Eletrónica Instrumentação – Dicas de Medições

8/10/2019 Eletrnica Instrumentao Dicas de Medies

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3/68Fevereiro 2010 I SABER ELETRNICA 445 I 3

Editora Saber Ltda.DiretorHlio Fittipaldi

Associada da:

Associao Nacional das Editoras dePublicaes Tcnicas, Dirigidas

e Especializadas

Atendimento ao Leitor: [email protected]

Os artigos assinados so de exclusiva responsabilidade de seus autores. vedada a reproduo total ou parcial dos textose ilustraes desta Revista, bem como a industrializao e/ou comercializao dos aparelhos ou idias oriundas dos textosmencionados, sob pena de sanes legais. As consultas tcnicas referentes aos artigos da Revista devero ser feitas exclu-sivamente por cartas, ou e-mail (A/C do Departamento Tcnico). So tomados todos os cuidados razoveis na preparao docontedo desta Revista, mas no assumimos a responsabilidade legal por eventuais erros, principalmente nas montagens, poistratam-se de projetos experimentais. Tampouco assumimos a responsabilidade por danos resultantes de impercia do montador.Caso haja enganos em texto ou desenho, ser publicada errata na primeira oportunidade. Preos e dados publicados emanncios so por ns aceitos de boa f, como corretos na data do fechamento da edio. No assumimos a responsabilidade

por alteraes nos preos e na disponibilidade dos produtos ocorridas aps o fechamento.

editorial

Editor e Diretor ResponsvelHlio Fittipaldi

Conselho EditorialJoo Antonio Zuffo,Renato Paiotti

RedaoDaniele Aoki,Natlia F. Cheapetta,

Thayna Santos

Reviso TcnicaEutquio Lopez

ColaboradoresBernhard Rohowsky, Bruno MuswieckEutquio Lopez, Fernando Pavanelli

Filipe Pereira, Jrgen KauscheLuiz Fernando F. BernabeNewton C. Braga, Nicholai Pavan SorpresoRenato Paiotti, Roberto Brando

DesignersCarlos Tartaglioni,Diego M. Gomes

ProduoDiego M. Gomes

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Saber Eletrnica uma publicao mensal da

Editora Saber Ltda, ISSN 0101-6717. Redao,administrao, publicidade e correspondncia:Rua Jacinto Jos de Arajo, 315, Tatuap, CEP03087-020, So Paulo, SP, tel./fax (11) 2095-5333.

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O Brasil precisa de Reformas

Nesta edio termina o Curso Rpido de Retrabalho

com SMD, de autoria de Luis Fernando Bernabe. A re-

percusso foi muito boa e mostrou como o Brasil ainda

sente falta de coisas bsicas como um curso sobre este

assunto, que no novo. O SMD da segunda metade

dos anos 80. Mais ou menos h 22 anos apareciam os

primeiros componentes. As estaes de retrabalho so

vendidas e os tcnicos tm pouco ou nenhum treina-

mento para oper-las. Algumas grandes empresas ao procurar no mercado

de trabalho, profissionais nesta rea, exigem o certificado de concluso de

curso com certificao, segundo normas internacionais.

No temos conhecimento da existncia de cursos regulares em nosso

pas, por isso mesmo incentivamos, com o apoio da Quart, o primeiro com

ampla divulgao atravs debanner

em nosso portal. Para nossa satisfa-o, a procura foi grande para que vrias turmas sejam formadas e, assim,

cumprimos mais uma vez o nosso papel de fomentar o crescimento do

setor eletroeletrnico que tanto precisa crescer e gerar empregos, apesar

dos governos (municipal, estadual e federal) nada fazerem para diminuir o

Custo Brasil. A ABIMAQ (Assoc. Brasileira da Ind. de Mquinas) anunciou

que o custo Brasil , em mdia, 36,27 % para a indstria em modo geral e

43,85% para a indstria de mquinas, se compararmos com as dos EUA e da

Alemanha. Ou seja, se uma mquina destes pases sai mais barata do que se

a mesma fosse feita aqui em nosso pas. Imaginem agora quanto no ser a

diferena de custo da mesma mquina se fosse feita na China !?Isto provoca a desindustrializao do Brasil onde profissionais catego-

rizados perdem seus empregos e como no caso da indstria de sapatos,

para no ficarem desempregados ou mudarem para empregos de segunda

categoria, so obrigados a ir trabalhar na China. L, j existe uma respeit-

vel comunidade de gachos do setor caladista. Este ano de eleies e

hora de exigir as reformas tributria, trabalhista e a regulamentao final

da Constituio de 1988 que at agora no foi feita pelos funcionrios do

estado brasileiro - os polticos . No trabalham com competncia e recebem

religiosamente!

Hlio Fittipaldi


4/684 I SABER ELETRNICA 445 I Fevereiro 2010

ndice

EditorialSeo do Leitor

Acontece

Opinio

0306

08

65

Instituto Monitor ............................................................... 5

Tyco ..................................................................................... 7ALV ....................................................................................... 13

Tato ..................................................................................... 13

Globtek .............................................................................. 33Duodigit .............................................................................. 39

Microchip .................................................................... 2 capa

IR .................................................................................. 3 capaCyka ............................................................................. 4 capa

ndice de anunciantes

17

30

42

Tecnologias12EMR Technology (Eletro-Magnetic Resonance)

Circuitos Prticos1410 Osciladores CMOS

Projetos17Display de senhas com o Arduno

Desenvolvimento20Drivers de LEDs

26LTSpice Simulao Filtros

Instrumentao30Cinco Dicas para Reduo de Rudo nas

Medies34Erros de Medidas em Multmetros Digitais

36Medies de Campos Eletromagnticos

causados por sistemas de transmisso

Sensores40Sensor de Temperatura Isolado

42Curso sobre Sensores

Microcontrolador51Tambor Eletrnico

Componentes54Tcnicas de Extrao de Circuitos Integrados

57Curso Rpido de Retrabalho Manual em

Componentes Montados em Superfcie (SMD)

Parte 3

61O Transistor 2N3055


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SABER ELETRNICA 444

IJaneiro 2010

seo do leitor

Colabore

Saber Eletrnica n 422

Contato com o LeitorEnvie seus comentrios, crticas

e sugestes para a.leitor.saberele

[email protected].

As mensagens devem ter nome

completo, ocupao, empresa e/ou ins-

tituio a que pertence, cidade e Estado.

Por motivo de espao, os textos podem

ser editados por nossa equipe.

DTMFGostaria de saber se vocs tem em alguma

edio o seguinte assunto: DTMF, que signi-

ca a soma de duas frequncias em trans-

misso telefnica.

Empresa Genno

Por email

Em nosso portal encontra-se dois artigos

referentes a este assunto, para acess-los

basta assinar o portal Saber Eletrnica

enviando um email para assinaturas@

editorasaber.com.br. Se desejar t-las

impressas, favor entrar em contato com

a Nova Saber e solicitar a revista Saber

Eletrnica n 422, e a revista Eletrnica

Total n 124.

Se voc gosta de escrever e trabalha

com desenvolvimento de projetos,

manuteno industrial, prdios inteli-

gentes, automao ou outro assunto em

nossa rea e pretende construir um bom

currculo para manter sua empregabi-

lidade em alta, mande a sua idia para

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AssinaturaPreciso assinar a revista Saber Eletr-nica, mas no quero a digital, e sim

a revista igual a da banca. Como eu

fao para adquirir e receber em minha

casa.

Benedito Cardoso

Por email

Prezado Benedito para assinar a

revista Saber Eletrnica na verso

impressa, basta enviar um email para

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(11) 2095-5333.

LeitorOl pessoal, meu nome Wilson econheo a revista desde quando usava

fraldas! Me apaixonei por eletrnica,

e me formei como engenheiro, hoje

trabalho em uma grande multi-

nacional exercendo a profisso.

Mando um abrao a todos em especial

ao professor Newton C. Braga, que

para mi m e colegas da poca dos

pro jetos iniciais, era o nosso grande

heri. Parabns a todos e um forte

abrao!

Eng WIlson M. S. Filho

Por email

Caro Wilson, fcamos emocionados

com seu depoimento. So histrias

assim que nos motivam a continuar

trabalhando para fazer da Saber

Eletrnica a melhor e mais importante

revista de eletrnica do Brasil.

Agradecemos muito o seu contato e a

sua audincia.

Edies AntigasSenhores sou assinante e gostaria desaber se possivel fazer download de

edies anteriores da revista.

Rogrio Frana

Por email

Caro Rogrio, estamos constantemente

cadastrando as revistas mais antigas

no nosso portal. O nmero mais antigo

a revista Saber Eletrnica n 399.

Caso precise delas impressas, pode

entrar em contato com a Nova [email protected]

pelo site www.novasaber.com.br


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8 I SABER ELETRNICA 445 I Fevereiro 2010

acontece

Curtas

De olho no crescente mercado

de substituio de telefones

mveis antigos por modelos

mais equipados, a fabricante do

BlackBerry, Research in Motion(RIM), vai iniciar no Brasil sua

primeira produo de aparelhos

na Amrica Latina fora do

Mxico, aps fechar acordo com a

Flextronics.

O copresidente-executivo da

Research in Motion, Jim Basillie,

em visita ao Brasil, anunciou no

incio de maro a produo com a

fabricante terceirizada Flextronics,

em So Paulo. Inicialmente

produzir um modelo, o Curve

8520, voltado para usurios

iniciantes e jovens interessados

por redes sociais, como twitter,

facebook, orkut, myspace etc.

Em entrevista Reuters, Basillie

afirmou que a empresa est

avaliando mais modelos para

produo no pas, onde at agora

apenas aparelhos importados da

marca so vendidos sob incidncia

de custos de importao.

A empresa japonesa de robtica,

Cyberdyne, criou uma perna artificial

ortopdica, capaz de movimentar-se

a partir das ordens recebedidas pelos

sinais do crebro, o que permite aousurio caminhar de forma natural,

sem a ajuda de muletas.

A tecnologia utilizada a mesma do

revolucionrio traje-rob batizado

como HAL, apresentado em 2008. O

sistema da perna tem sensores que

podem ler os sinais enviados pelo

crebro. Quando os sensores detec-

tam as ordens de movimento perna,

os pequenos motores instalados na

extremidade artificial movimentam de

forma automtica os mecanismos do

tornozelo e joelho.

