INSTITUTO EDUCACIONAL SÃO JOÃO DA ESCÓCIA

CURSO TÉCNICO EM ELETRÔNICA

DANIEL DE SOUZA MARTINS

JOÃO PEDRO GOUVEIA SORIANO

MARCUS PAULO ALVES DE PAULA

NIVALDO GARCIA

Conta giro com LED

Poços de Caldas-MG

2017

Daniel de Souza Martins

João Pedro Gouveia Soriano

Marcus Paulo Alves de Paula

Nivaldo Garcia

Conta giro com LED

Trabalho apresentado na mostra 2017 do Curso Técnico em Eletrônica do Instituto Educacional São João da Escócia, sob orientação do professor Luiz Antônio Rodrigues.

Poços de Caldas – MG

2016

Agradecimento

Agradeço aos Luiz Antônio Rodrigues, Paula Saliamara

Rodrigues pela grande ajuda em momentos importantes do

desenvolvimento deste trabalho.

Epigrafe

“O sucesso nasce do querer, da determinação e persistência em se chegar a um objetivo. Mesmo não atingindo o alvo, quem busca e vence obstáculos, no mínimo fará coisas admiráveis”.

(JOSÉ DE ALENCAR)

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura1- Diodo zener.....................................................................................7

Figura2- Resistor...........................................................................................8

Figura3- Trim-pont......................................................................................11

Figura4- Multímetro....................................................................................11

Figura5- Símbolo Trimpont.........................................................................12

Figura6- Circuito integrado.........................................................................13

Figura7- Capacitor.......................................................................................15

Figura8- Transistor......................................................................................17

Figura9- Tacômetro.....................................................................................18

Figura10- Projeto Pratico............................................................................19

Figura11- Circuito do Capacitor..................................................................20

Figura12- Sinal do Circuito.........................................................................21

Figura13- Circuito Integrado 555................................................................21

Figura14- Circuito Integrado UAA170.......................................................22

LISTA DE TABELAS

Tabela1-Espicificação de resistor......................................................1

Lista de material

Placa superior

30 LEDs comuns

Placa intermediaria

CI-1,CI-2- Circuito Integrado UAA170

C10-100KPF

R11, R15, R16-10K OHMS x 1/8W (marrom, preto, laranja)

R12, R14- 1k ohms x 1/8W (marrom, preto, vermelho)

R13-470K ohms x 1/8W (amarelo, violeta, amarelo)

R17, R18- 22K ohms x 1/8W (vermelho, Vermelho, laranja)

P1- 10K- trim-prot

P2- 100k- trim-prot

Placa inferior

CI-1 -555

Q1, Q2 – BC 547B, ou equivalente

R1, R2 -100k ohms x 1/8W (marrom, preto, amarelo)

R3- 3,3K ohms x 1/8w (laranja, laranja, vermelho)

R4, R7 -1K ohms x 1/8W (marrom, preto, vermelho)

R5- 27K ohms x 1/8W (vermelho, violeta, laranja)

R6, R8- 10k ohms x 1/8W (marrom, preto, laranja)

R9- 47 ohms x 1/8W (amarelo, violeta, preto)

R10- 5,6K ohms x 1/8W (verde, azul, vermelho)

