, inclusiveat um computador inteiro!

O outro complemento lgico elementar, o aR, igualmente simples: basta ligar os dois rels com os 1+12V)0--"contatos em paralelo em vez de em srie, como sev na figura.

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DIGITAL

U m X O R d e r e l sIamhm o O R ex dusi v e s~ pod~ realhar faci lmente u ti l i z an do os co n ta tos cemutaderes

Um XOR (OR exclusivo) pode ser construdo com cir-cuitos lgicos elementares (NOT, AND, OR), como vere-mos na prxima lio.Mas, se utilizarmos os rels, h umtruque muito simplespara realizar um XOR apenas com dois rels: o circuitocorrespondente mostra-se na figura.Trata-se do mesmo sistema apresentado j para o XORde interruptores (comutadores) visto na lio 2. Mais umavez utilizamos os rels para obter o mesmo efeito comum controlo eltrico.

J 1Um XORcom dois rels: observe o cruzamento dos fios paraindicar que a sada est somente a1e os dois rels noesto na mesma posio.

A L G IC A DO S R EL S E ST UL TR APA SSA DANa atualidade os rels j no se utilizam para a realizaodos circuitos lgicos de uso prtico, exceto em casos espe-ciais.Na prxima lio falaremos sobre os circuitos integrados,que j foram substitudos universalmente, com enormesvantagens sob distintos pontos de vista.Todavia, uma boa compreenso dos circuitos ilustradosnestas pginas , sem dvida, muito til e prtico.

o computador de rels Mark I, construdo em 1944na Universidade de Harvard.De fato, os circuitos mudam, mas a lgica continua sendo amesma: NOT, ANO, OR e XOR so funes fundamentaisda lgica eletrnica.

O S R EL S N O EST O O BSO L ETO SJ que as funes lgicas so realizadas quase exclu-sivamente pelos circuitos integrados eletrnicos, os relscontinuam sendo bastante utilizados.Realmente, podem controlar fortes correntes ou isolarentre si dois circuitos; so tambm muito robustos epraticamente insensveis s interferncias.Por este fato so utilizados freqentemente como umainterface de comunicao, entre um delicado circuitoeletrnico e o mundo exterior.

Num sistema de abertura de portas,o circuito controla alguns relsque, por sua vez, controlam a corrente dos motores.

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.t ,'" ,! /~~..r.: '"~. ., , ".01-'~ ;' ...

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COMPONENTES

P o t f n c i m f t r o sO s resisteres v a r i vei s s o u ti l i z ad os ger a l m e n te p ar a ef et u ar a s regula~es e o f u n ( i o n am e n to ( o r r etoOs potencimetros no so mais do que resistnciascom uma tomada intermediria que pode ser movidamecanicamente de um extremo a outro.O tipo mais comum o circular no qual um contato apoiado num arco de material condutor que formauma resistncia.Girando o eixo, o contato pode mover-se progressi-vamente de um extremo ao outro da resistncia fixa.Pode-se obter desta forma um divisor, ou tambmutilizando simplesmente o contato central e um dosextremos, uma resistncia varivel. I~

Os potencimetros maiscomuns so os do tiporotativo: os doiscontatos externosformam a resistncia,sendo o central ocontato que roa.

O controle de um potencimetro no deve estar sem-pre acessvel; algumas vezes utiliza-se simplesmentepara uma regulao ou funcionamento correto (ca-librao) de fbrica.Existem, desta forma, potencimetros sem eixos decontrole, que podem ser manobrados apenas com umachave de fenda. Denominam-se tambm trimmer, doingls "to trim" (pr em funcionamento).

Potencimetros duplos: duasunidades independentes,controladas pelo mesmo eixo.

Os trimmers, ou potencimetrossemi-fixos, so reguladosnormalmente uma nica vez,na fase de teste de um aparelho.

POTENC IMETROS SEMl-F IXOS

I - -VARIANTESNem todos os potencimetros so de rotao; algunsmovem-se em linha reta e denominam-se slide (emingls: deslizar, deslocar). So utilizados, por exem-plo, nas mesas de mistura de som.

Para os canais dos aparelhos estreos so utilizadospotencimeros duplos (tanto rotativos como slide),independentes eletricamente mas controlados pelomesmo eixo ou pela mesma alavanca. Potencimetros do tipostide, de movimento linear.