A empresa pretende aplicar os mesmos

princpios robticos para fabricar

braos artificiais com fins ortop-

dicos. At o momento, o principal

produto da companhia era o HAL,

uma espcie de armadura ciberntica

que aumenta as capacidades fsicas do

corpo humano e recomendado a

idosos e a pacientes com problemas

musculares ou incapacidades fsicas.

Produo verde-amarela Perna ortopdica

A Texas Instruments (TI), lanou a linha

de microcontroladores MSP430 Value

Line, que oferece consumo baixo de

corrente pelo preo de microcontrola-

dores de 8 bits.Os novos microcontroladores tm

suporte das ferramentas MS430, sof-

tware grtis e ampla rede de suporte

de parceiros, possibilitando tempo

menor para chegada ao mercado por

toda uma gama de aplicaes sensveis

a custo, incluindo aplicaes de segu-

rana e sensores sensveis ao toque.

A linha Value Line assegura que projetis-

tas que utilizam microcontroladores 8

bits no precisaro sacrificar a eficincia

de energia, escalabilidade por causa de

preos ou desempenho.

Os microcontroladores MSP430G2xx

possuem cdigo compatvel com toda

a plataforma dos microcontroladores

MSP430, permitindo fcil migrao de

cdigo e upgradepara dispositivos mais

avanados, de acordo com a evoluao

das necessidades da aplicao.

Para informaes sobre disponibilidade

e preo do produto, entrem no site

www.ti.com

Microcontroladores

O balano divulgado no ms de fe-

vereiro na Sucia mostra que 2009,

ano da crise econmica global, foide crescimento para a Axis Com-

munications. A fabricante sueca

de cmeras de monitoramento,

decodificadores e outros equipa-

mentos de vdeo IP obteve, no ano

passado, 2,301 bilhes de coroas

suecas, ou 317 milhes de dlares

de receita em vendas lquidas, 17%

a mais que em 2008.

Esta expanso resultado do bom

desempenho das vendas do con-

tinente americano, trazendo paraa empresa nmeros positivos.

Amricas puxam crescimentode vendas da Axis

Nas Amricas, as vendas lquidas

atingiram 1,085 bilho de coroas

suecas (145 milhes de dlares),27% maior na comparao com o

ano anterior.

E todos esses sistemas de vigiln-

cia, em grande parte graas Axis,

esto abandonando as plataformas

analgicas e abraando o vdeo IP,

ou j nascem mesmo totalmente

dedicados ao vdeo em rede, con-

clui a diretora.

A fabricante aumentou tambm

os investimentos em pesquisa

e desenvolvimento. Em 2009, areceita para o setor chegou a 332,1

milhes de coroas suecas (45,7 mi-

lhes de dlares), valor 24% maior

que 2008.Para manter nosso market share

(33,5% do mercado global de

cmeras IP, de longe o maior do

mundo) e nossa liderana de mer-

cado, assim como assegurar nossa

competitividade, a Axis continuar

seu foco em lanamento de produ-

tos inovadores para vdeo em rede,

ampliar as parcerias com desen-

volvedores de software e outros

fabricantes e manter a ampliao

da equipe, explica Ray Mauritsson,CEO da companhia.


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SABER ELETRNICA 445

I 9

acontece

Os aparelhos auditivosacompanharam a evoluotecnolgica decorrente doavano digital dos ltimos anos.Atualmente, os aparelhos somenores, mais inteligentes e

com designmoderno, alm depossurem caractersticas nicas,como microfones direcionais,gerenciador de microfonia e nfasepara fala, com o propsito deaumentar o conforto em ambientes

sonoros difceis.Exemplos disso so os aparelhos

auditivos YUU e 360** doGrupo Microsom, uma empresade solues auditivas do Brasil.

Este equipamento tem comocaracterstica a interatividadecom o usurio e a programaoautomtica,

O YUU, equipamento de ltimagerao, tem como caracterstica

a interatividade com o usurioe a programao automtica,alm de permitir que o prpriopaciente realize determinado tipo

de regulagem no equipamento,ou por meio de um controle

remoto diferenciado. J o 360se destaca pela alta potncia,pela resistncia umidade e aimpactos e ainda oferece uma gamacompleta de inovaes avanadase projetadas para proporcionar

alta performance, mesmo emambientes com barulho e rudointensos.

Os aparelhos auditivos com o passar

dos anos sofreram transformaesimportantes com o avano da

tecnologia, eram grandes em formade trombetas e funis. No sculoXX, depois de muitas mudanas,eram compostos por microfonede carbono, alto- falante e umagrande bateria para produzir o

som amplificado. Mesmo com estaevoluo, ainda no era suficientepara pessoas com perda auditivaem um grau muito alto.

Novas tecnologias possibilitamaparelhos auditivos mais inteligentes

Com o tempo, os aparelhosauditivos passaram a incorporar

o transistor, oferecendo aomercado dispositivos menores quepodiam ser usados na orelha ouincorporados haste dos culos.O novo modelo necessitava apenasde uma bateria para funcionar.

Nos anos 80 surgiu a possibilidadede programar esses aparelhos,quando os equipamentos passarama ter microprocessadores, quepermitiam que eles fossemmenores e introduzidos

completamente dentro do canalauditivo.

Aps mais de um sculo, finalmenteos aparelhos auditivos chegaram

era digital e passaram a trabalharcom um complexo e extremamenterpido processo sonoro, com altograu de preciso. Os equipamentosatuais possuem chipsextremamentemodernos que conseguem

diferenciar os vrios sons de umambiente e assim, reduzir o rudode fundo e automaticamente seadaptar para diferentes situaessonoras. Alm disso, proporcionamsom natural, maior flexibilidade e

maior personalizao para pessoascom perda auditiva.


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acontece

Produtos

Analisador PXA de Sinais

Este analisador de sinais PXA N9030Ada Agilent o membro de mais alta

performance da srie X de analisa-dores de sinais, sendo o substitutoideal para os equipamentos equivalen-tes atuais. O instrumento pode cobrirfrequncias que alcanam 26,5 GHz eapresenta flexibilidade para o presentee para o futuro atravs de capacidades

operacionais de medida e de expansode hardware.

Dentre as aplicaes para este equi-pamento esto as que envolvemtecnologia aeroespacial, defesa, comu-

nicaes comerciais e outras. A sualinguagem de comunicao compatvelcom outras tecnologias possibilita seuinterfaceamento com analisadoresde espectro tanto da prpria Agilentquanto da HP.

Destaca-se ainda neste aparelho suaperformance, que reduz as incertezasdas medidas e revela detalhes de sinaisem nveis a partir de 75 dB de faixadinmica livre de esprios, numa faixade 140 MHz de largura. Especificaes

adicionais incluem um rudo de fase de-128 dBc/Hz em 10 kHz de offset

(1 Ghz), preciso absoluta de amplitudede +/- 0,19 dB e sensibilidade de -172dBm apresentada com nvel mdio derudo (DANL) em 2 GHz.

Os novos instrumentos esto disponveisem quatro faixas de frequncias:

N9030A-503, cobrindo de 3 Hz a 3,6GHz;



N9030A-525, cobrindo de 3 Hz a 26,5GHz.

N9030A Analisador PXA

de Sinais, da Agilent.

LEDs com a maiorluminosidade do mercado

A Belmetal se consolida no

segmento de comunicaovisual e lana novas solues emLEDs, alternativa de iluminaoque tem crescido em todo omundo principalmente pela suaparticularidade de economizar at

90% a mais de energia em relaoa uma lmpada comum, no emitircalor e ter uma durao de 20 a 30vezes maior.

De olho neste mercado, a Belmetal

traz uma linha de produtos paraeste setor. H uma grandeexpectativa de crescimento domercado de LEDs no Brasil.Acredito que aqui o produtoainda esteja comeando a ser

descoberto, explica VictorFigueiredo, Supervisor Nacional de

Produtos da Belmetal.Os LEDs da Belmetal tm uma

luminosidade acima da mdia demercado, com mais pontos pormetro 30 por metro. No mercadoa mdia de 20 pontos por metro.O custo-benefcio da iluminao

por LEDs tambm bastanteatrativo para o consumidor. Emalguns projetos o LEDSIGN, como conhecido, fica mais barato queo prprio non, afirma o supervisor.

Alm deste produto, a Belmetal trazao consumidor uma consultoriatcnica com profissionaisespecializados em suas 11 filiais

espalhadas pelo Brasil alm da suamatriz corporativa em So Paulo,

que do ao cliente a soluo idealpara cada projeto.

A aplicao dos LEDs pode serbastante variada, e tem sido usadaprincipalmente com objetivos decomunicao corporativa. Nossofoco ser atender especificamente

empresas fabricantes de luminosos eLetra Caixa, assim como especificare homologar o produto em grandescorporaes, diz Victor Figueiredo.

O produto est disponvel na Belmetal

nas cores verde, vermelho, azul,branco frio e branco quente, e temuma garantia de 80.000 horas, almde ser a prova dgua.


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IFevereiro 2010

tecnologiasRenato Paiotti

Aintegrao da central de processa-

mento com os perifricos num ni-

co dispositivo o sonho de vrios

projetistas, porm performance x

espao x peso difcil de conciliar, embora

nada seja impossvel.

Em janeiro a Apple anunciou o lana-mento do Ipad, um computador porttil

que dispensa teclado e mouse, onde a tela

sensvel ao toque. Para uso pessoal este

dispositivo bem interessante, mas, e quan-

do o uso destes dispositivos requer um

nvel de detalhe maior do que o oferecido

pelo sistema Touchscreen? Especialmente

utilizado por artistas grficos e usurios de

softwares grficos?

Pensando nesse mercado a Wacon

desenvolveu a famlia W8000, com a qual

possvel interagir com o computador direta-mente na tela de LCD utilizando uma caneta

que no tem fio, porm com um circuito que

alimentado pelo prprio campo magntico

gerado pelo monitor.

A famlia W8000 um sistema integrado

que captura as informaes de uma matriz

de sensores, onde o sinal chega de forma

analgica, converte estes sinais em digital e

transfere estas informaes para a CPU.

Aparentemente parece fcil, afinal s

informar a posio da caneta, que sem fio, e

indicar em que posio ela se encontra, mas

com a tecnologia EMR possvel informar

alm da posio, a distncia em que a caneta

se encontra e o seu grau de inclinao, muito

til para os artistas grficos que podem de-senhar diretamente sobre o monitor LCD e

simular pinceladas sutis, alm do ngulo que

o pincel est sendo usado.