P1- 100k- trim-pot

C1- 220 NF

C2-2,2 uF

C3-100 NF

C4-100 NF

C5-22 uF

C6-68 NF

C7- 47 uF

C8- 100 uF

C9- 10 uF

SUMÁRIO

1 Introdução.........................................................................................................1

2 Fundamentação teórica....................................................................................2

2.1 Led (Diodo de luz) .........................................................................................2

2.2 Diodo Zener ..................................................................................................5

2.3 Resistor..........................................................................................................6

2.4 Trim-pont......................................................................................................10

2.5 Circuito integrado UAA170..........................................................................12

2.6 Capacitor......................................................................................................13

2.7 Transistor.....................................................................................................15

3 Desenvolvimento............................................................................................16

4 Montagem.......................................................................................................21

5 Conclusão.......................................................................................................24

6 Referencias.................................................................................................... 25

1

1 INTRODUÇÃO

O presente trabalho tem como intuito, entender o funcionamento de

diversos modelos de painel de LED, até os mais complexos e modernos. Em

seguida, estudar, entender, e avaliar, por meio de um circuito eletrônico, os

diversos componentes utilizados para sua construção, bem como suas funções e

características. Por fim, pois este trabalho, juntamente com o projeto

desenvolvido, objetiva uma solução simples e viável de um sistema de velocidade.

Para a elaboração desta composição, fez-se um estudo em diversas

literaturas sobre todo tipo de painel até mesmo de um carro. As primeiras páginas

de desenvolvimento servem de alicerce para os conceitos painel de LED. Nestas

páginas, há todo o histórico, desenvolvimento e evolução de painel de LED, desde

sua criação até os dias atuais. Possui também, características específicas de

modelos de pinel, bem como, suas respectivas maneiras de trabalhar.

2

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 LED (DIODO DE LUZ)

LED (Light Emitting Diode) é a tecnologia, um diodo emissor de luz, um

dispositivo semicondutor que converte a energia elétrica em luz. Em 1962, o

pesquisador Nick Holonyak Jr. da GE, desenvolveu o primeiro LED capaz de emitir

uma luz visível, vermelha. LEDs verdes e amarelos não demoraram a aparecer, e

a tecnologia ficou limitada a essas três cores durante décadas. Os LEDs ficaram

popularmente conhecidos como indicadores de ligado/desligado em vários

equipamentos eletrônicos, e também em gabinetes de computador.

Em 1962, o engenheiro da General Eletric Nick Holoniak Jr. desenvolveu a

primeira lâmpada de LED propriamente dito da história. Nesse momento existia

apenas a cor vermelha, mas poucos anos depois, surgiram também as lâmpadas

LED em amarelo e verde. As três eram usadas basicamente para sinalizações,

mas já mostravam sua enorme eficiência, tecnologias de semicondutores

permitiram que os LEDs diminuíssem. Nessa época, começaram a ser utilizados

em semáforos.

O a utilização dos LED só foi em 1993, quando os pesquisadores

japoneses Isamu Akasaki e Hiroshi Amano e o cientista americano Shuji

Nakamura inventaram o primeiro LED azul de alto brilho. A importância dessa

descoberta é tanta que não só invadiu os gabinetes de computador, como

possibilitou a criação do LED branco. A partir de então o LED foi amplamente

utilizado na indústria automobilística, usado desde o painel às luzes de

sinalização.

Nos anos de 1997 e 1998 aparecem as primeiras luminárias produzidas

em larga escala: sinalizadores de piso e luzes de emergência. Em 2000, o LED

Luxeon I revolucionou os LEDs com 25 lúmens em um único emissor, marca

nunca atingida antes. Os oito anos seguintes foram marcados por grandes

3

avanços e em 2008, na maior feira de iluminação do mundo, a Light &Building, em

Frankfurt, Alemanha, mostrou uma grande aplicação dos LEDs em várias

situações. A evolução é tanta que o produto mudou radicalmente, e possui uma

estrutura bem diferente dos LED utilizados em sinalização de eletrônicos. Ainda

não se evoluiu o máximo possível em sistema LED. A tecnologia LED ainda

promete uma solução cada vez mais eficiente, econômica e sustentável.

Vantagens e aplicações da “lâmpada led do futuro”

A sua eficiência é muito alta comparada com a de outras tecnologias,

tanto em duração como em consumo energético (75 % menos do que as fontes

incandescentes). Além disso, os LEDs não ficam quentes, garantem um

rendimento luminoso excelente já no primeiro momento, não se vêm afetados

pelas vibrações, podem ser utilizados em dispositivos bem pequenos e sua luz é

muito parecida à luz do dia, a reduzir, portanto, o cansaço da vista ao guiar.

