Introdução à Eletrônica Básica

Introdução à Eletrônica Básica

Aprender sobre a eletrônica básica e criar seus próprios projetos é muito mais fácil do que você possa pensar. Neste tutorial, vamos dar-lhe uma breve visão geral dos componentes electrónicos comuns e explicar quais são as suas funções. Você então aprenderá sobre diagramas esquemáticos e como eles são usados para projetar e construir circuitos. E finalmente, você irá colocar esta informação em uso criando seu primeiro circuito básico.

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Antes de começar, certifique-se de que sua bancada de trabalho eletrônica está devidamente configurada. A área de trabalho não precisa ser chique e você pode até construir sua própria bancada eletrônica.

Armazenamento

Os componentes eletrônicos podem ser pequenos e é uma boa idéia manter tudo organizado. A opção mais popular é usar caixas de plástico transparente para armazenamento de peças. Além disso, você poderia usar caixas de plástico para armazenamento que penduram em uma estante ou cabem em uma prateleira.

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Ferramentas

Agora que você tenha um bom espaço de trabalho configurado, é hora de estocá-lo com as ferramentas e equipamentos adequados. Esta não é uma lista completa, mas destaca os itens mais comuns utilizados em electrónica.

Breadboard

Breadboards são uma ferramenta essencial para a prototipagem e construção de circuitos temporários. Estas placas contêm furos para a inserção de fios e componentes. Devido à sua natureza temporária, elas permitem criar circuitos sem solda. Os furos de uma placa de panificação são ligados em filas tanto na horizontal como na vertical, como mostrado abaixo.

Multímetro digital

Multímetro é um dispositivo que é usado para medir a corrente eléctrica (amperes), tensão (volts) e resistência (ohms). É um ótimo para a resolução de problemas de circuitos e é capaz de medir tanto a tensão AC como a DC. Verifique este post para mais informações sobre como usar um multímetro.

Battery Holders

A battery holder is a plastic case that holds batteries from 9V to AA. Alguns suportes são fechados e podem ter um interruptor ligado/desligado incorporado.

Fichas de teste (Clips jacaré)

Fichas de teste são ótimas para conectar componentes juntos para testar um circuito sem a necessidade de soldagem.

Cortador de fio

Cortadores de fio são essenciais para o desfiamento de fios de cobre sólido e fio de cobre.

Conjunto de chaves de fenda de precisão

As chaves de fenda de precisão também são conhecidas como chaves de fenda de joalheiro e normalmente vêm como um conjunto. A vantagem destas sobre as chaves de fendas normais são as pontas de precisão de cada chave. Estas são muito úteis quando se trabalha com electrónica que contém pequenos parafusos.

Ajudar a 3ª mão

Quando se trabalha com electrónica, parece que nunca se tem mãos suficientes para segurar tudo. É aqui que entra a mão de ajuda (3ª mão). Óptimo para segurar placas de circuito ou fio quando soldar ou estanhar.

Pistola de calor

Uma pistola de calor é usada para encolher tubos de plástico conhecidos como termoencolhimento para ajudar a proteger o fio exposto. O termoencolhimento tem sido chamado de fita adesiva da eletrônica e é útil em uma grande variedade de aplicações.

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Arame de salto

Estes arames são usados com placas de pão e placas de desenvolvimento e são geralmente 22-28 AWG fio de núcleo sólido. Os fios de jumper podem ter pontas macho ou fêmea, dependendo de como precisam ser usados.

Ferro de soldar

Na hora de criar um circuito permanente, você vai querer soldar as peças juntas. Para fazer isso, um ferro de solda é a ferramenta que você usaria. Claro que um ferro de solda não é bom, a menos que você tenha solda para acompanhá-lo. Você pode escolher solda com ou sem chumbo em alguns diâmetros.

Componentes eletrônicos

Agora é hora de falar sobre os diferentes componentes que fazem seus projetos eletrônicos ganharem vida. Abaixo está uma rápida decomposição dos componentes e funções mais comuns que eles desempenham.

Switch

Switches podem vir em muitas formas, tais como botão, rocker, momentâneo e outros. A sua função básica é interromper a corrente eléctrica ligando ou desligando um circuito.

Resistor

Resistores são usados para resistir ao fluxo de corrente ou para controlar a tensão num circuito. A quantidade de resistência que um resistor oferece é medida em Ohms. A maioria dos resistores tem listras coloridas no exterior e este código lhe dirá o valor da resistência. Você pode usar um multímetro ou uma calculadora de código de cores do resistor Digikey para determinar o valor de um resistor.

Resistor Variável (Potenciômetro)

Um resistor variável também é conhecido como potenciômetro. Estes componentes podem ser encontrados em dispositivos como um regulador de luminosidade ou controle de volume para um rádio. Quando você gira o eixo de um potenciômetro, a resistência muda no circuito.