A tecnologiaA EMR Technology uma tecnologia em-

pregada na tablet CintIq fabricada pela prpria

Wacom. Como ilustrado na figura 1podemos

ver que esta tecnologia captura, atravs de

uma matriz de sensores (bobinas), o campo

magntico gerado pela caneta. Conforme a ca-

pacitncia capturada por cada um dos sensores, possvel saber a distncia, o grau de inclinao

e o ponto em que ela se encontra desta matriz

que est distribuda por toda a tela.

A caneta no possui nenhum tipo de fio

ou bateria que alimente o seu circuito, isso

porque ela consegue a prpria alimentao

do circuito atravs do campo induzido vindo

da tablet, uma vez que o circuito da caneta

simples e de baixo consumo.

F1. Como os sinais so

capturados.

EMRTechnology(Electro-Magnetic Resonance)

Conhea esta tecnologia desenvolvida pela

Wacom para atender o mercado de tablets

PC da rea grfca, que podem ser usadas em

diversas outras aplicaes


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Fevereiro 2010 I

SABER ELETRNICA 445

I13

tecnologias

Sem baterias ou fios, temos uma caneta

bem mais leve e fcil de manusear, sem a ne-

cessidade da troca da bateria, que envolveria

a abertura da caneta para tal. A caneta tem

um circuito ressonador (LC), que responde

refletindo o prprio campo, induzindo as

bobinas que esto colocadas abaixo do LCD

da tablet, observe isto na figura 2.O circuito LC que compe a caneta

simplesmente um indutor ligado em para-

lelo a um capacitor, tornando-se assim um

filtro que elimina determinadas faixas. Desta

forma, quanto maior a indutncia e menor a

capacitncia maior a faixa, o circuito LC

apresentado na figura 3.

Abaixo dos sensores temos uma camada

adesiva e uma outra camada que uma

blindagem. Esta blindagem tem como funo

bloquear qualquer campo magntico gerado

por quaisquer agentes internos ou externosao sistema. Se no houvesse esta blindagem,

qualquer campo iria interferir nos sensores,

como se a caneta estivesse naquele lugar

onde o falso campo foi gerado.

Outros agentes podem gerar campos

magnticos e poderiam interferir na leitura

dos dados, como por exemplo o dedo do usu-

rio ou simplesmente a borda metlica que

prende o display LCD ao conjunto da tablet,

porm o campo gerado por estes agentes

de menor intensidade que a prpria caneta.Com este cenrio em mente possvel

imaginar a quantidade de sensores utilizados

na matriz, devido a sua resoluo, agora

pense no processamento necessrio para

calcular todos estes sinais, alm disso ima-

gine o recurso necessrio para calcular a

distncia e inclinao da caneta tendo como

base o campo induzido de cada sensor em

seus diversos nveis. Por isso um chip da fa-

mlia W8001 foi desenvolvido, onde os sinais

analgicos so convertidos em digitais e atravs destes dados que o processamento

feito. Como este processamento execu-

tado pelo prprio circuito da tablet, pouco

sobra de trabalho para a CPU, podendo ser

instalados em computadores com processa-

dores de baixa performance.

F2. As camadas que

compem o display.

F3. Circuito

LC.

E


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14 ISABER ELETRNICA 445IFevereiro 2010

Circuitos Prticos

Embora a frequncia mxima de ope-

rao de um circuito lgico CMOS

dependa da tenso de alimentao,

se precisarmos gerar sinais que no

excedam alguns megahertz, ele consiste na

soluo ideal pelo seu baixo custo, simpli-cidade e facilidade de congurao.

Os circuitos dados a seguir podem ser

usados nas aplicaes em que se necessita

de sinais retangulares de baixas e mdias

frequncias, empregando circuitos inte-

grados convencionais da famlia CMOS.

Oscilador com Porta NAND4093 ou Inversor 40106

Nosso primeiro oscilador o mais

simples de todos, tendo sua frequncia

determinada pela rede RC. Essse circui-to, mostrado na fgura 1, gera um sinal

retangular com aproximadamente 50%

de ciclo ativo em frequncias que podem

passar de 1 MHz.

O circuito integrado mais usado nesta

aplicao o 4093, mas funes inversoras

disparadoras como as do 40106 tambm

funcionam satisfatoriamente. O valor mni-

mo de R est em torno de 1 kohms e para C

o valor mnimo recomendado 100 pF.

Podemos modicar esse circuito para

operar com uma rede LC, gerando sinaisde frequncias mais altas, at uns 7 MHz

com 10 V, seguindo a congurao apre-

sentada na fgura 2.

Nas frequncias mais altas o sinal de sa-

da j no ser perfeitamente retangular.

Oscilador a Cristal4001/4011

Nafgura 3temos uma forma de con-

gurar um inversor (NAND ou NOR) para

gerar sinais com a frequncia controlada

por um cristal de quartzo.

Osciladores

CMOS

10Funes lgicas CMOS podemser conguradas para resultar em

excelentes osciladores retangula-

res com frequncias at uns 7 MHz.

Esses circuitos podem ser usados

como base para uma innidade

de projetos que vo de geradores

de efeitos sonotos a clocks para

conguraes lgicas.

Neste artigo, focalizamos 10

osciladores CMOS para o leitor

empregar em seus projetos

A frequncia mxima deste circuito

est em torno de 4 MHz, e o capacitor deve

ser cermico. O sinal tambm retangular,

com pequena deformao nas frequncias

mais elevadas.

F1. Oscilador com

Porta NAND.

F2. Oscilador p/ freq.

mais altas.

F3. Oscilador com cristal

de quartzo.

Newton C. Braga


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Fevereiro 2010 ISABER ELETRNICA 445I15

Oscilador com2 Inversores

O circuito da fgura 4gera sinais re-

tangulares e faz uso de dois inversores

de um circuito integrado 40106.

Os outros inversores do 40106 podem

ser utilizados de forma independente. A

frequncia deste circuito determinadapor R e C. Para R = 100 k ohms e C = 10 nF

teremos um sinal na faixa de udio.

Oscilador Controladopor Tenso

Podemos controlar a frequncia do os-

cilador anterior numa boa faixa de valores

a partir de uma tenso externa, usando a

confgurao da fgura 5.

A tenso de controle estar entre 0 e 2

V, tipicamente. O circuito, com os compo-

F6. oscilador com 3

inversores.

F5. Oscilador contro-

lado por tenso.

F4. Oscilador com 2

inversores.


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Circuitos Prticos

nentes indicados, gera sinais na faixa de

udio e a forma de onda retangular.

Outras funes CMOS que possam ser

conguradas como inversores, funciona-

ro perfeitamente nesse oscilador.

Oscilador com TrsInversores

Maior estabilidade para a gerao dos

sinais pode ser conseguida com o oscila-

dor ilustrado na gura 6.

Os trs inversores so de um circuito

integrado 40106, mas outros circuitos

integrados que possam ser empregados

na mesma funo serviro.

O sinal de sada retangular e a frequ-

ncia depende de R1e C1. Para os valoresindicados, o circuito gera sinais na faixa

de udio.

Oscilador semComponentes Externos

No oscilador exibido na figura 7 a

frequncia de operao depende do tem-

po de propagao do sinal atravs das

funes inversoras.

Como esse tempo depende da tenso

de alimentao, podemos controlar a fre-

quncia pelo potencimetro de 10 k ohmsque ajusta a tenso no circuito.

O sinal gerado pode chegar a alguns

megahertz e rico em harmnicas, servin-

do o oscilador como excelente gerador de

sinais. Outras funes inversoras podem

ser empregadas no mesmo circuito e o n-

mero de portas deve ser sempre mpar.

Oscilador DisparadoNa gura 8temos um circuito que en-

tra em oscilao quando o pino de entrada

for levado ao nvel alto.

A frequncia determinada por R1e

C1. R

2deve ser sempre maior do que 10

vezes o valor de R1. Com os valores in-

dicados, o circuito gera um sinal na faixa

das audiofrequncias.Outras funes que possam ser con-

guradas como inversor e controle podem

ser empregadas. Por exemplo, podemos

usar em lugar do 4069 o prprio 4011

como inversor.

O sinal obtido na sada deste circuito

retangular com um ciclo ativo de apro-

ximadamente 50%.

Oscilador com Portas NORNa gura 9mostramos como obter

um oscilador usando as portas NOR deum circuito integrado 4001.

O sinal gerado retangular e a sua

frequncia depende basicamente de C1e

R2. R

1deve ser pelo menos 10 vezes maior

que R2.

Oscilador deFrequncia Varivel

No circuito da figura 10 podemos

ajustar a frequncia do sinal gerado em

um potencimetro comum.

A frequncia gerada depende do ca-pacitor e para o valor indicado estar na

faixa de udio.

Qualquer circuito integrado CMOS

que possa ser congurado como inversor

funcionar neste circuito.

ConclusoOs circuitos que vimos so apenas

alguns que podem ser usados como

osciladores.

Lembramos que a velocidade de

operao dos circuitos CMOS depende

muito da sua tenso de alimentao.

Assim, para uma alimentao de 5 V,

um circuito alcana no mximo 3 MHz

enquanto que alimentado com 15 V pode

chegar a 8 MHz.

A frequncia mxima, em cada caso,

depende do circuito integrado utiliza-

do. Consulte os manuais em caso de

dvidas.

F7. Osciladopr sem com-

ponentes externos.

F8. Oscilador

disparado.

F9. Oscilador com 2

portas NOR.

F10. Oscilador de

frequncia varavel.

E


17/68


Projetos

E

ste projeto no tem como nali-

dade ser o produto nal de umsistema de sequncia de senhas,

porm um mdulo simples que

serve de base para as implementaes

mais sosticadas.

O sistema apresentado consiste em um

display LCDde 2 x 16, um Arduno (neste

caso utilizamos o Tatuno), uma matriz de

contatos e alguns componentes.

No abordaremos neste artigo como

se faz para instalar o compilador e como

funciona o Arduno, que j foi apresenta-

do em artigos anteriores, e vamos direta-

mente para a montagem do projeto. Para

os leitores que desejam saber mais sobre

o Arduno, recomendo a leitura de artigos

que se encontram no sitewww.sabere-

letronica.com.br ou no site da prpria

equipe de desenvolvedores do Arduno

(www.arduino.cc).