LED (Light Emitting Diode) é um componente eletrônico que gera luz com

baixo consumo. As lâmpadas LED necessitam de uma menor quantidade de

potência para gerar o mesmo fluxo luminoso de uma lâmpada incandescente, e

não utiliza reator. Estes são alguns dos benefícios que as lâmpadas LED

apresentam:

-Qualidade de luz visivelmente confortável;

-Baixa geração de calor;

-Não emite raios ultravioleta e infravermelho;

-Possibilidade de troca de lâmpada incandescente por LED, pois as

4

bases das lâmpadas são do mesmo tamanho;

-Economia de até 80% em comparação com as lâmpadas

incandescentes;

-Maior durabilidade em comparação com outras lâmpadas;

-Fácil descarte e reciclagem por não conter chumbo ou mercúrio

5

2.2 DIODO ZENER

Os diodos quando reversamente polarizados possuem uma corrente de

fuga divido aos portadores minoritários, porém essa corrente tem valores muito

pequenos para serem consideradas. Entretanto quando a diferença de potência

entre os terminais do diodo reversamente polarizado atingem um valor da tensão

de ruptura, ocorre um aumento da corrente reversa e a destruição do dispositivo

devido a elevada dissipação de energia

Nos diodos zener corre a mesma coisa porém esse componente

semicondutor é fortemente dopado o que torna a tensão de ruptura bem menor

que nos diodos convencionais da mesma forma a área da junção é aumentada o

que facilita a dissipação da potência.

6

2.3 RESISTOR

Um dos componentes mais usados nos circuitos eletrônicos é o resistor.

Com aparências e tamanhos que podem variar de uma forma muito ampla, os

resistores precisam ser entendidos para poderem ser bem usados. Mais do que

isso, você precisa saber como ele funciona e como ler seus códigos de

específicos se precisar substituí-los. Circuitos de controles de robôs, interfaces,

braços mecatrônicos, controles remotos, são alguns dos aparelhos em que você

pode encontrar muitos resistores. A presença de uma resistência elétrica num

circuito nem sempre é desejável, pois significa uma perda de energia que se

converte em calor.

No entanto, existem casos em que é preciso agregar uma resistência ao

circuito justamente com a finalidade de se reduzir a intensidade de uma corrente

ou diminuir a tensão num determinado ponto.

Assim, encontramos nos circuitos eletrônicos componentes denominados

resistores que têm justamente por função oferecer certa resistência à passagem

da corrente.

O tipo de resistor mais comum é resistor fixo que é feito de algum tipo de

material que seja mau condutor ou ainda que seja moldado de modo a apresentar

uma certa resistência.

Símbolos e aspectos dos resistores.

7

A dissipação nada mais é do que a quantidade de energia que ele pode

converter em calor. A dissipação está diretamente ligada ao tamanho do resistor e

ao tipo de material que é usado como elemento que oferece resistência à corrente.

Para dissipações elevadas temos os resistores de fio que são formados por fios de

níquel cromo enrolados numa base de porcelana. Os resistores de baixa potência

podem dissipar calor numa faixa de potência de 1/8 a 2 W enquanto que os de fio

podem ter dissipações na faixa de 5 a 200 W. Quando usando, trocando ou

testando resistores também precisamos conhecer suas especificações

Especificações:

C

or

Valores

Significativos

(1a e 2a

Faixas)

Multi

plicador

(3a

Faixa)

T

olerância

(4

a Faixa)

Coeficiente de

temperatura (ppm/oC)

P

reto

0 1 - -

M

arrom

1 10 1

%

100

V

ermelho

2 100 2

%

50

L

aranja

3 1

000

- 15

A

marelo

4 10

000

- 25

8

V

erde

5 100

000

0,

5%

-

A

zul

6 1

000 000

0,

25%

10

V

ioleta

7 10

000 000

0,

1%

5

C

inza

8 100

000 000

0,

05%

-

B

ranco

9 1

000 000 000

- 1

D

ourado

- 0.1 5

%

-

P

rateado

- 0.01 10

%

-

Observações:

- Se o resistor tiver três faixas, a tolerância será assumida como 20%

- Se o resistor tiver 3 ou 4 faixas o coeficiente de temperatura não será

indicado.

