Revista eletrônica total numero 152, Manuais, Projetos, Pesquisas de Eletrônica

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ÍNDICE

Noticias Novos Relés Compactos, da Weidmüller, Termo-Anemômetro Digital Portátil – Modelo TAD 500, Traxon apresenta novo sistema LED de iluminação de sancas e Cobrecom – Fios e Cabos Elétricos.

Solução Open Source para programação de Microcontroladores PIC utilizando LINUX Neste tutorial forneceremos “passo a passo” de como instalar, configurar e programar um microcontrolador utilizando ferramentas open source, provando que é possível desenvolver um projeto gastando muito pouco com elas, ou em alguns casos quase nada.

Matemática para Técnicos: Estudo do Logaritmo e a Definição do dB No estudo da eletrônica, assim como nas demais atividades, é muito difícil trabalhar com números muitos grandes formados por muitas casas ; é mais prático operar com números pequenos, pois neste caso a probabilidade de cometer-se erros é bem menor.

Sensor de Vibração com Fibra Óptica O diferente neste projeto é o sistema sensor que faz uso de um pedaço de fibra óptica, o que o torna muito sensível. Além das finalidades práticas, pela sua eficiência e simplicidade, o circuito também possui aplicações didáticas podendo ser utilizado em cursos de Eletrônica, Mecatrônica e Telecomunicações para servir de exemplo de aplicação e funcionamento das fibras ópticas.

Inglês para Eletrônicos Trata-se das palavras “drive” e “driver”, tomando como exemplo o texto em destaque

O Alto-falante É um transdutor eletroacústico, da mesma forma que os microfones, no entanto a sua função é converter o sinal elétrico em vibração sonora.

Funcionamento e Aplicação do Diodo Varicap Apesar de ser pouco conhecido pela maioria dos técnicos de eletrônica, ele aparece em muitos equipamentos eletrônicos, sempre no estágio de RF, tanto na transmissão como na recepção.

Amplificadores Operacionais e Comparadores de Tensão Muitos projetistas pensam que amplificadores operacionais e comparadores são semelhantes e que podem ser usados nas mesmas aplicações, sem maiores problemas.

Os Osciladores controlados a Cristal Antes de entrar no estudo dos osciladores, devemos estudar as principais características do cristal de quartzo, peça fundamental neste tipo de circuito.

O Funcionamento do Microfone Veja, neste artigo, como funciona este dispositivo e como trabalhar com os mais diversos tipos existentes.

Amplificadores Transistorizados O objetivo de uma etapa de potência é fornecer à carga uma potência apreciável com a menor distorção possível e um bom rendimento.

Reostatos para painéis de veículos e máquinas Pode-se ajustar o nível de iluminação do instrumento de acordo com as necessidades, compensando a iluminação ambiente a qualquer momento. Como agregar esse recurso de forma simples é o que mostramos neste artigo.

Os Transistores: Saiba como transformá-los em ótimas soluções para problemas no “chão de fábrica” A proposta deste artigo, porém, é tratar esse assunto sob outra óptica, isto é, analisar as possibilidades de soluções que esses componentes podem oferecer, e o mais importante: de modo simples.

Outras Aplicações para os Transformadores Neste artigo, apresentamos aos nossos leitores alguns desses usos especiais para os transformadores.

Pesando 350g, o instrumento mede 150 x 72 x 35mm e vem acompanhado por uma bateria de 9V, hoster, sensor (ventoinha), manual de instruções e estojo para transporte. O preço do produto é, em média, R$ 270,00.

Traxon apresenta novo sistema LED de iluminação de sancas

A Traxon Technologies, empresa da OSRAM, acaba de trazer para o Brasil o Cove Light AC, projetor com tecnologia LED para iluminação de sancas. Vale lembrar que uma sanca é a moldura de parede para dissimular as lâmpadas que iluminam uma sala. Além de ter fácil instalação por ser ligado diretamente na tomada, o diferencial do lançamento é sua largura fina, que permite a instalação em diversos lugares de difícil acesso, além de ter uma vida média pelo menos 4 vezes maior do que as lâmpadas fluorescentes.

A tecnologia pode ser usada tanto para iluminação residencial, como para a comercial, pois sua tensão de alimentação varia de 100 V até 240 V. Outra vantagem é que o produto está disponível em diferentes temperaturas de cor e abertura de facho de 150 x150 graus.

Cobrecom – Fios e Cabos Elétricos

A Cobrecom, fabricante de fios e cabos elétricos de cobre para baixa tensão, lançou uma série de produtos durante a Feicon Batimat 2012, em São Paulo (SP). Entre os destaques, estão as novas embalagens dos produtos, o novo expositor de carretéis e cinco novos cabos de cobre eletrolíticos.