A lgica do funcionamentoO sistema consiste em ligar o Arduno,

que car em loop at que o boto seja

pressionado. Neste momento o display

Display de senhascom o Arduno

Este artigo mostra um mdulo

que serve de base para a constru-o de um display LCD que exibe

na tela a prxima senha chama-

da, emitindo um sinal sonoro. Este

sistema j muito utilizado em

bancos e clnicas, porm nesta

montagem utilizando o Arduno

possvel mostrar o seu simples

funcionamento.

Renato Paiotti

que est exibindo Saber Eletronica na

primeira linha e Senha: 0 na segunda,emitir um sinal sonoro pelo buzzer e

exibir Senha: 1 na segunda linha. A

cada toque no boto, uma senha subse-

quente ser chamada. A reinicializao do

processo, ou seja, a volta senha nmero

0 feita pressionando-se o pino Reset

do Arduno.

O displayO display utilizado neste sistema foi

um de 2 linhas por 16 caracteres. Este

tipo de display possui alguns pinos decontato externo, mas os dados so passa-

dos pelos pinos D0 a D7. Iremos usar os

pinos D4 a D7, porm no precisaremos

nos preocupar como e o que deveremos

passar atravs destes pinos para apre-

sentar os dados, isso porque na hora de

compilarmos o cdigo-fonte, estaremos

adicionando uma biblioteca chamada

LiquidCrystal.h, que faz todo o trabalho

de pegar a frase que digitamos (ou as

variveis que desejamos apresentar no

display) e exibi-las.


18/68


Projetos

Os pinos D4 a D7 esto conectados

aos pinos 5 a 2 do Arduno. Os pinos RW

e o GND do display esto conectados ao

pino GND do Arduno, o pino +5 V do

display ao pino de +5 V do Arduino.

O pino V0 do display controla a

luminosidade dos caracteres exibidos,

por este motivo conectamos este pinoao potencimetro que est ligado entre

o +5 V e o GND do Arduno. Conforme

giramos o potencimetro, temos maior

ou menor nitidez do display.

Na fgura 1 temos o esquema eltrico

do projeto onde vemos as conexes entre

o display e o Arduno.

O Interruptor dechamada e o buzzer

Como mostrado na mesma gura,

podemos observar que a chave ou botode chamada est conectado ao pino 8

do Arduno, lembrando que atravs do

cdigo- fonte ele foi setado como Input,

ou seja, ir receber um sinal, forando o

microcontrolador a entender que aquele

pino ser de entrada.

Porm o inverso deve ser feito com

o buzzer, onde o pino 9 em que est co-

nectado, dever ser setado como sada.

Podemos dar dois tipos de sadas atravs

da programao: sada digital ou anal-

gica. Na sada digital temos somente doisestados, alto e baixo, e na sada analgica

temos 255 etapas de sadas.

Para emitirmos um sinal agrad-

vel vamos enviar para o buzzer um

sinal PWM formando uma frequncia

denida por cdigo, por este motivo

bom utilizar os pinos 3, 5, 6, 9, 10 ou 11.

Tanto no buzzer como no boto bom

colocar um resistor de 220 ohms para

evitar picos.

O Cdigo-FonteNo box 1 onde temos o cdigo-fontepodemos observar alguma linhas j co-

mentadas, mas para melhorar o entendi-

mento, descrevo abaixo o passo- a- passo

do programa:

Na primeira linha (#include) inse-

rimos a biblioteca LiquidCrystal.

h, que j vem com o compilador

do Arduno, nesta biblioteca temos

todas as funes de entrada e sada

para a comunicao com o display,

ficando para o desenvolvedor

apenas chamar as suas funes e

passar as variveis, tais como os

pinos de comunicao; em que no

nosso caso usamos os pinos 2, 3,

4, 5, 11 e 12.Atravs do comando lcd.begin

(caractere,linha) inicializamos e

indicamos o formato do display,

que aqui de 16 caracteres por

2 linhas, e no comando lcd.print

(String) enviamos o texto para o

display exibir. O comando lcd.

setCursor (caractere, linha) in-

dica onde o primeiro caractere

dever ser impresso, na primeira

vez que enviamos a frase Saber

Eletronica no usamos a posioque gostaramos em que ela fos-

se exibida, e por este motivo ela

assume a posio zero na linha 0,

lembrando que em programao

comum comearmos qualquer

evento com 0 (zero).

Se observarmos na primeira linha

que est dentro da funo loop

veremos que o chamado coman-

do lcd.setCursor(caractere,linha),

posicionando o cursor no primeiro

caractere na segunda linha. Como

o primeiro caractere indicado por

zero e a segunda linha indicada

por um, temos o comando lcd.

setCursor(0,1).

Nas trs linhas abaixo da linha#include criamos as variveis que

nos ajudaro a manipular os pinos

de entrada e sada, como o caso da

varivel buonPin, que habilita-

r o pino 8 como entrada na funo

pinMode (buonPin, INPUT) para

receber o sinal vindo do boto, e

da varivel sirene que habilitar

o pino 9 como sada para acionar-

mos o buzzer. A outra varivel

o contador, que tem como funo

armazenar o nmero da senha queacabou de ser chamada.

Ainda dentro da funo loop()

temos a condio if, que analisa

se o boto foi acionado atravs da

funo digitalRead (buonPin). Se

o boto acionado, esta condio

se torna verdadeira, acionando as

linhas dentro da condio if. Den-

tro desta condio comeamos com

um pequeno delay ()que suspende

a execuo por um determinado

tempo, em nosso caso 100 milisse-

F1. Esquema

Eltrico.


19/68


gundos, pois o clique no boto levamais de 1 milissegundo, e sem estapausa um clique no boto executa-ria diversas vezes a condio if.Depois do delay, encontramosoutra condio que o for (inti=0; i



Desenvolvimento

Todo projeto envolvendo LEDs faz o projetista esco-

lher o melhor driver, com o melhor consumo aliado ao

melhor rendimento. Neste artigo o autor selecionou os

4 melhores drivers publicados no Livro de Receitas da

Texas Instruments sobre controle de LEDs.

LED Ref. Design Cookbook - T.I.Traduo: Eutquio Lopez

Drivers de LEDs

Lanterna Solar de 3watts (com LEDs)

O CI TPS 61165 funciona com tenso

de entrada entre 3 e 18 V, liberando na sa-

da uma tenso de at 38 V. O dispositivo

controla at 10 LEDs em srie atravs dasua chave FET, especificada para 40 V. Ele

opera numa frequncia de chaveamento

fixada em 1,2 MHz para reduzir o ripplede

sada, melhorar o rendimento da converso,

e permitir o uso de pequenos componentes

externos. A corrente de ajuste do WLED

determinada por um resistor sensor externo

RSET

e a tenso de realimentao regulada

para 200 mV. Em ambos moodos de dim-

ming (digital ou PWM), o ripple de sada

do CI sobre o capacitor de sada pequeno,

no gerando rudo audvel associado como dimming de controle on/off comum.

Para proteo durante condio de LED

aberto, o TPS 61165 corta o chaveamento,

protegendo a sada da ultrapassagem dos

limites mximos especificados.

O PMP3598 utiliza o TPS 61165 em uma

configurao boost assncrona. Um circui-

to adicional implementado em torno do amp.

op. fornece as indicaes de sobretenso/car-

ga da bateria e tambm o elo entre o painel

solar e as entradas da bateria. O circuito

incorpora ainda as necessrias proteesT1. Especificaes

de Projeto.

Parameter

Input Voltage

Output Voltage

Output Ripple

Output Current

Switching Frequency

Minimum

4.5

10.45

-

0

-

Typical

6

10.5

-

-

1200

Maximum

7.4

10.65

50

350

-

Unit

Volts

Volts

mV pp

mA

kHz



F1. Esquema eltrico do PMP3598

Convesor Boost Assncrono.

Sites

Projetos de Referncia:

www.ti.com/powerreferencedesigns

Datasheets, guides, samples:

www.ti.com/sc/device/tps61165

F3. Proteo para LED

aberto (desligado).

F2. Forma de onda

do chaveamento.

F5. Ripple

de sada.

F4. Curva do Rendimento

(%) x Corr. Sada IO

(mA).

trmica e contra sobrecorrente, tendo uma

caracterstica de carga em aberto.

As consideraes mais importantes neste

projeto so o seu alto rendimento e a boa

regulao da corrente do LED. O TPS 61165

opera em modo de corrente constante pararegular a corrente do LED. O pino CTRL

usado como entrada para controlar tanto o

dimming digital quanto o dimming PWM

(controles de brilho do LED).

O modo de dimming para o CI sele-

cionado cada vez que esse pino habilitado.

Um dimming analgico foi implementado

atravs da variao da referncia de reali-

mentao. Um resistor varivel de 20 k

pode ser usado para variar a corrente do

LED de modo a conseguir o dimming.

O conversor eleva de 6 V para 10,5 V/ 350mA, apresentando um rendimento mnimo

de 85%. O circuito usado para controlar

trs WLEDs (LEDs brancos) de 1 W ou

mltiplos LEDs comuns de 50 mA desde

que sua potncia total no ultrapasse 3 W.



Desenvolvimento

F1. Esquema eltrico do Mdulo

TPS62260LED-338.

F2. Trs conversores buck TPS62260,um para cada LED (VM, VD e AZ).

T1. Especificaes

de Projeto.

Driver de LEDs Triplo comTecnologia Sem Fio

Iluminaes para residncias e comr-cios podem auferir a vantagem da misturaadicional de cores de LEDs vermelhos,verdes e azuis. Este projeto de refernciamostra como controlar remotamente a

sada colorida de um LED atravs de umcontrolador sem fio de baixa potncia. Ascores so geradas por trs LEDs (vermelho,verde e azul). Um microcontrolador MSP430,de ultrabaixa potncia, controla o brilhode cada um dos LEDs com uma correnteconstante provida pelos trs conversoresbuckTPS62260, um para cada LED.