Lemos o valor observando as faixas da extremidade para o centro.

Para resistores de 3 e 4 faixas: As duas primeiras faixas indicam os dois

primeiros dígitos do valor, a terceira o fator de multiplicação (número de zeros) e a

quarta, se existir, a tolerância.

9

Para resistores de 5 faixas, as três primeiras indicam os três primeiros

dígitos, a quarta o fator de multiplicação e a quinta a tolerância.

A quarta faixa indica a tolerância que é de 10%.

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2.4 O TRIMPOTS OU POTENCIÔMETRO

Os trimpots são pequenos resistores variáveis formados por um anel

incompleto de um material resistivo (carbono) sobre o qual desliza um cursor.

A construção de um trimpot.

Nas duas extremidades do anel são ligados dois terminais. É óbvio que a

resistência que medimos entre estes dois terminais corresponde à passagem da

corrente por todo o anel e, portanto, é máxima e fixa. Esta é a resistência do

trimpot e que vem marcada no componente de modo a identificá-lo.

11

A resistência que encontramos entre o cursor e qualquer um dos terminais

extremos dependerá de sua posição, ou seja, ela pode ser ajustada entre zero e o

valor nominal do componente.

É comum, nas aplicações práticas em que necessitamos variar a

resistência entre dois pontos, que o terminal não usado seja ligado ao cursor.

Usando o trimpot com dois fios. Dizemos então que o trimpot foi usado

como um reostato ajustável.

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2.5 CIRCUITO INTEGRADO

As características específicas de cada CI variam em função da aplicação,

do grau de desempenho esperado, das proteções implementadas, etc. Em linhas

gerais pode-se dizer que os atuais CIs.

Possuem as seguintes características:

. Oscilador programável (frequência fixa até 500kHz)

. Sinal MLP linear, com ciclo de trabalho de 0 a 100%

. Amplificador de erro integrado

. Referência de tensão integrada

. Tempo morto ajustável

. Inibição por sobtensão

. Elevada corrente de saída no acionador (100 a 200mA)

. Opção por saída simples ou dupla

. Limitação digital de corrente

. Capacidade de sincronização com outros osciladores

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2.6 CAPACITOR

A característica principal do funcionamento dos capacitores é o acúmulo

de cargas opostas, em duas placas, separadas por um material isolante

(chamados dielétricos) e essas placas ficam as mais próximas, uma da outra.

Como são cargas opostas, elas se atraem, ficando, portanto, armazenadas nas

superfícies das placas mais próximas do isolante.

Também devido a essa atração e orientação das cargas, um campo elétrico é

criado entre as placas, através do material dielétrico do capacitor. Ao contrário do

que muitos pensam, a energia que o capacitor armazena não advém das placas, e

sim do campo elétrico entre elas. É, portanto, uma energia de campo eletrostático.

A propriedade da capacitância

A capacitância é uma propriedade medir a eficiência dos capacitores, para

testes e comparações.

O valor da capacitância é diretamente proporcional ao módulo das cargas em uma

das placas e inversamente proporcional a diferença de potencial (voltagem) nas

placas do capacitor.

Sabemos que, quanto mais carga, mais intenso é o campo elétrico, podemos

concluir que a capacitância é diretamente proporcional a área, pois a carga em

14

uma placa é proporcional a área em que as cargas estão distribuídas (pois as

cargas se posicionam de modo uniforme). Também sabemos que o campo elétrico

é inversamente proporcional a distância entre as cargas.

Logo, quando menor a distância entre as placas, maior é a capacidade de

armazenamento do capacitor.