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L I 3


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COMP ONENTES

C a r a cter st i ca s d o s p o ten ci m etr o sA l im d os d ad os h a b it u ai s d as r esi stn ci a s, ex i stem o u tr os q u e d ev em ser l ev a d os em co n ta

A preciso ou linearidade de um potencimetro, ou seja, acorrespondncia entre o ngulo de rotao e a resistncia,depende tanto da construo mecnica como da unifor-midade do estrato condutor.o material do estrato normalmente carbono que so osmais baratos, ou de plstico condutor (de qualidade maisou menos elevada) que so os mais precisos.Para dissipar a potncia recorre-se a materiais especiais(por exemplo, "Cermet"), ou simplesmente a um fio resis-tente enrolado como nas resistncias de fio.No caso de que a utilizao v ser intensiva (por exemplo,numa mesa de mistura) importante a durao. Esta vemnormalmente expressa no nmero de operaes realizadasantes de que o estrato de conduo se danifique.Nas aplicaes expostas ao p, utilizam-se potencimetrosselados para evitar os funcionamentos errados.LINEARES EM LOGARITMOS

Nem sempre a resistncia corresponde linearmente rota-o: no tipo logaritmo por exemplo, a resistncia sobe (oudesce) muito mais depressa.Para regular um volume de som utilizam-se potencime-tros logartmicos, pois imitam a sensibilidade ao volume doouvido humano.Os potencimetros normais, nos quais a resistncia pro-porcional ao ngulo de rotao do eixo, so denominadoslineares.

Os joysticks para os PCs fazem-se com dois potencmetros:um para o movimento horizontal e o outro para o vertical.

Especificaes tcnicasElemento resistente Pelcula metlica sobre umabase de cermica5 W a 40'C10%100 ppm/oCPotncia nominalTolerncia resistnciaCoeficiente trmicoVariao da resistnciaaos contatosRotao (nominal)IDurao da rotaoTemperatura de funcionamentoDimenses, corpo

1,5%270 eltrica 300 mecnica25.000 ciclosde 55C a +125C023mmComp. 14,1 mm* (metal)o 6,0 mm Comp. 30 mm *(metal)o9,5 mm Comp. 7,4 mm(metal)

EixoAro de montagem*A medida inclui o aro

Os dados caractersticos de um potencimetro dependemtambm da utilizao na qual este estiver destinado.

Quando necessrio modificar o valor de uma formagradual, recorre-se aos potencimetros multigiros, queesto dotados de um desmultiplicador interno.Os potencimetrosmultigiros so reguladoscomo os outros, com umachave de fenda.

Neste caso, produzem-se mais giros do eixo de controlepara obter um giro completo do potencimetro. Um multigi-ro no necessariamente mais preciso; simplesmente mais fcil de regular .

10. -- - -.' .~ ~i~e;.,.,., '".-.-:..., .- ", ;, . i: e.i""


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------_. _ _ ._ _ ._ ._ .._-_._--_._-- ._ _ ._ _ ._-----....;---~R f l i sO s i n t er r u p to r es co n tr o l a d os m a gn et i ca m e n te s o m u i to u ti l i z a d os, esp eci a l m e n te q u an d o n e ce s s r io

u m i so l a m e n to segu r o en tr e o s ci r cu ito sOs rels para as baixas correntes como, por exemplo, osutilizados na telefonia, so normalmente de pequenas di-menses e podem ser colocados na mesma placa que osoutros componentes.No extremo oposto encontram-se as contactoras, grandesrels industriais com uma capacidade de admisso decentenas de amperes, bastante volumosos e com para-fusos de fixao.Os que tm uma dimenso e capacidade de carga (corren-te suportvel pelos contatos) intermediria, so inseridoscom freqncia numa peanha de suporte que permite a suarpida substituio.

As grandes contactoras so rels adaptados para comutarcorrentes elevadas como, por exemplo, as dos motores industriais.

~Os rels de um s contato (mo-nopolares) podem ser interruptoresgeralmente abertos ou de comu-tao.Existem tambm variantes de mais contatos, como os dedois ou quatro. Por exemplo, um rel comutador tetra-polar (ou quadripolar) controla simultaneamente quatrocomutadores independentes.

Um rel para correntes mdias(5 ampres) com 4 comutadores isoladosentre si controlados pela mesma bobina.Para ligar altas tenses ou altas freqncias (porexemplo antenas de rdio ou de televiso) utilizam-serels de tipo especial.