Resistor Dependente de Luz (LDR)

Um resistor dependente de luz também é um resistor variável, mas é controlado pela luz versus giro de um botão. A resistência no circuito muda com a intensidade da luz. Estas são frequentemente encontradas em luzes exteriores que se ligam automaticamente ao anoitecer e desligam ao amanhecer.

Capacitor

Capacitores armazenam electricidade e depois descarregam-na de novo no circuito quando há uma queda de tensão. Um condensador é como uma bateria recarregável e pode ser carregado e depois descarregado. O valor é medido na faixa F (Farad), nano Farad (nF) ou pico Farad (pF).

Diodo

Diodo A permite que a eletricidade flua em uma direção e a impede de fluir na direção oposta. O papel principal do diodo é o de encaminhar a eletricidade de tomar um caminho indesejado dentro do circuito.

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Diodo emissor de luz (LED)

Um diodo emissor de luz é como um diodo padrão no fato de que a corrente elétrica só flui em uma direção. A principal diferença é que um LED emite luz quando a electricidade flui através dele. Dentro de um LED há um ânodo e um cátodo. A corrente flui sempre do ânodo (+) para o cátodo (-) e nunca na direcção oposta. A perna mais longa do LED é o lado positivo (ânodo).

Transistor

Transistor são pequenos interruptores que ligam ou desligam uma corrente quando acionados por um sinal elétrico. Além de ser um interruptor, ele também pode ser usado para amplificar sinais eletrônicos. Um transistor é semelhante a um relé, exceto sem partes móveis.

Relay

Um relé é um interruptor operado eletricamente que abre ou fecha quando a energia é aplicada. Dentro de um relé há um eletroímã que controla um interruptor mecânico.

Circuito Integrado (IC)

Um circuito integrado é um circuito que foi reduzido em tamanho para caber dentro de um chip minúsculo. Este circuito contém componentes eletrônicos como resistores e capacitores, mas em uma escala muito menor. Os circuitos integrados vêm em diferentes variações, como temporizadores 555, reguladores de tensão, microcontroladores e muitos mais. Cada pino em um CI é único em termos de sua função.

O que é um circuito?

Antes de projetar um projeto eletrônico, você precisa saber o que é um circuito e como criá-lo corretamente.

Um circuito eletrônico é um caminho circular de condutores pelo qual a corrente elétrica pode fluir. Um circuito fechado é como um círculo porque começa e termina no mesmo ponto formando um loop completo. Além disso, um circuito fechado permite que a eletricidade flua da (+) energia para a (-) terra sem interrupção.

Em contraste, se houver qualquer interrupção no fluxo de eletricidade, isto é conhecido como um circuito aberto. Como mostrado abaixo, um interruptor em um circuito pode fazer com que ele seja aberto ou fechado dependendo da sua posição.

Todos os circuitos precisam ter três elementos básicos. Estes elementos são uma fonte de tensão, um caminho condutor e uma carga.

A fonte de tensão, tal como uma bateria, é necessária para fazer fluir a corrente através do circuito. Além disso, é necessário haver um caminho condutor que forneça uma rota para que a eletricidade flua. Finalmente, um circuito adequado precisa de uma carga que consuma a energia. A carga no circuito acima é a lâmpada.

Diagrama esquemático

Quando se trabalha com circuitos, muitas vezes se encontra algo chamado diagrama esquemático. Estes diagramas usam símbolos para ilustrar que componentes eletrônicos são usados e onde eles são colocados no circuito. Estes símbolos são representações gráficas dos componentes eletrônicos reais.

Below é um exemplo de um esquema que retrata um circuito de LED que é controlado por um interruptor. Ele contém símbolos para um LED, resistor, bateria e um interruptor. Ao seguir um diagrama esquemático, você é capaz de saber quais componentes usar e onde colocá-los. Estes esquemas são extremamente úteis para iniciantes quando os primeiros circuitos de aprendizagem.

Existem muitos tipos de símbolos electrónicos e estes variam ligeiramente entre países. Abaixo estão alguns dos símbolos eletrônicos mais usados nos EUA.

Como determinar o tamanho de uma resistência

Resistores são comumente usados em projetos eletrônicos e é importante saber qual o tamanho a ser usado. Para encontrar o valor do resistor, você precisa saber a voltagem e os amperes para o seu LED e bateria.

Um LED padrão geralmente precisa de uma voltagem de cerca de 2V e uma corrente de 20mA ou .02A para funcionar corretamente. A seguir, você precisa saber qual é a voltagem da sua bateria. Neste exemplo, estaremos usando uma bateria de 9V. A fim de determinar o tamanho da resistência, precisamos usar uma fórmula conhecida como lei de Ohm, como mostrado abaixo.