15

2.7 TRANSISTOR

Todo transistor possui três terminais, que são as “perninhas” que você

pode ver na imagem abaixo. Um dos terminais recebe a tensão elétrica e o outro

envia o sinal amplificado. O terminal do meio é o responsável pelo controle desse

processo, pois a corrente elétrica entra e sai pelos outros dois terminais somente

quando é aplicada tensão elétrica ao terminal do meio. Para simplificar, podemos

pensar no transistor como uma torneira. O lado do cano que vem da rua é o

terminal de entrada e o lado de onde sai a água é o terminal de saída. Quando

você abre ou fecha a torneira, sua mão atua como o terminal do meio. Quanto

mais você girar a torneira, mais água passará.

Portanto, quando é aplicada uma tensão ao terminal do meio em um

transistor, ele permite que a corrente elétrica circule pelos outros dois terminais. A

quantidade de tensão aplicada ao terminal do meio (ou terminal de controle)

determinará qual será a intensidade da corrente do terminal de saída. Se

nenhuma tensão for aplicada (equivalente à torneira fechada), não há circulação

de corrente elétrica, o que confere ao transistor duas propriedades: “on/off”.

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3 DESENVOLVIMENTO

O que um tacômetro faz é simples de ser entendido se bem que nem

sempre o significado de que o tacômetro. Um tacômetro nada mais que um

instrumento que indica as rotações do motor, ou seja, a velocidade com que o

motor gira e imprimindo uma quantidade de combustível que é levado ao mesmo

tempo.

Todo o motor tem um ponto ideal de funcionamento que tem uma relação

ótima com a potência que ele produz e a quantidade de combustível que consome

ou seja existi um ponto em que o rendimento é máximo e maior quilometragem por

litro e isso só acontece com uma determinada rotação.

O velocímetro indica apenas a velocidade do veículo e não a rotação do

motor com um pouco de pratica podemos ter uma ideia da rotação do motor para

a quarta marcha por exemplo, mas nas outras será mais difícil isso significa que

você tendo o controle melhor da rotação do motor com o tacômetro poderá

economizar não só quando estiver em quarta marcha como também poderá

economizar nas outras marchas.

O tacômetro pode ser dos mais diversos tipos sendo o mais comum para a

eletrônica o que toma como referência para a medida de velocidade do motor

rotação por minuto a velocidade com que os contatos do platinado do carro abrem

e fecham. Este sinal é levado a um circuito eletrônico que converte uma

informação visual e aplica um indicador no painel.

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O nosso tacômetro no que se refere retirada do sinal para a medida de

velocidade pode ser considerado comum, mas não em relação na maneira como

temos a indicação visual. A utilização de circuitos integrados especiais permite a

indicação luminosidade feita pelo acendimento de pontos luminosos num painel

sem a utilização de dispositivos mecânicos como relógio etc.

Como funciona, como sempre mesmo tratando-se de um projeto pratico

não deixamos de explicar o seu funcionamento com isso não só facilita a

montagem do mesmo a introdução de instalação e até mesmo a introdução de

melhoramentos que os mais habilidosos não deixaram de tentar.

O primeiro bloco corresponde ao circuito de entrada que tem por função

tomar os sinais de referência do platinado do carro que trabalha de modo a

converte numa maneira que corresponde as rotações do motor e isso é feito com

pulsos produzidos nos platinados de carro tem uma frequência que depende não

só das rotações do motor como também do número de tempos do mesmo. Assim

fixado ou conhecido o número de tempos do motor podemos facilita fazer uma

correspondência direta entre a frequência do sinal e o número de rotações. Com

isso o nosso tacômetro em suas etapas seguintes pode ser bastante semelhante

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em funcionamento a uma frequência de uma escala de RPM rotação por minuto. A

retirada dos pulsos diretamente do platinado da maneira indicada.