R EL DE L 1N GU ETAAlm da estrutura mecnica clssica, freqentementetransparente para permitir observar a posio dos con-tatos, existe o rel de tipo lingeta.

Rel de lingeta numinvlucro plstico DIL.

Os contatos esto num tubo de cristal (a lingeta) den-tro da prpria bobina, e so atrados entre si quando abobina produz um campo magntico.Estes tm normalmente uma capacidade de carga(correntes nos contatos) limitada, mas so pequenose saltam bastante rpido.Necessitam de pouca corrente e por isso podem sercontrolados facilmente com circuitos eltricos; estonormalmente em caixas similares aos circuitos inte-grados.

Os rels de lingeta sonormalmente selados, e oscomponentes separados: abobina e o interruptor delingeta para ser colocadono seu interior.

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COMPONENTES

( s( o l h er u m r el iAg - Au (Iaminados)3 A a 120 V-; 2 A&250 V-3A120 V-/250 V-30 W/120 VA100 MQ>2 x 105 operao>5 x 107 operao0,9 W/1,2 VA25 ms25 ms1,5 KV1,0 KV100 MQde -30C a +55 C

As caractersticas de um rel so importantes para escolher o tipoadequado para cada aplicao.

A s ca r act er st ica s p r i nci pa is s o o s co nta to s e a b ob i na

~Hoje em dia os rels eletromecnicos so substi-tudos por rels estticos: dispositivos eletrnicossem partes que se movam.

os contatos, alm de entre a bobina e os contatos;todos os rels tm uma vida til, um nmero mdio deligaes antes que se estraguem.

So mais caros e mais delicados, mas tm a vanta-gem de que no necessitam de manuteno, excetopara a sua substituio em caso de rotura.

o primeiro dado de um rel a capacidade decarga dos contatos, ou seja, a corrente mximaque podem suportar.Este dado depende tambm da tenso aplicada,pelo que se especifica freqentemente em vriascondies como, por exemplo, a 24 Vcc e a250 Vca. conveniente conhecer o tipo de carga ligado aoscontatos. Em determinados casos (carga indutiva,em motores) podem ser produzidas fascas quereduzem a vida dos contatos.Para a bobina deve-se escolher a tensonecessria para fazer saltar o rel no caso de quea corrente seja contnua ou alterna: os valoresmais comuns so 5 Vcc, 12Vcc, 24 Vcc e 230 Vca.A bobina absorve normalmente uma determinadacorrente que devemos ter em conta.

~A tenso proporcionada na bobina deve entrar nocampo da tolerncia, seno pode ser que o rel nocomute ou o faa de forma defeituosa.So importantes os tempos de ligao necessriospara fechar os contatos (tempo de interveno) epara os abrir de novo (tempo de libertao).Os contatos no se fecham imediatamente, masrebotam (fecham e abrem-se) durante alguns mili se-gundos; este tempo tambm deve ser levado emconta. Temos que ter cuidado com o isolamento entre

Os rels no estadoslido, ou "estticos",no tm partes mveis.

Especificaes tcnicasMateriais para os contatosCapacidade de carga doscontatosMx. corrente de ligaoMx. tenso de ligaoMx. potncia de ligaoResistncia de contato inicialDurao eltrica a plena cargaDurao mecnicaCarga nominal da bobinaDurao da libertaoDurao da intervenoIsolamentoentre a bobina e os contatosentre contato e contatoresistncia de isolamentoTemperatura de funcionamento

Um rel de lingetaem um comutadorminiatura "dual in fine"similar ao dos circuitosintegrados.

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APLICAES

M q u i n a s d e l a v a r r o u p a e lou~aM u ito s d estes el et r od om st i co s u ti l i z am u m ci r cu ito l gi co r ea l i z ad o

co m co m p o n en t es eletremecnicesAs mquinas de lavar necessitam tambm de uma l-gica de controle, com um circuito que permita que asoperaes se realizem da forma correta.Por exemplo, uma mquina de lavar deve abrir agua, pr em funcionamento o motor durante umdeterminado tempo e a uma velocidade determinada,parar o motor, etc.Estas funes estavam controladas no incio (e aindaalguma vezes) por dispositivos eletromecnicos: mo-tores, interruptores e finalmente os rels.o circuito de controle pode ser eletrnico,

eletromecnico ou misto.

