ELETRÔNICA 1

CONTEÚDO DO CURSO

• Revisão

• Resistores

• Código de cor (PTH)

• Código numérico (SMT)

• Tipos

• Especificação

• Capacitores

• Código numérico (PTH)

• Tipos

• Especificação

• Indutores

• Código de cor (PTH)

• Tipos

• Especificação

• Fontes de Tensão e Corrente, dependentes e reais

• Leis de Kirchhoff, Thevenin, Norton e Superposição

CONTEÚDO DO CURSO

• Introdução a Eletrônica

• Circuitos Analógicos

• Controle, comunicação e potência

• Circuitos Digitais

• Controle e comunicação

• Simulação de Circuitos

• SPICE

• Proteus

• Introdução aos Semicondutores

CONTEÚDO DO CURSO

• Diodo de junção

• Composição

• Simbologia

• Curva Característica

• Tipos de Diodo

• Analise de Circuitos com diodos

• Aplicações

• Transistor Bipolar de Junção

• Composição

• Simbologia

• Curva Característica

• Analise de Circuitos com transistor

• Aplicações

AVALIAÇÃO

• 2 Provas

• 1ª - Diodos, Transistores em Regime DC ()

• 2ª - Transistores em Regime AC (amplificadores) ()

• 2 Projetos

• 1º - Fonte de tensão com limitação de corrente

• 2º -

• 1 Final – Todo o Conteúdo ()

REVISÃO

Código de Cor:0. Preto1. Marrom2. Vermelho3. Laranja4. Amarelo5. Verde6. Azul7. Violeta8. Cinza9. Branco-1. Dourado-2. Prata

RESISTORES

• V=R*I

• Divisor de tensão:

• Vn = Vt*Rn/(R1+R2+...+Rn)

• Divisor de Corrente:

• In = It*Sn/(S1+S2+...+Sn)

CÓDIGO DE COR

CÓDIGO NUMÉRICO

TIPOS

• Sinal

• Filme Carbono

• Filme Metálico

• Potência

• Filme Metálico

• Fio Metálico

• Ajustáveis

• Potenciômetro

• Trimmer Potenciômetro (Trimpot)

TIPOS

• Resistor dependente de Luz (LDR)

• Varistor

• Termistor

• Coeficiente Positivo (PTC)

• Coeficiente Negativo (NTC)

ESPECIFICAÇÃO

• Resistência

• Potencia

• Tolerância

• Série Comercial

CAPACITORES

• Vc = Cdi/dt

• Associação Serie:

• Ct = 1/C1+1/C2+...+1/Cn

• Associação Paralelo:

• Ct = C1+C2+...+Cn

CÓDIGO NUMÉRICO

TIPOS

• Podem ser PTH ou SMD (SMT)

• Cerâmicos

• multicamada

• Eletrolíticos

• Tântalo

• Poliéster

ESPECIFICAÇÃO

• Pela Capacitância seguindo as Series Comerciais

• Pela Tensão máxima

• Pelo Resistencia Serie Equivalente (em alta frequência)

INDUTORES

• iL = Ldv/dt

• Associação Serie:

• Lt = L1+L2+...+Ln

• Associação Paralelo:

• Lt = 1/L1+1/L2+...+1/L3

CÓDIGO DE COR

CÓDIGO NUMÉRICO

• Mesmo dos Resistores

TIPOS

• Cilíndricos

• Toroidais

• PTH

• SMD

ESPECIFICAÇÃO

• Indutância – segue a serie comercial

• Corrente máxima

• Frequência máxima

FONTE DE TENSÃO REAL E DEPENDENTE

FONTE DE CORRENTE REAL DEPENDENTE

LEIS DE KIRCHHOFF

• Soma das tensões numa malha é igual a zero

• Soma das correntes num nó é igual a zero

TEOREMA DE THEVENIN

• Um circuito resistivo pode ser substituído por uma fonte real de tensão

1) Elimine a carga do circuito

2) A resistência de saída do circuito é igual a resistência equivalente vista na saída

3) A tensão do circuito é a tensão nos terminais da carga, sem a mesma.

TEOREMA DE NORTON

• Um circuito resistivo pode ser substituído por uma fonte real de corrente

1) Curto circuite a carga do circuito

2) A resistência de saída do circuito é igual a resistência equivalente vista na saída

3) A corrente do circuito é a corrente que passa pelo curto.