Os pulsos que se obtém no platinado apresentam, no entanto, uma forma

de onda e uma intensidade que não são próprias as características do circuito são

irregulares e apresentam uma tensão algo elevada que poderia causar danos aos

componentes a ser analisado é o capacitor C1 que faz a confrontação desses

pulsos que passam da forma de onda.

O que este capacitor faz é plainar as variações da tensão ou transiente

que ocorrem nas aberturas do platinado e no seu fechamento esse capacitor tem

uma certa velocidade de ação no circuito com a velocidade de abertura e

fechamento dos platinados ou seja a rotação do motor. Seu valor deve ser então a

19

função do número de cilindros do motor sendo usado um de 68 nF para motores

de 4 cilindros e de 47 nF para motores de 6 cilindros.

O sinal deste circuito de entrada retirado deste capacitor agora formado

por um pulso para cada abertura dos contatos. No instante em que os contatos

abrem e as velas produzem as faíscas é produzida uma oscilação conforme já

vimos a qual é aplainada para então o circuito integrado CI-1 multivibrador

formado por um 555.

20

Este circuito produz pulso que serão definidos por P1, R6 e C3. A

frequência de fechamento e abertura é muito importante nas determinações de

valores dos componentes. O circuito integrado CI-1(555) é um gatilho através de

dois pino sendo aplicado o mesmo pulso negativo. Veja o leitor que a indicação no

caso é feita por um salto já que temos 16 pontos.

Ora, mas se cada integrado fornece 16 pontos porque 2 não fornecem 32,

mas somente 30, pois o leitor que uma vez ultrapassada a tensão superior do

primeiro CI quando seu último LED acende, atinge a tensão que dispara o primeiro

LED do segundo CI, o segundo e assim por diante.

21

4 MONTAGEM

1) Soldar os 30 led da placa 1, observando a polaridade.

2) Soldar os jumpers para ligar na próxima placa, em seguida

solda-los na placa do circuito integrado.

22

23

3) Soldar os jumpers para ligar na próxima placa, em seguida

solda-los na placa do circuito integrado.

4) Solde os trim-pont, depois solde o capacitor, a seguir a outra

peça.

Deixando pedaços de fios que serão soldados por baixo para estação.

Depois de montando seu tacômetro pode-se verificar o funcionamento e ajustar

seu funcionamento.

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5 CONCLUSÃO

Com a elaboração, concluímos e entendemos o funcionamento de

diversos modelos de painel de led, desde os mais simples até os mais complexos.

Juntamente desenvolvendo, uma solução simples e variável de um sistema de

velocidade, desde seu surgimento até nos dias atuais de hoje. Sua

fundamentação teórica sobre placas superior, intermediaria e inferior. No entanto

elaborando parte a parte de cada função, podemos ver e conhecer cada

procedimento dos aparelhos utilizado, e com isso para realizar um

desenvolvimento de nosso trabalho.

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6 REFERENCIAS

O que é um transistor e porque ele é importante para o computador?

POR OLIVER HAUTSCH EM O QUE É 08 FEV 2010. Disponível em:

https://www.tecmundo.com.br/o-que-e/3596-o-que-e-um-transistor-e-porque-ele-e-i

mportante-para-o-computador-.htm

Curso de Eletrônica - Parte 4 - O circuito integrado- Instituto Newton C

Braga - 2014 disponível em:

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/93-cursos/curso-de-eletronica/2701-cb

e004?showall=&start=4

Como funcionam potenciômetros e trim-pont - Instituto Newton C Braga –

2014 disponível em:

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/3379-art472

Capacitores E Suas Aplicações Comerciais disponível em:

http://www.portaleletricista.com.br/capacitores-e-suas-aplicacoes/

Newton C. Braga- revista eletrônica: pré-equalizador com circuito

integrado radio controle mini receptor px- Revista Saber

Como funciona o resistor (MEC070) - Instituto Newton C Braga-

Disponível em:

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/3182-mec070

26

Circuito integrado- Disponível em:

http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/htmlfile/CAP11/cap11.html