Expositor de Carretéis Visando facilitar a disponibilização de fios e cabos nas lojas especializadas, o expositor permite mais organização, melhor valorização dos produtos expostos e a venda de fios e cabos por metragem.

Novas Embalagens As novas embalagens da Cobrecom são seladas automaticamente e têm em sua parte superior um picote, que permite a quem for utilizar os fios e cabos, que sempre os mantenham guardados de maneira organizada.

Cabo Supertrox Flex HEPR 90ºC 0,6/1kV Para tensões nominais até 0,6/1 kV, formado por fios de cobre nu, eletrolítico, têmpera mole, encordoamento Classe 5 (flexíveis), isolado com composto termofixo Etileno Propileno (HEPR), de alto módulo para 90 °C e cobertura com polimérico, tipo poliolefínico não halogenado para 90 °C, com características de não propagação e autoextinção do fogo e com baixa emissão de fumaça.

Cabo Multinax Flexível Para tensões nominais até 0,6/1 kV, formado por fios de cobre nu,eletrolítico, têmpera mole, encordoamento Classe 4 e 5 (flexível), as veias são isoladas com policloreto de vinila (PVC), tipo PVC/A para 70 °C torcidas entre si, formando o núcleo, a cobertura extrudada com policloreto de vinila (PVC), tipo ST1, antichama (BWF-B).

Cabo Multinax Flex HEPR 90ºC 0,6/1 kV Para tensões nominais até 0,6/1 kV, formado por fios de cobre nu, eletrolítico, têmpera mole, encordoamento Classe 4 e 5 (flexíveis), isolado com composto termofixo Etileno Propileno (HEPR), de alto módulo para 90 °C, veias torcidas entre si, formando o núcleo, a cobertura extrudada com policloreto de vinila (PVC), tipo ST2, antichama (BWF-B).

IDE PIKLAB

Para este artigo escolhi a IDE PIKLAB, que é um ambiente de desenvolvimento integrado para microcontroladores Microchip PIC e dsPIC muito parecido com o MPLAB, entre os motivos para a escolha desta IDE está o fato de que através dela é fácil integrar uma série de compiladores como o SDCC, C18, boostc entre outros.

E ainda suporta uma série de programadores como ICD1, ICD2, PicStart, Pickit2, entre outros.

Para mais informações acesse a página do projeto http://piklab.sourceforge.net/

Vamos instalar o PIKLAB em nosso sistema operacional. Como o principal objetivo do Ubuntu é ser um sistema operacional amigável para o usuário, a instalação do PIKLAB deve decorrer de maneira muito fácil e transparente.

Conforme a figura 2 , devemos selecionar o menu aplicativo / Central de programas do Ubuntu e procurar por PIKLAB.

No meu caso a IDE já está instalada, apenas clique em instalar e aguarde o término do processo. Após o fim da instalação, podemos ir no menu aplicativo / desenvolvimento / e selecionar PIKLAB. Figura 3.

O Compilador

Para este artigo escolhi o compilador SDCC „Small Device C Compiler‟, neste caso a escolha se deu devido ao compilador ser realmente otimizado e configurável para várias arquiteturas e famílias de microcontroladores como Zilog Z80, Freescale 68HC08, Intel 8051 e, claro, Microchip 16F e 18F.

Somente a título de comparação: uma rotina de tempo escrita utilizando a IDE MPLAB da Microchip em conjunto com o compilador HITECH C student edition, por ser “gratuita” possui restrições quanto a otimização. Gerou um código duas vezes mais lento do que a mesma rotina compilada através do SDCC:

Vamos instalar o SDCC em nosso sistema operacional. Como o principal objetivo do Ubuntu é ser um sistema operacional amigável para o usuário, a instalação do SDCC deve decorrer de maneira muito fácil e transparente.

Conforme a figura 4 , devemos selecionar o menu aplicativo / Central de programas do Ubuntu e procurar por SDCC.

Agora que o compilador está instalado, podemos selecioná-lo na IDE PIKLAB como demonstrado na figura 5.

Matemática para Técnicos: Estudo do Logaritmo e a Definição do dB

O logaritmo é um ente matemático, através do qual podemos reduzir um número muito grande, composto por muitas casas, a um número bem menor com poucas casas, por exemplo o número 10.000 com quatro casas pode ser reduzido a um número só com uma casa, isto é, o log 10.000 = 4.