A lei de Ohm – Resistência (R) = Voltagem (V) / Corrente (I)

• Resistência é medida em Ohms (Ω)
• Tensão é medida em volts (V)
• Corrente é medida em amps (A)

Utilizando a lei de Ohm, você precisa subtrair a voltagem do LED da voltagem da bateria. Isso lhe dará uma voltagem de 7 que precisa ser dividida por 0,02 amperes do LED. Esta fórmula mostra que você precisará de um resistor 350 Ω.

Como nota, os resistores padrão não vêm em 350 Ω mas estão disponíveis em 330 Ω que funcionará bem.

Projeto Eletrônico #1

Agora é hora de combinar tudo o que você aprendeu e criar um circuito básico. Este projeto é um grande projeto inicial para iniciantes. Estaremos usando cabos de teste para criar um circuito temporário sem ter que soldá-lo juntos.

Peças Necessárias:

• 9V Bateria
• Bateria Snap-no Connector
• Fichas de teste c/ Clips de crocodilo
• 330 Resistência Ohm
• LED – Vermelho Básico 5mm

Diagrama esquemático

Passos do projecto

1. Acoplar o clip da bateria à parte superior da bateria de 9V.
2. O fio vermelho do clipe da bateria está ligado a um clipe jacaré no cabo de teste vermelho.
3. A outra extremidade do cabo de teste vermelho é ligada à perna longa (+) do LED.
4. Conecte um clipe jacaré do cabo de teste preto à perna curta (-) do LED.
5. A outra extremidade do cabo de teste preto é ligada a uma perna do resistor 330 Ω.
6. Corte um dos lados do outro cabo de teste preto à outra perna do resistor 330 Ω.
7. A extremidade oposta do cabo de teste preto é ligada ao fio preto da bateria.

IMPORTANTE – Nunca ligue um LED directamente a uma bateria de 9V sem um resistor no circuito. Fazendo-o com dano/destruição do LED. Você pode, no entanto, conectar um LED a uma bateria de 3V ou menor sem uma resistência.

Como usar uma placa de pão

Outra maneira de criar e testar um circuito é construindo-o sobre uma placa de pão. Estas placas são essenciais para testar e prototipar circuitos porque não é necessário soldar. Os componentes e fios são empurrados para dentro dos buracos para formar um circuito temporário. Como não é permanente, você pode experimentar e fazer alterações até que o resultado desejado seja alcançado.

Below the holes of each row are metal clips that connect the holes to each other. As filas do meio correm verticalmente como mostrado enquanto as colunas exteriores são ligadas horizontalmente. Estas colunas exteriores são chamadas de calhas de alimentação e são usadas para receber e fornecer energia à placa.

As placas de leitura terão de ter energia fornecida a elas e isto pode ser feito de algumas maneiras. Uma das formas mais fáceis é ligar os fios de um suporte de bateria aos trilhos de alimentação. Isto fornecerá a voltagem ao trilho em que está conectado somente.

Para alimentar ambos os trilhos, você precisará usar um fio jumper do (+) e (-) para o trilho do lado oposto.

Projeto Eletrônico #2

Agora vamos aprender como criar um circuito em uma tábua de pão. Este circuito é exatamente o mesmo que fizemos anteriormente, mas não vamos usar os cabos de teste.

Peças Necessárias:

• 9V Bateria
• Conector de encaixe da bateria
• 330 Resistência Ohm
• LED – Vermelho Básico 5mm
• Breadboard- Meio Tamanho

Diagrama esquemático

Passos do projecto

1. Acoplar o clipe da bateria à parte superior da bateria de 9V.
2. Colocar o fio vermelho do clipe da bateria em F9 da tábua de pão.
3. Inserir o fio preto do clipe da bateria em J21 da tábua de pão.
4. Dobrar as pernas da resistência 330 Ω e colocar uma perna em F21.
5. Coloque a outra perna da resistência em F15.
6. Inserir a perna curta do LED em J15 e a perna longa em J9.

As setas vermelhas na imagem abaixo ajudam a mostrar como a electricidade está a fluir neste circuito. Todos os componentes são ligados uns aos outros em círculo, tal como quando utilizámos os cabos de teste.

IMPORTANTE – Nunca ligue um LED directamente a uma bateria de 9V sem um resistor no circuito. Fazendo-o com danos/destruição do LED.

Como soldar

Se quiser tornar o seu circuito permanente, terá de o soldar em conjunto. Para um tutorial detalhado sobre soldagem eletrônica, veja nosso post Como soldar para um guia passo-a-passo completo.

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