A tabela de cores procuradas toma a for-ma de um arranjo armazenado no MSP430.Sempre que oencoderrotativo girado, novosvalores de vermelhos, verdes e azuis so

lidos do arranjo e utilizados para gerar ostrs sinais PWM de sada. comum seremarmazenados 252 valores, os quais poderoser trocados se assim for desejado. Um valordecimal de 100 chaveia o LED paraoff(0%),enquanto um valor de 65535 fornece umarazomark-spacede 100%. Quando a fonte de5 V aplicada, o circuito entra no modo dedemonstrao onde os valores armazenadosno arranjo so lidos e a sada, na sequncia,fica num loopinfinitamente. To logo oencoder rotativo muda, a sequncia para e

um valor particular de cor (do LED) podeser selecionado.Existe um pin header (placa auxiliar)

que pode ser usado para espetar na placa RFdo MSP430 Wireless Development Tool,o qual disponibilizado em separado (oeZ430-RF2500). Com este mdulo adicional,as cores dos LEDs podem ser controladasremotamente via interface RF sem fio.

Caso o projetista prefira reprogramaro MSP430, uma ferramenta de emulaoflash separada para o microcontroladorpoder ser ordenada, tal como a MSP-FET430 UIF. Maiores informaes sobreas duas ferramentas acima mencionadaspodem ser encontradas, respectivamente,em: hp://focus.ti.com/docs/toolsw/fol-ders/print/ez430-rf2500.htmlehp://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/msp-

fet430wif.html

Sites

www.ti.com/sc/device/TPS62260

www.ti.com/tps62260led-338

Parameter

Input Voltage

Output Current

Minimum

4.5

--

Typical

5

0,300

Maximum

5,5

--

Unit

VDC

Amp



Desenvolvimento

Sites

Driver de Corrente de LEDscom PFC, Isolado, 110 W

O mdulo de avaliao (EVM) UC-

C28810EVM-003 um driverde corrente

de LED CA/CC com correo do fator de

potncia (PFC), que se destina a aplicaes

de iluminao pblica, residencial externa

e de mdia/ grande infraestruturas. Seuprojeto consiste de um conversor de trs

estgios que libera at 110 W.

O primeiro estgio um circuito boost

(elevador) - PFC de entrada, universal, que

fornece em sua sada de 305 a 400 VCC. O

segundo estgio um circuito buck(abai-

xador) que prov uma fonte de corrente

controlada, e o terceiro estgio formado

por dois transformadores em meia-ponte

CC/CC para realizar a isolao das mltiplas

fileiras de LEDs. Esta soluo (pendente de

patente) apresenta um mtodo econmico,

sendo facilmente escalonvel para o controle

de mltiplas sries de LEDs.

O UCC28810EVM-003 implementa um

controle de corrente de referncia simples

e dimming universal (via AM ou PWM)

para todos os LEDs. O projeto de refernciacontrola efetivamente um grande n de

LEDs ligados em srie, e a tenso sobre as

fileiras de LEDs segura (baixa) e isolada

da rede de CA. A arquitetura multistring

implementada pelo CI mais econmica

que uma outra com tenso constante mais

um estgio buck para cada fileira de LEDs.

A arquitetura empregada neste projeto de

referncia facilmente escalonvel para

nveis elevados de potncia, e um excelente

casamento das correntes de LEDs entre as

fileiras obtido com ela. O mdulo alcana

um alto rendimento (91%), alta densidade de

potncia e um elevado fator de potncia.

O estgio de controle consiste em um

projeto simples e robusto. O mdulo EVM

protege contra possveis casos de fileiras

de LEDs com curtos ou abertas.

www.ti.com/powerreferencedesignswww.ti.com/sc/device/uc28810

www.ti.com/ucc28810evm-003

F1. Diagrama de Blocos

do UCC28810EVM-003.

F4. Corrente de Entrada (CA)

durante o PWM Dimming.F2. Rendimento X Tenso de linha (rede). F3. Fator de Potncia X Tenso de Linha.

T1. Especificaes

de projeto.

Description

UCC28810

EVM003 100-W

isolated multistring

LED lighting

driver w/ multiple

transformer

Parts

UCC28810

UCC28811

UCC25600

VIN

(AC)

Range

90,265

VOUT

(DC)

Range

22 V,

60V

Number

of LEDs

4x

(7-15)

IOUT

(max)

500 mA

POUT

(max)

110 W

Eff

91%

PFC

Yes

ISO

Yes

Dimming

In

PWM

Dimming

Out

PWM

EVM

jul-09



Desenvolvimento

F1. Esquema completo do circuito

para o Driver com TPS61195.

F4. Linearidade da Corrente para o

Mixed Mode Dimming (VIN

=10,8V)

F2. Curva do Rendimento x

Dimming c/ VIN

=10,8 V; 9s8p

F3. Linearidade da Corrente para o

PWM Dimming (VIN

=10,8 V).

F5. Forma de Onda para o Mixed Mode

Dimming: Brilho 20% - Analgico Puro.

F6. Forma de Onda para o Mixed

Mode Dimming: Modo Brilho 8%.

T1. Corrente LED x Tenso

de Entrada & N LEDs.

Parameter

Input Voltage

Output Voltage

Number of channel

Output Current

Switching Frequency

Min.

4,0

16

--

0

600 KHz

Max.

24

48

8

0,32

1 MHz

Unit

Volts

Volts

--

Amp

--



Desenvolvimento

Sites

Driver de backlightspara LCDs grandes

O CI TPS61195, da Texas Instruments,

possibilita solues altamente integradas

para backlights (lanternas) de grandes

LCDs. Esse dispositivo possui internamente

um regulador boostde alta eficincia e um

MOSFET de potncia de 50 V/ 3 A. Os oitoreguladores de tipo dreno de corrente for-

necem uma regulao de corrente muito

precisa e casada. No total, o CI suporta at

96 LEDs brancos (WLEDs), sendo que sua

sada em configurao boost ajusta o nvel

de tenso para a queda de tenso do WLED

automaticamente de modo a melhorar o

seu rendimento.

O TPS61195 aceita mltiplos modos

de controle de brilho para os WLEDs. Por

exemplo, durante o dimming PWM direto,

a corrente do WLED ligada/ desligadano ciclo ativo com a frequncia sendo de-

terminada por um sinal PWM integrado.

Nesse modo de controle, a frequncia do

sinal programvel via resistor, enquanto

o ciclo ativo controlado pela ao de uma

entrada de sinal externo (PWM) atravs de

um pino PWM.

Nos modos mixados de dimming

analgico, a informao do ciclo ativo da

entrada PWM convertida em um sinal

analgico para controlar a corrente do

WLED linearmente sobre uma rea de brilhocontida entre 12,5 e 100%. O dispositivo

permite tambm que dimming PWM

seja acrescentado quando o sinal analgico

mantiver a corrente do WLED abaixo de

12,5%, situao essa em que o mesmo ser

traduzido numa informao de ciclo ativo

do PWM para controlar o chaveamento da

corrente do WLED de modo que o seu valor

mdio fique abaixo de 1%.

Este CI dispe de proteo contra so-

brecorrente, contra curto-circuito, possui

soft-starte bloqueio de sobretemperatura.

Ele fornece ainda proteo contra sobreten-

so na sada (programvel), sendo o limiar

ajustado por uma combinao formada por

um resistor/ divisor externos.

O TPS61195 dispe de um regulador line-

ar interno para alimentao e encapsulado

em invlucro QFN de 4 x 4 mm.

www.ti.com/powerreferencedesigns

www.ti.com/sc/device/tps61195

E


26/68


Desenvolvimento

Softwares de simulao existem

para todas as reas da engenharia

e diversas conquistas do homem

no seriam possveis sem eles. No

caso da eletrnica, podemos trabalhar

sem tais sowares, mas certamente eles

facilitam nossa vida. Spice a deniopara os sowares de simulao de circui-

tos eltricos no PC. Normalmente esses

sowares so onerosos, porm, temos

uma alternativa chamada LTSpice, da

Linear Technologies.

O LTSpice uma ferramenta de simu-

lao desenvolvida pela empresa citada

que possibilita a simulao de seus CIs,

e tambm a simulao de milhares de

outros circuitos. Esta ferramenta gratui-

ta e pode ser baixada no prprio sitedo

fabricante - www.linear.com.Para explicar o funcionamento do

LTSpice vamos simular alguns circuitos

bem conhecidos e teis na eletrnica, os

ltros utilizando componentes passivos: o

ltro passabaixa, passa-alta e passabanda.

LTSpice e o circuitoO ltro passabaixa aquele onde as

frequncias abaixo da frequncia de corte

do ltro passam e as frequncias acima

so atenuadas. Em um ltro utilizando

um resistor e um capacitor, a frequnciade corte calculada pela frmula:

LTSpiceSimulao - Filtros

Veja como utilizar o LTSpice,

da Linear Technologies, uma

ferramenta alternativa til no

momento de produzir e simular

seus projetos

Bruno Muswieck

Clicando no Novo Arquivo abrir

uma janela com o nome defaultdo progra-

ma, salve o arquivo na pasta desejada com

o nome passabaixa. Agora, devemos

colocar os componentes, para isso vamos

ao atalho component tool onde se encon-

tram todos os componentes das bibliotecaspadres que vm com o LTSpice. Devemos

colocar um resistor (res), capacitor (cap) e a

fonte (voltage) Figura 2.

Uma dica: para girar os componentes

como o R1 preciso que o componente

seja escolhido (component tool) e antes

de coloc-lo, clique no boto rotate no

canto superior direito da tela.

Agora devemos unir o circuito uti-

lizando o boto Wire Tool, e colocar

a referncia no boto Ground. Veja na

fgura 3.Portanto, ns temos nosso ltro pas-

sabaixa montado. O prximo passo

congurar os valores dos componentes.

Clicando com o boto direito em cima

do componente podemos modicar seu

valor. Pela equao 1, para R1= 10k ohms

e C1= 1F temos uma frequncia de corte

de 15,91 Hz, ento vamos congurar para

V1gerar um onda quadrada de 1 kHz e

com R2= 10 k ohms. Figura 4.

Para a congurao de V1no to

simples como a congurao de Rx e Cx,ento clicamos com boto direito em V

1

e no boto Advanced. Para obtermos a

onda quadrada de 1 kHz, devemos con-

gurar os valores de acordo a fgura 5.