Francisco Bezerra Filho

No estudo da eletrônica, assim como nas demais atividades, é muito difícil trabalhar com números muitos grandes formados por muitas casas ; é mais prático operar com números pequenos, pois neste caso a probabilidade de cometer-se erros é bem menor. O logaritmo de um número natural é determinado através de uma função exponencial do tipo Nx. Assim, o logaritmo de um número N é igual ao seu expoente, pelo qual deve-se elevar a base para obter-se o número desejado, por exemplo, na expressão: 24 = 2x2x2x2 = 16, neste caso, o número 2 é a base da potência, ao passo que o 4 é o seu expoente. De acordo com o exposto acima, o logaritmo do número 16, na base 2 é 4, isto é: log2 16 = 4. No estudo da eletrônica, visto a seguir, é mais usado o logaritmo na base 10, assim temos: 10x = y → x = log10 y.

Divisão do logaritmo em característica e mantissa

O algarismo de um número natural divide-se em duas partes: característica e mantissa, sendo que a característica é determinada para dois casos:

• 1º Caso: Quando o número é maior que um, N>1, neste caso a característica é igual ao número do algarismo da parte inteira do número N, diminuindo de uma unidade; considerando-se N o número dado, então a característica procurada é N-1. Na tabela 1 temos diversos exemplos de como determinar-se as características para números maiores que um, N>1.
• 2º Caso : Para número decimal com a parte inteira nula, a característica é determinada pelo número de zeros ( inclusive o zero posicionado à esquerda da vírgula) que precedem o primeiro algarismo significativo. Neste caso a característica será sempre negativa. Para mais alguns exemplos, vide a tabela 2.

Como determinar a mantissa

A mantissa do número dado, por sua vez, será sempre positiva, independentemente do número ser menor ou maior que 1.

A mantissa pode ser determinada através da tabela de conversão também conhecida por Tábua de Logaritmos, encontrada em qualquer livro de matemática do 2ºgrau ou através de calculadora eletrônica que

disponha da função logaritmo -”LOG” Na tabela 3. temos a mantissa dos números 1 a 10 com intervalo de 0,1 em 0,1, mas através do processo de interpolação podemos determinar a mantissa de qualquer número com boa aproximação. A mantissa só depende do número significativo dado e independe da posição da vírgula. Nos números 2,2; 220 e 0,00022, assinalados na tabela 4 , a mantissa é a mesma, só muda a característica. Como se pode ver, a mantissa é sempre positiva qualquer que seja o caso, ao passo que a característica pode ser tanto positiva como negativa, só depende do número dado ser menor ou maior que

Propriedades Particulares do Logaritmo

Logaritmo de uma potência: Quando temos uma expressão do tipo: log AB, esta pode ser transformada em uma expressão assim: B. log A (equação 1). Neste caso, expoente B da potência passou a ser o multiplicador da nova equação.

Logaritmo de um Produto : Quando temos uma expressão do tipo: log (A. B), esta pode ser transformada em uma nova expressão do tipo: log A + log B (equação 2). Nesta nova expressão temos: logaritmo do multiplicador mais o logaritmo do multiplicando.

Logaritmo de uma divisão: Quando temos uma expressão do tipo log A/B, esta pode ser transformada em uma nova expressão do tipo: log A – log B (equação 3) , ou seja, logaritmo do dividendo menos o logaritmo do divisor.

Só lembrando que as três propriedades vistas acima são recíprocas. partindo-se do cálculo anterior, podemos chegar à que está a direita, ou vice-versa. Essas propriedades serão muito úteis no estudo do dB, a ser visto no item 6.

Logaritmo de Potência de 10 Como vimos acima os números inteiros múltiplos de 10 não têm mantissa, mas somente característica.

Para determinar-se a característica de uma potência de 10, aplicamos a seguinte propriedade: o logaritmo de uma potência de 10 é igual a seu expoente, como se vê nos exemplos a seguir:

• log 10 → 10¹, portanto, log 10 = 1
• log 100 → 10², portanto, log 100 = 2
• log 1000 → 103, portanto, log 1000 = 3
• log 0,001 → 10-3, portanto, log 0,001 = -
• log 0,0001 → 10--4, portando, log 0,0001 = -

Agrupamento da característica e da mantissa, ambas com a mesma polaridade

Quando o número dado não é uma potência exata de 10, neste caso, o logaritmo do número é composto por duas partes: característica e mantissa. A característica pode ser tanto positiva quanto negativa, só depende do número dado ser maior ou menor que 1, veja a tabela 4. Por sua vez, a mantissa será sempre positiva independente do número ser maior ou menor que 1.

Quando operamos com logaritmo, é aconselhável convertermos para a mesma polaridade, ou seja, ambas positivas ou ambas negativas. Para converter a mantissa para um valor negativo aplicamos a soma dos conjugados, somamos +1 à característica e -1 à mantissa, convertendo com isso, ambas para o negativo. Por exemplo, para converter o logaritmo do número 0,0022, onde a característica é de -3 e a mantissa é de+0,3424, temos:

Finalmente, temos ambas negativas, podemos agora agrupá-las como sendo um só número negativo (equação 4).