~Existem dois problemas diferentes: o primeiro o deativar ou de desativar determinados dispositivos du-rante um determinado tempo (por exemplo, centrifu-gar durante 10 minutos).

chamados excntricos, que, num momento determi-nado, fazem saltar uns microinterruptores queativam a funo desejada.

Temporizadorpara mquinas de lavar.

EL ETR OM EC N IC O O U E LE TR N IC O?Um dispositivo eletrnico mais preciso e duramais do que este (aparentemente) tosco sistemamecnico e permite ummelhor controle do motor. Noentanto, tambm a eletromecnica tem as suasvantagens: um custo menor e uma insensibilidadequase total s interferncias ou as quedas detenso.A posio mecnica do temporizador constitui umamemria que permite retomar o trabalho quando acorrente volte. Com a eletrnica este fato maisdifcil e mais caro.

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u e 3

o segundo tem que ver com as operaes contro-ladas por determinadas condies como, por exem-plo, encher de gua at alcanar um determinadonvel.o dispositivo central de controle normalmente ummecanismo denominado temporizador: um motordesmultiplicador que faz girar muito devagar umeixo. Neste eixo esto montadas as rodas perfiladas,

A eletrnica est substituindo o antigotemporizador eletromecnico.


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AP LIC AES

Normalmente o boto de inicio pe em funcionamentoo motor do temporizador. Porque que este continuagirando mesmo depois de se ter soltado o boto?

L C J i c a e l e t r o m e c n i c aA s d if t J r t J n tt J s fun~n t J st o co n tr o l a d as p or interrupteres co m simples ci r cu i to s l gi co s

A resposta aparece na figura: o temporizador fechaimediatamente o interruptor que proporciona correnteao seu prprio motor.Trata-se de um OR lgico entre o boto de incio e ointerruptor de "motor em funcionamento".

1 =Motor em movimentoI o'C 'O ;- Esquema lgicosimplificado domecanismo deinicio: falta ummecanismo deparagem.A bia fecha-se quando existegua suficiente

Para encher de gua at um determinado nvel, no suficiente com abrir a vlvula (torneira) de entradade gua durante um certo tempo.

; - - - - - - - - - - .. . - - - - - - - - - - - _ o :, Fecha quando est__ --, em movimento

Detm otemporizador,fazendo entrara gua(controlado pelotemporizador)Vlvulade entradade gua

Motor dotemporizadorI 220 V

,

,

Circuito de enchimento:omotor do temporizador detm-se atque a gua alcance o nvel estabelecidoe depois pe-se outra vez em funcionamento,retirando de novo a corrente vlvula.

Esquema lgico simplificadodo circuito de enchimento de gua.

Boto de inicio

Motor dotemporizador

o motor gira ao carregar-se no boto (OR)no caso de que j estivesse em funcionamento.

No se pode conhecer a presso da gua, nem otempo necessrio para que fique cheia; a gua po-dia estar mesmo desligada. necessrio um mecanismo de realimentao.Neste caso utilizamos um interruptor (por exem-plo, uma bia) que salta quando a gua atinge onvel estabelecido.Ento, necessrio parar o motor do tempori-zador e esperar que se feche o interruptor do"nvel alcanado" para depois reiniciar o tempo-rizador. A figura mostra uma soluo possvel.Observemos que o interruptor de incio de entradade gua (controlado pelos excntricos do tempori-zador) se abre para para!:...Qmotor: portanto umNOT de pedido de gua (PA).

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1 =Nvel alcanado

P A(pedido de gua)P A

TemporizadorVlvula de gua


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FERRAMENTAS

A d q u i r i r o s ( o m p o n en t esA l gu m as V f I fS , encentrar o s co m p on fn tf s a d eq u a d os p ar a u m ci r cu it o p od e r fp r esen ta r u m p r o b lem a

Adescrio de um projeto eletrnico inclui uma lista decomponentes, ou seja a lista do material necessriopara a realizao do mesmo.Os componentes podem ser adquiridos numa loja deeletrnica, ou tambm numa loja especializada emacessrios para televiso.As lojas que esto associadas em empresas nacionaisde distribuio, tm geralmente mais material e podemproporcionar componentes menos habituais.

F EIR AS D E EL ETR ON IC A E R AD IO

Os catlogos por_ correspondnciatm normal-mente maisvar iedade decomponentes doque nas lojas es vezestambmmelhorespreos. Noentanto, algunsestoreservados sempresas.