Para gerar a onda quadrada utilizamos

o tipo de onda Pulse. Vinitial [V] a

tenso inicial do sinal, Von [V] a tenso

no segundo momento, Tdelay [s] o

delayinicial da onda, Trise [s] o tempo

para a onda ir de Vinitial a Von, Tfall [s]

oposto ao Trise, Ton [s] o tempo em que

a tenso car no valor de Von, Tperiod

c=

1

2RC

Agora vamos ao LTSpice para montar

o circuito. Observe a fgura 1. No LTSpice

irei fazer a explicao de alguns botes

bsicos devido ao objetivo do artigo ser

demonstrar como simular circuitos nele.


27/68

Fevereiro 2010 I

SABER ELETRNICA 445

I27

[s] o perodo da onda e Ncycles o

nmero de vezes que o pulso ser repe-

tido. Para o nosso caso usamos um valor

alto de modo a gerar o pulso quadrado e

repetidas vezes, produzindo assim nossa

onda quadrada.

Simulao, TransientePara rodar a simulao devemos con-

gurar o tipo de simulao em Simulate

-> Edit Simulation Cmd. Agora iremos

fazer a simulao do tipo Transiente, e con-

gurarmos de acordo com a fgura6, onde

representamos a durao da simulao.

Agora podemos rodar a simulao do

ltro passabaixa, para isto clique no boto

run (simulao).

Na primeira vez que rodarmos a simu-

lao, no ir aparecer nada na janela da

simulao. Para podermos ver os sinais necessrio passar o mouse em cima das

conexes do circuito para aparecer oprobe

da medio de tenso, e ao clicar, ir surgir

a forma de onda na janela da simulao.

Tambm possvel passar o mouse nos

componentes e ir aparecer oprobede cor-

rente, ento ir mostrar a onda da corrente

no componente durante a simulao.

Na fgura 7, na janela de simulao

a V(n001) a tenso medida de V1 e a

V(n002) a tenso em R2, onde podemos

ver como se comporta nosso ltro. Pormpodemos modificar estes nomes para

ficar mais fcil de compreender nossa

simulao e, para isso, clicamos no boto

Label Net e vamos colocar dois labels,

Vin como a tenso em V1e Vout como

tenso no R2.

Rodamos novamente a janela e coloca-

mos os probes em Vin e Vout e poderemos

ver uma janela igual a fgura 8, agora ca

mais fcil de compreender o circuito.

Essa opo til quando nosso circuito

ca complexo, isto ajuda na anlise dasimulao.

Agora voc j tem o circuito bsico de

um ltro passabaixa, ento pode mexer

nos valores para ajustar um ltro de acor-

do com sua aplicao, como por exemplo,

diminuir o ripple ajustando R1e C

1.

Simulao, Anlise em ACOutro tipo de simulao muito inte-

ressante o tipo AC analysis, ou an-

lise em AC. Com este tipo de simulao

podemos ver a resposta em frequncia

F1. LTSpice.

F2. Montagem

Passa Baixa.

F3. Wire Tool e

Ground.

F4. Passa baixa

valores.


28/68

28 I

SABER ELETRNICA 445

IFevereiro 2010

Desenvolvimento

do nosso ltro. Para isso, na opo deconguraes da simulao devemos ir

em AC analysis e congurar de acordo

com a fgura 9.

A congurao type of sweep a

congurao do eixo das frequncias

e normalmente quando analisamos a

resposta em frequncia utilizamos a

escala em dcadas, Number of points

per decade a resoluo do eixo de

frequncias, Start Frequency a

frequncia incial de anlise e a Stop

Frequency a frequncia nal de an-lise. Para nossa anlise, sendo o sinal da

onda quadrada 1 kHz, vamos analisar de

1 Hz a 100 kHz.

Aps clicar em Ok, o mouse car

com a congurao para voc colocar em

algum lugar da tela. Depois de coloc-la,

voc dever deletaro comando do LTSpice

.trans 50m que era referente a anlise

de transientes.

Se rodarmos agora a simulao, o

LTSpice apresentar uma janela de falha

porque no conguramos o V1para estetipo de anlise, ento devemos clicar com

boto direito em V1e congurar de acordo

a fgura 10, ou seja, congurao da onda

foi retirada, none, e em AC Amplitude

colocamos 5 V, sendo que esta congura-

o responsvel pela anlise AC.

Depois de feitas estas conguraes, o

circuito dever car igual a fgura 11.

Porm, na gura 11, no podemos tirar

muita informao porque o que desejamos

saber a relao entre amplitude de Vout

e Vin, para isso selecionamos a janela de

F5. Congurao da

fonte de tenso.

F6. Congurao de

Simulao Transiente.

F7. Simulao.

F8. Labels.


29/68


simulao, apertamosdelete, o mouse carem formato de uma tesoura, agora deleta-

mos o Vout. O Vin deve ser congurado:

para isso clicamos com o boto direito

em Vin e colocamos a seguinte expresso

V(vout)/V(vin). Rodamos a simulao e

teremos o resultado da fgura 12.

A linha slida a amplitude do sinal e

a linha tracejada a fase do sinal. Algumas

informaes do grco: nossa frequncia

de corte calculada de 15,89 Hz, pode-

mos ver que o ltro atenua pouco o sinal

na frequncia de corte comparado comos seus valores iniciais, isto devido ao

valor de R1ser alto, o que atenua o sinal

em frequncia menor do que a de corte.

Experimente alter-lo para 1 kW, o que ir

mudar a frequncia de corte para 159 Hz,

resultando em uma atenuao de -3 dB

nesta frequncia.

Para podermos ver os valores de

magnitude de sinal e fase desta curva

com maior preciso, clicamos com o boto

esquerdo no nome da curva, e abrir uma

janela que informa os valores da curva nolocal do cursor do mouse.

Concluso

Demonstrei como fazemos para gerar

os tipos de simulaes de transiente e AC, e

passei algumas informaes que podemos

obter com estas simulaes em nosso ltro

passabaixa. Depois do ajuste do nosso ltro

de acordo com a aplicao desejada, ento

hora de ir para o teste no mundo real,

porm j ganhamos muito tempo sem a

necessidade de sujar nossas mos.

F9. Anlise

AC.

F10. Confgurao V1

para anlise AC.

F11. Anlise AC

Vin e Vout.

F12. Anlise AC

Vout/Vin.

E


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Instrumentao

Cinco Dicas para

Reduo de Rudonas Medies

Newton C. Braga

Este artigo foi publicado ori-

ginalmente pela National Instru-

ments (www.ni.com), sendo degrande utilidade para todos os que

trabalham com instrumentao G

arantir medidas exatas geral-

mente significa ir alm das

especicaes de um datasheet.

Entender uma aplicao nocontexto do seu ambiente eltrico tambm

importante para assegurar o sucesso,

particularmente em ambientes ruidosos

ou industriais. Loops de terra, tenses

elevadas em modo comum e radiao

eletromagntica so exemplos de rudos

que podem afetar um sinal.

Existem muitas tcnicas para reduzir o

rudo em um sistema de medio, que in-

cluem blindagem adequada, cabeamento

e terminao. Alm desses cuidados co-

muns, voc pode fazer mais para garantiruma melhor imunidade a rudo. As cinco

tcnicas, a seguir, servem como um guia

para alcanar resultados mais exatos nas

medies.

Rejeio de Tenso DCem Modo Comum

Realizar medies mais exatas nor-

malmente comea com leituras diferen-

ciais. Um dispositivo ideal de medies

diferenciais l apenas a diferena de

potencial entre os terminais positivo e

negativo do(s) seu(s) amplicador(es) de

instrumentao. Dispositivos prticos,

entretanto, so limitados na habilidade derejeitar tenses em modo comum. Tenso

em modo comum a tenso comum a

ambos os terminais, positivo e negativo,

do amplicador de instrumentao. Na

fgura 1, 5 V comum para ambos os

terminais, AI+ e AI-, e o dispositivo ideal

l os 5 V que resultam da diferena entre

os dois terminais.

A tenso de trabalho mxima de um

dispositivo de aquisio de dados (DAQ)

refere-se ao sinal de tenso somado ten-

F1. Um amplicador de instrumen-

tao ideal rejeita completamente

tenses em modo comum.

F2. A isolao separa eletricamente o terra de referncia do

amplicador de instrumentao do terra geral.


31/68


so em modo comum e especica o maior

potencial que pode existir entre umaentrada e o terra. A tenso de trabalho

mxima para a maioria dos dispositivos

DAQ a mesma que a faixa de entrada

do amplicador de instrumentao. Por

exemplo, dispositivos DAQ Srie M de

baixo custo como a NI 6220 tm uma ten-

so de trabalho mxima de 11 V; nenhum

sinal de entrada pode ultrapassar 11 V

sem causar dano ao amplicador.

A isolao pode aumentar drastica-

mente a tenso de trabalho mxima de

um dispositivo DAQ. No contexto de umsistema de medio, isolao signica

separao fsica e eltrica de duas partes

de um circuito. Um isolador passa dados

de uma parte do circuito para a outra

sem conduzir eletricidade. Como a cor-

rente no pode uir atravs da barreira

de isolao, voc pode mudar o nvel de

referncia do dispositivo DAQ para um

nvel diferente do terra. Isso desacopla a

especicao de tenso mxima de traba-

lho da faixa de entrada do amplicador.

Na fgura 2, por exemplo, o terra de refe-

rncia do amplicador de instrumentao

eletricamente isolado do terra geral.

Enquanto a faixa de entrada a mes-

ma que na gura 1, a tenso de trabalho

foi estendida para 60 V, rejeitando 55 V

da tenso de modo comum. A tenso de

trabalho mxima , agora, denida pela

isolao do circuito, ao invs da faixa de

entrada do amplicador.

O teste de clula de combustvel um

exemplo de aplicao que requer rejeio

de altas tenses DC em modo comum.

Cada clula individualmente pode gerar

aproximadamente 1 V, mas uma pilha declulas pode produzir vrios kilovolts ou

mais. Para medir com exatido a tenso

de uma nica clula de 1 V, o dispositivo

de medio deve estar preparado para

rejeitar a alta tenso em modo comum

gerada pelo restante da pilha.

Rejeio de Tenso ACem Modo Comum

Raramente tenses em modo comum

consistem apenas de um nvel DC. A

maior parte das fontes de tenso em modocomum contm componentes AC soma-

das ao nvel DC. O rudo inevitavelmen-

te acoplado ao sinal medido por meio do

ambiente eletromagntico ao redor. Isto

particularmente problemtico para si-

nais analgicos de nvel baixo passando

pelo amplicador de instrumentao do

dispositivo DAQ.