Só lembrando que: quando entramos com o número 0,0022 em uma calculadora eletrônica, ela faz todo o processo da soma dos conjugados, convertendo ambos os valores para o negativo e agrupando-os apresentando o resultado final, como se vê na equação 4 acima.

Definição do dB

O ouvido humano está adaptado para perceber só variações de níveis logarítmicas, e não variações lineares. Por outro lado, o ouvido não percebe as pequenas variações de níveis sonoros, mas apenas quando essas variações dobram de valor (+ 3 dB) ou quando caem pela metade (-3 dB), em relação do nível nominal tomado como referência. A unidade usada para expressar essas variações é o Bell em homenagem ao físico norte-americano Alexander Grahan Bell, que foi o primeiro cientista a pesquisar o som e seus efeitos físicos no aparelho auditivo.

O Bell é uma unidade muito grande, na prática é mais usado o decibell, ou decibel (dB), que é a décima parte do Bell.

Sistema de Transferência de Energia

Na figura 1 temos um sistema de transferência de energia completo que pode ser um amplificador de potência de áudio, amplificador de RF, um atenuador ou outro meio qualquer usado com essa finalidade. Na entrada do sistema temos um gerador de energia do tipo fonte de força eletromotriz (FEM) que gera a tensão de entrada Ve, com a função de alimentar o sistema. Este, por sua vez, tem uma impedância de saída Zg. O gerador é ligado à entrada do sistema, através dos pontos A-B, onde temos uma impedância de entrada Ze. Haverá a máxima transferência de energia na entrada, isto é, do gerador para o sistema, quando as impedâncias envolvidas forem iguais ou seja, Zg = Ze.

Na saída do sistema temos a impedância de saída Zs, sendo que a saída está ligada à impedância de carga Zc, através dos pontos C-D. Haverá a máxima transferência de energia na saída , ou seja, agora do sistema para a carga, quando as impedâncias forem iguais, isto é, Zs = Zc. O medidor M1 ligado na saída entre os pontos C-D, em paralelo com Zc, tem a função de medir o nível de energia (Vs) presente na saída do sistema.

Aplicação do decibel (dB)

O dB é definido através de uma relação logarítmica entre duas grandezas, que pode ser uma relação entre duas potências como uma relação entre duas tensões. Na figura 2 temos um amplificador de potência, onde o ganho de potência (GP) pode ser determinado através da equação 5.

Dado PE = 10 mW; PS = 800 mW; GP(dB) =?

Dado PE = 10 mW; PS = 1600 mW; GP(dB) =?

Na tabela 5 temos um resumo dos cálculos vistos acima. Como podemos observar, todas as vezes que dobramos o ganho do amplificador, o ganho de potência aumentou de 3 dB. De 100 mW para 200 mW, ocorreu um ganho de 3 dB; de 200 mW para 400 mW, houve mais uma vez um ganho de 3 dB e assim por diante. Assim, de 100 para 1600 mW, multiplicarmos o ganho por 16 (2x2x2x2 = 16), por sua vez de 10 para 22 dB houve um ganho de 12 dB (3+3+3+3 = 12 dB)

Relação de potência para Ganho < 1

Quando, ao invés de ganho, tivermos atenuação de maneira que o nível de potência na saída seja sempre menor que o nível na entrada, neste caso, o ganho será negativo. Na figura 3 temos um atenuador (AT), onde a potência na saída (PS) será sempre menor que na entrada (PS < PE).

Por exemplo, se temos na entrada uma potência de 1000 mW (Pe = 1000 mW) e na saída uma potência de 500 mW (PS = 500 mW), ou seja, a metade da potência de entrada, neste caso a atenuação (AT) será de:

Como se vê, trata-se de um número decimal menor que um (N<1) com característica de -1 e mantissa de +0,6990 (aprox. 0,7). Devemos convertê-los em negativos aplicando-se a lei da soma dos conjugados:

Finalmente, temos:

Para evitar operar usando a soma dos conjugados para resolver o mesmo problema, podemos aplicar o logaritmo de uma divisão:

Dado PE = 1000 mW; PS = 250 mW; AT(dB) =?

Dado PE = 1000 mW; PS = 125 mW; AT(dB) =?

Dado PE = 1000 mW; PS = 62,5 mW; AT(dB) =?

Na tabela 6 temos um resumo dos exercícios resolvidos acima. Assim, podemos ver que toda as vezes que a potência na saída caiu para a metade, ou seja, quando foi dividida por 2, o nível caiu de 3 dB (AT= - 3 dB).

Relação de Tensões