Nas feiras para os rdio-amadores vendem-se com-ponentes eletrnicos: tambm podem se fazer exce-lentes negcios.Pode-se conseguir tambm material com algumdefeito, de escassa qualidade ou que tenha sido re-cuperado de dispositivos j usados.Como sempre, nestes casos necessrio conhecer afiabilidade do fabricante, tarefa que no resulta fcil.

Nos stands das feirasencontramos um pouco fie tudo.

Alguns componentes encontram-se em quase todos oslugares. No entanto, existem outros que ... nos fazem sofrer.

OUTROS FORNECEDORESOs representantes e vendedores de material eletrni-co melhor equipados esto normalmente destinados industria e no vendem aos amadores.No caso de que um componente seja impossvel deencontrar nas lojas, podemos tentar com as empre-sas de venda por correspondncia, que vm anun-ciadas nas revistas especializadas.Tambm neste caso existem lojas muito bem equi-padas (e que servem material de uma forma bastanterpida) mas que, na maior parte das vezes, esto dedi-cadas fundamentalmente aos clientes industriais.Em casos extremos, possvel recorrer a fornecedoresestrangeiros: Na' Inglaterra, por exemplo, existem dis-tribuidores com catlogos bastante completos e comvenda por correspondncia, incluindo a venda a parti-culares.Nestes casos convm realizar os pedidos com um car-to de crdito. Poupa-se tempo e paga-se menos ..

"'"13EDIAO ANUALEXPO-RDIO 97AMOSTRA DOMERCADO DO RDIO -AMADOROM - FM - COMPUTADORES - ELECTRNICA

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FERRAMENTAS

( q u i v a l f n t f S ?N em sem pre o (om ponente oferecido em vez do que f oi pedido ~ sati sfat rio

Freqentemente, ouvimos dizer em uma loja: "notenho o transistor que me pediu, mas posso fornecer-lhe este outro que equivalente". A verdadeira equiva-lncia no existe. Freqentemente, um componentepode ser utilizado em vez de outro, devendo no entantorespeitar os parmetros de desenho desse circuito,fato que nem sempre fcil de determinar.Para qualquer caso podemos dar algumas regrassimples, especialmente para os componentespassivos (principalmente) resistncias e capacitores.

CRITRIOS EMPRICOS DE SUBSTITUiOEm vez de uma resistncia determinada pode-se poroutra de potncia superior, sendo no entanto acon-selhvel que o valor seja o mais parecido possvel.Um capacitor pode ser substitudo por outro com umatenso mais alta, dado que se trata apenas de umlimite de "rotura", mas no por outro que tenha umatenso inferior necessria.

Dois capacitores do mesmovalor. O que suporta a tensomais elevada (25 V) pode serutilizado em vez do outro, masno o contrrio.

PRECAUES COM OS COMPONENTESNo aconselhvel abrir os componentes eletrni-cos para ver "como esto feitos": muitos contmmateriais txicos. Por exemplo, em alguns compo-nentes (transistores, vlvulas) para outras potncias,so utilizados o xido de berilo, cujo p venenosose for respirado.

Se o valorrequerido aum capaci-tor no estdisponvel,em algunscasos podemos tentar com um de valor superior,especialmente no caso de capacitores "eletrolticos".Para os transistores difcil estabelecer critrios, masno mnimo o componente que proposto deve podersuportar a tenso, a corrente e a potncia do que foisubstitudo.

G U I A T A B E LA S D E E Q U IV A L N C IA SC A R A C T E R S T IC A S E L T R IC A SF A BR IC A N TE S E D IS T R IB U ID O R E SM U N D I A LD O S T R A N S IS T O R E S

Mesmo nos componentes mais comuns, como osdiodos luminosos (LED) e em diferentes circuitosintegrados, o seu interior contm substncias comas quais recomendvel evitar o contato.

Os pronturiosde substituioso teis, mas

so apenasaproximaes:

no seconsideram100% fiveis.

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PROJ ETOS

N ' C j a f o n . d . d o i s ( a n a i sV a m o s censtruir u m si m p lf S a m p li f i (a d or p ar a u m m i u of o n e q u e n os p er m i t i r f a z er -n os o u vi r distndaMuito antes da eletrnica, utilizavam-se os mega-fones de cone. Por exemplo, no mar para que nosouvissem (e entendessem) apesar da distncia entreum barco e outro.

o truque estava emconcentrar a ener-gia sonora numa sdireo.