As fontes de rudo AC podem ser clas-

sicadas em geral pelos seus mecanismos

de acoplamento capacitivo, indutivo

ou radiado. Acoplamentos capacitivosresultam de uma variao temporal de

campos eltricos, como aquelas criadas

por aproximao de rels ou outros si-

nais de medio. Rudos de acoplamento

indutivo ou magntico resultam de uma

variao temporal de campos magnticos,

semelhante quelas criadas por aproxima-

o de maquinrio ou motores.

Se a fonte de campo eletromagntico

est longe do circuito de medio, como

a iluminao uorescente, o acoplamento

dos campos magntico e eltrico consi-

derado eletromagntico combinado ouacoplamento radiado. Em todos os casos,

uma tenso em modo comum varivel no

tempo acoplada ao sinal de interesse, na

maior parte dos casos na faixa de 50-60 Hz

(frequncia da rede eltrica).

Um circuito de medio ideal tem um

caminho perfeitamente balanceado para

ambos os terminais, positivo e negativo,

do amplicador de instrumentao. Tal

sistema rejeitaria completamente qual-

quer rudo com acoplamento AC. Um

dispositivo prtico, entretanto, especicao grau de tenso em modo comum que ele

pode rejeitar com uma relao de rejeio

de modo comum (CMRR). A CMRR

a razo entre ganho do sinal medido e

o ganho do modo comum aplicado ao

amplificador, como mostra a seguinte

equao:

F3. A NI 6230 possui uma CMRR

muito maior que a NI 6220.

F4. Uma medio diferencial de termo-

par com uma fonte de sinal aterrada

pode criar um loop de terra.


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Instrumentao

Escolher um dispositivo DAQ com

uma CMRR melhor sobre uma faixa de

frequncia mais larga pode fazer uma

diferena signicativa na imunidade a

rudo do seu sistema. Afgura 3, por

exemplo, mostra a CMRR para um dis-

positivo de baixo custo Srie M compa-

rada com a de um dispositivo industrialSrie M.

Em 60 Hz, os dispositivos industriais

Srie M NI6230 tm 20dB a mais de CMRR

que os dispositivos de baixo custo Srie M

6220. Isso equivalente a uma atenuao

10 vezes melhor de rudos em 60Hz.

Qualquer aplicao deve se bene-

ciar ao rejeitar rudos de 60 Hz. Todavia,

mquinas rotativas ou motores de alta

rotao requerem imunidade a rudo em

altas frequncias. Em 1 kHz, dispositivos

NI 6230 rejeitam rudo 100 vezes melhorque dispositivos NI 6220, fazendo deles

ideais em aplicaes industriais.

Quebre os Loops de TerraLoopsde terra so indiscutivelmente a

fonte de rudo mais comum em sistemas

de aquisio de dados. Aterramento ade-

quado essencial para medies precisas,

porm um conceito que frequentemente

no assimilado. Um loop de terra se

forma quando dois terminais conectados

em um circuito esto em potenciais deterra diferentes. Essa diferena ocasiona

um uxo de corrente na interconexo, o

que pode causar erros de nvel. Para com-

plicar ainda mais, o potencial de tenso

entre o terra da fonte de sinal e o terra do

dispositivo DAQ geralmente no um

nvel DC. Isso resulta em um sinal que

apresenta componentes da frequncia da

alimentao da rede nas leituras. Consi-

dere a aplicao simples de termopar na

fgura 4.

Neste caso, uma medio de tem-peratura teoricamente simples se torna

complexa pelo fato do dispositivo sob

teste (DUT) estar em um potencial de terra

diferente do dispositivo DAQ. Mesmo

com ambos os dispositivos compartilhan-

do o mesmo terra, a diferena de potencial

pode ser 200 mV ou mais, se os circuitos

de distribuio de alimentao no es-

tiverem adequadamente conectados. A

diferena aparece como uma tenso em

modo comum com uma componente AC

no resultado da medio.

Lembre-se que isolao um meio

de separar eletricamente o terra da

fonte de sinal do terra de referncia do

amplicador de instrumentao (veja afgura 5).

Como a corrente no pode uir pela

barreira de isolao, o terra de referncia

do amplicador pode estar em um po-

tencial maior ou menor que o da Terra.

Voc no pode criar um loopde terra em

um circuito desses. Usar um dispositivo

de medio isolado evita a necessidade

de aterrar adequadamente um sistema

de medio, garantindo resultados mais

precisos.

Use Loops de Correntede 4-20 mA

Cabos com comprimento longo e

a presena de rudo em ambientes in-

dustriais, ou eletricamente carregados,

podem fazer com que a medio precisa

de tenso se torne difcil. Por isso, trans-

dutores industriais que medem presso,

uxo, proximidade e outros geralmente

emitem sinais de corrente ao invs de

tenso. Um loopde corrente de 4-20 mA

um mtodo comum de um sensor enviar

informao por longas distncias em

muitas aplicaes de monitoramento deprocesso, como mostra a fgura 6.

Cada um desses loops de corrente

contm trs componentes um sensor,

uma fonte de alimentao e um ou mais

dispositivos DAQ. O sinal de corrente

do sensor est tipicamente entre 4 e 20

mA, com 4 mA representando o mnimo

de sinal e 20 mA representando o mxi-

mo. Esse esquema de transmisso tem a

vantagem de usar 0 mA para indicar um

circuito aberto ou uma conexo ruim.

Fontes de alimentao esto tipicamente

F5. A isolao elimina loops de terra, separando o

terra do terra de referncia do amplicador.

F6. Um amplicador de instrumentao usa um resistor

shunt para converter sinais de corrente em tenso.

F7. Lgica 24 V tem melhores

margens de rudo que TTL.


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na faixa de 24 a 30 VDC, dependendo

do total de queda de tenso ao longo do

circuito. Finalmente, o dispositivo DAQ

usa um resistor shunt de alta preciso

entre as pontas do amplicador de ins-

trumentao para converter o sinal de

corrente em uma medio de tenso.

Como toda corrente que ui de uma pontada fonte de alimentao deve retornar

para a outra, sinais em loop de corrente

so imunes maioria das fontes de rudo

eltrico e quedas de tenso ao longo de

cabos com grande extenso. Alm disso,

os os que fornecem alimentao para o

sensor tambm levam o sinal de medio,

simplicando muito o cabeamento.

Uma barreira de isolao como aquela

exibida na fgura 6fornece dois grandes

benefcios em aplicaes em loop de

corrente. Primeiro, como a tenso dafonte de alimentao tipicamente excede

o nvel mximo de entrada da maior parte

dos amplicadores de instrumentao, a

isolao essencial para alterar o nvel do

terra do amplicador em relao ao terra

para uma tenso aceitvel. Segundo, loops

de corrente operam com o princpio que

a corrente nunca sai do circuito. Portanto,

isolar o loopde corrente de qualquer cami-

nho para terra previne a degradao do

sinal. Dispositivos como os dispositivos

DAQ industriais da Srie M NI 6238 e NI6239 fornecem um resistor deshuntincor-

porado e at 60 VDC de isolao do terra

para aplicaes com loops de corrente de

4-20 mA.

Use Lgica Digital em 24 VO rudo de medio no est limita-

do a sinais analgicos. Lgicas digitais

tambm podem ser afetadas por um

ambiente eltrico ruidoso, possivelmente

indicando valores ligado/desligado falsos

ou disparos (trigger) acidentais. Existemdiversos nveis de tenso e famlias lgicas

associados com E/S digitais, alguns mais

resistentes a rudo que outros. A Lgica

Transistor-Transistor (TTL) de longe a

famlia mais comum, alimentando des-

de microprocessadores a LEDs. Mesmo

sendo largamente disponvel, o TTL nem

sempre a melhor alternativa para as

aplicaes digitais.

Para aplicaes industriais, o TTL tem

a desvantagem intrnseca de apresentar

margens de rudo pequenas. Com nveis

lgico-alto e lgico-baixo de 2,0 V e 0,8

V, respectivamente, existe uma pequena

janela para erro. Por exemplo, a margem

de rudo para uma entrada TTL em nvel

lgico-baixo 0,3 V (a diferena entre 0,8

V, o nvel lgico-baixo TTL mximo de

entrada, e 0,5 V, o nvel lgico-baixo TTL

mximo de sada). Qualquer rudo acopla-do ao sinal digital maior que 0,3 V pode

levar a tenso para a regio indenida en-

tre 0,8 V e 2,0 V. Nela, o comportamento da

entrada digital incerto e pode produzir

valores incorretos (fgura 7).

A lgica de 24 V, por outro lado,

oferece margens de rudo maiores e

melhor imunidade geral a rudo. Como

a maioria dos sensores, atuadores e lgi-

cas de controle j operam com fontes de

alimentao de 24 V, conveniente usar

nveis lgicos digitais correspondentes.Com um nvel lgico-baixo de entrada

de 4 V e um nvel lgico-alto de entrada

de 11 V, os sinais digitais so menos

suscetveis ao rudo.

A maioria dos dispositivos de me-

dio com E/S digital em 24 V oferece

caractersticas adicionais de reduo

de rudo. Por exemplo, os dispositivos

National Instruments industriais Srie M

tm ltros de entrada programveis para

debouncede entradas com rels. Com um

fechamento mecnico do rel, existe umpequeno perodo de tempo (da ordem de

milissegundos) no qual as superfcies de

contato vibram (bounce) uma contra a ou-

tra. Sem ltragem, a entrada lgica pode

ler isso como uma sequncia de sinais liga-

do/desligado. Estes dispositivos tambm

oferecem isolao, um fator importante a

considerar se partes do sistema geral so

alimentadas com fontes diferentes.

Concluso

H muitos fatores a ponderar quandotentamos reduzir o rudo em um sistema

de medio. Alm de blindagem, cabe-

amento e terminaes adequadas, fazer

uma considerao cuidadosa de tenses

em modo comum, aterramento e fontes

de rudo prximas, essencial para

resultados precisos. Contudo, entender

o ambiente eltrico do seu sistema nem

sempre simples. A isolao um meio

fcil de adicionar outra camada de con-

ana s suas medies, no importando

o sinal ou a aplicao. E


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Instrumentao

Newton C. Braga

Nos multmetros digitais comuns,a medida das intensidades decorrente feita introduzindo-seno circuito um resistor de baixa

resistncia atravs do qual a corrente a

ser medida ui. Mede-se ento a quedade tenso nesse resistor, conforme mostra

a fgura 1.No entanto, neste caso preciso consi-

derar inicialmente dois fatores que podemafetar os resultados das medidas.