4) Pode ser usado a equivalência fonte de tensão/corrente entre Thevenin e Norton

SUPERPOSIÇÃO

• A resposta total do circuito é a soma das respostas parciais

INTRODUÇÃO

HISTORIA

• Elemento de controle sem partes moveis

• Válvula

• Transistor (Recomendo Assistir Transistorized! no Youtube)

CIRCUITOS E SINAIS ANALÓGICOS

• Processam sinais contínuos na amplitude e no tempo

• Podem processar sinais discretos na amplitude

• A Base são os Semicondutores

• Aplicações em:

• Controle de Potência (transmissão de energia)

• Amplificação de sinais (sensores)

• Armazenamento e processamento de sinais (computadores)

SIMULAÇÃO

• Pspice – Um dos primeiros, possuía versão DOS e Windows

• Permite simulação analógica e digital separadas;

• Pode usar scripts para simulação

• Proteus – Possui Simulação e Prototipação

• Usa o PSpice como Base

• Integra simulação analógica e digital

• Permite integrar projeto real e simulação

INTRODUÇÃO AOS SEMICONDUTORES

• Materiais da família 4A

• Tanto faz perder ou ganhar elétrons.

• O GAP de energia entre o isolamento e a condução é baixo.

• O mais usado é o Silício.

• O Germânio é pouco fabricado

• O Carbono esta no começo (OLED e OFET)

• São sensíveis a variação de temperatura e luminosidade.

DOPAGEM

• Dopar é adicionar impurezas (materiais diferentes do semicondutor) para alterar suas características.

• Ela pode ser negativa ou positiva

DOPAGEM POSITIVA

• Adiciona um material da família 3A.

• Aparece uma Lacuna (carga positiva) nas ligações covalentes.

• Os mais usados são Boro, Gálio e Índio

• Possui mas lacunas que elétrons livres

DOPAGEM NEGATIVA

• Adiciona um material da família 5A.

• Aparece um elétron livre (carga negativa) nas ligações covalentes.

• Os mais usados são antimônio arsênico e fosforo.

• Possui mas elétrons livres que lacunas.

JUNÇÃO PN

DIODO SEMICONDUTOR

POLARIZAÇÃO DIRETA

POLARIZAÇÃO REVERSA

SIMBOLOGIA (DIODO RETIFICADOR)

CURVA CARACTERÍSTICA

𝑅𝑑 (𝑎𝑐 )=2,6𝑚𝑉𝐼𝑑(𝑑𝑐)

CURVA CARACTERÍSTICA VS. TEMPERATURA

PAUSA PARA EXERCÍCIOS

TIPOS DE DIODO

• Zener – Feito para operar na região de Avalanche (Região zener)

• LED – Diodo emissor de luz

• Schottky – Tensão de polarização menor e resposta mais rápida

• Fotodiodo – Sua barreira de potencial reversa varia com a intensidade luminosa na junção.

• Tunnel – Ele apresenta uma região de resistência negativa devido ao efeito tunel.

• Varicap (ou varactor) – A tensão de polarização reversa muda sua capacitância

TIPOS DE DIODO

EXERCÍCIOS COM ZENER

EXERCÍCIOS COM LED

APLICAÇÕES

CONVERSOR CA/CC (RETIFICADOR)

• Revisão sobre Valor Eficaz

• É a potencia dissipada sobre uma carga resistiva a partir de uma fonte AC equivalente a uma fonte DC

• P(dc) =

• P(ac) =

• (dica: use identidade Trigonométrica)

• P(dc) = P(ac)

• Vmáx = Vef√2

RETIFICADOR MEIA ONDA

• Tensão media de saída é calculada pelo teorema do valor médio:

• V(dc) =

• Área = = 2Vmáx

• Periodo = 2π

• V(dc) = ou

FILTRO CAPACITIVO

• Durante o segundo quarto de ciclo, o capacitor descarrega sobre a carga

• se a tensão ripple for muito menor que a tensão media temos :

• Vripple = Vmed/(fRC)

RETIFICADOR ONDA COMPLETA

• A tensão media de saída é o dobro do meia onda.

• Vm = (2√2 Vef)/2

RETIFICADOR ONDA COMPLETA

PORTAS LOGICAS RDL

CEIFADORES

GRAMPEADORES

MULTIPLICADOR DE TENSÃO

OSCILADOR – DIODO TUNNEL

AMPLIFICADOR – DIODO TUNNEL

MODULADOR AM

DEMODULADOR AM

MODULADOR FM – DIODO VARICAP (VARACTOR)

DEMODULADOR FM

TRANSISTOR TBJ

• Porta logica a transistor

• Conexão Darlington

• Fonte de tensão

• Fonte de corrente

• Comparador Schmitt

• Multivibrador astável, e variantes

• Meia Ponte H e ponte h completa.