\,Obviamente, no podiam aumentar a potncia dosinal acstico emitido pela boca de quem falava; noentanto aumentavam o volume.

A eletrnica permite-nos hoje em dia a-crescentar um pos-sibilidade mais.

Um megafone eletr-nico, como o que va- -----:~mos realizar nesteprojeto, est formado simplesmente por um ampli-ficador, um circuito capaz de aumentar a energiacontida num sinal eltrico.O amplificador recebe o sinal baixo de um micro-fone, amplifica a sua tenso e a sua corrente, eenvia-o a um alto-falante sem alterar a sua forma,mas com uma potncia maior.Para aproveitar, alm da amplificao, o princpiodo antigo megafone de cone, basta com um alto-falante de trombeta que concentra a energia sono-ra numa nica direo.

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\~~~~ ~\~

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O circuito contm realmente dois ampli-ficadores di ferentes, cada um dos quaispode controlar um alto-falante diferente:tambm se pode usar apenas um deles.Este fato permite dispor dos dois alto-falantes de forma que se envie o som emduas direes diferentes, ou bem coloc-Ias um ao lado do outro para obter uma"banda sonora" ainda mais concentrada(ver a figura).

1 \1---------- \

I~

I~.~

Colocando os dois alto-falantes longe umdo outro, por exemplo,em esquinas opostas de uma sala, podemos cobrir uma zonamais ampla (com um volume sonoro menor).Algumas colocaes possveis dos alto-falantes,segundo o tipo de difuso preferida para o somamplificado.

l . - - -- -- - -- - -- ~ - - -- . - ---1.:.U1~'::_"-._=i:'>''-,L_-~.:: _ "'-"h"~"",- -,",~ _, ~ _ ~._,:,., __ .......... __ ~ "-_, .~ ~ .,.... _.


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PROJ ETOS

Realiza~o d e u m m eC J af on e parte da ateno que se tem que dar correta polaridade dos capacitares eletrolticos,o circuito integrado (que contm o autnticoamplificador) deve-se tambm montar com cui-dado.

A montag~m n o d if ci l , m a s existem a l g u n s permeneres a o s que d~V fmos prestar np~(ial at~n~o- - - - - - - ;:::- - - - - 1Deve ser fixo (com parafuso e porca) a umdissipador metlico, como por exemplo igualao que indicamos na figura, que dissipe o calorproduzido pela potncia que desaproveitadapelo prprio integrado.Entre o integrado e o dissipador convm porum pouco de pasta trmica (de silicone) paramelhorar a passagem do calor. CircuitointegradoEletricamente, a parte metlica do integradoest ligada massa, sendo assim, o dissipadortambm ficar ligado massa.

Pasta trmica

Faz falta um dissipador para manter a temperatura do integradaamplificador dentro dos limites aceitveis.

P OTNC IA , IMP EDNC IA E F IOSCada um dos dois amplificadores capaz de propor- veis 8 W. Os fios de ligao com o alto-falante devemcionar mais ou menos 4 W num alto-falante comum ter uma baixa resistncia, e portanto uma boa seocom uma impedncia de 4 Q; no total esto dispon- de condutor de cobre, especialmente se o fio tem um_________ .___ comprimento de um metro.

C15

R5nR4cR6 T R t beC5

Cl 0C7C9

I

o oC17

R7 R12R15

APl AP2

suficiente com o clssico fiovermelho e preto que empre-gue normalmente para este fim:no caso de que se utilizem doisalto-falantes, para conseguir umbom efeito de som, estes devemestar ligados com a mesma fase.Para obter este efeito, neces-srio utilizar a mesma polari-dade para os fios: o preto, amassa para ambos, pela partedo amplificador e ligado pelomesmo lado a cada um dos doisalto-falantes.

Plano de montagem doscomponentes do megafoneno circuito impresso.

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Para a ligao do microfone deve-se utilizar um fiorevestido/protegido para no captar interferncias:a malha metlica externa ligada ao terminal damassa, como se mostra na figura.o potencimetro do controle de volume deve sermontado muito prximo do circuito; caso contrrio necessrio utilizar tambm fios revestidos (ou apenasum fio revestido de dois filamentos mais a malha damassa). Em nenhum caso os fios de sada devempassar perto das entradas ou sobre o circuito, poisdesta forma obtm-se auto-osciladores poten-cialmente prejudiciais para o circuito e para os alto-falantes.

Ligao do f io revest idoque provm do microfone entrada do amplificador.