O primeiro que, por mais baixa queseja a resistncia interna sobre a qual semede a tenso, ela no desprezvel, e por

isso afeta a corrente que est sendo medi-da. O segundo que deve-se considerar a

presena dos cabos que ligam as pontas

de prova e que, quando comparados coma resistncia interna do instrumento, notm uma resistncia desprezvel.

Para as medidas de resistncias tam-bm devem ser considerados erros in-troduzidos pela resistncia dos cabos eoutros que sero analisados a seguir.

Efeitos da Dissipaode Potncia

Na medida de resistncias, o instru-mento faz circular uma corrente pelo

dispositivo. Assim, no caso de resistoresdeve-se tomar cuidado para que a cor-rente usada pelo instrumento na medidano eleve sua temperatura a ponto de

afetar sua resistncia. Isso pode ocorrer

com resistores que tenham coecientes

de temperatura elevados, conforme indicaa fgura 2.

Veja na tabela 1dada a seguir, algu-mas correntes empregadas pelos instru-mentos em diversas escalas e quanto depotncia um dispositivo sob teste (DUT)

dissipar em plena escala.

Erros de Medidas em

Multmetros DigitaisAo contrrio do que muitos

pensam, os multmetros digitais

tambm esto sujeitos a erros.

Esses erros podem ocorrer nasmedidas de correntes DC, corren-

tes AC, e quando os instrumentos

possuem recursos mais avana-

dos, na medida de frequncias e

perodos.

Veja, neste artigo, como elimi-

nar ou reduzir esses erros. O artigo

foi baseado em documentao

da Agilent Technologies

Efeitos do tempo deacomodao

Quando se mede uma resistncia numcircuito, deve-se considerar que o circuitoem que ela se encontra e mesmo os cabos

representam a presena de uma certacapacitncia.

Dessa forma, h um certo tempo ne-cessrio para que a corrente no dispositivoem teste se estabilize, justamente devido aessa capacitncia. Em alguns casos, essas

capacitncias podem chegar a valores to

altos quanto 200 pF.

Assim, ao se medir uma resistncia

acima de 100 kohms, os efeitos da capa-citncia do circuito e do cabo j se fazemsentir, exigindo que haja um certo tempo

para que a medida se complete.Os erros de medida podero ento

ocorrer caso no se espere essa acomo-dao, quer seja no instante em que se

realiza a medida, quer seja quando semuda de faixa.

Medidas de altasresistncias

Quando se medem resistncias eleva-das podem surgir erros devido a fugasque ocorrem pela prpria sujeira da pla-

ca ou no isolamento dos componentes,conforme ilustra a fgura 3. importante manter limpa a parte do

circuito em que medidas de resistnciaselevadas devam ser feitas. Lembramos

que substncias como o nylone lmes dePVC so isolantes relativamente pobres,

podendo causar fugas num circuitoafetando, assim, a medida de eventuaisresistores ou outros componentes devalores muito altos.

Para que se tenha uma ideia, um

isolador de nylon ou PVC pode afetar


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em 1% a medida de um resistor de 1Mohms, em condies de umidade algoelevadas.

Esse tipo de problema muito comumquando se testa resistores de foco demonitores de vdeo e televisores. O valormedido pode estar abaixo do normal

devido sujeira acumulada, atrada pelaalta tenso do prprio cinescpio.

Queda de tensoUm outro erro introduzido nas medi-

das de corrente devido tenso de cargado circuito em srie. De acordo com a fgu-ra 4, quando um instrumento ligado emsrie com um circuito, um erro geradopela tenso que aparece no resistor internoe nos cabos das pontas de prova.

Os mesmos erros so vlidos para

o caso em que correntes alternadas somedidas. Entretanto, em medidas decorrente alternada os erros devidos carga representada pelo instrumento somaiores, pois temos as indutncias doselementos internos do circuito a seremsomadas.

Erros nas medidas defrequncia e perodo

Os erros nessas medidas ocorremprincipalmente quando sinais de baixas

intensidades so analisados.A presena de harmnicas, rudos eoutros problemas pode afetar as medi-das. Os erros so mais crticos nos sinaislentos.

ConclusoAo realizar medidas de resistncias,

correntes e tenses com um multmetrodigital preciso levar em conta que apreciso das medidas tambm depen-der do modo como o instrumento

usado.Alm disso, necessrio conhecer assuas caractersticas para entender a pos-sibilidade de que eventuais diferenas deleituras possam surgir.

No basta encostar as pontas de provaem um circuito e acreditar totalmentena indicao que o instrumento dar. preciso saber o que est acontecendo nocircuito e principalmente no instrumento,para ver se ele no est sendo engana-do e passando o resultado enganoso ao

operador.

Faixa Corrente de Teste Dissipao do DUT plena escala

100 ohms 1 mA 100 W

1 k ohms 1 mA 1 W

10 k ohms 100 A 100 W

100 k ohms 10 A 10 W

1 M ohms 5 A 30 W

10 M ohms 500 nA 3 WE

F1. Mesmo sendo baixa a resistncia,

no pode ser desprezada.

F2. Cuidado nas medidas de resistores com

coefcientes de temperatura elevados.

F3. Poeira nas placas pode apresentar

fugas e distorcer os resultados.

F4. Erro gerado pela tenso que surge

no resistor interno e nos cabos.

T1. Correntes e dissipaes

(potncia) em plena escala.


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36 ISABER ELETRNICA 444IJaneiro 2010

Instrumentao

Medies de Campos

Eletromagnticoscausados por sistemas de transmisso

Com o avano das telecomunica-

es, somos expostos cada vez

mais a campos eletromagnticos,

por exemplo, redes celulares

e novos sinais de TV Digital. Por isso,os efeitos dos campos eletromagnti-

cos (Electromagnetic Fields - EMFs) so

amplamente discutidos em pblico

no momento. Para medidas e controle

precisos, tanto para aceitao pelas nor-

mas quanto para vericao de efeitos

adversos, sistemas de medio portteis

so ideais para uma rpida vericao

em campo.

Para medidas precisas de campos

eletromagnticos, inclusive com gerao

de estatsticas, um sistema porttil demedio o ideal. Especialmente em reas

densamente povoadas, onde discrio

pode ser um fator a considerar.

Medies precisas eavaliaes estatsticas

No apenas as medies instantneas,

mas a coleta durante perodos longos e o

tratamento estatstico desses valores so

fundamentais.

Tais anlises so ferramentas que for-

necem uma base slida para a discussosobre os efeitos, por exemplo, das opera-

doras celulares. As operadoras precisam

no apenas de medies abrangentes por

curtos perodos (short-term), dos campos

eletromagnticos, mas por vezes tambm

por longos perodos (long-term). Tais me-

didas podem ser necessrias quando de

um comissionamento ao serem instalados

novos sistemas, como inclusive em sequ-

ncias de medies em grandes reas.

At o momento apenas dois mtodos

estavam disponveis para medir os efeitos

Cada vez mais a ateno das

pessoas tem sido tomada pelos

assuntos relativos ao aquecimento

global, criando uma grande mo-

bilizao sobre o meio ambiente

e como conserv-lo. Inicialmente

se levantou a preocupao com

a camada de oznio e os efeitos

que a radiao solar pode causar,

o que felizmente levou a uma

conscientizao muito grande

da populao. Outras formas de

radiao vm agora tona e, uma

que tem adquirido importncia

cada vez maior, esta nossa volta

e nem sempre nos damos conta: a

Radiao No Ionizante ou RNI.

dos campos eletromagnticos no ambiente

(Electromagnetic Fields on the Environment

-EMCE):

Medio de banda larga com o au-

xlio de um sensor isotrpico;Medio de frequncia seletiva com

auxlio de uma antena dipolo ou

direcional.

Um sistema combinando as duas

vantagens ideal para medies de EMF

(fgura 1).

Este sistema pode ser usado para me-

dies precisas e avaliaes estatsticas

de campos eletromagnticos, particular-

mente em reas densamente povoadas.

Funciona em conjunto com um sofware

para medies de EMF, que foi espe-cialmente desenvolvido para aplicaes

de compatibilidade eletromagntica no

ambiente. Com a ajuda deste soware,

locais crticos como escolas podem ser

monitorados durante um longo perodo

de tempo (dias ou semanas).

Entre outros tipos, podem ser medidos

campos eletromagnticos causados por

servios de radiocomunicao tais como

GSM, CDMA, UMTS, WiMAX, LTE,

DECT, Bluetooth ou W-LAN, ou por

som e radiodifuso de TV.

Sensor Isotrpicosimplifica a Medio

Um sensor isotrpico um sensor

ideal e s existe na teoria. Porm, com

a combinao de vrios sensores po-

demos criar um sensor cujo comporta-

mento idntico ao isotrpico terico.

Os sensores desenvolvido pela Rohde

& Schwarz so composto por trs

monopolos passivos, ortogonalmente

dispostos e que so selecionveis por

Jrgen KauscheBernhard Rohowsky

Traduo: Fernando Pavanelli


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Janeiro 2010 I

SABER ELETRNICA 444

I37

Instrumentao

meio de diodos PIN integrados, tendo

a funo de uma chave de RF. O sof-

tware calcula a intensidade de campo

isotrpica equivalente aos trs valores

medidos com o auxlio de um algoritmo

proprietrio.

Para obter timas caractersticas

isotrpicas, prximas do ideal, os mono-polos so simtricos haste da antena.

Esse conjunto revestido por um radome

feito de poliestireno para proteo con-

tra os efeitos meteorolgicos ou danos

mecnicos.

O modelo de radiao isotrpica deste

sensor simplifca consideravelmente as

medies. Para medies feitas durante

longos perodos, medies de intensidade

de campo com seleo de frequncia po-

dem ser conduzidas independentemente

da direo e polarizao, com o sensorestacionrio.

A localizao de fontes irradiantes

atravs da intensidade de campo mxi-

mo em espaos fechados como salas, que

Eletrónica Instrumentação – Dicas de Medições

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