• Circuitos de Polarização

• Modelo hibrido equivalente

• Amplificadores com polarização fixa, por divisor de tensão, emissor comum, seguidor de emissor, base comum, realimentação no coletor, realimentação DC no coletor, Amplificadores Diferenciais

• Amplificadores de potência a transistor, classe A, B, C e D

PORTA LOGICA A TRANSISTOR (RTL)

FONTE DE TENSÃO

COMPARADOR SCHMITT TRIGGER

MULTIVIBRADOR ASTÁVEL

VARIAÇÕES – MONOSTAVEL

PONTE H

PONTE H

PONTE H

Q1NPN

Q2PNP

R1

10k

V11V

V21V

R2

10k

R3

10k

Q3NPN

Q4PNP

R4

10k

R5

10k

Q5

NPN

Q6

PNP

R6

10k

R7

10k

R8

10k

D1DIODE

D2DIODE

D3DIODE

D4DIODE

D5DIODE

D6DIODE

PROJETO 1

DIAGRAMA DE BLOCOS DE UMA FONTE DE BANCADA

BLOCO RETIFICADOR

BLOCO FILTRO

BLOCO REGULADOR A DIODO

GERANDO DOCUMENTOS DE PROJETO

PROTOTIPAÇÃO

TRANSISTORES BIPOLARES DE JUNÇÃO (TBJ OU BJT)

PROJETO 2 - SCRUM

PRODUCT BACKLOG

• A Equipe deve ter conhecimento nos circuitos que envolvem as atividades de sensoriamento, controle e atuação.

• Eu sendo PO quero que o robô possa detectar se está ou não na linha.(800)

• Eu sendo PO quero que o robô consiga andar em linha reta.(500)

• Eu sendo PO quero que o robô consiga fazer curvas.(300)

• Eu sendo PO quero que o robô siga a linha a partir dos sensores e atuadores.(1300)

• Eu sendo PO quero que que o circuito possa ser alimentado com uma bateria 12V.(100)

• Eu sendo PO quero que o circuito seja adequado a plataforma RP-0.(200)

SPRINTS

• Sprint 0 - De 27/05/2014 a 03/06/2014

• Sprint 1 - De 03/06/2014 a 10/06/2014

• Sprint 2 - De 10/06/2014 a 17/06/2014

• Sprint 3 - De 17/06/2014 a 23(ou 24)/06/2014

• Sprint 4 – De 23(ou 24)/06/2014 a 01/07/2014

• Sprint 5 – De 01/07/2014 a 08/07/2014

• Apresentação – 09/07/2014

SPRINT 0

• A Equipe deve ter conhecimento nos circuitos que envolvem as atividades de sensoriamento, controle e atuação.

• De 27/05/2014 a 03/06/2014

• Tarefas:

• Pesquisar quais sensores de luz existem (pelo menos 3 sensores)(10 min) 1 ponto – 1 - 3

• Estudar pelo menos 3 sensores e definir qual o melhor(1h) Quebrar em 3 – 3 pontos - 9

• Pesquisar tipos de circuitos discretos de controle (cinco op) 2h, quebar em 5 – 8 pontos - 40

• Entender e escolher qual pode ser usado 3h, quebarar 5 – 13 pontos - 65

• Pesquisar opções de circuitos de acircuitos de acionamento 2h quebarar e 5 – 8 pontos - 40

• Estudar os circuitos de acionamento 2h quebrar em 5 – 13 pontos – 65

• Total: 222 pontos

POLARIZAÇÃO FIXA

RETA DE CARGA

RETA DE CARGA

RETA DE CARGA

ESTABILIZANDO O EMISSOR

EXEMPLO

POLARIZAÇÃO POR DIVISOR DE TENSÃO

EXEMPLO

POLARIZAÇÃO POR REALIMENTAÇÃO

EXEMPLO

OUTRAS

OUTRAS

PARA PENSAR

PROCEDIMENTO DE PROJETO

MODELAGEM DO TBJ – ANALISE PEQUENOS SINAIS

QUADRIPOLO

COMO A IMPEDÂNCIA DE ENTRADA AFETA O CIRCUITO

MEDINDO A IMPEDÂNCIA DE ENTRADA

IMPEDÂNCIA DE SAÍDA

GANHO DE TENSÃO

GANHO DE CORRENTE

MODELO

EMISSOR COMUM

IMPEDÂNCIA DE SAÍDA EMISSOR COMUM

EMISSOR COMUM COM IMPEDÂNCIA DE SAIDA

MODELO HIBRIDO EQUIVALENTE