Entradado microfone

Isolador ----..internoMalha metlica(massa)

Fio revestidoprocedente Isoladordo microfone externo

~ - - _ . _ - ~- - _ .. - - - ~ - _ .. - . _ _ .. - ,.- - ---.--------------------------,Para testar o circuito, liga-se ape-nas um alto-falante (no sucedenada se deixarem as sadas desli-. gadas) e liga-se a alimentaocom a polaridade correta.Se tudo correr bem, quando se so-be o volume e se toca levementecom uma chave de fenda no termi-nal de entrada, devem-se ouvir unsrudos tipo "toe-toe" no alto-falante.Desligando-se o circuito e repetin-do o teste na outra sada, pode-seligar o microfone e regular ovolume: se est muito alto obtm-se um incmodo assobio.Este efeito Larsen (microfonia)no outra coisa que o sinal doalto-falante captado pelo micro-fone, amplificado e enviado de no-vo ao alto-falante, captado outrave z pelo microfone e assim suces-sivamente at ao infinito.

Esquema eltrico do megafone de doiscanais: o trabalho principal desenvolvido

por um circuito integrado IC.o circuito impresso do megetone, visto

pelo lado das soldas.

Cl R6

M I : : : l ~ +C I R7R4

Rl

R3

+rC19C18+ 1--0 AVlC17 1124 + R11 R12I CC13

C16+ 1--0 AV2R13 eis 1R14 Rls

C8

._~._--_._._-_._----------

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PRO JETOS

~undonamfnto d o m f C j a f o n fo ci r cu ito ~ u m simples a m p l i f i ca d o r d r d u a s f a sr s; o d a p o tp n ci a r st n o ci r cu i to i n t r gr ad oo transistor de unio (BJ T), marcado comoTR no esquema, constitui a etapa pr-am-plificadora: tem a misso de aumentarpelo menos uma centena de vezes a dbiltenso do microfone. Pr-arnplificador Rnais depotncia:w.----{\Atto-falante 11o sinal extrado na sada, atravessa ocapacitar C5 e chega a um divisor resis-tivo varivel, formado pelo potencimetroque extrai somente a frao desejada. Entradam i'C O fO "'r ~------r '.>-_.{\Alto-falante21o sinal de udio aplica-se depois de formaparalela a ambas fases finais contidas nointegrado. Estas vo aumentar posterior-mente as tenses e proporcionar a correntenecessrio aos alto-falantes.

Esquema de funcionamento do megetone: pr-amplificador, divisorresistivo e fases finais de potncia.

R EA L IM E NT A O E P RO TE ES - - ~ - - - - - - - - - - - - - - Io amplificador trata de

/anter iguais as duasentradas.

Vin-----Os divisares R10-R11 e R13-R14 levam outra vez entrada negativa (-) uma frao do sinal de sada:esta tcnica denominada realimentao (feed-back)garante uma amplificao estvel e precisa..---~~-- Vout

1500 Q/s grupos RC de sada (C17-R12 e C15-R15) servemtambm para evitar auto-oscilaes nocivas para aelevada amplificao prpria do integrado. Voutj320 4,7 QOs capacitores C2 e C7 tm a misso de levar massa as altas freqncias (no audveis) evitandoassim possveis problemas entre os quais podem-seencontrar as oscilaes no desejadas.

A realimentao: perto de 1/320 de sada negativa levada de novo entrada negativa, obtendo aamplificao correspondente.LISTA DE COMPONENTES

ResistnciasR1 =18 KQR2; R4, R5 =10 KQR3 =22 KQR6, R8 = 1,2 KQR7 =6,8 KQR9 = 120 KQR10, R13 = 1,5 KQR11, R14=4,7QR12, R15=1 Q-1/2WP =potencimetro de 47 KQ logartmico

C3, C11, C12, C13, C14 =100 IJ F - 25 VC4, C6 =22 IJ F - 25 VC5, C8, C9, C10, C15, C17 = 100 nF cermicos ou depolisterC7 =470 pF cermicoC16, C18 =2200 IJ F- 25 VC19 =10 IJ F- 25 VVriosTR =transistor BC549 ou equivalenteIC = integradoTDA2005S

CapacitoresC1 =4,7 I JF- 25 VC2 =4,7 nF empolisterOutro material1circuito impresso1 dissipador para o TDA2005S

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Eletrônica Para Todos (003)

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